Оборудование для первичной переработки винодельческого сырья (стр. 4 из 7)

Длительность нахождения мезги в таких стекателях 8-16 мин

К двухшнековым (диаметр шнеков 536 мм) относится и стекатель ВСН-20 (автор В. А. Наумов), получивший большое распространение благодаря простоте и хорошим технологическим показателям. Этот стекатель отличается от стекателей ВССШ малыми размерами бункера 7. Перфорированные цилиндрические корпуса 3 стекателя ВСН-20 заканчиваются конусами для подпрессовки мезги или шарнирно установленными подпружиненными крышками - лепестками, образующими диафрагму 2 и имеющими то же назначение. Общий вид стекателя и его кинематическая схема показана на рис. 1.10, не требующем пояснения.

Зарубежные конструкции шнековых стекателей, например, фирмы «Diemme» (Италия) и др., в принципе построены по той же схеме, что и отечественные. Некоторый интерес представляют стекатели фирмы «Sernagiotto» (Италия), в бункерах которых установлено несколько вертикальных шнеков, обеспечивающих легкий отжим мезги и равномерную подачу ее на три основных шнека.

Наиболее полно шнековые стекатели исследованы В. П. Тихоновым [36J. Результаты этих исследований положены в основу описанных выше конструкций стекателей ВССШ.

Теоретический расчет производительности шнековых стекателей представляет определенные трудности ввиду отсутствия теоретических исследований. Можно исходить из пропускной способности перемещаю-

щего органа, но правильные результаты при этом могут быть получены лишь при введении условных коэффициентов, учитывающих постоянно уменьшающееся в связи с отбором сусла количество перемещаемой мезги.

Рис. 1.10. Стекатель ВСН-20:

а - общий вид (I - лоток для выгрузки мезги; 2 - коническая диафрагменная насадка; 3 - цилиндр; 4 - шнек; 5 - крышка; 6 - люк; 7 - бункер; 8 - дренажная сетка; 9 -редуктор; 10 -рама; 11 - поддон для сусла); б - кинематическая схема (I- электродвигатель; 2,6- шкивы;.?, 4 - шнеки; 5 -редуктор)

Для расчета фактической производительности шиековых стекате-лей Пф на основании обработки экспериментальных данных В. II. Тихоновым предложена формула

П_ф=17_ГК_уК_ГК_ОБК„<рК₀К_я.(1.10)

где П_Т - теоретическая производительность шнекового стекатечя, которая может быть опредечена по формуле (1.1) при условии, что р- объемная масса мезги, кг/м . с = I/cosa (где а -угол накюна шнека, град, tp= I); К,. - коэффициент, учитывающий фактический выход сует (при выходе 40-65 дал/т К, = 1,05*0,86); К/- - коэффициент, учитывающий снижение производительности при перера-ооткс мезги с гребнями (К, = 0,96+0,98); К_оь - коэффициент, учитывающий наличие в стекателе обтюратора, препятствующего обратному току мезги (выходах сусла К_ок = I; при выходах 55-70 дал/т K_oh = 1+1,27); Kj-коэффициент, учитывающий форму отверстий в цилиндре (при площади живого сечения не менее 10% и диаметре отверстий 0,6-2,5 мм K_ri= 0,75+0,94; при щелевых отверстиях Kj = Г); <р - коэффициент, учитывающий величину обратного потока мезги вдоль винтового канала и через радиальный зазор между шнеком и цилиндром (при частоте вращении шнеков п = 1+10 об/мин f = 0,65+1; в общем случае (р = п ' ); К_в- коэффициент, служащий для приведения производительности стекателя по мезге к производительности по винограду (Ко = 75); Кц - коэффициент, характеризующий изменение производительности в зависимости от геометрических размеров конструкции (для реальных апекателей при диаметрах цилиндра до 800 ли/ Кц = 1).

Интересные результаты получены при изучении влияния обтюрирующих устройств на процесс получения сусла. Такою рода устройства в виде звездочек используются во многих конструкциях стекателей и шнековых прессов. Их назначение - уменьшать обратный поток мезги, снижающий производительность машин. Установлено, что при выходах сусла до 55 дал/т отсутствие обтюрирующего устройства не приводит к снижению производительности установки. При дальнейшем увеличении степени отжатая перерабатываемого продукта, например, до выхода 70 дал/т, производительность снижается на 27%. Поэтому при разработке нового оборудования расчет рабочего органа следует проводить с учетом влияния этого фактора, причем с

экономической точки зрения, так как одни факторы (увеличение производительности) играют положительную роль, а другие (повышение концентрации взвесей в сусле, увеличение металлоемкости) - отрицательную.

Другие типы стекателей (вибрационные, центробежные, вакуумные) не нашли практического применения в промышленности ввиду технологических и конструктивных недостатков (аэрация сусла, обогащение его взвесями и др.). Представляется, однако, что ряд видов обработки мезги в процессе отъема самотека (ультразвуком, ферментными препаратами) при надлежащем конструктивном оформлении могут лечь в основу создания новых типов стекателей.

