Росткоотбойная машина

Введение 

 

Сухой горячий пивоваренный солод, выгруженный из сушилки, очищается  от ростков, которые содержат горькие вещества, легко переходящие в пиво. Ростки очень гигроскопичны, поэтому их следует отделять от солода тотчас после сушки, пока они хрупкие. Свежевысушенный солод не пригоден для производства пива, так как затор из него медленно осахаривается и фильтруется, и дает пониженный выход экстракта. Нормальные технологические свойства он приобретает только после хранения в течение 4-6 недель.

Очистка солода от ростков  производится на росткоотбойной машине или пневматических росткоотбойных установках. Освобожденный от ростков солод направляют в зернохранилище или силоса элеватора на отлежку, продолжительность которой должна составлять не менее 30 суток, а солодовые ростки, являющиеся отходом солодовенного производства, - в бункер для последующей отгрузки на утилизацию (предприятиям микробиологической промышленности, животноводческим фермам). Технологической целью этой операции является освобождение свежевысушенного солода от ростков, придающих пиву горечь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Описание технологической линии и литературный обзор конструктивных аналогов оборудования

 

По принятой в производстве схеме (Лист 1) поступивший на предприятие ячмень направляется в бункер 1, откуда с помощью переключателей потока 2 подается в промежуточный бункер 3. Из него после взвешивания на весах 4 ячмень первично очищается в воздушно-ситовом сепараторе 5. Предварительно очищенное зерно взвешивается на весах 6 и направляется в силос 7, где сохраняется до момента вторичной переработки. При необходимости проветривания ячмень из силоса 7 направляется снова в бункер 1.

Вторичная очистка ячменя предусматривает воздушно-ситовую  сепарацию в машине 8, отделение  ферропримесей в магнитном сепараторе 9, отбор куколя и овсюга в триерах 10 и 11 и разделение ячменя по крупности в ситовой машине 12. Фракция ячменя I и II сортов собираются в бункерах 13, а фракция III сорта направляется на корм скоту. На выходе из бункеров 13 установлены распределители потока 14.

Очищенный и отсортированный  ячмень в определенном количестве дозатором 15 засыпается в замочный чан 16, где  отмывается от загрязнений и при  необходимости обрабатывается дезинфицирующими средствами. В чан 16 подаются вода и  сжатый воздух, обеспечивающий перемешивание  зерна. Легкое зерно и мелкие примеси (сплав) во время мойки всплывают  на поыерхность и удаляются вместе с моечной водой. Вымытое зерно перекачивается в замочный чан 17, где его влажность повышается до 41 – 42%. После окончания замачивания зерно с водой перекачивается в солодорастильный аппарат 18 для проращивания в течение 6 – 8 суток. В нем зерно продувается воздухом с относительной влажностью 96 – 98% и температурой 12 ºС. При необходимости зерно орошается водой температурой 12 ºС. Температура зерна при этом должна быть 14 – 18 ºС.

Из солодорастильного аппарата 18 продукт питателем 19 загружается в камеру подвяливания 20, а затем в вертикальные сетчатые каналы сушилки 21. Сушилка имеет до четырех зон, благодаря чему теплый воздух несколько раз проходит сквозь слой солода. Температура воздуха 40 – 85 ºС, продолжительность сушки 24 – 36 часов в зависимости от конструкции сушилки.

Сухой горячий солод из сушилки 21 очищается от ростков в  росткоотбойной машине 22. Ростки собираются в бункере 23. Сухой солод без ростков направляется в силос 24 на отлежку в целях повышения влажности оболочки и ее эластичности. Сухой солод без ростков очищается от загрязнений, полируется в полировочной машине 25 и направляется в склад готового солода. Часть свежепроросшего солода, минуя сушилку, направляется в обжарочный барабан 26 для приготовления карамельного солода.

Росткоотбойная машина РО-2 (Рисунок 1.1) представляет собой ситчатый барабан с вращающимися в нем лопастями. Солод с ростками шнеком 1 подается внутрь барабана, где подхватывается винтообразными лопастями 2, которые перемешивают и передвигают его к ситчатой поверхности барабана. Ростки от перемешивания и трения отделяются от зерен и проваливаются сквозь ситчатый барабан на шнек 3, с помощью которого удаляются из машины. Очищенный от ростков солод при выходе из машины и легкие примеси удаляются через патрубок 5.

