Весы с опрокидывающимся ковшом
Это обычные опрокидывающиеся весы. В течение нескольких десятилетий их изготовляют в виде автоматических равноплечих весов (рис. 3.2). Они преобладают на пивоваренных и солодовенных заводах благодаря своей безотказности и надежной конструкции.
Эти опрокидывающиеся весы работают периодически. В их опрокидывающемся ковше отвешивается точно установленное количество солода, и по достижении заданной массы ковш опрокидывается вниз (отсюда и название этих весов).
Опрокидывающиеся весы с емкостью являются равноплечими рычажными весами. На одном конце коромысла весов находится гиредержатель с установленными гирями, а на другом - емкость для взвешивания, опрокидывающийся ковш, наполняемый сыпучим продуктом.
Солод поступает через открытое отверстие в ковш, который под нагрузкой медленно опускается. Из-за этого изменяется положение коромысла, с помощью рычажной передачи доступ солода сначала дросселируется, а затем совсем прекращается. Таким образом, опрокидывающиеся весы с емкостью работают в несколько этапов (рис. 3.3):
Солод мощной струей достаточно быстро заполняет ковш (1). Когда необходимая масса почти достигнута, затвор частично перекрывается так, что небольшое количество солода продолжает поступать до момента достижения заданной массы (2).
При достижении массы опрокидывания доступ перекрывается полностью (3). Ковш опускается, переворачивается и опорожняется, при этом взвешиваемый продукт падает вниз (4).
Ковш поворачивается открытой частью вверх и процесс наполнения начинается снова (5).
Обычно весы, устанавливаемые на линии дробления солода, изготавливаются с вместимостью ковша 5, 10, 20 и 25 кг, а на крупных пивзаводах - на 50 и 100 кг. На корпусе весов размещены два счетчика (рис. 3.3а).
На верхнем счетчике устанавливается требуемое число отвесов на варку, а на нижнем счетчике регистрируется общее количество отгруженного материала.
Требуемое число опрокидываний устанавливают вручную с помощью вращения дисков шкалы счетного механизма, предварительно приведя в действие небольшой стопорный рычаг.
Пример
Пивоваренному предприятию требуется для варки 2200 кг солода. В один отвес входит 20 кг. Сколько отвесов следует установить?
Следует установить 110 отвесов.
Для определения количества прошедшего через весы сырья прирост показаний шкалы следует умножить на величину отвеса.
Весы снабжены механическим выключающим устройством. Опрокидывающиеся весы и весы с открывающимся днищем допускают калибровку и легко могут быть оборудованы дистанционным счетчиком и импульсным выходом. Их изготавливают также с расчетом на большие количества засыпи (порядка 400 т и более).
Весы с открывающимся днищем
Весы с открывающимся днищем состоят из трех расположенных друг над другом и связанных между собой ковшей с откидными днищами. Так как их внешний вид напоминает трубу, их часто называют трубными весами. Эти весы работают по принципу, показанному на рис. 3.4, причем сначала заполняется верхний ковш.
Верхний буферный ковш
Верхний ковш должен принять солод, постоянно поступающий в течение взвешивания и последующего опорожнения во взвешивающем ковше. После регистрации на весах порожнего веса взвешивающего ковша в нем открывается впускное отверстие. Накопленный солод из верхнего ковша спускается во взвешивающий ковш. После этого новый солод по-прежнему продолжает поступать через верхний ковш в средний (3) до тех пор, пока не накопится заданная масса отвеса. Тогда закрывается впускное отверстие и продолжающий поступать солод снова накапливается в верхнем буферном ковше (1 и 2).
Взвешивающий ковш
Процесс взвешивания происходит после того, как весы успокоятся, и при этом определяется масса находящегося во взвешивающем ковше солода (как разность массы заполненного ковша и массы порожнего ковша). Для этого требуется двойное время для успокоения весов, а именно:
· после процесса наполнения;
· после опорожнения ковша весов перед новым наполнением.
Вычисление этих масс осуществляется с помощью подключенного компьютера, поэтому в любой момент времени можно установить точное количество взвешиваемого продукта.
Нижний буферный ковш
Этот ковш принимает вытекающий из взвешивающего ковша продукт и поэтому его изготавливают относительно большой вместимости.
Электронные весы должны отвечать всем предъявляемым к ним требованиям, в новейших установках большой производительности сейчас применяют почти исключительно электронные весы (рис. 3.5).
