-.z.啤酒糖化發酵工藝設備課程設計計算書作者：**：院系：專業：題目：云南省**市年產13.5萬噸12°淺色啤酒廠糖化發酵工藝設備設計重點設備——糖化鍋指導教師：2015年11月-.z.目錄TOC\o"1-3"\h\u28806第1章工藝計算 328511.1計算依據 PAGEREF_Toc28513134551.2以100Kg混合原料生產11°淺色啤酒物料計算 3170061.2.1糖化物料的計算 3226841.2.2澄清冷卻物料的計算 6317781.2.3主發酵的計算 6120471.2.4后發酵的計算 737691.2.5成品啤酒的計算 7214011.2.6換算成100L成品啤酒的各項數據 7HYPERLINK\l_Toc127591.2.7換算成13.5萬噸成品啤酒量各項數據 7182261.2.8換算成每日生產量各項數據 74813第2章設備計算 9310132.1貯箱計算 9261322.2碎機生產能力的計算 1033452.3糖化 1196462.3.1糊化鍋 11282322.3.2糖化鍋12275432.3.3過濾槽 147722.3.4蒸煮鍋 1542612.4旋渦沉淀槽 42611697852.5薄板冷卻器 18152442.6水箱 2113012.7糖化用泵的選擇 21104662.8發酵設備計算 2195842.9硅藻土過濾機 27318272.10清酒罐 2717588第3章重點設備及其計算 28啤酒糖化發酵設備一覽表29第1章工藝計算1.1計算依據(1)以100Kg混合原料計算，麥芽：玉米=70:30，釀造12°淺色啤酒。(2)工藝損耗以國家公布的一級企業先進指標為計算依據。(3)根底數據：選澳大利亞麥芽，年產13.5萬噸12°淺色啤酒，麥芽：玉米=70:30，重點設備糖化鍋。圖1-1生產原料數據圖工程名稱代號%說明定額指標原料利用綠麥芽水分大米水分無水麥芽浸出率無水大米浸出率無水玉米浸出率фWmWnEmEn985.212819392.2原料配比麥芽大米mn7030損失率冷卻損失發酵損失過濾損失包裝損失1.01.01.52.0啤酒總損失率5.5年生產320天，生產旺季每天糖化6次，生產淡季每天糖化3次，每年總糖化次數為1440次。1.2以100Kg混合原料生產11°淺色啤酒物料計算1.2.1糖化物料的計算(1)谷物清凈磨碎損失重量〔kg〕采用干法粉碎：麥芽清磨損失：gm=m×Pm=70×0.66%=0.462〔kg〕大米清磨損失：gn=n×Pn=30×0.60%=0.180〔kg〕總損失：g=gm+gn=0.642(2)100kg混合原料中含浸出物重量〔G〕(濕法粉碎)麥芽：Gm=(m-gm)×(1-Wm)×Em=〔70-0.462〕×(1-5.2%)×81%=53.40〔kg〕〔干法破碎〕=m(1-Wm〕×Em=70×(1-5.2%)×81%=53.75(kg)(濕法破碎)大米：Gn=(n-gn)×(1-Wn)×En=〔30-0.180〕×(1-12%)×93%=24.40〔kg〕〔干法破碎〕=n(1-Wm〕×En=30×(1-12%)×93%=24.55(kg)(濕法破碎)則：E=Gm+Gn=53.5+24.5=78(kg)(3)糖化用水計算〔G水〕釀造12°淺色啤酒的頭號麥汁的濃度一般為12%—14%，現取13%，糖化時原料利用率Φ=98%，原料含水率和糖化時水分蒸發量忽略不計。G水==〔98%×78×〔100-13%〕〕/16=477.13〔kg〕式中 E——混合原料混合物重量〔kg〕B——頭號麥汁濃度〔13%〕(4)麥糟的計算原料非浸出物=原料重量×〔1-原料水分〕×〔1-原料浸出率〕×原料利用率麥芽中非浸出物〔g’m〕為：g’m=m×(1-Wm)×(1-Em)×=70%×(1-5.2%)×(1-81%)×98%=12.36(kg)玉米中非浸出物〔gˊn〕為：g’n=n×(1-Wn)×(1-En)×=30×(1-12%)×(1-93%)×98%=1.81(kg)則：100kg混合原料中含非浸出物g為：g=g’m+g’n=14.17(kg)設：由過濾糟排出的非浸出物即為麥糟，其含水率為80—85%，現取85%則：濕麥糟重量=14.17/〔1-85%〕=94.4(kg)(5)麥糟吸麥汁量當頭號麥汁濾