устройство для приготовления пивоваренного солода

Формула изобретения

Устройство для приготовления пивоваренного солода, содержащее цилиндрический корпус с коническим днищем, крышку, расположенный в корпусе солодоворошитель в виде шнекового узла перемешивания зерна, укрепленную в нижней части корпуса с образованием подситового пространства перфорированную перегородку в виде поворотных секторов, систему подвода зерна, воздуха и воды и механизм выгрузки солода, отличающееся тем, что оно снабжено терморегулирующей кольцеобразной камерой, образованной внешней цилиндрической поверхностью корпуса и установленной коаксиально ей цилиндрической обечайкой, ограниченной верхней и нижней крышками и усеченным конусом, образованным подситовым пространством, при этом в терморегулирующей камере смонтированы трубопроводы с форсунками для разбрызгивания в ней воды, а шнеки узла перемешивания зерна смонтированы в один ряд в радиальной плоскости на горизонтальной балке, установленной с возможностью вращения вокруг оси цилиндрического корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству солода и может быть использовано в пивоваренной и спиртовой промышленности.

Известно устройство для проращивания солода, содержащее солодорастительный ящик (ящики) с ситчатым дном и подситовым пространством для выдачи охлажденного и увлажненного воздуха, шнековой солодоворошитель, кондиционер (охладительная камера с распылителями воды), устройство разгрузки проросшего солода (Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности. Под ред. Крешова И.Т. с. 49.-М.Легкая и пищевая промышленность,1983 г.).

Основными недостатками указанного устройства являются следующие:

для обеспечения необходимого уровня кондиционирования воздуха требуются значительные объем камеры кондиционирования, что ведет к увеличению габаритов и металлоемкости охладительно-увлажнительных камер;

нерациональная прямоугольная форма солодорастительного ящика (удельная металлоемкость на 30% больше, чем у цилиндрического ящика) предполагает реверсирование хода солодоворошителя, что требует наличия механизма переключения и обратного хода;

кроме этого, при реверсировании меняется знак нагрузки, что требует увеличения расчетного коэффициента динамичности, а значит, увеличивается металлоемкость солодоворошителя (оценки показывают на уровне 20-30%);

прямоугольная форма солодорастительного ящика с учетом его протяженности требует наличия подвесных перемещающихся вдоль солодорастительного ящика линий электропитания двигателя ворошителя, либо скользящих контактов, эксплуатации таких устройств в агрессивных условиях (повышенная влажность и температура) затруднена и требует постоянного технического обслуживания.

Известно устройство для проращивания и экстракционной обработки зерна, содержащее корпус с коническим днищем, расположенный по оси корпуса шнековый узел перемешивания в полой цилиндрической направляющей, подвешенной на растяжках внутри корпуса, перфорированную площадку, установленную в нижней части корпуса с образованием подситового пространства. Корпус имеет устройства для подвода и отвода воды и воздуха и выгрузки зерна (авт.св. СССР N 956 556, MK C12 1/00, 1970).

Указанное устройство имеет ряд существенных недостатков:

для обеспечения выгрузки пророщенного зерна самотеком перфорированная перегородка должна иметь наклон к горизонту не менее 45^o (для ячменя с влажностью 20%), при этом удельное давление зерна на перфорированную перегородку распределяется неравномерно: минимально у внешней стенки корпуса и возрастает с перемещением к центру корпуса (за счет высоты слоя зерна). Следствием этого являются разные условия продувки зерна, охлажденный воздух просачивается по периметру внешней стенки корпуса, что создает разные условия прорастания ячменя, а значит, приводит к неоднородности характеристики и качества солода;

кроме этого, наклонная перфорированная перегородка снижает выход солода с единицы площади (максимальная высота слоя зерна обычно не превышает 1 м) и связана с увеличением удельной металлоемкости конструкции;

отсутствие принудительного перемешивания всех слоев, особенно учитывая наличие стяжек в толще прорастающего зерна, вызывает появление сросшихся комков, что ведет к неоднородности характеристик солода. Постоянная работа шнекового узла перемешивается лишь в малой степени компенсирует этот недостаток, но ведет к увеличению удельного электропотребления.

