НОРИ Зерновая нория представляет собой устройство с непрерывным действием. Для транспортировки продукции по вертикали используется лента, после чего зерновые, гранулы или мучнистые продукты попадают на очистку и хранение. Основными достоинствами норий являются:
Быстрый монтаж и разборка при необходимости заменить детали (всё собирается при помощи болтов, а не сварки, что гораздо удобнее при профилактике);
Конструкция устойчива к износу, что позволяет существенно снизить расходы на обслуживание;
На металл не влияет коррозия, которая способна образоваться при постоянной эксплуатации в условиях высокой влажности.
Ленточный транспортер (или конвейер) представляет собой ленту, которая перевозит (перемещает) сыпучие материалы на небольшие расстояния. Есть несколько разновидностей подобных систем, используемых на разных участках пути зерновых:
Открытого типа (применять такие предпочтительно в закрытых помещениях, где нет источников мусора, грязи, а также осадков);
Закрытого типа (указанные системы, наоборот, используются преимущественно на улице, когда требуется обработать большое количество груза без вреда для техники. Подобные механизмы можно устанавливать и внутри здания, если от зерна требуется максимальная чистота).
Также конвейерные ленты различаются по углу наклона. Они могут ставиться строго по горизонтали, а также быть с регулируемой рамой. Принцип действия никак не отличается в двух случаях. Максимально допустимый наклон ленты – 22 градуса, так как больший угол является неэффективным при транспортировке зерна на гладком конвейере: сыпучий груз на подобной конвейерной ленте просто не удерживается и скатывается.
Скребковый трансопортер. Этот вид транспортного оборудования является альтернативой ленточному, так как полностью исключена вероятность соскальзывания зерна при увеличении угла наклона. Данное преимущество скребкового транспортера позволяет перемещать сельхозпродукцию гораздо выше, чем это возможно с резиновым конвейером (благодаря наличию скрепок, которые удерживают зерновые). В качестве двигателя устанавливается мотор-редуктор с необходимой для выполнения конкретной задачи мощностью.
Непрерывность работы системы обеспечивается при помощи устройств для контроля натяжения цепи и засора, что актуально для помещений, где работа не останавливается.
За час скребковый транспортёр способен переместить до 150 тонн груза. Части цепи, находящейся в механизме, изготовлены из качественного сплава, который не поддаётся коррозии во время работы на открытом воздухе, а также не случается поломок из-за попадания внутрь посторонних предметов.
Одним из преимуществ скребковых транспортёров является возможность быстрой установки и демонтажа. Есть возможность выпуска механизмов, у которых можно менять угол наклона (до 45 градусов). Сборка конструкций на объекте может осуществляться при помощи гаечно-болтовых соединений, что исключает необходимость в специализированном инструментарии (например, для работы со сварными швами). Это позволяет существенно облегчить доступ специалистов к узлам и агрегатам системы при профилактической работе с ними или при необходимом ремонте.
Шнековый транспортер. Наиболее распространенным средством для горизонтальной транспортировки ячменя и солода до сих пор остается шнековый транспортер. К преимуществам шнекового транспортера относится то, что несмотря на довольно высокое энергопотребление, он является вполне рентабельным видом горизонтального (или с подъемом до 30°) транспорта. Поэтому для перемещении на короткие расстояния в солодовнях применяют большей частью именно шнековые транспортеры. Недостатком его является то, что между желобом и винтом шнека всегда должен оставаться зазор от 3 до 5 мм (иначе шнек будет задевать за желоб), и поэтому полное опорожнение желоба невозможно. Это особенно неблагоприятно сказывается при транспортировании свежепроросшего солода. Кроме того, края винта шнека со временем остро затачиваются и могут повреждать зерно, особенно при транспортировке свежепроросшего солода.
Основная цель сушки солода предусматривает следующее:
1 снижение влажности при производстве светлого солода до 3,0 3,5 % для обеспечения его длительного хранения и транспортирования;
2 подавление физиологических и ферментативных процессов;
3 формирование сенсорных характеристик солода;
4 придание хрупкости и ломкости солодовым росткам для их последующего удаления;
Солод после сушки освобождают от ростков, поскольку они придают ему гигроскопичность и горький вкус за счет присутствия алкалоида горденина. Необходимость проведения этой операции связана еще и с тем, что в ростках накапливаются аминокислоты, которые, попадая в сусло, являются источником образования сивушных масел при сбраживании.
