Пищевая сталь для виноводочной отрасли

Описание

С точки зрения экономических показателей и технологичности этот материал будет также оптимален. В качестве заготовок для обечаек мало - и среднеразмерного емкостного оборудования в условиях слабо оснащенного производства предпочтительнее использовать готовую тонкостенную трубу по DIN EN 10217-7. Для изготовления оборудования небольших алкогольных производств стандартный размерный ряд трубной продукции полностью перекрывает существующие потребности. Относительно высокая толщина материала позволяет отказаться от местных усилений и ребер жесткости, при этом становится возможным существенно упростить процесс сварки, избежав коробления.

В условиях хорошо оснащенных производств и высокой квалификации персонала при наличии даже умеренной серийности разумным становится использование листового материала, в частности AISI 304, наименьшей возможной толщины. Необходимая прочность и жесткость при этом достигается за счет применения специальных конструктивно-технологических приемов, среди которых использование поверхностей двойной кривизны и ребер жесткости, получаемых холодным пластическим деформированием. Примером такого подхода может служить выпускаемая в настоящее время серия комплектов емкостного оборудования, каждый из которых представлен мерником для спирта, напорным сборником для воды, сортировочными чанами и другими технологическими емкостями. Для изготовления всех без исключения обечаек корпусов применяется лист AISI 304 толщиной 1,5 - 2,5 мм, при этом их диаметры составляют от 310 до 1350 мм, а высота (длина) колеблется от 950 до 2300 мм.

При отсутствии повышенных давлений и гидравлических ударов толщина материала емкости назначается из ограничений, накладываемых используемыми производственными технологиями, а также из условий статической жесткости и прочности конструкции и возможности восприятия сосредоточенных нагрузок в узлах крепления. Группирование ребер жесткости потребует минимального количества элементов усиления, а отказ от применения дуговой сварки позволит обойтись без дорогостоящей оснастки, необходимой для предотвращения коробления тонколистовой стали. В данном случае для изготовления корпусов применяется исключительно контактная сварка, для чего существует недорогой комплект универсальной оснастки.

Разработанная технологическая схема позволяет обойтись и без дорогостоящей, в условиях единичного производства, штамповки. Поперечная жесткость конструкции обеспечивается ребрами, полученными методом раскатки, а продольная достигается за счет вертикальных (или продольных) силовых элементов, выполненных гнутьем из листа AISI 304. Толщина гнутых профилей для обеспечения высокого качества сварных швов принимается равной толщине материала обечайки. Соединения в основном выполняются также методом контактной сварки, и только 20% второстепенных операций приходится на долю аргонодуговой.

Грамотная конструктивно-технологическая проработка позволяет сократить металлоемкость данного комплекта изделий в среднем в 1,36 раза, при этом избежав применения сложного прессового и штамповочного оборудования. Это стало возможным за счет повсеместного применения операций раскатки и комплекса универсальной оснастки, для чего приходится предельно унифицировать размеры корпусов емкостного оборудования (в первую очередь их диаметры). Стали AISI 304 и AISI 304L при толщинах до 3 мм легко поддаются ротационному деформированию, причем глубина вытяжки до 5-7 мм может быть получена деформацией на полиуретановой подложке. Это позволяет, к примеру, резко упростить технологическую оснастку, предназначенную для выдавливания ребер жесткости на изделиях относительно небольших размеров.

Полиуретан позволяет также вытягивать поверхности двойной кривизны методом выколачивания, что и было применено для изготовления сферических днищ некоторых емкостей, в частности, спиртовых мерников. Толщина листа AISI 304L составила в этом случае 1,5 мм, диаметр изделия до 560 мм. Операция выполнялась на недорогом специализированном оборудовании.

Именно такой подход в условиях единичного производства является оптимальным. Относительная дороговизна нержавеющей стали делает выгодным снижение металлоемкости изделий за счет некоторого усложнения и удорожания производственного процесса. Даже при относительно невысокой серийности (в среднем 1,6 комплекта в месяц) данный подход с использованием описанных технологий и материалов позволил уменьшить себестоимость изделий в совокупности приблизительно на 27- 33%. Естественно, расчеты производились без учета стоимости изготовления оснастки, окупаемость которой была определена в 1,5 года, а также расходов на дооснащение производства. Тем не менее, описанная производственная схема позволила получить изделия приемлемого качества из относительно недорогого материала по минимальной цене. Таким образом, примененные технологии позволяют практически без ограничений использовать листовую сталь, в том числе и малой толщины, марок AISI 304 и AISI 304L. Этот материал можно рекомендовать для изготовления любого емкостного оборудования малых и средних размеров, предназначенного для алкогольных производств. Механические, технологические и стоимостные показатели данных сталей делают такой выбор оптимальным при условии достаточно высокого уровня конструкторско-технологической проработки изделий.

