Методика расчета оборудования

Для приемки и обработки шампанских виноматериалов применяют группу цистерн, состоящую из самостоятельных батарей, каждая из которых предназначена для виноматериалов определенного сорта.

Эти емкости одновременно выполняют функции напорных (расходных) резервуаров.

Они оборудуются перемешивающими устройствами, частоту вращения которых подбирают в зависимости от потребности обеспечения равномерного диспергирования вводимого раствора ЖКС и образующейся берлинской лазури.

Количество приемных батарей должно соответствовать числу сортов поступающих виноматериалов. Количество цистерн в каждой сортовой батарее N зависит от производительности установки, составления и обработки купажей, удельного веса данного сорта в купаже, оборачиваемости и вместимости каждой цистерны.

Расчет ведется по формуле

где Q - количество виноматериалов всех сортов, поступающих в месяц, дал;

q - количество виноматериалов данного сорта, поступающих в месяц, %;

Р - коэффициент неравномерности поступления виноматериалов (принят равным 1,2-1,5);

Е - вместимость цистерн, дал;

К - коэффициент оборачиваемости цистерны.

Коэффициент К рассчитывают по формуле

где n - число дней поступления виноматериалов в месяц;

t - число часов поступления виноматериалов в сутки;

Т - длительность технологического цикла одной цистерны, ч.

Т находят по формуле

где t₁ - время разгрузки одной цистерны, ч (отношение вместимости цистерны к часовому расходу виноматериала);

t₂ - продолжительность подготовки цистерны к очередной загрузке, ч (мойка и профилактический осмотр составляют 5-7 ч);

t₃ - продолжительность заполнения цистерны, ч;

t₄ - время на химический анализ и введение раствора ЖКС, ч (t₃+t₄ принимают равным примерно 24 ч).

Объединенный поток обработанных виноматериалов поступает в батарею последовательно соединенных цистерн, число которых N определяют по формуле где

V - производительность установки для обработки виноматериалов в потоке, дал/ч;

n - длительность контакта вина с оклеивающими веществами, сут (принимают равным 0,5-1,0 сут);

Е - вместимость цистерны, дал;

k - дополнительное число цистерн, необходимое для бесперебойной работы батареи при последовательной мойке и профилактике.

Коэффициент k учитывается при наличии одной линии и зависит от продолжительности операций мойки и профилактического осмотра (принимается равным 1-2).

Перемешивающее устройство устанавливают на первых цистернах батареи.

Для предварительного осветления обработанного купажа рекомендуется герметичный саморазгружающийся сепаратор непрерывного действия, а для тонкой фильтрации - пластинчатый фильтр-пресс.

Осветленный купаж поступает в батарею цистерн контрольной выдержки, число которых N рассчитывают по формуле

V - производительность установки, дал/ч;

n - длительность контрольной выдержки, принимаемая равной примерно сутки;

E - вместимость цистерны, дал.

Затем купаж направляют на обескислороживание. Эта операция осуществляется в вертикальных резервуарах, заполненных полиэтиленовыми, фарфоровыми, керамическими и другими наполнителями.

Необходимое число резервуаров N определяют по формуле

где V - производительность установки для обработки внноматериалов в потоке, дал/ч;

V′_д - расход дрожжевой разводки на обескислороживание, дал/ч;

T - длительность процесса обескислороживания и обогащения вина биологическими активными веществами, ч (не менее 10 ч);

Е -вместимость резервуара, дал;

k - коэффициент, учитывающий уменьшение объема резервуара за счет наполнителей (для полиэтиленовых наполнителей принимается равным 0,82).

Резервуарами для обескислороживания могут быть бродильные или приемные аппараты, но эффективнее проводить процесс в резервуарах при отношении высоты к диаметру не менее 3:1.

Необходимое количество наполнителей рассчитывают, исходя из удельной поверхности 20 м² на 1 дал купажа, поступающего на обескислороживание, в час.

