Пиво и напитки

Солодорастильные установки

Целью проращивания солода является синтез и активизация неактивных ферментов, под влиянием которых в процессе затирания достигается растворение всех резервных веществ зерна. В проращиваемом зерне происходят те же биохимические и физиологические изменения, что и при естественном проращивании его в почве. Переход зародыша от состояния покоя к активной жизнедеятельности возможен только при достаточной влажности, наличии кислорода и оптимальной температуры.

Ящичные солодовни

Замоченное зерно проращивают в пневматических солодовнях, соблюдая определенный температурный режим (10… 14 °С), проводя при этом аэрацию (при относительной влажности воздуха φ=100 %) и отвод теплоты, которая выделяется при дыхательных окислительно-энергетических процессах, протекающих в солоде. Согревание солода происходит за счет интенсивного дыхания зерна, которое проявляется в окислении соответственно крахмала и жиров. Удельные тепловыделения при окислении этих веществ составляют соответственно 17 390 и 39 480 кДж/кг. Знание количества окисленного вещества позволяет определить количество теплоты, выделившейся при солодоращении, и соответственно рассчитать расход и параметры кондиционированного воздуха.

Для управления проращиванием зерна применяют механизированное пневматическое солодоращение, основанное на продувке через высокий (0,6…1,5 м) слой материала кондиционированного воздуха. При этом обеспечивается снабжение зерна кислородом воздуха, удаление диоксида углерода и других ингибирующих веществ, которые выделяются при проращивании, и достигается необходимое охлаждение слоя. Ворошение проращиваемого зерна в аппаратах осуществляется специальными шнековыми ворошителями.

Пневматические прямоугольные аппараты вмещают 10…150 т зерна. Для обслуживания и контроля между двумя аппаратами предусмотрена площадка шириной около 1 м и длиной, равной длине аппарата (10…50 м). Аппараты снабжены каналами, по которым отработанный воздух с диоксидом углерода возвращается к вентилятору для повторного использования.

Техническая характеристика ящичных солодовен представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Техническая характеристика ящичных солодовен
Таблица 1 — Техническая характеристика ящичных солодовен

Пневматический аппарат для проращивания зерна

Пневматический аппарат для проращивания зерна (рисунок 1) имеет прямоугольную форму с открытой верхней частью. В ящиках 1—8 на высоте 0,6.. .0,8 м от основного дна установлено второе ситчатое дно 12, на которое укладывается проращиваемое зерно. Подситовое пространство служит каналом для подачи кондиционированного воздуха в слой солода. Свежий воздух или смесь его с отработавшим воздухом нагнетаются в кондиционер 10, а затем в подситовый канал 9 вентилятором 11. Перемешивание и выгрузка солода из ящика производится шнековым ворошителем-разгрузчиком 13.

Рисунок 1 - Пневматическая ящичная солодовня
Рисунок 1 — Пневматическая ящичная солодовня

В корпусе ящика 14 проращиваемое зерно располагается горизонтальным слоем высотой 0,6… 1,5 м на несущем ситовом поддоне 12. Разравнивание, ворошение и выгрузка свежепроросшего солода производится шнековым ворошителем 13.

Пневматический аппарат оснащается отдельным напорным вентилятором, системой охлаждения и увлажнения воздуха. Отношение ширины аппарата к длине выбирается с учетом обеспечения равномерного распределения воздуха и может составлять 1:4 и 1:8. Стенка аппарата высотой 1,2…3 м над ситом изготовляется из железобетона или кирпича толщиной 0,15…0,20м. На верхней части боковых стенок устанавливаются рельсы и зубчатые штанги для передвижения шнекового ворошителя. Высота подситового пространства аппарата составляет 1,6…2,0 м. Живое сечение плетенных из нержавеющей проволоки сит, на которых находится зерно, должно быть не больше 20%. Днище аппарата должно иметь уклон для стока воды в сборник. Выгрузка свежепроросшего солода из аппарата проводится в течение 2…3 ч.

Шнековый ворошитель Ш4-ВВШ

Шнековый ворошитель Ш4-ВВШ состоит из ворошителя и разгрузочной стенки. Ворошитель представляет собой сварной корпус, в котором установлены механизм ворошения, обеспечивающий вращение вертикальных шнеков, перемешивающих солод, механизм передвижения и система орошения, обеспечивающая подачу воды к перемешиваемому ячменю.

Управление работой солодоворошителя осуществляется или с пульта, расположенного непосредственно на ворошителе, или дистанционно с пульта, находящегося в другом помещении.

