3.4.2.2.1. Температура

и давление пара

Вода кипит при 100 °С, и образующийся пар имеет точно такую температуру, что является общеизвестной истиной. Но это правильно только при атмосферном давлении. Если в емкости повысить давление (например, бла­годаря ее герметизации, как у скороварки), то вода кипит уже при более высокой температу­ре. Итак, любая температура кипения равна температуре пара в случае насыщения и все­гда соответствует определенному давлению,

291

как это показывает выдержка из таблицы для водяного пара (состояние насыщения):

Температу-	Давление	Темпера-	Давление
ра, ˚С	пара, бар	тура, °С	пара, бар
98	0,9430	105	1,2080
99	0,9776	106	1,2504
100	1,0133	107	1,2941
101	1,0500	108	1,3390
102	1,0878	109	1,3852
103	1,1267	110	1,4327
104	1,1668

Это означает, что температура кипе­ния тем выше, чем больше давление, а по­зднее будет показано, что в котельных уста­новках работают с еще более высокими давле­ниями и температурами. С другой стороны, вода кипит при пониженном давлении уже при относительно низких температурах. Так, на­пример, при

I давлении 0,06 бар — при температуре 36 °С, а при давлении 0,02 бар при 17 °С.

Внутри сусловарочного котла из-за высо­кого уровня сусла устанавливается темпера­тура кипения выше 100 °С. Для уровня сусла 2,5 м это означает, что сусло у дна котла на­ходится при избыточном давлении 0,25 бар, то есть давление пара здесь 1,25 бара, и, как показывает наша таблица, здесь температура кипения уже 106 °С.

Если сусловарочный котел обогревается через дно, то на дне по всей его поверхности одновременно образуются пузырьки пара, ко­торые поднимаются вверх и вызывают движе­ние сусла, что способствует удалению неже­лательных летучих компонентов из сусла. Пар подводится в паровую рубашку, располо­женную на наружной стенке дна котла, с из­быточным давлением от 2 до 3 бар (= 133 до 143 °С). Пар отдает свою теплоту парообра­зования суслу и конденсируется, а сусло ки­пит.

Более высокое давление, а значит и темпе­ратура, создают проблемы из-за повышения пограничной температуры на дне котла: су­ществует опасность подгорания экстрактив­ных веществ сусла, что может повлиять на вкус пива.

292

3.4.2.2.2. Оснащение сусловарочного котла с паровой рубашкой в виде двойного дна

Чтобы обогрев работал хорошо, необходимо соблюдать некоторые основные условия (рис. 3.67).

Пар подводится к котлу паропроводом (1), хорошо изолированным для предотвра­щения теплопотерь. За впускным паровым вентилем (2) находится редуцирующий кла­пан (3), снижающий давление пара до необ­ходимого; у обычных котлов избыточное дав­ление в рубашках составляет 2-3 бара. Сни­жение давления необходимо, так как если бы подводился нередуцированный пар из котель­ной с давлением порядка 15 бар, рубашка котла разорвалась бы. Пар подводится к па­ровой рубашке с помощью изолированного кольцевого трубопровода (4) и равномерно подается в паровую рубашку через несколько вводов (5).

Паровая рубашка изолирована снаружи для обеспечения минимальных теплопотерь.

Рис. 3.67. Оснащение парового варочного котла с паровой рубашкой в виде двойного дна:

1 — паропровод; 2 — впускной паровой вентиль; 3 — ре­ дуцирующий клапан; 4 — парораспределительная труба; 5 — трубы для подвода пара к паровой рубашке; 6 — па­ ровая рубашка; 7 — предохранительный клапан; 8 — уда­ ление воздуха; 9 — манометр; 10 — отвод конденсата;

11 — конденсатоотводчик; 12 — трубопровод для отвода

конденсата

Паровая рубашка оборудована предохрани­тельным клапаном (7) и манометром (9). К началу кипячения следует паром вытес­нить находящийся в рубашке воздух. Для удаления воздуха в верхней части паровой рубашки приварены от 1 до 4 трубопровода с малым условным проходом, каждый из ко-торых соединен с отдельным вентилем. Эти вентили (8), расположенные на уровне зоны обслуживания варочного цеха, открывают перед началом подачи пара и оставляют от­крытыми во время кипячения сусла до тех пор, пока из них не начинает выходить пар. Тем самым гарантируется, что воздух пол­ностью удален из паровой рубашки. В конце варки воздушные вентили опять открывают, чтобы избежать образования вакуума при конденсации пара, что привело бы к дефор­мации дна котла. Этот процесс в более со­временных аппаратах происходит автомати­чески.

Между суслом и паром имеется разность температур, которая должна выравниваться благодаря теплопроводности дна котла. Сус­ло при этом нагревается до кипения, а пар отдает свое тепло и поэтому конденсируется.

Образующийся конденсат тяжелее, чем пар, и собирается в нижней части паровой рубашки. Конденсационная вода должна от­водиться по трубопроводу (10) в конденса­тоотводчик (11). Он находится под паровой рубашкой и пропускает только воду, задер­живая пар. Конденсатоотводчики действу­ют большей частью по поплавковому прин­ципу.

Конденсат отводится по трубопроводу для его сбора (12). Конденсат является чистой во­дой и через сборник конденсата возвращается в паровой котел в качестве питающей воды. При рассмотрении заторного аппарата было показано, что применявшиеся раньше двой­ные паровые днища исчезли, и в настоящее время обогрев осуществляется с помощью нагревающих элементов в виде приваренных на дно или стенку котла полутруб. То же самое относится и к сусловарочному котлу. Сусловарочные котлы, оснащенные вне­шним или внутренним кипятильником и ра­ботающие при низком избыточном давлении, в настоящее время уже не имеют обогрева сте­нок, так как кипятильник низкого давления передает суслу все необходимое количество теплоты.