После обескислороживания часть купажа направляют на выдержку в потоке, а другую - на шампанизацию.

Число цистерн, необходимых для выдержки в потоке резерва купажей N, определяют по формуле

где V - производительность установки для обработки виноматериалов в потоке, дал/ч;

n - продолжительность поступления (приемки) виноматериалов, сут;

W - поступление купажа на шампанизацию, дал/ч;

Q - переходящий остаток обработанных шампанских виноматериалов, дал;

Е - вместимость цистерн, дал.

Величина Q зависит от продолжительности технологического процесса обработки виноматериалов и определяется по формуле

где n₁ - продолжительность обработки виноматериалов, сут (принимается равной 18-20 сут).

Перед шампанизацией купаж подвергают термической обработке.

Число резервуаров для выдержки купажа в потоке N при температуре нагрева определяют по формуле

где W - поступление купажа на шампанизацию, дал/ч;

Т - продолжительность выдержки, ч;

Е - вместимость резервуара, дал.

Число ферментеров установки культивирования дрожжей в потоке N рассчитывают по формуле

где V_д - общий расход дрожжевой разводки (на обескислороживание и шампанизацию), дал/ч;

t - продолжительность генерации, сут (может быть принята равной 2 сут);

Е - вместимость ферментера, дал;

k - коэффициент заполнения.

Для заводов большой мощности рекомендуется двухпоточная установка (4 ферментера в каждом потоке), имеющая общий головной ферментер двухратной вместимости.

Число резервуаров для повторного обескислороживания купажа N определяют по формуле

где W - поступление купажа на шампанизацию, дал/ч;

V″_д - расход дрожжевой разводки на шампанизацию, дал/ч;

t - длительность процесса повторного обескислороживания, ч (принимают равной 0,5-1,0 ч);

Е - вместимость резервуара, дал;

k - коэффициент, учитывающий уменьшение объема резервуаров за счет наполнителей.

Число резервуаров для выдержки ликеров N определяют по следующим формулам:

для резервуарного ликера

где q - расход ликера на приготовление бродильной смеси, дал/ч;

q₁ - расход ликера на приготовление питательной среды, дал/ч;

Т - продолжительность выдержки ликера, сут;

Е - емкость резервуара для выдержки, дал;

для экспедиционного ликера

где q₂ - среднегодовой расход ликера, дал/ч.

В каждой линии шампанизации должно быть не менее восьми бродильных резервуаров.

Их производительность рассчитывается по формуле

где К - коэффициент потока;

V₀ - поступление бродильной смеси (купаж + ликер + дрожжи) в бродильные резервуары, дал/ч;

V₁ - общая вместимость бродильных резервуаров и биогенераторов, дал.

Число биогенераторов N определяют по формуле

где V₀ - суммарная производительность линий шампанизации, дал/ч;

Т - время пребывания шампанизированного вина в биогенераторах, ч (не менее 36 ч);

Е - вместимость резервуаров, дал;

k - коэффициент, учитывающий уменьшение объема резервуаров за счет наполнителей.

В качестве биогенераторов можно использовать бродильные или приемные аппараты.

Число резервуаров для выдержки шампанизированного вина в потоке N при температуре охлаждения определяют по формуле

где V₀ - суммарная производительность линий шампанизации, дал/ч;

Т - время выдержки вина при температуре охлаждения, ч (не менее 24 ч);

Е - вместимость резервуаров, дал;

k - коэффициент, учитывающий уменьшение объема резервуаров за счет наполнителей.

Число приемных резервуаров N определяют по формуле

где V₀ - суммарная производительность линий шампанизации, дал/ч;

q₂ -среднегодовой расход экспедиционного ликера, дал/ч;

К - коэффициент оборачиваемости резервуара, сут;

n - число непрерывных нерабочих и праздничных дней в году (не менее 3).

Значение К определяют по формуле

где t₁, t₂, t₃ - соответственно время заполнения, выдержки и розлива приемного резервуара (t₂ принимают равным не менее 6 ч).