Техническая характеристика шнековых ворошителей представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Техническая характеристика шнековых ворошителей
Таблица 2 — Техническая характеристика шнековых ворошителей

Солодовни с передвижной грядкой

В солодовне с передвижной грядкой осуществлен поточный способ солодоращения, при котором проращиваемое зерно периодически перебрасывается ковшовым солодоворошителем вдоль ящика от места загрузки к месту выгрузки.

Солодовня с передвижной грядкой (рисунок 2) представляет собой длинный ящик 6, подситовое пространство 9 которого разделено в поперечном направлении перегородками на несколько отделений, число которых равно или кратно числу суток ращения. На продольных стенках ящика 6 уложены рельсы, по которым вдоль ящика периодически передвигается ковшовый солодоворошитель 5 с помощью тележки 4, При рабочем ходе ворошитель 5 перебрасывает проращиваемое зерно, чем достигается не только его перемешивание, но и перемещение вдоль ящика.

Рисунок 2 - Солодовни с передвижной грядкой
Рисунок 2 — Солодовни с передвижной грядкой

Рабочий ход ворошителя имеет направление от места выгрузки готового солода к месту загрузки замоченного ячменя. Замоченное зерно из замочных аппаратов 7 и 8 загружается всегда в одно и то же место солодорастильного ящика 6. Ворошитель приводится в движение через каждые 12 или 24 ч и каждый раз перебрасывает зерно на один шаг, а на освободившуюся площадь сита вновь загружается замоченное зерно. Солод, проходя к месту выгрузки, при очередном рабочем ходе ворошителя выбрасывается в бункер 3, откуда транспортерами 1 и 2 (шнеком, лентой, элеватором и т.п.) передается в сушилку.

Пророщенное зерно проветривается кондиционированным воздухом, который нагнетается вентилятором в центральный канал 10, проходящий вдоль всего солодо-растильного ящика 6. Подача кондиционированного воздуха из этого канала в каждое отделение подситового пространства 9 регулируется шибером в зависимости от интенсивности роста, необходимости отвода выделяющегося диоксида углерода и поддержания оптимальной температуры.

При параллельной установке нескольких солодорастильных ящиков 6 с передвижными грядками кондиционеры размещают с таким расчетом, чтобы в каждом из них воздух готовился для определенной стадии солодоращения: в первом кондиционере — неувлажненный воздух для подсушивания влажного, только что выгруженного в ящик замоченного зерна и подвяливания свежепроросшего солода перед выгрузкой его из солодовни в сушилку; во втором кондиционере — охлажденный и увлажненный воздух для проветривания грядки на третий— четвертый день солодоращения и т. д.

Ковшовый ворошитель солода типа ВВС

Ковшовый ворошитель солода типа ВВС (рисунок 3) предназначен для механизации трудоемких процессов солодоращения-ворошения и выгрузки солода из ящиков. Он состоит из тележки ворошителя 1, ворошителя ковшового 2, механизма подъема ковшей 3 и электрооборудования 4.

Рисунок 3 - Ковшовый ворошитель солода ВВС
Рисунок 3 — Ковшовый ворошитель солода ВВС

Тележка ворошителя 1 представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящую из рамы, вала заднего и переднего ходов, колес передних и задних. На тележке устанавливаются все сборочные единицы и механизмы солодоворошителя. Передние колеса являются направляющими, а два задних — ведущими.

Привод тележки осуществляется от реверсивного электродвигателя через червячный редуктор, коробку скоростей и цепную передачу. Наличие коробки скоростей позволяет осуществить ход с двумя рабочими скоростями. Первая рабочая скорость включается при выгрузке из ящика солода на транспортные разгрузочные средства. Ворошение солода в ящике производится на второй скорости.

Ворошитель ковшовый 2 является основным технологическим узлом солодоворошителя и состоит из рамы, вала привода ковшей, направляющих цепей, звездочек натяжных и отводных, цепей с ковшами и привода. Рама — сварная трубчатая металлоконструкция треугольной формы. Вал привода ковшей устанавливается на тележке ворошителя 1. На звездочки, посаженные на валу, натянуты цепи с кронштейнами для крепления ковшей и щеток.

Ворошители солода типа ВВС разработаны десяти типоразмеров, соответствующих ширине грядки (зоны ращения) ящика и высоте слоя солода, соразмерно которым каждый тип ворошителя имеет свою производительность (таблица 3).

