3. Способи і практика замочування зерна

Необхідний щодоби сумарний об’єм апаратів (V₃) для замочування визначають за формулою:

де К – коефіцієнт, що враховує збільшення об’єму зерна при замочуванні (К=1,45-1,5);

γ – об’ємна маса ячменю, 0,65 т/м³;

φ – коефіцієнт заповнення апарату (φ= 0,9);

Q – кількість ячменю, яка щодоби поступає на замочування, т.

Кількість груп апаратів (n) для замочування визначають із рівняння:

де τ – тривалість замочування (в залежності від способу і температурного режиму τ=36-72 год), год; 2,5 – необхідний час для завантаження апарату зерном, заповнення водою, вивантаження, огляду апарату і підготовки його до наступного циклу роботи, год.; 1 – запасний апарат (для можливості профілактичного ремонту апаратів).

Для миття і замочування зерна використовують спеціальні апарати різних кон­струкцій (в основному циліндро-конічної форми), які виготовляють із листової сталі завтовшки 4—6 мм й обробляють спеціальним покриттям для запобігання корозії металу. Щоб зерно не залягало і не залишалося в апараті при його виванта­женні, конус дна повинен мати нахил не менше 45°. Для забезпечення інтенсивного миття зерна в центрі замочувального апарата (якщо мийні апарати відсутні) розміща­ють вертикальну ерліфтну трубу діаметром не менше 150 мм. У нижню частину труби подають стиснене повітря, яке переміщує зерно до верху труби. Це відбувається то­му, що повітряно-зерно-водяна суміш, яка знаходиться в трубі, має значно меншу пи­тому масу порівняно з зерно-водяною сумішшю навколо труби. Суміш, що виходить зверху труби, за допомогою сегнерового колеса або спеціального відбивного ковпака рівномірно розподіляється по апарату й опускається у його нижню частину. Таким чином, відбуваються активна циркуляція зерна в апараті та його інтенсивне відмивання від різних забруднень, частина яких піднімається на поверхню (сплав), інша опускається в нижню частину апарата (пісок тощо), а ще частина розчиняється у воді.

Сплав являє собою суміш частинок полови, легких недорозвинених зерен, по­рожніх квіткових оболонок та інших легких домішок, які не видалилися при очи­щенні зерна на зерноочисних машинах.

З метою видалення сплаву у верхній частині апарата розміщений спеціальний пристрій, після якого сплав із водою направляється у збірник із сітчастим дном.

Для аерації замочуваного зерна в барботажні кільцеві труби, розміщені у конусній частині апарата, подається стиснене повітря. Рівномірного розподілу його по всій площині замочувального апарата досягають за рахунок наявності багатьох отворів діаметром 2 мм у кільцевих трубах. Щоб отвори не забивалися піском і землею, їх роблять у нижній частині цих труб.

У нижній частині конусного дна як мийних, так і замочувальних апаратів встанов­лено стальні сітки, які затримують зерно при випусканні промивних вод. Для виванта­ження зерна з апаратів у центрі сітки розміщений люк, що закривається і відкривається клапаном знизу.

На рис. 4.3. представлена схема розміщення апаратів у замочувальному відділенні. Період замочування зерна не пе­ревищує 72 год, тому замочувальних апаратів потрібно мати не менше трьох або крат­ну їм кількість, ураховуючи апарат для миття зерна, дезинфекції та зняття сплаву.

Потоки в трубах: зерно-водяна суміш;

свіжа вода;

стиснене повітря;

відпрацьована вода

Рис. 4.3. Схема розміщення апаратів у замочувальному відділенні:

1 - мийний апарат; 2 — замочувальні апарати; 3 — відцентровий насос;

а — корпус апарата; б - ерліфтний пристрій; в — барботажні труби;

г — пристрій для видалення сплаву; д — люк для розвантаження апарата

Удосконалена технологія приготування солоду передбачає замочування зерна без­посередньо в апаратах для його пророщування, а в мийних апаратах — лише його мит­тя, дезинфекцію та зняття сплаву. За такою технологією необхідно встановлювати тільки мийні апарати.

Замочене або промите зерно у солодоростильні апарати доставляють за допомогою гідротранспорту з гідромодулем 3 і більше.

Залежно від наявного обладнання та особливостей зерна й характеристики солоду, який необхідно одержати, практикують кілька способів замочування зерна: повітряно-зрошувальний, повітряно-водяний та у безперервному потоці води й повітря.

Незалежно від того, який спосіб замочування застосовують на підприємстві, попе­редньо мийний і замочувальний апарати повинні бути промиті й продезинфіковані.

Миють і дезинфікують зерно однаково при всіх способах замочування: у мийний або замочувальний апарати протягом 10—20 хв набирають воду й за­сипають очищене і відсортоване та зважене на автоматичних вагах зерно. Потім зно­ву подають таку кількість води, щоб її поверхня в апараті була вища від поверхні зер­на на 10—15 см.

При використанні гідротранспорту для доставки зерна у мийні або замочувальні апарати їх заповнення повинне відповідати таким же співвідношенням води та зерна, які наведено вище.

Суміш зерна з водою в апараті ретельно перемішують за допомогою стисненого повітря, пропускаючи його через центральну трубу. Ефек­тивне також при промиванні зерна перекачування суміші з апарата в апарат за допо­могою насоса.