 

Рисунок 1.1 – Росткоотбойная машина РО-2

 

В лопастной росткоотбойной машине (рисунок 1.2) вместо ситчатого барабана и отбивочного устройства установлены два вала 6 с девятью лопастями, вращающимися в цилиндрическом корпусе встречно и приводимыми во вращение через шестерню 7. Внутренняя полость лопастной росткоотбойной машины разделена на три зоны (I, II, III), в каждой из которых установлено по три лопасти. Угол расположения лопастей 5 в пространстве во всех трех зонах по отношению одна к другой составляет 90º.

 

Рисунок 1.2 – Лопастная росткоотбойная машина

 

В лопастной росткоотбойной машине солод непрерывным потоком подается в зону I корпуса 4, где с помощью лопастей 5 интенсивно перемешивается и перемещается в зону II. В зоне II солод также перемешивается и направляется в зону III, где лопасти сдерживают перемещение и перемешивание потока солода. При прохождении солода через все три зоны происходит отделение ростков от зерен. Смесь ростков и солода поступает к выгрузочной воронке 3, на которой размещены воздуховод 2 и дисковый распылитель 1. Лопасти на распылителе 1 имеют определенную кривизну, благодаря чему солод приобретает вращательное движение. При этом происходит интенсивное распыление ростков, движущихся вместе с потоком солода вниз. К средней части вертикального воздуховода подключен вентилятор, который потоком воздуха увлекает ростки и направляет их в циклон. Интенсивность воздушного потока регулируется жалюзийной решеткой.

 

Рисунок 1.3 – Схема ротора росткоотбойной машины с двойным цилиндром

 

Для повышения производительности росткоотбойной машины и качества очистки от ростков используются машины с большим ситовым путем прохождения солода. Схема этой более сложной машины показана на рисунке 1.3. Солод с ростками шнеком 1 подается внутрь вращающегося стального цилиндра 2, имеющего лопасти 3, расположенные в два ряда по всей длине цилиндра. При вращении цилиндра 2 солод энергично перемешивается лопастями, очищается от ростков и постепенно перемещается вдоль цилиндра. На наружной поверхности цилиндра 2 прикреплены винтообразные лопасти, которые передвигают солод по неподвижному ситчатому цилиндру 4. Ростки проходят сквозь ситчатый цилиндр и шнеком 5 удаляются из машины; очищенный солод удаляется сходом в конце ситчатого цилиндра. Машина имеет вентилятор для очистки солода от мелких частиц и пыли.

Конструкция росткоотбойной машины типа РЗ-ВРД-10 состоит из неподвижной рамы, к которой крепятся росткоотбойный узел и воздушный сепаратор марки А1-БВЗ с замкнутым циклом движения воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Описание конструкции  проектируемого устройства и  принцип действия

 

В росткоотбойной машине РЗ-БГО-6 (Рисунок 1.4) приемное устройство состоит из патрубка 2, подающего солод в магнитный сепаратор 3, снабженный грузовым клапаном. Блок магнитов расположен в лотке, который можно легко снять и удалить из него металломагнитные примеси.

 

 

I – сухой солод, II – ростки, III – очищенный солод

 

Рисунок 1.4 – Горизонтальная росткоотбойная машина РЗ-БГО-6

 

