ЭлБиб

5 / 66

Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» № 4, 2017
5
от него, например, фильтрацией скоагулированых белковых веществ, и только после этого –
приготовление эмульсии и хмелевого экстракта.
Целью исследования является интенсификация процесса охмеления пивного сусла с применением
нового современного аппарата, обеспечивающего сокращение времени производственного цикла
и снижение расхода хмеля.
Объекты и методы исследования
В результате анализа существующих способов охмеления пивного сусла предлагается его
интенсификация, которая заключается в кипячении сусла с хмелевым экстрактом, предварительно
приготовленным в роторно-пульсационном аппарате. Применение данного аппарата позволит получить
лучшее извлечение изогумулона и возможность снижения норм внесения хмеля. Конструкция РПА
разработана в КемТИПП (рисунок 1) и защищена патентом [11].
Рисунок 1 – Роторно-пульсационный аппарат:
1 – рабочая полость; 2 – штуцер входа свежей реакционной массы; 3 - штуцер входа газовой смеси; 4 – штуцер выхода
реакционной массы; 5, 6 – штуцера входа и выхода хладоносителя; 7 – газовая камера; 8 – венец статора внутренний;
9 – венец статора наружний; 10 – венец ротора; 11 – ступица ротора; 12 – вал; 13 – лопасти; 14 – отверстия в
ступице ротора; 15 – каналы в зубьях статора; 16 – рубашка; 17 – регулировочные шайбы
Fig. 1 – Rotor and pulsation device:
1 – working space; 2 – reaction mass inlet nozzle; 3 - gas mixture inlet nozzle; 4 – reaction mass outlet nozzle; 5, 6 – cooling
medium inlet and outlet nozzles; 7 – gas chamber; 8 – inside stator ring gear; 9 - outside stator ring gear; 10 – rotor ring gear;
11 – rotor nave; 12 – shaft; 13 – blades; 14 – rotor nave hole; 15 – bores in stator lobes; 16 – jacket; 17 – adjusting rings
Приготовление хмелевого экстракта происходит следующим образом. В рабочую полость аппарата 1
через штуцер 2 загружается пивное сусло с гранулированным хмелем. При вращении вала 12
материальный поток под действием центробежных сил движется через зубья ротора 10 и статоров 8 и 9.
Затем во внешней рабочей области аппарата поток направляется в его нижнюю часть, где за счет
насосного эффекта проходит через отверстия 14 в ступице ротора 11 и лопастями 13 снова отбрасывается в
зону межцилиндрового зазора. Благодаря механическим воздействиям РПА на твердую фазу за счет
срезывающих и истирающих нагрузок, а также развитой турбулентности, пульсациям давления и
скорости потока жидкости улучшается ее растворимость. Этот процесс происходит как снаружи гранул
хмеля, так и внутри них, что приводит к их интенсивному взаимодействию с пивным суслом. В результате
перекрытия пазов ротора и статоров появляются чередующиеся зоны сжимания и расширения. За счет
этого в жидкой фазе появляются области разрыва сусла – кавитационные зоны, образующие пузырьки,
которые схлопываются с силой в несколько сот атмосфер, вследствие чего возникают ударные волны.
Данное воздействие приводит к интенсивному диспергированию гранул хмеля и увеличивает поверхность
взаимодействия фаз. Кроме того, за счет рециркуляции потока обеспечивается многократное
взаимодействие компонентов экстракта. Многократное колебание частиц твердой фазы в местах трения
приводит к повышению температуры смеси, и как следствие влияет на увеличение коэффициента
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека