Сусловарильні апарати

Сусловарильний апарат з кип’ятінням при низькому надлишковому тиску. Основна ідея такого кип’ятіння полягає в тому, що ряд біохімічних процесів перетворення речовин відбувається швидше, якщо тиск, а разом з ним і температура кип’ятіння вище 100 ^оС.

Кип’ятіння відбувається:

- в розташованому за межами апарату виносному кип’ятильнику, через який прокачують сусло, або

- у внутрішньому кип’ятильнику, під час використання якого сусло нагрівється в сусловарильному апараті.

У сусловарильних апаратах з виносним кип’ятильником сусло циркулює через кип’ятильник, який розташований за межами апарату. При цьому сусло постійно відбирається з нижньої частини сусловарильного апарату і перекачується насосом через виносний кип’ятильник.

Недоліки виносного кип’ятильника:

- потреба в ізоляції додаткового обладнання;

- примусова циркуляція потребує додаткової енергії для перекачування сусла;

- при високій швидкості потоку сусла утворюються дотичні напруги.

Кип’ятіння при низькому надлишковому тиску з використанням внутрішнього кип’ятильника. Внутрішній кип’ятильник являє собою кожухотрубний теплообмінник, який знаходиться всередині сусловарильного апарату. Через вертикальні труби кип’ятильника сусло піднімається, нагрівається парою, яка підводиться зверху у міжтрубний простір. При цьому пара охолоджується і конденсується.

У нагрівальних трубах кип’ятильника сусло рухається знизу з температурою нижче 100 ^оС і по мірі підіймання воно нагрівається.

Сусловарильний апарат з двохфазним екраном. Завдяки плавному повороту у розсікачі екрану потік киплячого сусла розділяється на сегменти і розбризкується у двох площинах, які розташовані одна над одною, завдяки чому досягається дуже добрий ефект випаровування.

Динамічне кип’ятіння при низькому надлишковому тиску. При динамічному кип’ятінні відсутня стадія витримування при надлишковому тиску, а постійно відбувається підвищення і зниження тиску.

Недоліками є те, що:

- при нагріванні до температури кипіння виникає стадія нестабільної роботи, яка негативно діє на склад сусла;

- труби внутрішнього кип’ятильника швидко забруднюються внаслідок високих температур при нагріванні сусла із-за більш низької швидкості потоку у даний момент часу;

- конструктивно можлива площа вибору поверхні нагріву обмежена певними просторовими межами.

Сусловарильний апарат з подвійним екраном (типу Steinecke).

У подвійного екрана при більш низьких температурах теплоносія (біля 130 ^оС) (а, права сторона) сусло стискається перш за все у нижнього екрана (4) і за допомогою плавного повороту направляється у зовнішню третину апарату, чим забезпечує добре випарування, тоді як від верхнього екрану (5) стікає лише невелика частина сусла з меншою швидкістю. Ця стадія процесу забезпечує головним чином випаровування небажаних ароматичних речовин.

При максимальній інтенсивності нагріву (температура теплоносія біля 145 ^оС) (b, ліва сторона) сусло, що кипить стискається і направляється через обидва екрани, при цьому виходячи як із внутрішньої (3), так і із зовнішньої випускаючої труби (2). При цьому більш плоский нижній зонт екрану заважає верхньому зонту відкидати сусло до стінок апарату, що могло б привести до небажаних дій дотичних напруг на сусло.

Проаналізувавши переваги та недоліки апаратів обираємо сусловарильний апарат з подвійним екраном. Завдяки його використання можна збільшити поверхню випаровування сусла, що дозволить видалити більшу кількість небажаних летких компонентів, в тому числі ДМС.

Рис 1.2 Подвійний екран (типу Steinecker):

1 – звужуючий конус; 2 – зовнішня випускна труба кип’ятильника; 3 – внутрішня випускна труба кип’ятильника; 4 – нижній екран; 5 – верхній екран; a – кипіння при низькій температурі теплоносія; b – максимальна інтенсивність нагріву. [8]

Перевагами цього апарату є:

- скорочення тривалості кип’ятіння за рахунок більш високих температури і тиску;

- менше втрачається гірких речовин;

- несильне наростання кольорності, завдяки встановлення теплообмінника перед гідроциклонним апаратом;

- краще випаровування ДМС;