ОБОРУДОВАНИЕ СОЛОДОВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

3. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС СОЛОДОВНИ И РАСХОД ВОЗДУХА

3. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС СОЛОДОВНИ И РАСХОД ВОЗДУХА

Одним из наиболее сложных и мало изученных вопросов в расчете пневматической солодовни является расчет количества воздуха, необходимого для проветривания солода. До сих пор еще неизвестно точно, какая часть освобождающейся энергии от расщепления углеводов и жира при солодоращении выделяется в виде тепла. Однако не подлежит сомнению, что количество воздуха, необходимого для проветривания солода, следует устанавливать в соответствии с выделяемым при проращивании теплом.

Казалось бы, возможен и другой принцип определения расхода воздуха, а именно: расчетом по количеству необходимого для дыхания кислорода. Однако по этому расчету получается такое незначительное количество воздуха, которое ни в какой мере не обеспечивает охлаждения солода.

Тепловой баланс солодовни удобно составлять по методу «замкнутой коробки». Сущность этого метода заключается в том, что данный объект рассматривают как коробку, в которую входящие вещества (замоченное зерно, воздух и т. д.) вносят тепло, а выходящие из нее (зеленый солод, отработанный воздух и т. д.) выносят тепло. Для составления теплового баланса нет надобности знать, какие превращения внутри коробки претерпевают теплоносители; необходимо знать только теплосодержание последних и тепловой эффект происходящих внутри реакций. В условиях пневматической солодовни можно наметить следующую схему теплового баланса (табл. 2-7).

Т а б л и ц а 2-7

Приход тепла

Расход тепла

1.Теплосодержание замоченного зерна

Q1 = G3 ?c3?t3 ккал (2-22)

2.Тепло, выделяемое при проращивании*

Q2 = 4179 S ккал (2-23)

3.Теплосодержание аппарата при загрузке

Qз = Gа?cа? t2 ккал (2-24)

4.Теплосодержание кондиционированного воздуха

Q4= I1?L ккал (2-25)

1.Теплосодержание зеленого солода

Q5 = Gсс?t3  ккал (2-26)

2.Теплосодержание отработанного воздуха

Q6=I2?L  ккал (2-27)

3.Теплосодержание аппарата при выгрузке

Q7= Gаа?tз ккал (2-28)

4.Потери тепла в окружающую среду

QQ = α?F?Δt?τ  ккал (2-29)

Обозначения:

G3, Gс-вес замоченного зерна и зеленого солода, в кг; t, tз - температура зерна при загрузке и солода при выгрузке, в °;

с3, сс - удельная теплоемкость зерна и солода, в ккал/кг°. Численные значения этих величин принято подсчитывать как средневзвешенные из теплоемкости сухих веществ и воды: (ф 2-44)

с0-теплоемкость сухих веществ зерна или солода (для ячменя, овса, проса и ржи со = 0,34; для пшеницы с0 =0,36 ккал/кг°) ; S -потери сухих веществ при проращивании, в кг;

Gа-вес нагреваемых при солодоращении частей аппарата, в кг; са-удельная теплоемкость материала аппарата (для стали са = 0,115; бетона - 0,21 и для кирпича са=0,22 ккал/кг°); I1 и I2 - теплосодержание кондиционированного и отработанного воздуха, в ккал/кг.

Теплосодержание воздуха можно найти по диаграмме I - х (см. Приложение) или рассчитать по следующему уравнению:

(ф 2-45)

Для определения количества выделяющегося при проращивании тепла сделаны следующие допущения:

а)     потеря сухих веществ при проращивании равна потере крахмала;

б)      на 1 кг потерь сухих веществ выделяется тепло, равное теплотворной способности крахмала, т. е. 4179 ккал./кг.

t - температура воздуха, в °;

х - влагосодержание воздуха, в кг/кг

L - расход воздуха на проветривание солода, в кг;

α- коэффициент теплоотдачи с поверхности барабана (или с открытой поверхности солода в ящиках), в ккал/м2 час

F- поверхность барабана (или поверхность солода в ящиках), в м2;

? - продолжительность проращивания солода, в часах.

Уравнение теплового баланса (ф 2-46)

Откуда расход воздуха: (ф 2-47)

Учитывая небольшую разницу в значениях Q3 и Q7, уравнение (2-ЗЗ) можно представить в более простой форме: (ф 2-48)

Пример 2-4. Рассчитаем расход воздуха на проветривание солода в ящичной пневматической солодовне.

Расчет производим на 1 т очищенного ячменя.

Устанавливаем следующий температурный режим проращивания (табл. 2-8).

Таблица 2-8

Температурный режим проращивания

Температура в ° сразу после нагрузки ящиков

Время проращивания (в сутках)

1

2

3

4

5

6

7

В слое солода

12

21

20

19

18

17

16

15

Отработанного воздуха

-

16

18

17

16

16

15

14

Кондиционированного воздуха

-

10

10

10

10

10

10

10

 

Относительная влажность φ1  кондиционированного воздуха принята во избежание подвяливания солода предельной, т. е. φ1 = 100%, у отработанного воздуха, в соответствии с опытными наблюдениями, - φ2 = 90%.

1. Полагаем, что на 1 т очищенного ячменя приходится, в кг:

замоченного ячменя                                      1536

зеленого солода                                             1407

Теплоемкость замоченного ячменя: (ф 2-49)

Теплоемкость зеленого солода: (ф 2-50)

 

Следовательно,

2. Потеря сухих веществ при проращивании равна 43 кг, тогда: (ф 2-51АиБ)

 

3.  Учитывая малую разность температур замоченного ячменя и зеленого солода (12 и 15°), считаем, что;

По I-x -диаграмме (см. Приложение) находим теплосодержание кондиционированного воздуха,  (ф 2-52А)

 при t1- 10° и φ1 = 100%, равное (ф 2-52Б)

<< предыдущая  |  следующая >>

   Наиболее популярные книги в каталоге