На рисунке представлена усовершенствованная по сравнению с типовой технологическая схема скоростного разваривания с тонким помолом зерна. В состав схемы входят оборудование и машины для тонкого измельчения зерна, смеситель, насосы, экстрапаровая контактная головка (контактная головка вторичного пара), расширитель, остропаровая контактная головка и выдерживатель-паросепаратор.
Рис. 4�5. Технологическая схема скоростного разваривания УкрНИИСПа
Очищенное на зерновом сепараторе зерно из силоса 1 норией 2 подается в бункера 3, из которых через магнитный сепаратор 4 поступает на молотковую дробилку 5. Измельченный продукт норией 6 транспортируется на рассев 7. Крупка, прошедшая через рассев и характеризуемая 96�100%-ным проходом через сито с отверстиями диаметром 1 мм, поступает в бункер 10, а сход с сита � на вальцовый станок 8 и после доизмельчения норией 9 подается на рассев 7. Тонкоизмельченное зерно через дозатор 11 попадает в смеситель 12, где смешивается с водой. Соотношение зерна и воды 1 : (2,5-3,0), температура замеса 20�25�С, время пребывания в смесителе 15 мин.
Замес насосом 19 подается на экстрапаровую контактную головку 20, где мгновенно нагревается до температуры 90� 95 �С. Далее замес самотеком поступает в расширитель 21 и затем насосом 22 подается в контактную головку 23, где острым паром нагревается до температуры разваривания, после чего подвергается тепловой обработке в прямоточном диафрагмированном трубчатом разварнике 24. Разваренная масса непрерывно выдувается в выдерживатель-паросепаратор 25.
Режимы разваривания зерна по скоростной схеме в зависимости от степени измельчения представлены в табл. 4�3.
При использовании картофеля клубни ковшовым элеватором 13 подаются на автоматические весы 14, затем в бункер 15 и из него питателем 16 в молотковую дробилку 17. Картофельную кашку смешивают с водой (0,2�0,5 л на 1 кг картофеля) в чане-смесителе 18, откуда насосом 19 подают в экстрапаровую контактную головку 20, затем разваривание идет по той же схеме, что и для зерна. Температура разваривания при переработке картофеля составляет в начале трубчатки 165� 166�С, на выходе 145�152 �С.
В данной схеме предусмотрены предварительный быстрый нагрев замеса (или кашки) вторичным паром до температуры 90�95�С в экстрапаровой контактной головке, быстрое откачивание насосом нагретой массы из расширителя в остропаровую контактную головку.
В первоначальном типовом варианте установки УкрНИИСПа для предварительного нагрева использовали теплообменник �труба в трубе�, где замес транспортировался по внутренней трубе, а вторичный пар из сепаратора � навстречу замесу по межтрубному пространству. Достоинством такого способа предварительного нагрева является то, что вместе с конденсатом уда�ляются и летучие примеси, выделяющиеся при паросепарации из разваренной массы и отрицательно влияющие на качество спирта. Однако отдача тепла от пара замесу (кашке) происходит хуже, чем при непосредственном контакте. В результате вторичный пар использовался только на 50�55 %, а температура подваривания из-за опасности забивания массой внутренних труб обычно не превышала 60�65 �С.
Note. Я пробовал использовать пластинчатый теплообменник с широкими каналами. Но его забивает!
Компания GEA WIEGAND использует кожухо-трубные теплообменники с промежуточным теплоносителем. Но в этом случае вторичный пар будет
использован лишь на 20 -30 %. Если учесть огромную металлоемкость (расход металла) и дополнительный расход эл.энергии на перекачку
промежуточного теплоносителя (воды), то кому это надо? Это не серьезно.
Просто используйте контактную головку для вторичного пара. Это дешево (можно самому изготовить) и экстра-пар используется на 100%!!!
Общая экономия пара на разваривание (особенно когда разваривание происходит при атм. давлении и далее замес стерилизуется) составит до 50%!!!
Замес в контактных головках нагревается вторичным паром путем непосредственного контактирования пара и образующегося конденсата с замесом. Замес пронизывается паром, мгновенно нагревается до заданной температуры и выходит из головки через диск с отверстиями.
Трубчатый разварник производительностью 2000�3000 дал состоит из труб общей длиной 60�80 м. По ходу движения развариваемой массы устанавливают 24 диафрагмы с отверстиями. При прохождении через диафрагму часть жидкости превращается в пар, и масса продвигается с увеличивающейся скоростью. Если в трубе перед первой диафрагмой скорость массы 0,1�0,2 м/с, то в последней трубе�1,3�1,5 м/с, скорость прохождения парожидкостной эмульсии через диафрагмы соответственно также возрастает с 1,5�1,6 до 20 м/с. Давление при этом падает, поэтому температура массы на выходе из трубчатки понижается по сравнению с начальной на 20�25 �С. Температура на входе в аппарат поддерживается автоматически с помощью регулятора расхода пара, давление на выходе � с помощью регулятора давления, который воздействует на мембранный клапан, осуществляющий выдувание массы из аппа�рата. Для защиты стенок аппарата от износа при прохожде�нии массы через диафрагмы с повышенной скоростью на горизонтальных участках устанавливаются гильзы, которые заменяются новыми по мере их износа.
Давление в выдерживателе-паросепараторе поддерживается 0,05�0,07 МПа. Продолжительность выдержки составляет 40� 60 мин.
Цвет готовой разваренной массы из зерна может быть от соломенного до темно-желтого со светло-коричневым оттенком. При промывании массы горячей водой на сите с отверстиями диаметром 1 мм не должно оставаться нерастворенных частиц крахмала.
Помимо типовых усовершенствованных схем непрерывное разваривание массы на заводах проводится также по другим схемам, например: с укороченной трубчаткой (винницкий вариант скоростного разваривания), при комбинации трубчатки и колонн-выдерживателей, трубчатки и разварника, в аппаратах цилиндро-конической формы (разварники Генце) и т. п. При работе по этим схемам, являющимся по сути вариантами типовых схем, режимы разваривания практически не отличаются от приведенных.
При разваривании картофеля по любой схеме воду добавляют только при переработке высококрахмалистых, вялых, гнилых и мороженых клубней в количестве 0,2�0,5 л/кг клубней. Воду подают в дробилку во время измельчения картофеля.
При переработке картофеля, пораженного гнилью, и сбраживании сусла в отдельном чане для нейтрализации органичеких кислот следует добавлять на 1 т картофеля 1�2 кг извести (в виде суспензии). При разваривании недозрелого картофеля по типовым схемам температуру в аппаратах повышают на 3�4�С в целях предотвращения вспенивания бродящей среды.
При работе по непрерывным схемам допускается 25�30 % воды, поступающей на замес, заменять грубым фильтратом барды, получаемым после отделения от барды дробины на барабанных ситах. Этот прием позволяет также экономить воду на стадии разваривания и повышать концентрацию барды. Особенно полезна такая замена при переработке кукурузы или при осахаривании сусла ферментами микробного происхождения, когда отмечается недостаток азотистых веществ для питания дрожжей.
Note. Если используете грубый фильтрат барды, то не забывайте контролировать и регулировать кислотность замеса в смесителе. Если же вы этого не делаете, то даже не начинайте использование фильтрата барды !!!
При непрерывном разваривании зерна четвертой степени дефектности следует применять более мягкий режим разваривания, чем для нормального зерна. Оценку режима разваривания производят по качественным показателям разваренной массы, сусла, зрелой бражки и съему спирта с 1м3 бродильной емкости.