Таблица 1 - Техническая характеристика ворошителей солода
Таблица 3 — Техническая характеристика ворошителей солода

Техническая характеристика ковшовых ворошителей солода ВВС:Техническая характеристика ковшовых ворошителей солода ВВС

Ворошитель ковшовый с удлинителем переброса РЗ-ВВК

Ворошитель ковшовый с удлинителем переброса РЗ-ВВК (рисунок 4) разработан по типоразмерам для работы в солодорастильных ящиках восьмисуточного ращения с шириной зоны ращения 3,0; 3,5; 4,0 и 4,5 м, высотой слоя солода 1…1,2 м и длиной переброса грядки 2,5…3,0 м.

Рисунок 4 - Ковшовый ворошитель с удлинителем переброса РЗ-ВВК
Рисунок 4 — Ковшовый ворошитель с удлинителем переброса РЗ-ВВК

Каждому типоразмеру ворошителя РЗ-ВВК присваивается обозначение, соответствующее ширине зоны ращения ящика (табл. 20.3). Ковшовый ворошитель РЗ-ВВК состоит из тележки ворошителя 2, ворошителя ковшового 3, механизма подъема ковшей 4, транспортера-удлинителя 1 электрооборудования. Типоразмеры ковшовых ворошителей приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Типоразмеры ковшовых ворошителей РЗ-ВВК
Таблица 4 — Типоразмеры ковшовых ворошителей РЗ-ВВК

Техническая характеристика РЗ-ВВК:

Техническая характеристика РЗ-ВВК

Тележка ворошителя 2 служит для установки всех механизмов. Привод тележки осуществляется от электродвигателя через редуктор и коробку скоростей. Ворошитель ковшовый 3 состоит из рамы, вала привода ковшей, цепей с ковшами, звездочек натяжных и отводных, поддона с направляющими для цепей с ковшами и привода. Механизм подъема ковшей 4 служит для подъема рамы с ковшами после окончания выгрузки или ворошения. Он состоит из лебедки-барабана, направляющих роликов, верхних и нижних блоков, привода. Транспортер-удлинитель 1 предназначен для увеличения длины переброса (перемещения) солода с 1,5 до 3,0 м. Он состоит из рамы с направляющими для цепей транспортера, двух валов, на которые посажены звездочки, блока звездочек со свободным ходом и привода.

Статические солодовни

Статические солодовни, работающие по принципу совмещения процессов замачивания и проращивания ячменя, а также сушки солода в одном аппарате (рисунок 5), состоят из аппарата 4 для замачивания, проращивания зерна и сушки солода со шнековым ворошителем 5, теплогенератора 1 с вентилятором 2 и камеры кондиционирования 10 с вентилятором 9. Отсортированный ячмень после взвешивания подается в моечный аппарат 3, предварительно наполненный до половины объема водой температурой 14… 15 °С. Заполненный водой и зерном моечный аппарат 3 оставляют в покое на 20…30 мин, затем смесь зерна с водой интенсивно перемешивают сжатым воздухом и снимают сплав при непрерывном токе воды. После предварительной мойки зерна в аппарат 3 добавляют дезинфектант, а затем — активатор роста. Через 5…6 ч водно-зерновая смесь гидротранспортером направляется в аппарат 4 для замачивания и проращивания зерна и сушки солода. Продолжительность загрузки аппарата 4 зерном не должна превышать 1…1,5 ч. Расход воды на мойку и гидротранспортирование зерна составляет 2…4 м3. Аппарат 4 периодического действия представляет собой индивидуальную камеру с ситчатым днищем, шнековым солодоворошителем 5 для ворошения и выгрузки солода, а также транспортным оборудованием (механический конвейер 11 и нория 6).

Рисунок 5 - Принципиальная схема статической солодовни
Рисунок 5 — Принципиальная схема статической солодовни

Ситчатое дно аппарата 4, на котором укладывается зерно, выполняется из плетеных решеток, изготовленных из нержавеющей проволоки. Для обеспечения равномерного распределения давления сушильного агента в подситовом пространстве его высота должна составлять не менее 2 м.

Для увлажнения и охлаждения воздуха, поступающего в аппарат 4 в период замачивания и проращивания зерна, под ситом дополнительно устанавливаются форсунки 12 для получения однородной пыли.

Выгруженный на сита аппарата 4 ячмень оставляют в покое на 5 ч, обеспечивая при этом удаление избыточной воды и поглощение ее с поверхности зерна. Дальнейшее замачивание осуществляется воздушно-оросительным способом с периодической или непрерывной продувкой слоя кондиционированным способом и орошением распыленной водой. Оптимальный расход кондиционированного воздуха составляет 250…300 м3/(ч·т),— оптимальный расход воды— 1 м3 на 1 т ячменя.

