2.2.2. Пример

Рассчитать примерный расход воздуха на проветривание 16 т ячменя в солодовне с передвижной грядкой при следующих условиях: влажность исходного (очищенного) ячменя 13,5%, влажность замоченного ячменя 45%, влажность свежепроросшего солода 44%, температура замоченного ячменя 12°С, конечная температура свежепроросшего солода 15°С, средняя темпе­ратура солода 16°С, температура воздуха в солодовне 14°С, высота слоя замоченного зерна 0,6 м, продолжительность проращивания солода 8 суток. Параметры кондиционированного и отработанного воздуха приведены в таблице 7.

Таблица 7. Параметры кондиционированного и отработанного воздуха

Решение. Массу сухих веществ сортированного ячменя можно рассчитать по формуле

, (14)

где М_я — масса сортированного ячменя, кг; W_я — масса воды, содержащейся в ячмене, кг.

При влажности сортированного ячменя 13,5% масса сухих веществ в нем составит

кг.

Суммарные потери сухих веществ при замачивании (П_з) складываются из потерь на сплав (1%) и на выщелачивание (0,6%), т.е. составляют 1,6%. Поэтому масса сухих веществ в ячмене после замачивания

кг. (15)

Масса замоченного ячменя

кг, (16)

где W_зя — влажность замоченного ячменя, %.

Потери сухих веществ на дыхание (П_д) при проращивании составляют 5,7%, поэтому масса потерь на дыхание будет

кг. (17)

Отсюда масса сухих веществ свежепроросшего солода

кг, (18)

а масса свежепроросшего солода при влажности его 44%

кг. (19)

Для расчета тепла, вносимого в солодовню с замоченным зерном, необходимо определить удельную теплоемкость зерна. Удельную теплоемкость всякого влажного продукта можно определить как средневзвешенную величину удельных теплоемкостей сухих веществ данного продукта и воды по формуле

, (20)

где с^СВ и с_в — удельная теплоемкость сухих веществ и воды соответственно, кДж/(кг∙К); Х — массовая доля сухих веществ во влажном продукте.

Удельная теплоемкость сухих веществ зерна или солода для ячменя, овса, проса и ржи составляет 1,423 кДж/(кг∙К), для пшеницы 1,51 кДж/(кг∙К). Удельная теплоемкость воды составляет 4,19 кДж/(кг∙К). Подставив все необходимые значения в формулу (20), найдем

кДж/(кг∙К).

Тепло, вносимое в солодовню с замоченным зерном

кДж.

Аналогично рассчитаем удельную теплоемкость свежепроросшего солода и тепло, выносимое из солодовни со свежепроросшим солодом:

кДж/(кг∙К);

кДж.

Тепло, выделяющееся при проращивании солода, составляет

кДж.

Потери тепла в окружающую среду происходят преимущественно с открытой поверхности солода. Площадь открытой поверхности солода можно принять примерно равной площади сит солодовни. Замоченный ячмень будет иметь объем

м³,

где 660 — объемная масса замоченного ячменя, кг/м³ (см. приложение 1).

Высота слоя замоченного зерна по условию составляет 0,6 м, следова­тельно, замоченный ячмень будет занимать площадь F=37,5/0,6=62,5 м². Отсюда потери тепла в окружающую среду составят

кДж.

Энтальпию кондиционированного и отработанного воздуха можно определить по формуле

, (21)

где с_взд — удельная теплоемкость абсолютно сухого воздуха (1,005 кДж/(кг∙К)); с_п — удельная теплоемкость водяного пара (1,88 кДж/(кг∙К)); t — температура воздуха, °С; x — влагосодержание влажного воздуха, кг/кг (определяется по диаграмме I–x или по приложению 5); r — теплота испарения воды при 0°С (2500 кДж/кг); φ — относительная влажность воздуха, доли единицы.

Подставив соответствующие значения для кондиционированного и отработанного воздуха, получим:

I_к= 1,00512 + 1,88120,00890,98 + 25000,00890,98 = 34,06 кДж/кг;

I_о= 1,00516 + 1,88160,011590,84 + 25000,011590,84 = 40,71 кДж/кг.

Все вычисленные значения подставляем в выражение (13)

кг.

Объемный расход воздуха за весь период солодоращения составит

м³,

где 1,239 — плотность воздуха при нормальном давлении и температуре 12ºС, кг/м³.

При восьмисуточном проращивании проветривание солода проводится в течение 6,5 суток, т.е. удельный часовой расход воздуха на проветривание составит

м³/ч.