Реферат: Оборудование для первичной переработки винодельческого сырья

Процесс дробления винограда производится с отделением гребней или без отделения их. В первом случае в сусле меньше дубильных ве­ществ, зато во втором несколько ускоряется суслоотделение (на стека-гелях и при прессовании) за счет того, что гребни препятствуют спрес­совыванию мезги и улучшают дренаж. Кроме того, при приготовлении специальных типов вин предусматривается переработка винограда без отделения гребней.

Современные дробильно-гребнеотделяющие машины но спосо­бу разрушения кожицы ягод можно разделить на раздавливающие при помощи профильных валков и разрушающие за счет удара при помощи бичей. В принципе измельчение винограда можно осущест­влять и на дробильных машинах других типов: лопастных, роторных, молотковых, однако в отечественном виноделии они не нашли рас­пространения. Кроме того, дробилки-гребнеотделители могут быть объединены с другими машинами (весами, стекателями, насосами и др.) в агрегаты.

Валковые дробилки-гребнеотделители

Основными рабочими органами, от которых зависит эффективность работы валковой дробилки-гребнеотделителя, являются валки и гребнеотделитель.

В настоящее время применяют профильные валки, геометрия и ки­нематические условия действия которых способствуют тому, что при попадании между выступами и впадинами валков грозди подвергаются меньшему перетиранию. Рабочий процесс дробления приближается к наиболee рациональному варианту - раздавливанию гроздей в результа­те параллельного сближения плоских дробящих поверхностей.

Профильные валки выполняют четырех-, шести- или восьмистными. Валки изготовляют из различных материалов: черных металлов с покрытием, дерева, камня, а в последнее время чаще всего из резины (либо обрезиненными).

Рис. 1.4. Валковые дробилки:

а - общий вид ВГД-20 ( I , 3 - валки: 2 - бункер: 4 - цлииндр; 5 - вал: 6 - бич: 7 - лоток; 8 - шнек; 9 - заслонка); б, в - кинематические схемы соответствен­ но ВГД-20 и ВДВ-100

При работе без гребнеотделителя заслонка устанавливается в край­нем правом положении, дробленая масса непосредственно из-под вал­ков проваливается в нижнюю часть машины и шнеком выносится к вы­ходному патрубку.

Установлено, что наиболее эффективный способ гребнеотделения состоит в сочетании ударного воздействия на продукт с протиранием его по сепарирующей поверхности рабочих органов. Этот способ и по­ложен в основу промышленных гребнеотделяющих устройств.

Вместе с тем следует отметить, что технология, механизм процесса и энергетика валковых дробилок изучены недостаточно.

В принципе, энергия в валковой дробилке-гребнеотделителе рас­ходуется на преодоление сопротивления вращению валков и отделение ягод от гребней. Практический расчет энергетических затрат, однако, затруднен из-за отсутствия методики и данных по величинам усилий, возникающих при дроблении вино1рада.

Валковые дробилки-гребнеотделители, выпускаемые за рубежом (Венгрия, Италия, Франция, США), в принципе работают по той же схеме, что и отечественные. Имеются различия в числе валков, что оп­ределяет производительность, в наличии дополнительных конструктив­ных элементов на валу гребнеотделителя для равномерной подачи и направления гребней и др.

Валковую дробилку оригинальной конструкции выпускает фирма «Diemme» (Италия). Дроблению винограда валками предшествует отде­ление 1ребней. Это позволяет дробить виноград в щадящем режиме и тем самым получать сусло более высокого качества.

В Болгарии выпускают гак называемые валковые дробилки с цен­тробежным гребнеотделителем (некоторые исследователи с достаточным основанием относят их к ударно-центробежным дробилкам с валковым дробильным органом, хотя по технологической схеме они соответствуют дробилке, приведенной на рис. 1.4). Однако качество сусла, получаемого при раздавливании винограда на этих машинах, такое же, как и у полу­чаемого с использованием ударно-центробежных дробилок (см. ниже).