Процесс сушки свежепроросшего солода делится на две стадии: подсушивание (подвяливание) и собственно сушка. Первая стадия является как бы продолжением процесса солодоращения, поскольку в это время еще продолжаются ферментативные процессы. Содержание влаги в солоде на этой стадии легко снижается примерно до 8%. На второй стадии, когда солод нагревается, в основном протекают химические и физико-химические процессы. Содержание влаги снижается от 8% до 1,5-2%, обезвоживание солода проходит очень медленно, так как оставшаяся влага находится в связанном состоянии. Конечную высшую температуру процесса сушки называют температурой отсушки.
В процессе сушки свежепроросшего солода в нем изменяются не только влажность и объем, но и цвет, вкус, аромат, химический состав. На первой стадии сушки еще продолжаются жизнь зародыша и ферментативное растворение эндосперма, в результате чего накапливаются сахара, аминокислоты, растворимые белки. На второй стадии сушки с повышением температуры жизнь зародыша и активность ферментов практически прекращаются, и в это время протекают только химические процессы.
Различие между стадиями подсушивания (подвяливания) и собственно процессом сушки имеет большое значение и положено в основу технологии сушки.
При получении светлого солода его быстро обезвоживают при пониженных температурах и затем переходят к более высокой температуре, поднимая ее до температуры сушки. При приготовлении темного солода, наоборот, его долго выдерживают при низкой температуре (65-70°С), сохраняя влажность солода в определенном интервале.
Длительность сушки солода определяется скоростью удаления влаги и степенью биохимических и физико-химических изменений. В зависимости от характера протекающих в солоде процессов различают три фазы сушки: физиологическую, ферментативную и химическую.
Физиологическая фаза - это время нагревания солода от 20-25°С до 45°С. При этом продолжается рост зародыша и корешков, протекают ферментативные процессы, влажность солода уменьшается до 30%.
Ферментативная фаза проходит в интервале температур 45- 70°С, когда рост и дыхание зародыша прекращаются, а ферментативные, в частности гидролитические процессы, усиливаются, так как оптимум действия гидролитических ферментов лежит в интервале 45-60°С.
Химическая фаза - это пребывание солода при температурах 70-105°С. С повышением температуры более 75°С все ферментативные реакции прекращаются, так как ферменты частично инактивируются, а оставшиеся из-за низкой влажности не проявляют своего действия.
Для химической фазы характерны образование аромата, частичная инактивация ферментов, коагуляция (свертывание) белков. Происходит также интенсивное образование меланоидинов - продуктов взаимодействия аминокислот с редуцирующими сахарами (сахарами, имеющими свободную карбонильную группу >С==0 или гликозидный гидроксил -ОН). При меланоидиновой реакции образуются различные альдегиды (оксиметилфурфурол, ацетальдегид, метилглиоксаль и др.), придающие солоду приятный вкус и аромат. Конечные продукты этой реакции (вещества коричневого цвета) обусловливают цвет солода. Меланоидины обладают слабокислой реакцией и редуцирующими свойствами, способствуют пенообразованию, так как часть их находится в коллоидном состоянии.
Шнеки бывают:
с простым сплошным винтом;
с ленточным винтом и открытой внутренней частью;
с прерывистым ленточным винтом, исполненным в виде взаимно смещенных полудуг;
лопастные с раздельными винтовыми лопастями (рис. 2.21).
Со шнеками в их различных исполнениях и с их вертикальным расположением мы еще встретимся при рассмотрении ворошения зеленого солода с использованием пневматических установок.
Разновидностью шнекового транспортера, похожего на рассмотренные выше типы, является гибкий трубчатый шнек «Flexaugei». Это транспортное устройство состоит из безосевого винта, изготовленного из пружинной стали и вращающегося внутри гибкой полиэтиленовой трубы, благодаря чему продукт перемещается. Труба полностью опорожняется этим винтом и может располагаться с изгибами и подъемами до 45°.
Фильтрование - это разделение затора на жидкую фазу (сусло) и твердую (дробину). Фильтрование подразделяется на две стадии: 1 - фильтрование основного сусла; 2 - выщелачивание дробины (вымывание из дробины горячей водой удерживаемых ею эктрактивных веществ).
Фильтрование осуществляется в фильтрационных аппаратах и на фильтр-прессах. В фильтрационном аппарате фильтрование протекает через фильтрующий слой дробины, состоящий из многочисленных лабиринтов и капиллярных канальцев, в которых могут оседать тонкие частицы с диаметром до 30 мкм. Крупные частицы с диаметром более 100 мкм не проникают внутрь капилляров и оседают на поверхности дробины в виде теста. Мелкие частицы задерживаются стенками капилляров благодаря адсорбции. Стенки капилляров имеют электрический потенциал, который появляется при перемещении жидкости внутри капилляров. Поверхность твердых частиц также заряжена. Если знаки потенциалов капилляров и частиц противоположны, то частицы оседают на поверхности благодаря электрическому притяжению. При сильном токе жидкости взаимное притяжение нарушается, и частицы уносятся через слой дробины. Поэтому хорошее качество фильтрования наблюдается лишь при умеренных скоростях движения сусла через дробину.