Целью изобретения является снижение металлоемкости путем увеличения функций стенки корпуса солодовни, помимо своей основной функции-емкости для ращения солода, стенка корпуса является одной из стенок охладительно-увлажнительной камеры, а также за счет устранения реверсирования холода ворошителя; целью изобретения также является повышение качества солода путем создания охладительно-увлажнительной камерой равномерной температуры как на стенке растительной емкости, так и внутри этой емкости в толще зерна.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для проращивания и экстракционной обработки зерна, содержащее цилиндрический корпус с коническим днищем, расположенный внутри корпуса ворошитель в виде шнекового узла перемешивания зерна, укрепленную в нижней части корпуса с образованием подситового пространства перфорированную перегородку в виде поворотных секторов, систему подвода зерна, воды, и воздуха, и механизм выгрузки солода, снабжено терморегулирующей камерой в виде кольцевой полости, образованной внешней цилиндрической поверхностью корпуса и коаксиально установленной с ним цилиндрической обечайкой, закрытой верхней и нижней крышками и усеченным конусом, образованным подситовым пространством, при этом в терморегулирующей камере смонтированы трубопроводы с форсунками для разбрызгивания в ней воды, шнеки узла перемешивания зерна смонтированы в один ряд в радиальной плоскости на горизонтальной балке, вращающейся вокруг оси цилиндрического корпуса.

На фиг.1 приведено устройство, внешний вид; на фиг.2 вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 разрез по А-А на фиг.2 (солодоворошитель совмещен с разрезом); на фиг. 4 кинематическая схема солодоворошителя; на фиг.5 схема воздухо- и водоснабжения; на фиг. 6 схема организации заслонками режима полного воздухообмена; на фиг. 7 -схема организации режима частичного воздухообмена; на фиг. 8 схема организации режима рециркуляции.

Устройство для приготовления пивоваренного солода содержит цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, съемной крышей 3 и цилиндрическую обечайку и с верхней 5 и нижней 6 крышками, установленную коаксиально корпусу 1. Корпус 1, обечайка 4 и крышка верхняя и нижняя 6 образуют торообразную полость а.

Внутри корпуса 1 симметрично его вертикальной оси расположена труба 7, которая в верхней части связана со съемной крышкой 3, а в нижней части - кронштейнами 8 с корпусом 1. К кронштейнам 8 тросом 9 поджаты поворотные сектора 10 с перфорированными отверстиями б, которые образуют плоское сито. Трос 9 проложен внутри трубы 7 и выходит на барабан 11 привода подъема-опускания поворотных секторов 10 (сита), размещенного на съемной крышке 3, на ней же располагается электродвигатель 12 солодоворошителя 13.

В нижней части 9 разветвляется на несколько ответвлений (образует "паук"), каждую из которых закреплено на одном из поворотных секторов 10. Поворотные сектора 10 установлены на осях г-г, которые обеспечивают их опускание на угол

Корпус солодоворошителя 13 имеет кронштейн с гнездом под сферический подшипник 15, установленный на трубе 7, и роликовую опору 16, опирающуюся на кольцевую площадку 17 корпуса 1. Солодоворошитель 13 имеет основной вал 18 на одном конце которого установлена коническая шестерня 19, которая кинематически связана с блоком шестерен 20,установленным на подшипниках трубы 7. Блок шестерен 20 в свою очередь связана с шестерней, закрепленной на валу электродвигателя 12 солодоворошителя.

На основном валу 18 размещено несколько червяков 21, причем соседние червяки имеют разное направление витка (правое или левое). С каждым червяком 21 связано червячное колесо 22, на валу которого на выходе из корпуса солодоворошителя 13 закреплен вал со шнеком 23 через кулачковую сцепную муфту (условно на показано). Одно из червячных колес 22 имеет на своем валу зубчатое колесо 24, которое через колесо 25 связано со звездочкой 26. Звездочка 26 кинематически связано с цевками 27, размещенными по внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1.

Подситовое пространство (между коническим днищем 24 поворотными секторами 10) и торообразная полость а образуют терморегулирующую камеру. В ее обеих частях установлены трубопроводы кондиционирования 28 с форсунками, на внутренней поверхности съемной крыши размещены трубопроводы орошения 29 с форсунками. В нижней части корпуса 1 солодовни имеется патрубок отвода воды 30 и задвижка 31 выгрузки солода. На съемной крыше 3 выполнены два люка 32 загрузки зерна и две створчатые крышки 33 (для обслуживания солодовни), а также окно в под воздуховод 34. Последний также связан с торообразной полостью а и имеет воздухозаборник. Воздуховод 34 снабжен задвижками 35 и вентилятором 36. Корпус 1 солодовни закреплен на фундаменте посредством штанг 37.