Экстракторы

Они предназначены для одновременного экстрагирования и брожения мезги. Наиболее распространенным отечественным экстрактором является аппарат ВЭКД-5 (рис. 1.12, а, б). В аппарате происходит непрерывное брожение мезги с плавающей «шапкой». Исходная (свежая) мезга подается периодически.

Аппарат работает следующим образом. Свежая мезга загружается до уровня на 0,5 м ниже желоба разгрузочного шнека 2. Для ускорения брожения в аппарат дозируют дрожжевую разводку до 3% мезги. В процессе брожения сусло перемешивают 3-4 раза в сутки. Для этого сусло отбирается через перфорированные стенки 8, установленные в нижней части резервуара, и орошает поверхность «шапки» через пятирожковый разбрызгиватель 4. При остаточном содержании сахара в сусле до 5% производится выпуск бродяшего сусла-самотека. Единовременный объем выпускаемой жидкости не до;гжен превышать 50% ее общего объема в аппарате. В противном случае старая «шапка» опускается в зону перфорированных стенок, а свежая мезга при подаче ее в аппарат образует свищи и прорывается на поверхность старой, в результате чего аппарат выводится из непрерывного режима работы. Для восстановления рабочего режима аппарат необходимо полностью разгрузить и повторно пустить в работу.

После выпуска сусла до нужного остаточного уровня в аппарат подают свежую мезгу. Она поднимает старую «шапку» в верхнюю часть аппарата, где ее граблями 3 сваливают в разгрузочный желоб и выводят из аппарата, направляя на дожимочный пресс.

Производительность экстрактора - 5 т/ч; объем - 44,5 м³; длительность экстрагирования - 10 ч; диаметр - 5082 мм, высота - 8015 мм.

Опыт эксплуатации экстрактора ВЭКД-5 показал, однако, несовершенство механизма вьирузки «шапки» в описанном варианте. Более целесообразно перекачивать мезгу из экстрактора при помощи насоса, направляя ее в стекатель до прессования (или в необходимых случаях возвращая ее в экстрактор).

в

Рис. 1.12. Экстракторы ВЭКД (а, б) и фирмы «Padovan» (в): а - принципиальная схема (I-резервуар; 2 - шнек; 3 - грабли; 4 - разбрызгивав-пиль; 5 - ваг, 6 - труба; 7 - насос; 8 - стенка; 9, 10 - патрубки с кранами); б -кинематическая схема (1 - электродвигатель; 2 -редуктор; 3 - цепная передача; 4 - шнек; 5 - грабли; 6.7- шестерни); в - принципиальная схема (I- грабли; 2 -шнек; 3, 6,7- патрубки; 4,5 - патрубки с кранами; 8,9- вентили)

В установке Padovan (рис. 1.12, в), принципиально похожей на экстрактор ВЭКД-5, процесс рециркуляции мезги осуществляется следующим образом: сформированная вверху «танка» собирается граблями / и при помощи шнека 2 подается в устройство для рециркуляции, в которое одновременно поступает сусло из нижней части резервуара, создавая встречный поток- Затем обогащенная суслом мезга подается в нижнюю часть резервуара. Всего производится три рециркуляции по 1-1,5 ч каждая через 3. 7 и 13 ч после загрузки. Рециркуляция считается законченной, когда «шапка» полиостью опустится в вино. Когда «шапка» поднимается вновь, можно начинать следующую рециркуляцию либо приступить к выгрузке мезги. Вместимость резервуара до 100 м .

Шнек состоит из двух частей, одна из которых обеспечивает передвижение мезги при разгрузке «шайки», а вторая подает мезгу для рециркуляции. Сброженное сусло отводится через нижний кран 5 при периодическом сбраживании и через кран 4 - при непрерывном. Осадки удаляются через патрубок 6, мезга - через патрубок 7, а выделяющийся диоксид углерода - через вентиль 9 с предохранительным клапаном. В остальном принцип действия установки ясен из рисунка.

В настоящее время фирма «Diemme» (Италия) выпускает экстрак-торы-винификаторы более совершенных конструкций: вертикального типа (в которых бродящее сусло, отбираемое снизу, орошает «шапку» мезги) и горизонтального (которые представляют собой вращающиеся резервуары со спиральной лопастью внутри и коническим днищем: при вращении происходит перемешивание мезги и обогащение вина фе-нольными и красящими веществами: марка таких установок NS; их вместимость - в зависимости от типоразмера - от 10 до 70 м).

Прессы

Прессы предназначены для отделения сусла от мезги после отбора сусла первой фракции на стекателях; при этом норма выхода прессовых фракций сусла около 25 дал/т. В отдельных случаях прессуются целые грозди винограда. Некоторые схемы производства красных вин предусматривают подачу на прессование уже сброженной мезги после отделения от нее большей части полученного при брожении вина.

Во всех случаях в прессах происходит разрушение растительных клеток ягоды, истирание кожицы, а при неблагоприятных условиях -раздавливание и перетирание виноградных семян. Поэтому в прессовом сусле имеется определенное количество взвесей, дубильных и других веществ. Содержание их колеблется в зависимости от сорта и качества винограда. режима процессов дробления и прессования мезги, а также требований к качеству получаемого продукта (последнее зависит от типа вина, для которого продукт предназначен).