Основы дробления
При затирании ферменты для расщепления веществ солода должны иметь возможность в них проникнуть. Для этого солод должен быть измельчен. При увеличении степени измельчения площадь воздействия ферментов возрастает, в связи с чем улучшается расщепление веществ. После окончания процесса затирания проводится процесс получения сусла, представляющий собой фильтрационный процесс, при котором оболочки (шелуха) - в зависимости от вида примененного фильтра - необходимы как фильтрационный материал.
Так как оболочки необходимы для осветления, они должны быть по возможности сохранены целыми. Сухие оболочки легко разрушаются, и получившиеся в результате мелкие частицы сильно снижают фильтрующую способность оболочек. С другой стороны, чем больше влажность оболочек, тем они эластичнее. Путем увлажнения оболочек можно повысить их эластичность и лучше сохранить, что ускоряет процесс осветления. Эту стадию подготовки называют кондиционированием солода.
Если же добавить много воды, то увлажняется вся внутренняя часть зерна и при измельчении она выдавливается из оболочек. Этот способ называется мокрым дроблением.
В настоящее время стремятся получить:
· сухое мучнистое тело, которое при дроблении можно измельчить в любой степени, и как можно более
· влажные и эластичные оболочки.
Измельчение солода зависит от степени его растворения. Лучше растворенный солод не оказывает при дроблении большого сопротивления вальцам, так как содержимое зерна хрупкое и рыхлое. Поэтому при хорошо растворенном солоде возрастает содержание муки и мелкой крупки. В них хорошо проникают ферменты и позднее в варочном цехе экстрактивные вещества легко переходят в раствор. Плохо растворенные кончики зерен или в целом зерна плохо растворенного солода имеют повышенную твердость и не так легко дробятся, что заметно по увеличению содержания крупной крупки. Так как она отстает по степени внутренних превращений, ей еще требуется интенсивное ферментативное расщепление. Крупная крупка с трудом отдает свой экстракт, и поэтому если она в варочном цехе была расщеплена не полностью, следует считаться с меньшим выходом, то есть: чем хуже растворен солод, тем мельче его надо дробить.
Степень измельчения солода оказывает значительное влияние на объем и фильтрующую способность дробины.
Для обычного оборудования для фильтрования затора характерны следующие свойства:
· чем тоньше дробление, тем меньше объем дробины,
· но чем тоньше помол, тем меньше пористость фильтрующего слоя, и
· поэтому он быстрее уплотняется и тем
· дольше идет процесс фильтрования.
В последнем случае сусло может даже совсем перестать фильтроваться, в связи с чем при использовании фильтрационного чана не следует применять тонкое дробление или если помол тонкий, то лучше уменьшить высоту слоя дробины.
Все это не относится к применению современных заторных фильтр-прессов (майш-фильтров), поскольку в них фильтрование производится через салфетки из полипропилена, имеющие тонкие поры. Поэтому при использовании такого фильтр-пресса можно очень тонко измельчать солод молотковой дробилкой и получать таким путем очень хороший выход экстракта.
Из 100 кг солода получают следующие объемы выхода:
· 1,7 гл солода
· 2,7 гл помола для фильтрационного чана
· 2,2 гл помола для фильтр-пресса
· 2,0 гл дробины в фильтрационном чане
· 1,2-1,4 гл дробины в фильтр-прессе
Сухое дробление
На пивоваренных предприятиях чаще всего используют дробилки для сухого дробления. В них сухой солод измельчается между попарно расположенными вальцами. По числу вальцов различают дробилки:
· двухвальцовые;
· четырехвальцовые;
· пятивальцовые;
· шестивалъцовые.
Шестивальцовые дробилки
Наиболее хорошо зарекомендовали и чаще всего встречаются шестивальцовые дробилки (рис. 3.6).
Три пары вальцов называются соответственно:
· вальцы для предварительного дробления (2);
· вальцы для отделения мякинных оболочек (3);
· вальцы для получения крупки (4).
Между ними всегда подвешен набор вибросит (5 и 6) с двумя размерами отверстий в каждом. Они разделяют проходящий через пары вальцов помол на три части:
· грубая составная часть - шелуха с прилипшей крупкой(7) или шелуха (10);
· средняя составная часть - крупка(8);
· тонкая составная часть - тонкая крупка и мука(9).
Мука отводится непосредственно в бункер для помола, так как ее больше не измельчают. Оболочки разламываются на второй паре вальцов (3), и при этом стараются возможно лучше их сохранить. На третьей паре вальцов (4) измельчается крупка (до любых размеров).
