啤酒課程設(shè)計計算書-劉卓完美版

1、啤酒糖化發(fā)酵工藝設(shè)備課程設(shè)計計算書作 者： 學(xué) 號： 院 系： 專 業(yè)： 題 目：云南省XX市年產(chǎn)13.5萬噸12°淺色啤酒 廠糖化發(fā)酵工藝設(shè)備設(shè)計 重點設(shè)備 糖化鍋 指導(dǎo)教師： 2015年11月 吉林 目 錄第1章 工藝計算31.1 計算依據(jù)31.2 以100Kg混合原料生產(chǎn)11°淺色啤酒物料計算31.2.1 糖化物料的計算31.2.2 澄清冷卻物料的計算61.2.3 主發(fā)酵的計算61.2.4 后發(fā)酵的計算71.2.5 成品啤酒的計算71.2.6 換算成100L成品啤酒的各項數(shù)據(jù)71.2.7 換算成13.5萬噸成品啤酒量各項數(shù)據(jù)71.2.8 換算成每日生產(chǎn)量各項數(shù)據(jù)7第2

2、章 設(shè)備計算92.1 貯箱計算92.2 碎機(jī)生產(chǎn)能力的計算102.3糖化112.3.1糊化鍋112.3.2糖化鍋.122.3.3過濾槽142.3.4蒸煮鍋152.4旋渦沉淀槽162.5薄板冷卻器182.6水箱212.7糖化用泵的選擇212.8發(fā)酵設(shè)備計算212.9 硅藻土過濾機(jī)272.10 清酒罐27第3章 重點設(shè)備及其計算28啤酒糖化發(fā)酵設(shè)備一覽表.29第1章 工藝計算1.1 計算依據(jù)(1) 以100Kg混合原料計算，麥芽：玉米=70:30，釀造12°淺色啤酒。(2) 工藝損耗以國家頒布的一級企業(yè)先進(jìn)指標(biāo)為計算依據(jù)。(3) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：選澳大利亞麥芽，年產(chǎn)13.5萬噸12°

3、淺色啤酒，麥芽：玉米=70:30，重點設(shè)備糖化鍋。圖1-1 生產(chǎn)原料數(shù)據(jù)圖項目名稱代號%說明定額指標(biāo)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WmWnEmEn985.212819392.2原料配比麥芽大米mn7030損失率冷卻損失發(fā)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(chǎn)320天，生產(chǎn)旺季每天糖化6次，生產(chǎn)淡季每天糖化3次，每年總糖化次數(shù)為1440次。1.2 以100Kg混合原料生產(chǎn)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&#

4、215;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）

5、5;(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(xiàn)取13%，糖化時原料利用率=98%，原料含水率和糖化時水分蒸發(fā)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&

6、#215;（1-原料水分）×（1-原料浸出率）×原料利用率麥芽中非浸出物（gm）為：gm=m×(1-Wm)×(1-Em)× =70%×(1-5.2%)×(1-81%)×98%=12.36(kg)玉米中非浸出物（gn）為：gn=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=gm+gn=14.17(kg)設(shè)：由過濾糟排出的非浸出物即為麥糟，其含水率為8085%，現(xiàn)取

7、85%則：濕麥糟重量=14.17/（1-85%）=94.4 (kg)(5) 麥糟吸麥汁量當(dāng)頭號麥汁濾出后，殘留在麥糟內(nèi)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×)+W水=(78×98%)+477.13=553.57(kg)由于原料中非浸出物吸收部分麥汁，所以實際頭號麥汁收量為：553.57-92.30=461.27（kg）(7) 洗糟用水量