Після перебування зерна під водою протягом 1—2 год в апарат подають воду знизу і видаляють її через сплавну коробку. Потім воду випуска­ють з апарата через нижню частину й після цього набирають свіжу з дезінфектантом, суміш знову перемішують протягом 1 — 1,5 год і в кінці промивають чистою водою.

Промите й продезинфіковане зерно замочують в апараті за одним із способів або перекачують у пневматичний солодоростильний апарат для замочування із застосу­ванням найефективнішого повітряно-зрошувального способу.

Повітряно-водяним способом зерно замочують, поперемінно витримуючи його то під водою протягом 4—6 год, то без води — 5—6 год. Для витіснення діоксиду вугле­цю і насичення зерна киснем кожних 30 хв, незалежно від того знаходиться воно під водою чи без води, маса продувається стисненим повітрям протягом 5 хв. Замочування триває 40—70 год при температурі 10—15 ° С. Період замочування зерна можна змінювати за­лежно від того, коли буде досягнуто бажаної його вологості.

При замочуванні у безперервному потоці води і повітря надлишок води виводиться че­рез сплавну коробку, а бульбашки повітря весь час з'являються по всій поверхні води. Слід зазначити, що витрати води при цьому способі невеликі й становлять 7—8 м³ на 1 т зерна, а період замочування скорочується на 10-12 год.

Водочутливі сорти зернових культур (ячмені та ін.) погано витримують тривале знаходження у воді. Таким зерновим культурам потрібні повітряні паузи. Їх замочують до вологості 30-33 %, потім роблять паузу на 12-15 год, а далі, як звичайно.

Суміщений повітряно-зрошувальний спосіб замочування і пророщування зерна здійснюється в пневматич­них солодівнях із будь-якими механізмами для його ворушіння і переміщення.

Для зрошення зерна розпиленою водою на механізмах є форсунки. Струмені розпиленої води кожною форсункою повинні перекривати один одного над поверхнею зерна, щоб тим самим забезпечити рівномірне зрошення по всій ширині солодоростильного апарата. Воду на форсунки подають за допомогою гнучкого шланга. Витрати її при такому способі зменшуються в кілька разів порівняно з іншими способами. Зерно почергово то зрошується водою, то знаходиться у стані спокою без води, то аерується кондиціонованим повітрям.

Тривалість пророщування зерна при такому способі замочування скорочується на 1-2 доби. Відбувається це тому, що воно легше поглинає воду і замочується за менший період часу до вищого ступеня вологості при високій активності ферментів.

Промите й продезинфіковане зерно за допомогою гідротранспорту переміщується з мийного в солодоростильний апарат, де після зрошення водою його періодично продувають кондиціонованим повітрям, підтримуючи оптимальну температуру у шарі зерна, що замочується.

Ступінь замочування зерна визначають зважуванням 1000 зернин до і після замочування. Найточнішим методом при цьому є висушування зерна у лабораторії до постійної маси з попереднім підсушуванням.

Значно простішими є непрямі методи, за якими відому масу зерна з відомою вологістю вміщують у полотняні мішечки або в перфоровані стаканчики і занурюють їх у масу ячменю, що замочують в апараті. Через певний час (періодично) мішечок або стаканчик виймають із апарата, струшують, вилучаючи краплі води, і зважують.

Розглянемо один із прикладів таких розрахунків.

Визначити, яку кінцеву масу зерна G_К(г), повинні мати 250 г ячменю G_поч. з початковою вологістю W_поч.=14,5% після замочування до кінцевої вологості W_К=44,0%.

Виходячи із рівності G_К=(100- W_К)= G_поч.(100-W_поч),

отримуємо:

G_К=G_поч. г

У виробництві кінець замочування зерна можна визначити за такими емпіричними показника­ми:

розрізана гострим ножем зернівка повинна залишати на дерев'яній дощечці білу риску;

при згинанні зернівки на нігті оболонка відстає від ядра, але не ламається;

при стисканні зернівки по довгій осі між великим і вказівним пальцями укол не відчувається, але чути характерний тріск відокремлюваної квіткової оболонки.

При митті й замочуванні зерна мають місце втрати сухої речовини з домішками, до яких належать різні забруднення, мінеральні та дубильні речовини з квіткової оболонки, а також втрати на дихання зерна.

Маса зерна при замочуванні зменшується за рахунок різних забруднень на 0,1— 0,2 %, вилучення мінеральних і дубильних речовин — на 0,5—1, дихання зерна в про­цесі миття й замочування — на 0,5—1,5, а за рахунок сплаву насіння бур'янів та лег­ких зерен основної культури і полови — на 0,5—1,2 %.

Втрати на дихання зерна залежать від способу замочування, сорту зернових культур та інших факторів.

Витрати води при митті, гідротранспортуванні й замочуванні зерна також зале­жать від способу замочування і його властивостей і становлять у цілому до 12 м³ на 1 т зерна. Більша частина води направляється у стоки, які необхідно відстоювати, очищати біологічним способом і використовувати повторно.

Витрати стисненого повітря при митті й замочуванні зерна класичними способа­ми досягають 150—200 м³/т при тиску 0,15 мПа. При використанні сучасного повітряно-зрошувального замочування зерна безпосередньо в апаратах пневматич­них солодівень стиснене повітря використовується лише для миття зерна в мийних апаратах у кількості 15—20 м³/т.