Современные шестивальцовые дробилки обычно работают с существенно видоизмененной компоновкой вальцов при увеличенной площади сит. В качестве примера на рис. 3.7 показана шестивальцовая дробилка «Maltomat» (фирма «Bühler», г. Брауншвейг).
В «Мальтомате» весь поток солода направляется через две первые пары вальцов, расположенные друг под другом, при этом отделяются мякинные оболочки.
Падающий помол рассортировывается на четыре ситовых прохода, и только крупка измельчается до требуемой степени на третьей паре вальцов.
Обоснованием для непосредственного расположения двух первых пар вальцов друг под другом является то, что у обычных шестивальцовых дробилок на первом ситовом поставе отсевается только около 10% составляющих помола, так что при удвоении последовательно подсоединенных ситовых поверхностей достигается лучший рассев - путем уменьшения нагрузки на сито с 34-42 кг/дм2 до 18 кг/дм2. Одновременно с этим оба набора сит движутся от эксцентрикового привода в противофазе и в отличие от обычных дробилок не передают колебаний на оборудование и на здание.
Производительность таких установок составляет до 14 т/час для солода грубого помола, предназначенного для фильтрационного чана. Для оценки помола ниже приведены конкретные рекомендации (см. раздел 3.1.6).
Для первичной же оценки можно использовать следующие соображения:
После вальцов предварительного дробления помол не должен содержать целых зерен. После вальцов для мякинных оболочек крупка, прилипшая к шелухе, должна быть размолота, а сама шелуха не должна получать сильных повреждений. Вальцы для крупки должны давать тонкую крупку, а не муку, так как она может препятствовать процессу фильтрования.
Пятивальцовые дробилки
Пятивальцовая дробилка является разновидностью шестивальцовой, у которой один валец выполняет двойную функцию (рис. 3.8).
Валец для предварительного дробления одновременно работает как валец для оболочек. Остальные рабочие операции соответствуют шестивальцовой дробилке. С помощью шести- и пятивальцовой дробилки можно получить любой состав помола путем соответствующей настройки дробилки.
Пятивальцевые дробилки больше не производят.
Четырехвальцовые дробилки
Четырехвальцовые дробилки с двумя парами расположенных друг над другом вальцов часто применяются на предприятиях средней величины. Предварительно измельченный на первой паре вальцов помол рассортировывается в промежуточных ситах, и только грубая составная часть дробится на второй паре вальцов (четырехвальцовая дробилкас промежуточными ситами), или для получения одинакового эффекта дробления тонкая составная часть (мука и мелкая крупка) отсеивается на вертикально расположенных неподвижных ситах, на которые она отбрасывается с помощью крестообразных молотковых валиков (четырехвалъцовая дробилка с крестообразными молотковыми валиками).
Принцип действия четырехвальцовой дробилки с промежуточными ситами (рис. 3.9).
Солод попадает через питающий или распределительный валик на первую пару вальцов и предварительно грубо дробится. Этот помол первого прохода состоит из:
· 30% шелухи с прилипшей крупной крупкой;
· 50% крупки;
· 20% муки.
С помощью промежуточного вибросита уже достаточно тонко измельченные частички помола, то есть мука и тонкая крупка, отделяются и направляются в бункер для помола. Шелуха освобождается от прилипшей крупной крупки на второй паре вальцов. После прохождения второй ступени помола, последний состоит приблизительно из:
· 20% шелухи;
· 50% крупки;
· 30% муки.
Двухвальцовые дробилки
Двухвальцовые дробилки для сухого дробления встречаются лишь на очень небольших пивоваренных производствах и мини-пивзаводах ресторанного типа. Так как с одной парой вальцов при сухом дроблении невозможна дальнейшая дифференциация помола, то оптимального выхода экстракта получить не удается. Это не относится к двухвальцовым дробилкам мокрого помола или дробилкам с замочным кондиционированием.
Вальцы дробилки
Качество помола в решающей степени зависит от вальцов дробилок. Поэтому устройство и взаимное расположение вальцов должно удовлетворять определенным требованиям.
Питающее устройство
Предпосылкой для получения наилучшего качества помола является правильная подача измельчаемого продукта в межвальцовый зазор. Сюда относится необходимость постоянного равномерного распределения зерен солода по всей длине вальцов и автоматического выравнивания колебания подачи. Для этого каждая дробилка имеет питающий валик с рифлями или с бороздками. Вид рифления, а также окружная скорость и зазор питающего устройства определяют расход подаваемого солода.
Вальцы
В настоящее время вальцы изготавливают методом центробежного или кокильного литья. Этот способ изготовления обеспечивает необходимую твердость поверхности.