出后，殘留在麥糟內液體是被原料中非浸出物吸收的頭號麥汁，其吸收率即為麥糟的含水率〔85%〕麥糟吸頭號麥汁量為：〔94.47×85%〕/〔1-B〕=92.30〔kg〕(6)頭號麥汁收量由100kg混合原料可得11%的麥汁量為：〔原料浸出物含量×原料利用率〕+糖化用量即：(E×Φ)+W水=(78×98%)+477.13=553.57(kg)由于原料中非浸出物吸收局部麥汁，所以實際頭號麥汁收量為：553.57-92.30=461.27〔kg〕(7)洗糟用水量計算由麥汁帶走的水量〔W4〕設：最終麥汁濃度為10%，麥汁煮沸后經沉淀槽和板式熱交換器冷卻時，由于麥汁自然蒸發，其濃度提高了0.2%所以，在蒸發后麥汁重量==78×99%/9.8%=787.96〔kg〕設：麥汁在煮沸鍋內大蒸發強度為10%，大蒸發時間為1.5h，蒸煮鍋內蒸發水分為W*W*=蒸煮前麥汁量×蒸發強度×蒸發時間即：W*=(W*+787.96)×10%×1.5所以：W*=139.05〔kg〕則：煮沸前麥汁量=787.96+139.05=927.01〔kg〕煮沸前麥汁濃度〔B’〕為：B’〔%〕=×100%=78×99%/927.01=8.33%過濾槽排出所有麥汁的水分W4為：W4=煮沸前麥汁量-其中浸出物含量=927.01-78×99%=849.79(kg)②麥糟帶走的水量〔W5〕W5=濕麥糟重量-濕麥糟中干物質重量=94.4-14.7=79.7〔kg〕③原料帶走的水量〔W3〕W3=(70)×5.2%+(30)×12%=7.24(kg)則：洗糟用水量W2=W5+W4-W1-W3W2=79.7+849.79-461.27-7.24=460.98(kg)(8)熱麥汁體積由上計算可知，煮沸完畢后得濃度為9.8%的熱麥汁，重量為787.96kg，麥汁比重1.004kg/L,而100℃時熱麥汁比20℃時，其體積膨脹系數為1.04所以，熱麥汁的體積V=787.96/1.004×1.04=816.21L(9)酒花的計算設：酒花用量為每百升熱麥汁添加干酒花量為0.1—0.2kg，現取0.12kg則：每百升熱麥汁的酒花用量=816.21×0.12/100=0.98〔kg〕設：酒花在麥汁煮沸時浸出率為40%，濕酒花含水量為80%則：濕酒花糟重=0.98×(1-40%)/(1-80%)=2.94〔kg〕1.2.2澄清冷卻物料的計算設：澄清冷卻損失占熱麥汁體積的1.0%，則：冷麥汁產量：816.21×〔1-1.0%〕=808.05(L)1.2.3主發酵的計算發酵度計算E=(0.0665A+n)/(100+1.0665A)A=3.3%;E=10%;n=3.53%真正發酵度=〔10-3.53〕/10×100%=64.70%(1)發酵中排出的CO2量設：10%麥汁比重為1.0040kg/L則：主發酵時被發酵的浸出物〔以麥汁糖汁〕為：790.33×1.0040×10%×64.70%=51.33〔kg〕C12H12O114C2H5OH+4CO2分子量3424×44則：由反響式可算出發酵生成CO2量WCO2為：342：4×44=49.47：WCO2所以，WCO2=26.42〔kg〕設：主發酵液〔嫩啤酒〕中CO2的溶解量為0.35—0.45%〔w/w〕，現取0.40%則：溶解在嫩啤酒中CO2量為：790.33×1.0040×0.40%=3.17〔kg〕所以，發酵排出的CO2量WCO2為：26.42-3.17=23.25〔kg〕設：CO2在20℃，常壓下，1.832kg/m3則：游離的CO2體積=21.80/1.832=12.69m3(2)酵母產量設：每百升麥汁在發酵后形成1.5—2.5kg的泥狀酵母，現取2.0kg則：酵母產量=700.93×2.0/100=15.81kg設：主發酵形成泥狀酵母〔含水率為85%〕平均40%用于再生產菌重，60%用于制造商品干酵母粉〔含水率為7%〕則：商品干酵母=(3)主發酵后嫩啤酒產量設：麥汁經過主發酵，由于泡蓋，酵母沉淀及輸送等體積損失為冷麥汁的2.0%則：嫩啤酒產量=700.93×(1-2.0%)=744.52〔L〕1061.2.4后發酵的計算設：啤酒在后發酵期間損失為：貯酒桶沉淀為：0.2—0.5%，桶口溢出損失等為0.2—0.5%，現取后酵損失為嫩啤酒量的0.5%〔v〕則：后發酵的啤酒收