курсовая работа по расчету мембранного насоса. расчет насоса. 1. Анализ современной техники и технологии рекуперации пива из остаточных дрожжей
 Скачать 147.5 Kb.
|
|
1.3.3 Мембранный аппарат [5] Изобретение относится к трубчатым мембранным аппаратам для очистки жидкости, в частности очистки сточных вод промышленных предприятий, природных вод в системах водоснабжения, очистки смазочно-охлаждающих жидкостей в процессах регенерации отработанных масел и моющих растворов и для концентрирования растворов ферментов, осветления соков и т.д. Мембранный аппарат, изображённый на рисунке 1.5, содержит корпус поз.1 с патрубками для подвода исходной жидкости поз.4, отвода очищенной жидкости поз.2 и концентрата поз.3, трубные решетки поз.6 и 9 с закрепленными в них трубчатыми мембранными элементами поз.7. Один конец трубчатых мембранных элементов закрыт пробками из герметика поз.12 и зажат опорной головкой поз.8 с глухими отверстиями под каждый мембранный элемент. Другой конец мембранных элементов герметизирован с помощью двух трубных решеток, между которыми налит слой герметика, и через слой герметика зажат перфорированным опорным диском с диаметром отверстий, равным внутреннему диаметру или меньшим внутреннего диаметра трубчатых мембранных элементов. Технический результат: уменьшение металлоемкости и трудоемкости в изготовлении, обеспечение широкого диапазона температурных режимов и возможности проведения импульсной высокоскоростной промывки обратным током очищенной жидкости в течение всего срока службы без замены отдельных мембранных элементов, создание аппарата, противодействующего возникновению колебаний при высоких скоростях потока. Рисунок 1.5 - Мембранный аппарат 1.3.4 Мембранный аппарат [6] Изобретение относится к разделению смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в химической, микробиологической, электронной, пищевой и других отраслях промышленности для осуществления ультрафильтрации, обратного осмоса и других мембранных процессов. Целью изобретения является исключение застойных зон в аппарате и упрощение его конструкции. Аппарат для проведения мембранного процесса разделения содержит несущие фланцы со штуцерами и отверстиями для ввода исходной смеси и вывода концентрата и фильтрата, пакет мембранных элементов. Каждый мембранный элемент имеет каркасную пластину с углублением на одной плоскости для образования камеры прохода исходного раствора. 1 - корпус; 2 - мембранные элементы; 3 - излучатель ультразвука; 4 - волновод; 5 - крышка; 6 - герметик; 7 - патрубок подачи раствора; 8 - патрубок отвода фильтрата; 9 - патрубок отвода концентрата Рисунок 1.6 - Мембранный аппарат В результате интенсивного осаждения различных загрязнений происходит снижение производительности и увеличение гидравлического сопротивления аппарата. В рассматриваемом аппарате загрязнения удаляются с помощью ультразвука, который от генератора поступает по волноводу на отражатель. Ультразвук возбуждает в разделяемом растворе кавитацию, в результате которой в потоке возникают пульсирующие пузырьки, часть которых потоком вносится внутрь каппиляра волокна. Пузырьки, оказывая силовое воздействие на осевшие частицы загрязнений, отрывают их от стенок на входе и внутри капилляра, после чего эти частицы уносятся с разделяемой жидкостью. Таким образом, все каналы очищаются от загрязнений, что приводит к восстановлению первоначального гидравлического сопротивления и производительности. Отличительной особенностью аппарата является то, что форма излучателя ультразвуковых колебаний выполняется в соответствии с контуром, ограничиваемым крайними входными каналами пучка полых волокон, как показано на рисунке 1.6 2. Описание технологии производства нефильтрованного пива как системы процессов 2.1 Характеристика продукции и химический состав нефильтрованного пива Нефильтрованное пиво - слабоалкогольный пенистый тонизирующий напиток, получаемый путём сбраживания охмелённого сусла пивными дрожжами. На предприятии выпускается светлый сорт нефильтрованного пива, т.е. выпускаемое пиво имеет цвет не выше 2,5 единиц цветовых единиц. Пиво содержит большое количество соединений, образующихся в процессе ферментации и поступающих в него из растительного сырья. Основными компонентами пива являются вода (91-93%), углеводы (1,5-4,5%), этиловый спирт (3,5-4,5%) и азотсодержащие вещества (0,2-0,65%). Прочие компоненты обозначают как минорные. Углеводы пива на 75-85% состоят из декстринов. На простые сахара (глюкоза, сахароза, фруктоза) приходится 10-15% от общего количества углеводов. И лишь 2-8% углеводов представлены другими, сложными сахарами (полисахариды, фрагменты пектина и др.). Этиловый спирт, наряду с углеводами, является главным компонентом, обеспечивающим калорийность этого напитка, которая составляет около ккал/л. Азотсодержащие вещества пива представлены в основном полипептидами и аминокислотами. Большая часть их поступает в пиво из солода. Лишь 20-30% аминокислот являются продуктами жизнедеятельности дрожжей. В пиве представлены все основные аминокислоты. Однако, их пищевая ценность из-за малого количества незначительна. Минорные, или присутствующие в незначительных количествах компоненты пива классифицируют следующим образом: минеральные соединения, витамины, органические кислоты, фенольные соединения, горькие вещества, ароматические соединения, биогенные амины и эстрогены. Витамины поступают в пиво в основном из солода, богатого витаминами группы В. Поэтому в пиве содержится довольно большое количество витамина В1, или тиамина (0,005-0,15 мг/л) и витамина В2, или рибофлавина (0,3-1,3 мг/л). Употребление пива в количестве 1 л в день способно обеспечить 40-60% суточной потребности в этих витаминах. Вместе с тем, большое количество тиамина в пиве имеет и негативную сторону, поскольку этот витамин ускоряет процесс деградации фенольных соединений пива и способствует выпадению их в осадок. Органические кислоты присутствуют в пиве в виде солей. В наибольшем количестве представлены соли лимонной кислоты (около 130 мг/л), которая выступает в качестве антиоксиданта и повышает стабильность напитка. 2.2 Показатели качества нефильтрованного пива Важнейшими органолептическими показателями качества нефильтрованного пива являются: аромат и вкус, цвет и прозрачность, пенистость и стойкость пены. По данным показателям пиво должно соответствовать нормам и требованиям, указанным в таблице 2.1 Таблица 2.1 - Требования к органолептическим показателям пива