Применение

Механические агрегаты для приготовления компонентов ликеров и водок

Такими компонентами чаще всего являются спиртованные соки, а также настои и морсы, получаемые преимущественно из растительного пищевого сырья.

После очистки и сортировки оно перерабатывается на мезгу посредством молотковых, вальцевых или дисковых дробилок и, пройдя промежуточную тепловую обработку и ферментацию, поступает на прессование. Изготовление данного оборудования из нержавеющих сталей крайне желательно, ибо позволяет не только повысить чистоту получаемого продукта, но и продлить срок его службы.

Дробилки

Как правило, для рабочих органов вальцовых и дисковых дробилок применяются стали 12Х18Н10Т или AISI 316, сравнительно легко поддающиеся обработке резанием, закалке и полированию. Этот же материал зачастую используется и для изготовления сварных корпусов, загрузочных бункеров и стекателей для мезги. Вместе с тем, практически всегда этот материал может быть заменен более дешевым и технологичным AISI 304 или, в крайнем случае, AISI 316 в механически нагруженных элементах при наличии локальных силовых подкреплений. Необходимая чистота поверхности достигается при помощи электрополировки. Как правило, появление следов абразивного изнашивания на относительно мягких рабочих поверхностях корпусов дробилок связано либо с недостаточной очисткой сырья от загрязнений, либо, особенно при переработке косточковых, с неправильной регулировкой самого агрегата. Во всяком случае, достаточно эффективным приемом против изнашивания является применение тонкостенных сменных вкладышей из термообработанной листовой стали 12Х18Н10Т, при этом сам статор выполняется из материала AISI 304. Валы дробилок любых типов могут быть изготовлены из этого же материала. Для сит и ударных элементов молотковых дробилок применяется, как правило, углеродистая листовая сталь 12Х18Н10Т с обязательной термообработкой, она же идет на терки и вращающиеся диски дисковых дробилок, а также в виде прутка – на оси.

Прессы

В условиях небольших производств отжим мезги, как правило, производится на винтовых либо гидравлических прессах циклического действия. Корзины и прессующие подвижные диски могут быть изготовлены из сталей AISI 304, AISI 304L, AISI 316 либо 08Х18Н10Т. С целью повышения удобства работы и обслуживания, а также увеличения производительности прессования, загрузочные корзины выполняются в виде перфорированных штампованных (AISI 304L) вкладышей толщиной 1,5-2,0 мм либо сварными (AISI 316, 08Х18Н10Т). В качестве заготовки для стакана основания используется труба, как бесшовная, так и по DIN 17457 с толщиной стенки 5-6 мм. Винты прессов нарезаются из кругляка, как правило, 12Х18Н10Т с последующей термообработкой, из этого же материала (либо из бронзы) выполняются и гайки. Диаметр винта подбирается по критерию устойчивости при воздействии расчетных сжимающих нагрузок. Достоинством данной марки является также высокая износостойкость, что при ограниченных возможностях применения смазки крайне важно.

Вакуумные варочные аппараты (ВВА)

Для производства корпусов этого оборудования применяются относительно высокопрочные марки стали 12Х18Н10Т или AISI 316, что связано со значительными механическими нагрузками, возникающими в результате значительного перепада давлений между рабочей полостью и зарубашечным пространством аппарата. Для изготовления обечаек корпусов малых и средних ВВА в условиях слабо оснащенных производств наилучшим решением будет применение трубы стандарта DIN 17457. Толщина обечайки выбирается по расчетным данным. Существенно уменьшить ее поможет связывание внутренней и внешней обечаек при помощи, например, перфорированного гнутого нержавеющего профиля, закрепляемой контактной сваркой. Замкнутый силовой контур, образующийся в этом случае, обладает примерно на порядок большей устойчивостью, что наиболее важно для внутреннего корпуса, работающего на сжатие под воздействием давления пара в зарубашечном пространстве. При наличии производственных возможностей весьма эффективной мерой может оказаться придание образующей поверхности внутренней обечайки двойной кривизны, например, раскаткой, и конструктивное связывание ее с внешней. Недостаток такого способа - появление «мертвых зон» при перемешивании продукта, что несколько снижает эффективность процесса.