量=700.93×(1-2%)=686.91〔L〕1.2.5成品啤酒的計算(1)過濾后酒量為：744.52×〔1-2.5%〕=725.91〔L〕取成品啤酒損失為后酵啤酒體積的2%(2)品啤酒產量=725.91×(1-2%)=711.39〔L〕成品啤酒總收率=成品啤酒量÷熱麥汁量=711.39÷798.31=89.11%即：總損失率為=1-89.11%=10.89%(3)設瓶裝啤酒含量：0.64L/瓶瓶裝數n=711.39/0.64=1111.55瓶(4)啤酒噸酒耗糧設10°啤酒每升重1.010kg,則噸酒耗糧=〔100×1000〕/(711.39×1.010)=143.1kg/T=11°噸酒耗糧157.41kg/T<158kg/T1.2.6換算成100L成品啤酒的各項數據生產100L成品啤酒相當于100kg混合原料生產啤酒的倍數：n=100/711.39=0.1406(倍)所有數據乘以n1.2.7換算成13.5萬噸成品啤酒量各項數據生產13.5萬噸啤酒相當于100kg混合原料生產啤酒的倍數：n=(135000×1000)/(711.39×1.010)=187890.42(倍)所有數據乘以n1.2.8換算成每日生產量各項數據設每年生產320天，則每日生產啤酒相當于100kg混合原料生產啤酒的倍數物料名稱單位對100kg原料對100L12°啤酒糖化一次生產13.5萬噸混合原料Kg10014.3113415.61.93×106大麥Kg7010.01793911.35×106大米Kg304.2934024.75.8×105酒花Kg1.220.211197.82.85×104熱麥汁L613.5105.7099093.751.43×108冷麥汁L607.37104.64981001.41×108發酵液L601.30103.60971251.40×108過濾液L592.28102.0495662.51.38×108成品啤酒L580.43100.0937501.35×108n=(135000×1000)/(320×711.39×1.010)=587.16(倍)所有數據乘以n圖1-2年產13.5萬噸12°淺色啤酒廠物料衡算本廠年生產日320天,生產旺季每天糖化6次，生產淡季每天糖化3次，每年總糖化次數為1440次。第2章設備計算設本廠年生產日320天日投料量：〔126130〕72679.5kg其中麥芽量：〔81984.50〕50875.65kg玉米量：〔44145.50〕21803.85kg設日糖化批次：4.5次/天每批次糖化投料量：72679.5/4.5=16151kg每批次糖化投麥芽量：50875.65/4.5=11305.7kg每批次糖化投玉米量：21803.85/4.5=4845.3kg2.1貯箱計算(1)麥芽貯箱 成品麥芽容重500kg/m3V1=50875.65÷500=101.75m3設成品麥芽貯箱容積系數φ=0.8成品麥芽貯箱總容量：V==127.19m3一般采用方形錐底，構造內襯白鐵皮，定箱尺寸A=6m a=0.4mB=5.5m b=0.3m圖2-1麥芽貯箱示意圖H=3.5m h=2mV總=A×B×H+〔2A×B+A×b+B×a+2ab〕=138.91m3(2)玉米貯箱成品大米容量500kg/m3 V1=21803.85÷500=43.61m3設成品大米粉貯箱容積系數φ=0.8成品大米貯箱總容量：V==62.29m3一般采用方形錐底，構造內襯白鐵皮，定箱尺寸A=6m a=0.4mB=5.5m b=0.3mH=2m h=0.2mV總=A×B×H+〔2A×B+A×b+B×a+2ab〕=68.34m3(3)玉米粉貯箱φ=0.7大米粉比容1.73m3/噸大米粉貯箱總容量：V==1.73×2.18/0.7=5.39m3一般采用方形錐底，構造內襯白鐵皮，定箱尺寸A=3m a=0.2mB=2m b=0.1mH=1m h=2mV總=A×B×H+〔2A×B+A×b+B×a+2ab〕=10.25m3(4)麥芽粉貯箱φ=0.7麥芽粉比容2.56m3/噸大米粉貯箱總容量：V==2.56×50.88/0.7=186.08m3一般采用方形錐底，構造內襯白鐵皮，定箱尺寸A=7m a=0.4mB=6m b=0.3mH=4m