Оборудование для первичной переработки винодельческого сырья (стр. 2 из 7)

Разработано несколько моделей бункеров-питателей серии 13БШ производительностью 10/20, 20/30, 30/50 (в первом варианте производительности частота вращения шнеков меньше) и 100 т/ч. С конструктивной точки зрения это несложные устройства. Количество шнеков в бункерах-питателях от одного до трех, диаметр шнеков 400-634 мм, частота вращения 7.1-14.45 об/мин эти параметры зависят от производительности).

На рис. 1.2 показаны общие виды бункеров-питателей ВБШ-10¹ и ВБШ-50, а также их кинематические схемы.

В последнее время предпочтение отдастся стальным бункерам вместо железобетонных, что весьма рационально, так как последние имеют ряд эксплуатационных недостатков, в том числе с точки зрения промышленной санитарии и трудностей ремонта.

Исследования конструкций бункеров-питателей показали, что для надежной их работы большое значение имеет конфигурация внутренних рабочих плоскостей. Бункера могут иметь одну отвесно вертикальную и одну наклонную стенки (рис. 1.3, а) или две наклонные стенки (рис. 1.3, б). В варианте а виноград практически не зависает. Конструкция подшнекового дна в вариантах а и б также способствует свободному проходу винограда. Немаловажное значение с этой точки зрения имеет и диаметр шнека: его целесообразно принимать не менее 400 мм.

Для обеспечения равномерной подачи винограда и во избежание забивания разгрузочного окна и стыкового элемента между бункером и дробилкой разгрузочное окно должно быть защищено отсекателем (рис. 1.3,«). Для бункеров-питателей большой производительности желательно также, чтобы во время разгрузки контейнера удар приходился на наклонную плоское , расположенную над шнеком, а не на сам шнек. Равномерной подаче винограда способствует регулирование частоты вращения шнеков, позволяющее изменять их производительность в широких пределах.

Рис. Бункера-питатели:

а. б - общие виды соответственно ВБШ-10 и ВБШ-50: в, г - кинематические схемы соответственно ВБШ-10 и ВБШ-50

Интерес представляют бункера-питатели, разработанные фирмой «Sernagiotto» (Италия), в которых над транспортирующим шнеком параллельно располагается шнек меньшего диаметра (рис. 1.3. г), препятствующий образованию сводов винограда.

Минимальная вместимость приемного бункера равна максимальной вместимости кузова самосвала или контейнера, доставляющего виноград на переработку, плюс объем винограда, равный 3-5-минутной производительности дробильно-гребнеотделяющей машины, установленной на заводе.

Виноград может находиться в бункере не более 0,5 ч. Практика показала, что при грузоподъемности существующих транспортных средств 2-3 т минимальная вместимость бункера должна составлять 5-6 т.

Рис. 1.3. Конструкции бункеров-питателей:

а — с вертикальной и наклонной стенками: б - с двумя наклонными стенками: в - с отсекателем: г -с двумя шнеками (фирмы «Sernagiotlo»)

Пропускная способность П (в кг/с) шнеков бункеров-питателей по винограду, если отбор сусла из-под них не производится, рассчитывается по обычной методике:

где D - наружный диаметр шнека, м: d - диаметр вала, м; S - шаг шнека, м (принимается 0.8D); п - частота вращения шнека, об/мин: р - объемная масса винограда (600 кг/м): <р - коэффициент сечения желоба шнека (0,8-0,9); с - коэффициент, учитывающий наклон шнека (при угле наклона 15-30° с = 0,9): т - количество шнеков.

Дробилки-гребнеотделители

Начальная операция при переработке винограда - его дробление. Под дроблением понимается разрушение целости кожицы ягод и их клеточной структуры, облегчающее получение сока. Степень измельчения винограда существенно влияет на выход сусла-самотека и скорость суслоотделения: чем интенсивнее разрушение, тем больше выход сусла, но хуже его качество, так как сильное дробление приводит к обогащению сусла обрывками кожицы, мякоти и другими взвешенными частицами. Разрушение клеток в дробильно-гребнеотделяющих машинах осуществляется путем механического воздействия на виноград; при этом перетирание и дробление гребней и семян должно быть по возможности минимальным во избежание обогащения сусла дубильными веществами.

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 соответственно 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.