Оценивая тенденции развития конструкций валковых машин, сле­дует отметить способ многоступенчатого дробления винограда. Как упоминалось, с уменьшением степени дробления качество получаемых виноматериалов улучшается. Наиболее высоким оно становится при межвалковом зазоре 9 мм. С целью сохранения при этом количества (выхода) сусла некоторыми исследователями рекомендуется примене­ние межвалковых дробилок, в которых виноград сначала раздавливает­ся при зазоре 9 мм. а затем (на второй ступени дробления) при 3 мм.

Ударно-центробежные дробилки-гребнеотделители

В этих дро­билках виноград разрушается при ударе по нему бичей гребнеотделяющего устройства и истирании его о стенки этого устройства. Окружная скорость вращения лопастей должна обеспечить разрушение ягоды в момент удара. Поэтому в таких машинах более высокие рабочие скоро­сти, чем в гребнеотделителях валковых дробилок. Кроме того, особен­ность дробилок-фебнеотделителей такого типа состоит в совмещении дробления и гребнеотделения в одном рабочем органе.

С технологической точки зрения, однако, применение высоких скоростей отрицательно сказывается на качестве сусла.

В настоящее время наиболее известны отечественные ударно-центробежные дробилки-гребнеотделители вертикального типа серии ЦДГ (ЦДГ-20А, ЦДГ-ЗОА, ЦДГ-50), схемы которых одинаковы. Их вы­пускаю! производительностью 20. 30 и 50 т/ч.

На рис. 1.6 показан общий вид и кинематическая схема дробилки ЦДГ-50.

Виноград подается в бункер 5 дробилки, откуда поступает в малый сплошной цилиндр 8. где при помощи вращающихся дробильных бичей 7 происходит дробление винограда и гребнеотделение. В нижней части корпуса виноград отбрасывается центробежной силой на винтообразные гребневыносные лопасти 9. Раздробленные ягоды проваливаются через отверстия перфорированного цилиндра 4 и поступают в мезгосборник, а гребни подхватываются лопастями, поднимаются по внутренней по­верхности перфорированного цилиндра и выбрасываются через окно, расположенное в боковой поверхности корпуса.

Диаметры малых (сплошных) цилиндров в таких дробилках 410-550 мм (в зависимости от производительности), частоты вращения вала с бичами 125-275 об/мин, вала с гребневыносными лопастями 400 и 300 мм.

В некоторых машинах этой серии (ЦДГ-20) дробильные бичи и 1ребневыносные лопасти крепятся на одном валу (устаревший вариант).

За рубежом (США. Италия) выпускаются ударно-центробежные дробилки горизонтального типа.

Корректной методики расчета производительности центробежных дробилок-гребнеотделителей практически нет из-за отсутствия обоб­щающих теоретических и экспериментальных исследований. То же сле­дует сказать и о расходе энергии. В практике для расчета производи­тельности пользуются лишь формулой для определения пропускной способности выносных лопастей для гребней.

Ударно-центробежные дробилки-гребнеотделители, в сравнении с валковыми, обеспечивают впоследствии более высокий выход сусла-самотека на стекателях, так как степень измельчения винограда в них значительно выше, однако более интенсивное механическое воздейст­вие на виноград сопровождается образованием мельчайших частиц ко­жицы и гребней, которые переходят в сусло, образуя трудноосаждаемые взвеси. Это снижает качество виноматериалов и является недостатком ударно-центробежных машин.

К недостаткам этих машин следует отнести также повышенное со­держание дубильных веществ в сусле, что особенно нежелательно при вы­работке высококачественных виноматериалов, и большое окисление сусла

(по-видимому, из-за вентиляционного эффекта). Эти машины следует при­менять для переработки винограда красных сортов с недостаточным со­держанием красящих и дубильных веществ, а также при переработке вино­града для приготовления ординарных вин. Для получения высококачест­венных виноматериалов валковые машины предпочтительнее.