h=2mV總=A×B×H+〔2A×B+A×b+B×a+2ab〕=197.58m32.2碎機生產能力的計算(1)麥芽粉碎機每天處理麥芽重50875.65kg，每天工作7h則：粉碎機生產能力為 ’=50875.65/6=8479.28kg/h≈10噸選用六輥型麥芽粉碎機，生產能力為5噸/小時，棍子規格Φ150×1000mm配電機Y160L-6112千瓦；970轉/分；2臺(2)玉米粉碎機每天處理玉米重21803.85kg，每天工作6h則：粉碎機生產能力為 =21803.85/6=3633.98kg/h2.3糖化2.3.1糊化鍋糊化鍋投料量5670kg(玉米)糊化鍋加水量：471.55×=199.89kg加水比 m1==5.00糊化鍋投料量為：G1=(m1+1)×G01=5+1)×5670=34020kg糊化時煮沸20min，每小時蒸發水含量為5%蒸發量=5%×34020×=567kg則：糊化時加水量為：5×5670+567=28917〔kg〕為保持糊化鍋中水分和溫度校核m1==5.1實際糊化鍋投料量為：〔5.1+1〕×567=34587kg干物質重量百分比：=14.5%查干物質比重換算表r=1.11/m3糊化鍋有效容積 V1有效==30.65m3設：糊化鍋容積系 Φ=0.65則：糊化鍋總容積 V===47.15m3各局部尺寸，采用圓柱底式鍋V總=V體+V底=D2H+〔R3〕設：H：D=1：2D==4.16 圓整D=4.20m校核：V總=D3=×3.14×〔4.2〕3=47.09m3===63.7%②升氣筒直徑，按工業發酵設備 d1D=根據糖化間平面布置，為確保蒸汽暢通上升，故取d=所以，D1=×D=×3.80=0.76m 圓整D1=0.8m校核：〔〕2=〔〕2=0.0333=③加熱面積 A=a×V 取不銹鋼材質 a=0.6—1.2，取a=1.2則：A=1.2×30.65×63.7%=24.65m3而鍋底球面積A’=2R2=2×3.14×2.082=27.17m2即采用鍋底〔半球體〕為加熱面積即可滿足要求④鍋重，取鍋皮厚8mm，查表r不銹鋼=7900kg/m3W=⑤附屬設備：電機一臺攪拌器：n1=30rPm2.3.2糖化鍋投麥芽量8500kg/h糖化加水比 m2==4.53糖化投料量 G2=〔1+m2〕Go2=(1+4.53)×8500=47005kg糖化T糊化鍋投料量為：34587kg 蒸發水分：567kg實際糊化醪量：34587-567=34020kg糊化鍋干物質 14.5%淀粉干物質比熱C=0.37kcal/kg℃則：糊化醪比熱C1=0.37×14.5%+(1-14.5%)×1=0.9087kcal/kg℃麥芽醪干物質重量干物質重%==11.18%麥芽醪比熱C2=0.37×17.5%+〔1-17.5%〕×1=0.9296kcal/kg℃醪液濃度控制在18左右，根本不影響酶的作用，糖化鍋內參加麥芽；50℃保溫時，只有pr分解，干物質百分對糖化的影響不大。糖化醪干物質重量百分比%==18.48%糖化醪比熱 C=0.37×18.48%+1×〔1-18.48%〕=0.88357kcal/kg℃糖化溫度pr休止溫度50℃t===70.69℃所以m1,m2合理。糖化鍋尺寸糖化醪量為81025，糖化醪干物質重量百分比11.18%，r=1.025/m3糖化鍋有效容積 V有效==72.10m3取糖化鍋容積系數Φ=0.8 V總=72.10/0.8=90.125m3各局部尺寸：采用圓柱底式鍋H：D=1：2V總=V體+V底=D2H+〔R3〕=D3D=1.15×=1.15×=4.79m 圓整 D=4.80 H=2.40校核：V總=V總=D3=×3.14×〔4.80〕3=89.95m3==72.10/89.95×100%=80.16%升氣筒直徑：同糖化鍋，糖化鍋蒸汽量不大，取=1/50所以，d=D=2.2×=0.792m 圓整 d=0.8m加熱面積：糖化鍋采用不銹鋼，球底為鋼質，中有加熱夾套〔備用〕A=a×V a取0.8則：A=0.8×79.05×68.81%=43.52m3鍋重計算：鍋厚取8mm r鋼=7900kg/m3,r銅=8900kg/m3,則：W=f．附屬設備：電機J02-62-8F一臺：I=25，N2=30rPm2.3.3過濾槽(1)所需容積計算:按物料衡算，每次糖化總量81025kg,糖化醪干物質重量分數11.18%。