По физико-химическим показателям производимое пиво с экстрактивностью начального сусла 14% должно удовлетворять нормам, приведенным в таблице 2.2 Таблица 2.2 - Физико-химические показатели качества светлого нефильтрованного пива
Содержание токсичных элементов в пиве должно отвечать нормативам, указанным в таблице 2.3 Таблица 2.3 - Допустимое содержание вредных токсичных веществ в светлом нефильтрованном пиве
Определения органолептических и физико-химических показателей производится в соответствии с действующей нормативной документацией [приложении Б]. 2.3 Характеристика технологического процесса производства светлого нефильтрованного пива Основным сырьём при производстве светлого нефильтрованного пива являются: вода, солод, хмель и пивные дрожжи. Расход сырья на производства 100 литров продукции приведен в таблице 2.4 Таблица 2.4 - Расход сырья на производство 100 л светлого нефильтрованного пива
Всё сырьё, применяемое в процессе производства пива, должно соответствовать требованиям нормативно-технической документации [приложение Б]. Технологический процесс производства пива включает в себя следующие технологические операции: затирание; кипячение сусла; брожение и дображивание пивного сусла; хранение пива в сервисных ёмкостях; розлив пива в кеги. Рассмотрим каждую из перечисленных операций подробнее. 2.3.1 Затирание Затирание - важнейший процесс при производстве сусла. При затирании помол и вода перемешиваются (затираются), компоненты солода переходят в раствор и становятся веществами экстракта. Большинство компонентов дроблёного солода не растворимы сами по себе, а в пиво могут перейти только растворимые вещества. Поэтому при затирании необходимо перевести нерастворимые вещества помола в растворимые. Все вещества, переходящие в раствор, называются экстрактом. Растворимыми веществами являются сахара, декстрины, минеральные вещества и определённые белки. К нерастворимым веществам относятся крахмал, целлюлоза, часть высокомолекулярных белков и другие соединения, которые по окончании процесса фильтрования остаются в виде дробины. Цель затирания состоит в том, чтобы расщепить крахмал в сахара и растворимые декстрины без остатка. Основное количество экстракта образуется при затирании прежде всего благодаря действию ферментов, которые могут действовать при оптимальных для них температурах. Затирание ведётся в заторном аппарате, схема которого представлена на рисунке 2.1 В этом же аппарате по окончании затирания производится и фильтрование затора, а также промывка дробины. В конце процесса затирания затор состоит из смеси растворённых и нерастворённых в воде веществ. Водный раствор экстрактивных веществ называется суслом, а нерастворённую часть называют дробиной. Дробина состоит из мякинных оболочек, зародышей и других веществ, не растворённых при затирании. Проходящее через дробину сусло называется первым суслом. Когда первое сусло стечёт с дробины, в ней ещё остаётся экстракт. Для извлечения этого экстракта дробину промывают. Промывание ведут до тех пор, пока в сусловарочном котле не получится желаемая концентрация. Стекающее в конце сусло с низкой экстрактивностью называется последней промывной водой. Для установления желаемой концентрации сусла в конце фильтрования затора необходимо, чтобы первое сусло содержало экстракта на 4-6% больше, чем начальная экстрактивность производимого пива. 1 - заторно-сусловарочный котёл; 2 - заторно-фильтрационный чан; 3 - рыхлител; 4 - фильтрационная батарея и сахарометрическая станция; 5 - смотровое стекло; 6 - удаление дробины Рисунок 2.1 - Интегральный варочный агрегат 2.3.2 Кипячение сусла При кипячении сусла в него переходят горькие и ароматические вещества хмеля, одновременно коагулируют белки. При кипячении сусла происходит ряд следующих процессов: растворение и превращение компонентов хмеля; образование и коагуляция конгломератов белковых и дубильных веществ; выпаривание воды; стерилизация сусла; разрушение всех ферментов; повышение цветности сусла; повышение кислотности сусла; образование редуцирующих веществ; изменение содержания в сусле диметилсульфида и других летучих веществ. Продолжительность кипячения составляет 60-70 минут. 2.3.3 Брожение и дображивания пива Сбраживание пивного сусла происходит под действием ферментов дрожжей. Процесс сбраживания пивного сусла протекает в две стадии: главное брожение и дображивание. На первой стадии происходит интенсивное сбраживание сахаров сусла, в результате чего образуется молодое (мутное) пиво. При дображивании оставшиеся сахара медленно сбраживаются, пиво созревает и превращается в товарный продукт. При проведении процесса главного брожения и дображивания для сбраживания осахаренного сусла используются пивные дрожжи низового брожения вида Saccharomyces cerevisiae. Дрожжи, используемые при производстве пива, должны иметь консистенцию густой сметаны. При проверке на ощупь они не должны быть мажущимися, а, будучи брошены в воду, должны хорошо оседать с образованием слабоопалеспирующего слоя воды. Цвет дрожжей должен быть от светло-серого с желтым оттенком до светло-коричневого. Вкус - специфически дрожжевой с хмелевой горечью. Не допускается наличие гнилостного и плесневого запаха. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||