Днища ВВА выполняются либо конусными, либо, что предпочтительнее, сферическими. Материалом служит листовая сталь 12Х18Н10Т или AISI 316 толщиной 3-5 мм, в зависимости от диаметра изделия. При небольших размерах оборудования применение откидывающихся или подъемных крышек вряд ли оправдано, загрузку сырья и очистку внутренних поверхностей можно произвести и через герметические люки. Но их установка требует обязательного усиления контура вокруг проема, выполняемого, к примеру, при помощи полосы или уголка AISI 304 с толщиной полки, сопоставимой с толщиной основного материала. Необходимым дополнением в этом случае будут и гидравлические моющие головки, которые вы можете также приобрести в компании Stellberg.

Вакуум-варочный аппарат

Мешалка, как правило, состоит из лопастного ротора и рамы, установленных вертикально и соосно и вращающихся в разные стороны посредством мотор-редуктора. Валом ротора служит, как правило, труба DIN 17457, сталь 12Х18Н10Т с наваренными радиальными лопастями. Они изготавливаются из полосы того же материала или AISI 316. Сварка выполняется в кондукторе, после чего изделие подвергается отжигу.

Рамная мешалка сварная, с замкнутым контуром, из труб 12Х18Н10Т или AISI 316 диаметром 40-50 мм. На периферийных вертикальных трубах располагаются приваренные радиально лопасти, выполненные из нержавеющей полосы или уголка.

Обвязка аппарата производится с использованием стандартной запорно-регулирующей арматуры и деталей трубопроводов. Внешние подключения выполняются посредством фланцевых соединений. В паровой рубашке обязательна установка предохранительного клапана.

Оборудование бродильного производства

Производство алкогольной продукции, за исключением виноделия, начинается с получения спирта. Первым этапом технологического процесса является изготовление браги, осуществляемое в бродильных цехах. Комплекс оборудования этих цехов включают в себя аппараты чистой культуры, а также дрожжанки, возбраживатели и бродильные чаны.

Аппарат чистой культуры имеет, как правило, небольшой объем и представляет собой герметически закрытый цилиндрический сосуд, имеющий рубашку охлаждения или змеевик, предназначенный для охлаждения продукта до рабочих температур (0-2º С). Предусмотрены термометры, диоптры для контролирования уровня продукта и смотровые стекла.

Как правило, элементы емкостей непосредственно контактирующих с дрожжевой культурой, выполняют из стали 12Х18Н10Т или ее аналога стандарта DIN 11850 в, а для корпуса используется материал 08Х18Н10Т. Такую конструкцию имеет, к примеру, аппарат АД-500 рабочей емкостью 0,5 м³. При номинальном давлении в рубашке охлаждения 2 кг/см² и диаметре корпуса 752 мм толщина его обечайки равна 2,0, а у внутренней емкости составляет 2,5 мм.

Аппараты большего объема АЧК-1, -2, -3 выполнены по иной конструктивной схеме, отбор тепла здесь осуществляется при помощи змеевиков, изготовленных из труб диаметром 36-70 мм стандарта DIN 11850, стали марки AISI 316 или 12Х18Н10Т. Поверхность теплообмена принимается в пределах 0,5-0,6 м²/м³ рабочего объема. Толщина корпуса аппаратов, выполненных из труб 12Х18Н10Т, колеблется от 2,5 до 4 мм также в зависимости от вместимости аппарата.

Дрожжанка (маточник) имеет объем до 1-1,3 кубометров и снабжена как охлаждающими, так и обогревающими сырье змеевиками. Относительная площадь первого аналогична предыдущему случаю, во втором этот показатель составляет 0,8 м²/м³. Материал используется тот же, что и в АЧК, но известны конструкции со сварным корпусом, выполняемым целиком из листа марки Х18Н10Т. Толщина материала от 3 до 5 мм в зависимости от емкости.

Аппарат содержит узел перемешивания, пропеллерную или рамочную мешалку, изготовленную из нержавеющей полосы различных размеров и марок стали, в том числе AISI 316 и AISI 321, а также уголка размером от 35х35 до 70х70 мм. Вал мешалки выполняется, как правило, из трубы стандарта DIN 11850 12Х18Н10Т диаметром 50–80 мм с толщиной стенки 3,5-5мм.

В конструкции дрожжанки в больших количествах используются готовые комплектующие емкостного оборудования - герметичные люки, диоптры, пробоотборники. Для очистки от загрязнений устанавливаются моющие головки.

Обвязка и трубопроводы выполняются при помощи стандартной запорно-регулирующей арматуры и нержавеющих труб, как правило, бесшовных, стандарта DIN 11850.