查干物質比重換算得r=1.075/m3V有效==79.05m3生產需要1.2的容積系數V總=1.2×V有效=94.86m3(2)過濾面積：采用圓柱平底 F×h=G×yG：每批糖化時，投麥芽量8500kgy：每噸麥芽形成糟量1.8—2.0m3/T取1.8m3/Th：糟層厚度0.3—0.45m取0.4F===38.25m2過濾槽的直徑高度：D===6.98m 圓整 D=7.00mH’===2.07H’’容積高度，一般0.3—0.4m，取0.3所以H總=H’+H’’=2.07+0.3=2.37m校核：F’=D2=(7)2=38.465m3V’總=D2H=×〔7〕2×2.37=91.16m3===86.72%②升氣筒直徑d 取d=×D所以，d=×D=×7=0.99m 圓整 d=1m③出料管，做底出料分布，根據啤酒工業手冊P435，1個管/1.25—1.5m2取1個管/1.25m2有出料管n=d==25.5 圓整 n=26個管導出管直徑 25—40mm，取Φ=40mm④過濾槽內耕槽裝置轉速a．耕槽時，為防止麥槽揚起，一般轉速為0.25—0.4r/min，圓周轉速0.04—0.07m/sb．槽時轉速，根據實際約4—5r/min，圓周轉速0.4—0.7m/s太快：達不到出槽目的太慢：出槽時間太長⑤過濾槽與篩板間距，至少應大于槽底管中直徑的1/4查手冊〔下〕P438表8—2.3間距為：d+5—8，取×40+7=17mm⑥洗糟用水量：由物料衡算W=365.57×14158.13/100=51757.88kg/次⑦附屬設備 ：電機J03/60S-4T2一臺：轉速120轉/分2.3.4蒸煮鍋(1)鍋容積確定，以每批次麥汁為準V成品=24×10000×1000÷〔320×8×1016〕=92.27m3啤酒生產總損失為：7.5%V2===99.76m3蒸發水分百分率：a=e×t=1.5×10%=15%(蒸煮1.5h)蒸煮前麥汁體積：V1===101.28m3設蒸煮鍋容積分數Φ=0.6鍋容積 V===168.80m3采用內加熱式煮沸鍋，忽略加熱器中麥汁量 H：D=1：2D=1.15×=1.15=6.36 圓整 D=6.40mmH=D=3.20mm(2)升氣筒直徑：與糊化鍋一樣，蒸汽量大，取〔〕2=所以，d=D=×6.40=1.17m(3)煮沸鍋加熱面積的計算煮沸前麥汁濃度B*1=B*2=Х10.7=10.64B由"釀造酒工藝學"F︰V=1.3～1.4︰1取1.35︰1F=1.35×101.28=136.73㎡采用內加熱式煮沸鍋設加熱管直徑100mm，長1.5m,加熱器直徑1.5m,加熱面積136.73m2,加熱管數nπ×0.12×1.5n+π×1.5×1.5+2×[×1.52-n×π×0.12/4]=113.4m2得n=2009個所以：n=2009個成三角形排列(4)洗滌器用φ50×5mm不銹鋼管一圈，設在柱體與球缺蓋的交接處，管子具鍋壁1毫米，其上對著鍋比壁，開有小孔，當洗鍋時把泵加壓的水管〔橡膠〕接在該管管口，利用壓力使水從小孔噴出，刷洗鍋壁。(5)鍋重取壁厚=8毫米r=7900kg/m3W=π×D×H×r×σ+π×D×R×r×σ2.4旋渦沉淀槽麥制制備完成后，得到適宜濃度的麥汁，將麥汁中熱凝固蛋白質別離，同時在冷卻時使麥汁吸收，溶解一局部氧氣，以利發酵。槽底可用平底〔斜度2%〕或錐型底麥汁泵入槽內時間10-20分，切線速度為10-25m/s，噴嘴直徑為40-80mm，加工成收縮噴嘴，安裝在槽底1/3液面下，為使麥汁中沉淀物質析出，熱麥汁在槽內靜止20-40分，而去往冷卻器，沉淀物用水洗滌至下水道。為保證槽內麥汁旋轉速度的要求，熱麥汁輸送管內液體壓力不小于6㎏/㎝2，同時為測定麥汁輸送管內的液體壓力，可安裝液體壓力計，旋渦沉淀槽技術條件要求槽體高度：直徑=1：1.14液面高：槽直徑=1：1.76麥汁進口速度：15m/s進料時間20min麥汁停留時間20min麥汁深度一般〈3m〔2.44m〕麥汁進口位置：約在麥汁高度的1/3～1/2處〔即0.81m〕麥汁在槽內回轉速度10r/min左右麥汁出口位置：上部出口位置在麥汁高度的2/3處，主要出口在麥汁高度的1/10處，并有閥門控制底部出口，第一位置1.63m，第二位置0.24米。槽壁：要求光滑，否則易產生旋渦，干擾自由流動。