Производительность фильтрования характеризуется скоростью фильтрования. Скорость фильтрования - это количество фильтрата, проходящее через 1 м2 фильтрующей перегородки в единицу времени. В общем виде скорость фильтрования через пористую перегородку можно представить следующим образом:
Скорость фильтрования = константа · (движущая сила / фильтрационное сопротивление).
Применительно к фильтрованию заторов уравнение принимает вид (уравнение Дарси):
Уравнение показывает, что повысить скорость фильтрования можно путем увеличения проницаемости фильтрующего слоя и повышения разности давления по обе его стороны, а также снижая высоту слоя и вязкость сусла.
Фильтрующий слой становится более рыхлым и проницаемым при укрупнении помола. Однако при этом снижается выход экстракта из зернопродуктов. Повысить проницаемость фильтрующего слоя без негативного влияния на выход экстракта позволяет предварительное увлажнение зерна перед дроблением.
С повышением разности давления по обе стороны фильтрующего слоя также увеличивается скорость фильтрования. Такие условия можно обеспечить путем создания в фильтрационном аппарате избыточного давления или вакуума в подситовом пространстве откачиванием сусла. Однако в данном случае фильтрующая перегородка - сжимаемый слой дробины, обладающий определенной степенью упругости. По мере увеличения разности давления осадок дробины сокращается в объеме, сечение капилляров уменьшается и возрастает сопротивление фильтрации.
Большое влияние на скорость фильтрования оказывает вязкость сусла, снизить которую позволяет повышение температуры затора. Однако температура затора не должна превышать 76-78 єС и воды для промывания дробины - 80 єС. При более высокой температуре набухают частицы непрогидролизованного крахмала и белка, что снижает проницаемость фильтрующего слоя. При этом также инактивируется ?-амилаза, которая продолжает действовать и при фильтровании. Непрогидролизованный крахмал способствует появлению в пиве клейстерной мути. При высоких температурах усиливается также экстракция из оболочек горьких и дубильных веществ, что повышает цветность пива и делает его вкус более грубым.
Увеличить скорость фильтрования затора можно путем снижения вязкости с помощью цитолитических ферментных препаратов, таких как Целловиридин Г20Х, Биоглюканаза, Биоцеллюлаза и др.
На классическом оборудовании фильтрование проводят через слой дробины высотой 30-40 см при оптимальной скорости 4,5-6,0 дм3/мин. на 1 м2 площади сита фильтрационного аппарата.
При фильтровании затора большое значение имеет рН среды. При высоких значениях рН повышается набухаемость коллоидных частиц, что снижает проницаемость фильтрующего слоя. При этом также усиливается экстракция нежелательных горьких и дубильных веществ.
При фильтровании следует избегать окисления затора. При окислении белков, содержащих тиоловые группы, образуются дисульфидные мостики, что приводит к формированию высокомолекулярных поперечносшитых белков, гелей и окисленных тестообразных субстанций. Эти агрегаты снижают не только скорость фильтрования, но и выход экстракта.
Скорость реакции меланоидинообразования зависит от температуры, концентрации аминосоединений и редуцирующих сахаров, pH среды. С повышением температуры на 10°С константа скорости реакции увеличивается в 2-4 раза, а с увеличением концентрации компонентов, участвующих в реакции, в л раз константа скорости реакции растет в п2. Интенсивность образования меланоидинов повышается с увеличением pH и при pH 7-8 достигает максимума. В пивоварении большое значение придается окислительно-восстановительным процессам, протекающим при сушке.
Во время химической фазы по сравнению с ферментативной фазой снижается активность ферментов: ß-амилазы в светлом солоде до половины активности, в темном до 20% от первоначальной, пептидаз, соответственно - до 90% и 75%, гемицеллюлаз: эндо-ß-глюканазы соответственно - до 95 и 55% и экзо-β-глюканазы до 40 и 25%, липазы - до 65 и 55%, фосфатазы - до 35 и 25%. Из оксидоредуктаз каталаза инактивируется почти полностью, пероксидаза значительно, а полифенолоксидаза - до 70% от первоначальной активности.