Возбраживатели и бродильные чаны отличаются от предыдущего оборудования в основном размерами и, как следствие, толщиной применяемого для изготовления корпусов листового материала, где она составляет от 6 до 10 мм. При таких габаритах не обойтись без усиливающих элементов и ребер жесткости, в качестве материала для которых используется, в основном, уголок. Так, в конструкции возбраживателя емкостью 51 м³ в качестве вертикальных усилений, располагающихся по образующим цилиндрического корпуса, используют, как правило, равнобокий нержавеющий уголок 75х75 мм. Он же, а также аналогичный прокат типоразмера 50х50 применен для изготовления фланцев ревизионных люков. В качестве технологических выбраны стандартные герметические люки, в обвязке применена также стандартная запорно-регулирующая арматура и комплектующие из ассортимента Stellberg, предназначенные для емкостного оборудования.

Бродильный чан

В конструкциях бродильных чанов нередко применяются более эффективные, чем змеевиковые, выносные холодильники. Теплообменные элементы их выполняются из луженых по наружным поверхностям медных трубок, эффективность теплопередачи которых в 1,3-1,7 раза превышает аналогичный показатель у встроенных конструкций, выполненных из дорогостоящей цельнотянутой нержавеющей трубы диаметром 45-75 мм. Экономия расходов на материал в этом случае достигает 12-15%.

Спиртоловушки, являющиеся одними из основных агрегатов бродильных чанов, имеют корпус, изготавливаемый, как правило, из трубы стандарта DIN 11850 AISI 321 или 12Х18Н10Т диаметром от 300 до 600 мм с толщиной стенки 1,5-3,0 мм. Цельнотянутая труба диаметром 20-50 мм используется и для изготовления внутренних коммуникаций, как прямых, так и изогнутых. Стандарт DIN 17457 пригоден только для изготовления прямых изделий. Крышки у спиртоловушек конусные,  сферические, штампованные или, при отсутствии соответствующего оборудования, раскатанные из листа аналогичной обечайке толщины.

Конструкция аппарата либо разъемная по корпусу (модель СПА 0,2), либо со съемными крышками. Стыковка посредством фланцевого соединения. Фланец выполняется либо из откатанной и сваренной полосы DIN 1017 (при этом сталь желательно выбирать аналогичную материалу корпуса), либо изготавливается из уголка DIN 1020. В компании Stellberg вы найдете для этой цели полосу 50х10, а также уголок равнополочный 50х50 - 75х75 с толщиной полки 5-7 мм.

Разъемы трубопроводов, как правило, также фланцевые. Обвязка аппарата и сами трубопроводы выполняются с применением стандартных изделий, имеющихся в ассортименте Stellberg.

Ректификационное оборудование

Оборудование брагоректификационного производства состоит из нескольких единиц массообменных аппаратов колонного типа, в которых и происходит разделение фракций. Это бражные, эпюрационные, ректификационные колонны, а также колонны окончательной очистки. Данное оборудование подразделяется на 3 типа: тарельчатые, насадочные и комбинированные колонны. В каждой их разновидности широко применяются нержавеющие стали в виде трубы - как шовной, так и тонкостенной стандарта DIN 11850. Последние чаще всего используются в качестве материала корпусов колонн, а также гнутых трубчатых элементов. Как правило, на изготовление колонного ректификационного оборудования идет сталь (08)12Х18Н10Т, но иногда встречаются также импортные марки AISI 316, AISI 316L и AISI 321.

Корпуса иногда выполняются также и сварными, в этом случае предпочтительна относительно низкоуглеродистая листовая сталь 08Х18Н10Т. Высота колонн, как правило, значительна, что приводит к возникновению серьезных нагрузок, особенно в нижних сечениях колонн, и потому толщина материала корпусов принимается в пределах 6-15 мм, в зависимости от размеров оборудования.

Клапанные тарелки и собственно клапана штампуются из листовой стали марок Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, а также AISI 304L и AISI 316L толщиной 1,2-2,5 мм (тарелки) и 0,3-0,5 мм (клапана). Аналогичный материал применяется также и для изготовления колпачков и турбулизаторов.

В конструкциях колонного оборудования насадочного и комбинированного типов встречается большое количество прямых коротких каналов, выполняемых из труб диаметром 30–60 мм, закрепляемых к перфорированным диафрагмам. Толщина стенки используемой трубы выбирается, исходя из технологии закрепления. Практика показывает, что применение вальцевания в этом случае экономически оправдывается практически при любых объемах производства, несмотря на затраты при изготовлении оснастки. Оптимальная толщина стенки для операций пластического деформирования не должна превышать 1 мм.