旋渦沉淀槽頂部為封頭，中部為圓柱體，底采用2%斜底，有兩個進料管〔同一水平線上，相差1800〕,出口管在槽體2個。槽底1個。〔1〕有效容積：按每次處理一鍋麥汁定V有=99.76m3,取空余系數1.2設麥汁進口切線速度為16m/s[1-(rg/R)2]=V液/πR2由W=VR/rR，Vp=WR得：VR=Vp×rR/RrR=0.512將結果代入得：(Vp×0.5×R/R)2×[1-(rR/R)2]=V液/πR23Vp2/32g=V液/πR2R=R=/Vp=/15=2.7圓整取2.80mD=2×R=2×3.8=5.60m〔2〕液柱高h=V液/πR2=2.20m入口處高度h1=1/3h=1/3×2.20=0.73m〔3〕旋渦時液體邊緣最高處H=h+1/2h=1.5h=3.3m選此數為主體高度D:H=7.6：3.3=2.30：1〔4〕總容積取φ=0.7V總=V有/φ=99.76/0.7=142.51m3〔5〕升氣管直徑，蒸汽量不大，選D則：d=×7.60=1.07m圓整取d=1.1m〔6〕進口管徑確定Vλ=5～20m/s取Vλ=15m/s進料時間取20min (4/π)d2Vλt=V液d===0.084m取d=85mm進料管個數2個 實際外徑d=90mm核算流速u==14.66m/s〔7〕出口位置確定第一位置h1=2/3h=(2/3)×2.20=1.47m第二位置h2=1/10h=1/10×2.20=0.22m〔8〕出口管徑確定：設液體流出速度2m/s,在1h內冷卻完π/4d2ut′=vd===0.133m取d=130mm核算流體流速u=V//4×d2t’=4×99.76/3.14×0.1332×3600=2.09m/s體積流量Q=2.00×3.14/4×0.1332=0.0283/s=99.76m3/h〔9〕凝固物與清水管徑d取150mm〔10〕升氣管沿有調節氣流裝置Φ=600mm〔11〕冷凝水排出管管徑取Φ=25mm由上部液槽引出〔12〕人孔選用，常壓不銹鋼制人孔J04-0045，DY500選兩個〔13〕選兩個液面計L=1200HG5-226-65-16〔14〕洗槽管管徑d取60mm〔15〕取樣口，用來檢查沉淀情況PG6G3/4〔16〕底座用混凝土制成用20#工字鋼將槽體架在混凝土底座上〔17〕保證入槽麥汁切線速度的最大壓頭H0=up2/2g=14.662/2×9.81=10.95m〔18〕泵出口全壓設h核=25mV流量=/4d2u=3.14/4×0.052×14.66=0.0288m3/s=103.57m3/h選F100-57型泵兩個Q150m3/h；H揚程42.5；轉速2910轉/分；軸功率24.23KW；配用電機功率40KW；泵效率η=62%，允許吸上真空度4m。2.5薄板冷卻器〔1〕溫度確實定：冷卻時間1h由物料平衡計算可知：100kg混合原料得：708.60L熱麥汁每批麥汁量為：708.60×3280/100=100375kg每小時冷卻麥汁量為100375kg/h取3臺薄板冷卻器，2臺正常工作，備用1臺每臺每小時工作量為100375/2=50187.5kg/h·臺〔2〕麥汁比熱c=0.37×11%+1×〔1-13%〕=0.9107kcal/kg℃冷水段：冷水段換熱量設麥汁冷卻至7℃，中間溫度30℃，采用18℃深井水，3℃冷水冷卻的麥汁Q1=50187.5×0.911×(90-30)=2742345.38kcal/hQ2=50187.5×0.911×(30-7)=1051232.39kcal/h冷水段冰水段終溫冷水用量是麥汁的3倍〔經歷數據〕t2=t1+Q1/G1C1×3=18+2742345.38/50187.5×3×0.999)=36.23℃t2’=t1’+Q2/G2C2×3=3+1051232.39/50187.5×1.002×3)=9.97℃冷水，冰水平均溫度冷水：△tm1==33.39℃冰水：△tm2==10.87℃〔3〕傳熱系數K(冷水段)=1\*GB3①流通系數m確實定m=G/ρfu經歷取薄板冷卻的流速u=0.3m/sm—每程并聯流通數G—流體流量〔㎏/h〕ρ—流體密度〔㎏/m3〕取麥汁1000f—每一流道橫截面積0.285×0.003m2w—流體平均流速〔m/s〕根據經歷取0.2～0.9m/s,取0.3m/sm==54.35≈54個=2\*GB3②校正麥汁流速u==0.302m/s=3\*GB3③冷水麥汁α，計算麥汁平均溫度為60℃查"發酵生產設備"ρ=1040㎏/m3,u=0.99Cp,C=0.9364kcal/㎏℃,λ=0.5184kcal/khRe=2huρ/μ=2×0.003×0.302×1040/0.99×10-3=1903.52Pr=1000Cμ/λ=1000×0.9364×0.99×10-3×40187/0.5184×1.163=6.44w/mkα1=0.1×α/de(Re)0.7(Pr)0.43(Pr/Prc)0.25=0.1××(1903.52)0.7×(6.44)0.43×0.95=4200.76=4\*GB3④水面α2的計算，平均溫度為27.21℃查得:ρ=997.00㎏/m3μ=0.9101CPλ=0.522kcal/w.h.℃C=4.177KJ/㎏℃u水=3u=3×0.302=0.906m/sRe=2huρ/μ=2×0.003×0.906×997.00/0.9101×10-3=5955.05Pr=1000Cμ/λ=1000×0.998×4.187×0.9101×997/0.522×1.163=6.26α2=0.1×0.522×1.163×(5955.05)0.7×(6.26)0.43×1.05/2×0.003=9773.40=5\*GB3⑤K值計算K1===2488.87w/m2k=6\*GB3⑥冷水段F1,Z1,i1換熱面積F1=Q1/K1△tm1==38.38m2板片數Z1=F1/f設每片薄板有效換熱面積f=0.21m2則板片數Z1=38.38/0.21=182.76≈183片麥芽計程數i1=(Z1－1)/2m=(183-1)/2×54=1.69≈2程〔4〕冰水段傳熱系數K=1\*GB3①冰水段麥汁平均溫度為18.5℃，α1的計算查得：ρ=1048.8㎏/m3C=0.916kcal/㎏℃μ=2012Cpλ=0.5kcal/m2hkRe=2×0.003×0.302×1048.8/2.12×10-3=944.55Pr=1000×0.916×4.187×2.12×10-3/0.5×1.163=13.98α1=0.1××(944.55)0.7×(13.98)0.43×0.95=3462.16=2\*GB3②冰水段α2的計算冰水段平時溫度為6.52℃查得：ρ=999.8㎏/m3 C=1.003KJ/㎏℃μ=150.22×10-5kgf/m2λ=56.635×10-2w/mq則：Re=2×0.003×0.906×999.8/150.22×10-5=3617.97Pr=1000×1.003×4.187×1.5×10-3/〔0.487×1.163〕=11.12α2=0.1×(3617.97)0.7×(11.12)0.43×1.05=8647.63=3\*GB3③K2的計算K2===2146.41=4\*GB3④冰水段F2,Z2,i2F2=Q2/K2△tm2==52.40m2Z2=F2/f=52.4/0.21=249.5≈250片i2=(250-1)/2×54=2.31≈2程共用薄板Z=Z1+Z2=183+250=433片冷卻面積F=F1+F2=38.38+52.40=90.78m2應選用BR3-82-38板式換熱器三臺=5\*GB3⑤冷水耗量G1=Q1/C1(t2-t1)=2742345.38/0.997×(36.23-18)=150883.00㎏/h臺=150.88T/臺h=6\*GB3⑥冰水耗量G2=Q2/C2(t2’-t2)=1051232.39/[1.002×(9.97-3)]=150521.39㎏/h臺150.52T/臺h2.6水箱〔1〕洗糟水箱：水溫度為80℃，貯水量按可供二次糖化之用取105噸5000×7000×3000毫米3設在糖化間三樓取深水井，用泵打入洗糟水箱中，升高度為18米左右選型：選用離心式潛水泵3BA-6A總揚程50米，轉數2900r/min配用電機功率15KW〔2〕糖化水箱：水溫度為50℃，取四次糖化用水270噸尺寸：9000×6000×5000毫米3水箱取40米選型：選用離心式潛水泵3BA-6A總揚程44.5米，轉數2900r/min配用電機功率18.5KW〔3〕冷水箱：取155m3；7×5×5m。