Расчет бродильных чанов (поз. 19 и поз. 20)

2 3 4 5 6 7 8

Из расчета продуктов следует, что в сутки на сбраживание поступает осахаренной массы 396532,8 кг или 387,3 м³_.

Принимаем, что в сутки заполняется 8,5 чанов. Продолжительность брожения – 62 часа.

Определяем количество сусла, м³, проходящего через бродильные чаны за 1 цикл брожения (62 часа)

Находим потребный объем чана, м³

где 0,85 – коэффициент заполнения чана.

Геометрический объем бродильного чана цилиндрической формы с конической крышкой и днищем, м³, определяем по формуле

(21)

где Н – высота цилиндрической части чана, м;

h₁– высота конусной крышки, м;

h₂ – высота конусного днища, м;

D – диаметр чана, м.

;

Определяем высоту цилиндрической части чана

Общая высота чана составляет

Высота головных бродильных чанов на 1 м выше остальных.

Площадь поверхности чана определяем по формуле

, (22)

где – площадь поверхностных фасонных частей на чане, м².

Тепло, которое нужно отвести в 1 секунду через поверхность охлаждения, Дж, определяем по формуле

, (23)

где – тепло выделяемое в период интенсивного брожения (1 час), Вт;

– потери тепла в окружающую среду стенками чана, Вт;

– потери тепла за счет испарения и уноса СО₂ и парами спирта, Вт, составляют 6-8% от общего количества тепла, выделяющегося при брожении.

где х – количество сахара, сбраживаемого при интенсивном брожении, % (х=1);

170,5 – тепло, выделяющееся при сбраживании 1 кг мальтозы, Вт.

– количество бродящей массы, кг.

где – количество осахаренной массы, м³;

– продолжительность брожения, ч ( =62 ч);

– плотность сусла, кг/м³( =1024 кг/м³);

– число чанов в батарее; =10.

кг,

Вт

Потери тепла в окружающую среду через стенки чана определяем по формуле

, (24)

где – температура наружной поверхности стенки чана, ° С, =27° С;

– температура воздуха в бродильном отделении, ° С, =15° С;

– суммарный коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·К).

Вт/(м²·К),

Вт

Потери тепла за счет испарения определяем по формуле

, (25)

Вт

Тогда

Вт

Принимаем, что в период интенсивного брожения температура бражки равна 29 °С. Температура холодной воды t₁=10 °С, температура выходящей воды из холодильника на 8 °С ниже температуры бражки, т.е. t₂= 29–8=21 °С.

В этих условиях наибольшую и наименьшую разности температур найдем по схеме

29° С бражка 29° С

21° С вода 10° С

∆t_м=8° С ∆t_б=19° С

Так как

∆t_б/∆t_м=19/8=2,38>2° С,

определяем ∆t по формуле

∆t =∆t_б– ∆t_м/(2,31lg·∆t_б/∆t_м), (26)

∆t =19 – 8/(2,31lg·19/8)=12,8° С

Коэффициент теплопередачи К для змеевиков бродильных чанов принимается равным 470-500 Вт/(м²·К).

Тогда площадь поверхности охлаждения змеевика ,м², определяем по формуле