Работает устройство для изготовления пивоваренного солода следующим образом. Через люк 32 осуществляется загрузка промытого и замоченного зерна. Для достижения требуемой высоты зерна и выравнивания его слоя оператор несколько раз через пульт оператора (не показано) включает электродвигатель 12 солодоворошителя, который через шестерню, установленную на его валу, через блок шестерен 20 передает крутящий момент на коническую шестерню 19 солодоворошителя и его основной вал 18, который через червяка 21 передает момент на червячные колеса 22 и их валы. Последние через кулачковые сцепные муфты (не показано) приводят во вращение валы со шнеками 23. Одно из червячных колес 22, имеющее на своем валу дополнительное зубчатое колесо 24, приводит во вращение зубчатое колесо 25 и звездочку 26.

Таким образом, при вращении основного вала 18 за счет разного направления витков соседних червяков 21, соседние шнеки 25 вращаются в разные стороны, обеспечивая подъем, перемешивание и выравнивание слоя зерна, а звездочка 26, обкатываясь по цевкам 27, обеспечивает вращение корпуса солодоворошителя 13. Таким образом, осуществляется перемешивание солода по всему периметру солодовни, сделав один-две оборота вокруг трубы 7, по команде с пульта оператора включается электродвигатель 12 солодоворошителя, который останавливается затем за счет силы сопротивления зерна. При этом нет необходимости в реверсировании хода солодоворошителя 13, он все время вращается в одну сторону. При вращении солодоворошитель 13 опирается на две опоры: своим кронштейном 14 на сферический подшипник 15, закрепленный на трубе 7, и через роликовую опору 16 на кольцевую площадку 17 корпуса 1.

После этого осуществляется воздушно-оросительное замачивание зерна, вода разбрызгивается из форсунок трубопровода орошения 29, обеспечивая быстрое и равномерное увлажнение зерна. Увлажненное зерно снабжается воздухом с кислородом системой воздухоснабжения 34. Воздух поступает из окружающей среды через воздухозаборник и вентилятором 36 по воздуховоду 34 нагнетается в терморегулирующую камеру, откуда он поступает через перфорированные отверстия d поворотных секторов 10 к прорастающему зерну. Далее в зависимости от положения задвижек 35 осуществляется либо полная рециркуляция воздуха (вентилятор 36 обратно нагнетает отработанный воздух внутрь солодовни лишь увлажнив и охладив его в термоизолирующей камере (фиг.8), либо частичная (фиг.7), либо полный воздухообмен (фиг.6) с выбросом в атмосферу отработанного воздуха из солодовни и нагнетания свежего ( с большим содержанием кислорода). Выбор режима продувки определяется технологически процессом. При рециркуляции в слое зерна накапливается диоксид углерода, препятствующий интенсивному дыханию зерна, в результате чего снижается потеря сухих веществ на дыхании, но при этом снижается темп проращивания зерна.

В процессе солодовращения зерно нагревается, необходимо поддерживать его оптимальную температуру. Отбор избыточного тепла из солода осуществляется путем подачи охлажденного и увлажненного воздуха в терморегулирующей камере, который поступает в солод через поворотные секторы 10, отбирая избыточное тепло солода. Наиболее благоприятная температура воздуха для проветривания солода 10-12^oC (более холодный воздух тормозит процесс прорастания солода). В зависимости от внешних условий нагнетаемый вентилятором 36 атмосферный воздух необходимо охладить либо нагревать. Охлаждение атмосферного воздуха до требуемой температуры производится за счет смешивания теплового воздуха с холодной водой (t воды 7-8^oC).

Нагрев атмосферного воздуха до требуемой температуры производится известным образом (калорифером, теплообменником и т.д.). Нагретый воздух, проходя через термоизолирующую камеру, увлажняется разбрызгиваемой водой из форсунки трубопроводов кондиционирования 28, щелевой характер торообразной полости а позволяет наиболее эффективно производить кондиционирование.

Таким образом, терморегулирующая камера выполняет следующие функции: кондиционера увлажнение нагретого воздуха и увлажнение и охлаждение воздуха; термоизолятора солодорастительной камеры как от избыточного теплового окружающего воздуха, так и от чрезмерно холодного. Равномерная температура внутри термоизолирующей камеры на внутренней стенке корпуса 1, соприкасающейся с солодом, а также воздухом, поступающим к прорастающему солоду. Тем самым создается более равномерный температурный режим, отсутствует краевой температурный эффект у стенки солодорастительного ящика, так как он имеет термоизоляцию. Более ровные температурные условия позволяют получать солод с однородными характеристиками.

Использование изобретения позволяет: повысить качества солода за счет наличия вокруг солодорастительной камеры термоизолирующей камеры; уменьшить удельную металлоемкость солодовни за счет увеличения удельного выхода солода с единицы площади, а также за счет устранения необходимости хода солодоворошителя.