2.7糖化用泵的選擇〔1〕倒醪泵：考慮到倒醪高度10m左右，并限制在一定時間內完成(10min)，以糊化醪量計算：Ｑ＝==193.95m3/h 選F型耐腐蝕離心泵F80-15Q=69.84m3/hH=11.6m 配用電機：J02-42-4N=5.5KW轉速2960轉/分〔2〕麥汁泵：煮沸后麥汁量為99.32m3/批，要求20min內打入旋渦沉淀槽故泵流量為=99.32×3m3/h=297.96m3/h旋渦沉淀槽設在一樓，則選F型耐腐蝕離心泵F100-25Q=300m3/hH=1.75m配電機：功率N=17KW轉速2960轉/分 2.8發酵設備計算〔1〕采用露天錐形發酵罐機構尺寸：一批次冷麥汁體積是701.51=99.32m3醪液入一個發酵罐發酵液容積：V1=8×99.32=794.57m3設有效容積系數Φ=0.85V總=V1/Φ=794.57/0.85=934.78m3用比較法，a=H’/D,b=h’/D,c=h2/D,設α=60?H：D=〔6~1〕：1，取H：D=4：1初步估算D=6.50mh2=D/2×ctg(60?/2)==5.63mV=V錐+V柱=×(6.5)2×H’+×(6.5)2×5.63所以，=26.31m圖2-1發酵罐示意圖/D=26.31/6.5=4.05,在〔4~6〕：1的范圍內錐罐高H=h2+=31.94m發酵罐個數，鮮啤酒占年產量的10%==1/90(64800×24+7200×12)=18240N=/V1=18240/794.57=23個把錐形罐排成3排，每排8個罐，共設24個罐。〔2〕錐形發酵罐耗汽量計算：設發酵過程降糖速率相等①主酵階段：溫度由7℃ 10℃，糖度11B* 7B*,時間6天定性溫度：8.5?C，定性糖度；8.0B*升溫所需要熱量Q=Gc(t1-t2)G—罐內液體量794.57m3c=0.37×8.5%+1×(1-8.5%)=0.9465kal/kg.℃1=794.57×103×1.0400×0.9465〔10-7〕=2.35×106kal/kg.℃發酵產生的熱量：反響式：C12H22O11+H2O 4C2H5OH+4CO2+Q/由"發酵工藝"第四章第一節可知，每克分子麥芽糖發酵時，將釋放出-48.8~-72kal的自由能，自由能將轉化成熱量，使麥汁升溫，現取平均放熱量58kal/g分子，每公斤麥芽糖發酵放出熱量q為：q=(58/342)×1000=169.6kal/kgQ2發酵=G(B*1-B*2)q=794.57×1000×1.04×〔11%-7%〕×169.6=4.20×106kal/kg.℃發酵時間為5天：則每小時放熱量為q/=Q2/tq/=4.20×106/〔24×5〕=3.5×104kal/kg.℃升溫所需時間為t/=Q//q/=2.35×106/3.5×104=67.14h故發酵階段所需冷凝劑帶出的熱量Q1=4.20×106-2.35×106/〔24×6-67.14〕=34998.11kal/h②高溫復原雙乙酰階段：溫度由10 12?C，定性溫度11?C，糖度由7B* 5B*，定性糖度6B*，c=0.37×6%+(1-6%)×1=0.9622kcal/kg?C,升溫所需熱量Q2/=Gc(t2-t1)=794.57×103×1.04×(12-10)×0.9622=1.59×106kcal發酵放熱Q2//=G(B*1-B*2)q=2.80×106kcal設從發酵完畢到雙乙酰復原完畢所需時間為5天，則每小時放出的熱量q//==2.80×106/〔24×5〕=22358.24kcal所需時間為t2==1.59×106/22358.24=71.11h則第二階段高溫復原雙乙酰所需冷凝劑帶出的熱量為：Q=③降溫階段：溫度由12℃-1℃，糖度由5.04.4B* 定性溫度：6.5℃ 定性糖度：4.7B* 比熱c=0.37×4.7%+1×(1-4.7%)=0.9704kcal/kg?C則降溫放出熱量：794.57×1.400×0.9704×〔12+1〕×1000=1.04×107kcal發酵放出的熱量：794570×1.0400×〔5.0%-4.4%〕×169.6=8.41×105kcal設降溫所需時間為2天，則降溫階段所需冷凝劑帶出的熱量為：=234185.35kcal〔3〕冷凝劑帶出總熱量Q計算：通過計算