Как правило, ректификационные колонны собираются из отдельных секций посредством фланцевых креплений. Повышенные нагрузки и требования к жесткости фланцев заставляют применять для их изготовления нержавеющий уголок сечений от 75х75 мм и выше, с толщиной полки 7-10 мм.

Элементы конструкций ректификационных колонн, непосредственно не контактирующие с продуктом, в целях экономии могут выполняться из профиля и проката стали марки AISI 430. Сюда, в частности, относится квадратная тонкостенная труба и круглая сварная труба DIN 17455.

В конструкции ректификационных колонн широко применяются стандартные комплектующие емкостного оборудования: герметичные люки, спускные вентили, стойки, спускные клапаны, а также арматура и детали трубопроводов, имеющиеся в ассортименте компании Stellberg.

Теплообменные агрегаты, входящие в состав ректификационного оборудования, представлены дефлегматорами, подогревателями флегмы и конденсаторами-холодильниками. Как правило, все они выполняются кожухотрубными, с медными трубчатыми теплообменными элементами. При этом все остальные детали - диафрагмы, фланцы и т.д. - изготавливаются из нержавеющей стали. Обечайки корпусов нарезаются по длине из тонкостенной трубы необходимого диаметра, при этом с целью экономии может быть использована и шовная труба стандарта DIN 17457, марок стали AISI 304L и AISI 316L. Но нередко встречаются и марки 12Х18Н10Т, AISI 316, а также AISI 316L и AISI 321. Толщина материала обечайки выбирается из условий свариваемости, в том случае если дуговая сварка применяется для присоединения фланцев, штуцеров и других конструктивных элементов, либо принимается по технологическим соображениям или расчетным показателям. Практически она составляет в большинстве случаев от 1,5 до 3 мм в зависимости от габаритных размеров теплообменника.

Теплообменник ректификационной установки

Как правило, в конструкции имеется большое количество элементов, выполняемых из нержавеющего листа различной толщины. Рациональнее всего использовать для этого сталь AISI 304, как наиболее технологичный, относительно недорогой и вместе с тем универсальный материал.

Известны конструкции теплообменников, выполняемые целиком из нержавеющей стали. В этом случае теплообменные элементы изготавливаются, как правило, из тонкостенных труб стандарта DIN 11850, причем используются низкоуглеродистые марки стали: AISI 304L, либо AISI 304L, наиболее универсальные в технологическом отношении, в частности, пригодные и для вальцевания.

Вспомогательные агрегаты - фильтры, абсорберы, брагопромыватели, эпруветки и т.п. - изготавливаются в соответствии с проектной документацией и содержат практически все марки нержавеющей стали импортного ряда «300», а также отечественные Х18Н10Т, 08Х18Н9, 12Х17, (08)12Х18Н10Т, 20Х23Н18 и (08)12Х18Н10Т. По гигиеническим показателям все эти стали удовлетворяют нормативным требованиям и окончательное назначение той или иной марки материала производится по экономическим и технологическим соображениям в соответствии с общемашиностроительными принципами расчета и проектирования.

Таким же образом производится и подбор стандартных комплектующих изделий. В действующих конструкциях вспомогательных агрегатов широко применяются, к примеру, фильтры, запорно-регулирующая арматура, детали трубопроводов, штуцера, фланцевые соединения, фитинги и многие другие изделия, имеющиеся в ассортименте Stellberg. Окончательный выбор производится в соответствии со спецификациями на конкретные единицы оборудования.

Получение коньячных спиртов принципиально не отличается от ректификации спирта из браги, но в этом случае в состав оборудования включается эфироальдегидная колонна, устройство которой повторяет предыдущие образцы аппаратов колонного типа. Как правило, к материалам, используемым в конструкции, предъявляются повышенные требования в части химической инертности, в связи с чем по мере возможности ограничивают количество сварных соединений, применяя, в частности, вальцевание.

По этой причине преимущественное распространение в конструкциях эфироальдегидных колонн получила сталь марки (08)12Х18Н10Т, применяемая в виде бесшовных труб для обечаек корпусов и листового материала, используемого для изготовления механически нагруженных конструктивных элементов, непосредственно соприкасающихся с продуктом. Для деталей, подвергающихся операциям пластического деформирования, а также сварке используются малоуглеродистые стали Х18Н10Т, AISI 304L и AISI 316L. Впрочем, при достаточной оснащенности производства все потребности удовлетворяются марками 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т. Эти стали применены, в частности, при изготовлении специализированного коньячного ректификационного оборудования ПУ-5-1000/К.

Купить

В компании Гудвил Вы можете купить нержавеющую сталь для виноводочной отрасли в Екатеринбурге с доставкой по России.