Орошение зерна водой во время его ворошения шнековым ворошителем 5, на котором установлена оросительная система, необходимо проводить в зависимости от способности ячменя к водопоглощению. Продолжительность замачивания зерна до достижения влажности 45 % составляет в среднем 30…40 ч.

При достижении зерном влажности 43…46 % орошение водой прекращается. В процессе проращивания зерновую массу необходимо ворошить 2…3 раза в сутки, периодически или непрерывно продувая кондиционированным воздухом с помощью вентилятора 9. Максимальная высота свежепроросшего солода составляет 1,5…2 м.

После окончания проращивания свежепроросший солод в аппарате 4 подвергают сушке и термической обработке сушильным агентом, подготовленным в теплогенераторе 1. Сушку и термическую обработку солода проводят без ворошения в течение 20 ч. Расход сушильного агента на сушку солода составляет 4…4,5 тыс м3/(ч·т) при давлении 1000 Па. В конце сушки расход агента уменьшается до 2 тыс м3/(ч·т) при давлении 400 Па. В процессе сушки солода необходимо не только удалить из него избыточную влагу, но и обеспечить благоприятные условия для протекания физиологических, биохимических и химических процессов, в результате которых продукт приобретает определенные технологические свойства.

Сухой солод выгружают из аппарата 4 с помощью шнекового ворошителя 5, который подает зерно на механический конвейер 11, расположенный вдоль аппарата 4, а оттуда на норию 6 в бункер 7, росткоотбойную машину 8 и далее на склад.

Солодорастильные барабаны

Пневматический солодорастильный барабан с плоским ситом (рисунок 6) представляет собой горизонтальный цилиндр 7 с двумя бандажами 5, опирающимися на две пары роликов 9. К ведущему бандажу прикреплена червячная шестерня 4, находящаяся в зацеплении с червяком 11, который приводит во вращение барабан 7. Люки 6 на корпусе барабана предназначены для загрузки замоченного зерна и выгрузки свежепроросшего солода. Замоченное зерно ровным слоем укладывается на плоское сито 10.

Рисунок 6 - Солодорастильный барабан с плоским ситом
Рисунок 6 — Солодорастильный барабан с плоским ситом

После заполнения через верхние люки 6 зерном барабан 7 приводится во вращение. Проращивание зерна происходит в неподвижном барабане при нижнем горизонтальном положении сита 10. Кондиционированный воздух подается по левому воздуховоду 1, затем проходит между днищами 2 и 3 и попадает в подситовое пространство, откуда через сито 10 пронизывает слой проращиваемого в барабане 7 зерна.

Отработанный (нагретый и насыщенный диоксидом углерода) воздух через сетку 8 внутреннего днища 3 проходит в правую камеру между днищами 2 и 3 и удаляется из барабана по правому воздуховоду 1 в атмосферу или на рециркуляцию. Вращение барабана 7 (один оборот за 45 мин) для перемещения солода осуществляется 1…2 раза в сутки. В этот период подача кондиционированного воздуха прекращается.

В первые дни загрузки замоченным зерном барабан 7 более продолжительное время находится в покое, благодаря чему ускоряется процесс проращивания зерна. К продуванию слоя зерна кондиционированным воздухом (t = 12°С и φ = 100 %) приступают по достижении в зерне температуры 16… 17 °С. Продувание воздухом проводится до тех пор, пока солод не охладится по 12…14°С.

Свежепроросший солод выгружается через люки 6 шнеками, которые устанавливаются внутри барабана над ситом. В этот период сито находится в верхнем горизонтальном положении.

Для барабанов с плоским ситом и ситчатыми трубами (рисунок 7) степень заполнения составляет 50…60 %, а зерно продувается кондиционированным воздухом и перемешивается в результате медленного вращения аппарата. Число барабанов принимают равным числу суток ращения солода.

Рисунок 7 - Пневматические барабаны с плоским ситом и ситчатыми трубами
Рисунок 7 — Пневматические барабаны с плоским ситом и ситчатыми трубами

Техническая характеристика барабана с плоским ситом:

Техническая характеристика барабана с плоским ситом

В барабане с ситчатыми трубами, которые примыкают к периферии внутренней обечайки, внутри закреплена центральная ситчатая труба. Периферийные трубы предназначены для подачи воздуха в слой проращиваемого зерна, а центральная труба — для удаления из барабана отработанного воздуха.