Диаметр:диаметр вальцов составляет около 250 мм. Он не должен быть меньше, так как иначе угол захвата зерен становится слишком мал и снижается производительность дробилки. Под углом захвата здесь понимают угол, который получается в тот момент, когда рифли захватывают зерно.
Рифление: уновых дробилок вальцы всегда с рифлями (число фрезерованных рифлей бывает от 600 до 900) (рис. 3.10).
Рифли обычно идут не параллельно оси вальца, а имеют боковую закрутку, благодаря чему усиливается их приминающее и режущее воздействие на измельчаемый материал. Оба вальца всегда имеют одинаковую закрутку, составляющую от 4 до 14% (рис. 3.11).
В соответствии с различным взаимным положением рифлей имеется 4 возможных варианта (рис. 3.12), причем у вальцов для крупки всегда применяется положение (а).
Разность окружных скоростей у пары вальцов с рифлями составляет около 1,25 : 1. Более быстрый ход одного из вальцов называется опережением. У гладких вальцов размалывающее действие достигается благодаря опережению, составляющему приблизительно 1,25 : 1, прижиманию вальцов и приданию шероховатости поверхностной структуре вальцов. Благодаря прижиманию вальцов они несколько изгибаются, из-за чего в средней части вальца нельзя получить тот же размалывающий эффект, что и по краям. Абсолютно равномерный размалывающий эффект достигается путем «выпуклой» обработки вальцов, когда диаметр вальцов на концах несколько суживается.
Рифли вальцов быстро затупляются попавшими на них твердыми предметами (металлическими примесями, камнями и т. п.). Поэтому рекомендуется помимо обязательно имеющихся магнитных ловушек монтировать перед дробилками камнеотборник (см. раздел 2.1.2.3).
Окружная скорость вальцов
Окружная скорость вальцов изменяется в следующих пределах:
· у вальцов для предварительного дробления - от 400 до 420 об/мин;
· у вальцов для отделения шелухи -от 400 об/мин;
· у вальцов для получения крупки от 380 до 440 об/мин.
Длина вальцов обычно составляет 0,8-1,0 м, она может колебаться oт 0,4 м на очень маленьких до 1,5 м Hа очень больших дробилках.
Зазор между вальцами может непрерывно регулироваться от 0 до 2,5 мм. Приняты следующие расстояния между вальцами:
Четырехвальцовые дробилки:
· Вальцы для предварительного дробления 1.3-1,5 мм
· Вальцы для получения крупки 0,3 0,6 мм
Шестивальцовые дробилки:
| Грубый помол для фильтрационного чана | Тонкий помол для фильтр-пpеcca | ||||
| Сухой | Установка рифлей | Кондиционирование | Сухой | Установка рифлей | |
| Вальцы для предварительного дробления | 1,6 | R:R | 1,2 | 0,9 | S:S |
| Вальцы для отделения шелухи | 0,8 | R:R | 0.6 | 0,4 | S:S |
| Вальцы для получения крупки | 0,4 | S:S | 0,4 | 0.2 | S:S |
Данные в мм, R - спинка. S - резец.
Параллельность установки вальцов является предпосылкой для достижения равномерного дробления. Ее проверяют при настройке дробилки с помощью направляющей рамки, которая должна подходить к диаметру вальцов, и толщиномера со щупом длиной 30 см. Экспресс-проверку можно выполнить с помощью пробной карточки, которая должна равномерно затягиваться в дробилку.
Привод вальцов.Один из вальцов установлен на неподвижно закрепленной паре подшипников и приводится во вращение через ремень или непосредственным приводом. Противоположный валец установлен на подшипниках с пружинным креплением и он является ведомым: благодаря этому при попадании твердых предметов вальцы не так сильно повреждаются. Современные дробилки оснащены раздельным приводом пар вальцов.
Свободный валец приводится во вращение парой зубчатых колес, и этим определяется опережение. Зубчатые колеса сейчас большей частью изготавливают из пластмассы и они работают без смазки.
Производительность дробилокв настоящее время составляет до 14 т/час, и поэтому они в состоянии менее чем за час размолоть солод для всей варки. Установленная мощность электродвигателей современных дробилок составляет около:
· 2,3-2,5 кВт/(т • ч) для помола, предназначенного для фильтрационного чана и
· 3,3-3,8 кВт/(т • ч) для помола, предназначенного для майш-фильтра.
Дробилка - очень опасное рабочее место, поэтому следует очень точно соблюдать изложенные в разделе 3.11.1 рекомендации и требования по технике безопасности и предупреждению возможности взрыва!