Корпус 1 установлен на станине, на нем предусмотрены отверстия  для приемного устройства, аспирационного патрубка и выпуска прохода. Бичевой  ротор 6 состоит из пустотелого вала, с торцов которого приварены полуоси, установленные в шарикоподшипниках. На пустотелом валу по образующей закреплены винтами восемь бичей, представляющих собой продольные стальные пластины. К каждому бичу приварены короткие гонки, причем на четырех бичах гонки установлены под углом 80°, а на остальных — под углом 60° к оси ротора. Гонки каждого бича имеют разную высоту: пять крайних гонков с обоих его концов короче средних. В результате этого зерно в различных зонах имеет неравномерную скорость. Относительное движение потоков увеличивает интенсивность трения и соответственно повышает эффективность удаления ростков. Ситчатый цилиндр 4 состоит из двух половин, соединенных в вертикальной плоскости. Ситчатый цилиндр 4 зажимают на цилиндрических патрубках питателя и выпускного устройства. Привод машины осуществляется от электродвигателя 11 через клиноременную передачу 12. Клиновые ремни натягивают винтовым устройством. Выпускные устройства предназначены для вывода ростков, отделенных от солода, приходом через сито и очищенного солода — сходом с него. Для вывода ростков II, отделенных от солода, под ситчатым цилиндром 4 установлен выпускной бункер 10, прикрепленный к корпусу машины. Очищенный солод III выводится через выпускной патрубок 8 (типа улитки), установленный в торце ситчатого цилиндра 4. Выпускной патрубок 8 повернут так, что очищенный солод из машины поступает на вибропитатель вертикального пневмосепаратора 7. Со стороны привода расположена сплошная опора, а с противоположной — две стойки 9. В нижней части опор сделаны отверстия для крепления машины к полу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчетная часть

 

3.1 Технологический  расчет

Таблица 1 – Заданные параметры

 

Производительность, т/ч	8
Диаметр ситчатого цилиндра, мм	300
Частота вращения ротора, об/мин	460

 

Производительность росткоотбойной машины определяется по формуле

                                                                                            (1)      

где K – коэффициент, учитывающий размеры рабочей поверхности цилиндра (K = 0,9);

         D – диаметр цилиндра, м;

        L – длина рабочей части цилиндра, м;

        q – удельная зерновая нагрузка, т/(ч м²) (q = 5 т/(ч м²)).

Удельная нагрузка зависит от особенностей обрабатываемого солода, режима работы машины, типа ситчатого барабана.

Выражаем и находим из формулы (1) длину рабочей части цилиндра , м

                                                                                                                     (2)

 м.                                                        

Находим потребную мощность электродвигателя росткоотбойной машины кВт

                                                            ,                                                          (3)

где n – удельный расход электроэнергии, кВт ч/т (n = 0,85 кВт ч/т).

Значение удельного расхода  электроэнергии зависит от перерабатываемого  солода.

кВт.

 

3.2 Конструктивный (кинематический) расчет

         Определяем коэффициент полезного действия привода

                                                          ,                                                       (4)

          где  = 0,94 – КПД открытой клиноременной передачи;

                  = 0,99 – 0,995 – к.п.д. пары подшипников качения. [Таблица Б1,1]

          Находим общий КПД привода η:

.

          Определим угловую скорость приводного  вала ω, рад/с

                                                               ,                                                            (5)                                           

  рад/с.

 Определяем общее оценочное передаточное отношение привода

                                                       ,                                                      (6)

         где- диапазон передаточных отношений клиноременной передачи, =(2).[Таблица Б2, 1]

(2).

          Определяем приемлемую частоту  вращения электродвигателя

,                                                      (7)

.

          Выбираем стандартный электродвигатель:

По данным N_тр=6,8 кВт иисходя из условий и выбираем электродвигатель: 4А112М4У3 ГОСТ 12139–84. Для него N_д=7,5 кВт, n_д=1450 об/мин. [Таблица Б3, 1]

          Для этого двигателя диаметр вала:

. [Таблица 16.7.2, С.284, 2]

         Уточняем общее передаточное отношение привода

                  ,                                                          (8)

                                                    .

         Определяем кинематические и энергетические характеристики на всех валах привода:

         I вал – вал электродвигателя

         Определяем частоту вращения , об/мин

                                                  об/мин,                                              (9)

         Угловую скорость , рад/с, определим по формуле

                                            рад/с,                               (10)

        Мощность ,кВт, определим по формуле  

                                                     кВт,                                               (11)

          Крутящий момент , Нм, определим по формуле

                                                Нм.                                      (12)

II вал – тихоходный вал клиноременной передачи

          Определяем частоту вращения , об/мин

                                              об/мин,                               (13)

         Угловую скорость , рад/с, определим по формуле

                                            рад/с,                             (14)