8、計算 由麥汁帶走的水量（W4）設(shè)：最終麥汁濃度為10%，麥汁煮沸后經(jīng)沉淀槽和板式熱交換器冷卻時，由于麥汁自然蒸發(fā)，其濃度提高了0.2%所以，在蒸發(fā)后麥汁重量=78×99%/9.8%=787.96（kg）設(shè)：麥汁在煮沸鍋內(nèi)大蒸發(fā)強(qiáng)度為10%，大蒸發(fā)時間為1.5h，蒸煮鍋內(nèi)蒸發(fā)水分為WxWx=蒸煮前麥汁量×蒸發(fā)強(qiáng)度×蒸發(fā)時間即：Wx=(Wx +787.96)×10%×1.5所以：Wx=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%/

9、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) 麥糟帶走的水量（W5）W5=濕麥糟重量-濕麥糟中干物質(zhì)重量=94.4-14.7=79.7（kg） 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，煮沸結(jié)束后得濃度為9.8%的熱麥汁，重量為787.96kg，麥汁比重1.004kg/L,

10、而100時熱麥汁比20時，其體積膨脹系數(shù)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(shè)：酒花用量為每百升熱麥汁添加干酒花量為0.10.2kg，現(xiàn)取0.12kg則：每百升熱麥汁的酒花用量=816.21×0.12/100=0.98（kg）設(shè)：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(shè)：澄清冷卻損失占熱麥汁體積的1.0%， 則：冷麥汁產(chǎn)量：816.21×（1-1.0%）=808.05(L)

11、1.2.3 主發(fā)酵的計算發(fā)酵度計算E=(0.0665A+n)/(100+1.0665A)A=3.3%; E=10%; n=3.53%真正發(fā)酵度=（10-3.53）/10 ×100%=64.70%(1) 發(fā)酵中排出的CO2量設(shè)：10%麥汁比重為1.0040kg/L則：主發(fā)酵時被發(fā)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 342 4×44則：由反應(yīng)式可算出發(fā)酵生成CO2量WCO2為：342：4×44=49.47：WCO2所以，WCO2=

12、26.42（kg）設(shè)：主發(fā)酵液（嫩啤酒）中CO2的溶解量為0.350.45%（w/w），現(xiàn)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(fā)酵排出的CO2量WCO2為：26.42-3.17=23.25（kg）設(shè)：CO2在20，常壓下，1.832kg/m3則：游離的CO2體積=21.80/1.832=12.69 m3(2) 酵母產(chǎn)量設(shè)：每百升麥汁在發(fā)酵后形成1.52.5kg 的泥狀酵母，現(xiàn)取2.0kg則：酵母產(chǎn)量=700.93×2.0/100=15.81kg設(shè)：主發(fā)酵形成泥狀酵母（含水率為85%）平均40%用于

13、再生產(chǎn)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(fā)酵后嫩啤酒產(chǎn)量設(shè)：麥汁經(jīng)過主發(fā)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(chǎn)量=700.93×(1-2.0%)=744.52（L）1061.2.4 后發(fā)酵的計算 設(shè)：啤酒在后發(fā)酵期間損失為： 貯酒桶沉淀為：0.20.5%，桶口溢出損失等為0.20.5%，現(xiàn)取后酵損失為嫩啤酒量的0.5%（v） 則：后發(fā)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

14、啤酒損失為后酵啤酒體積的2%(2) 品啤酒產(chǎn)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(shè)瓶裝啤酒含量：0.64L/瓶瓶裝數(shù)n=711.39/0.64=1111.55瓶(4) 啤酒噸酒耗糧設(shè)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

15、品啤酒的各項數(shù)據(jù) 生產(chǎn)100L成品啤酒相當(dāng)于100kg混合原料生產(chǎn)啤酒的倍數(shù)： n =100/711.39=0.1406(倍) 所有數(shù)據(jù)乘以n1.2.7 換算成13.5萬噸成品啤酒量各項數(shù)據(jù) 生產(chǎn)13.5萬噸啤酒相當(dāng)于100kg混合原料生產(chǎn)啤酒的倍數(shù)： n =(135000×1000) / (711.39×1.010)=187890.42(倍) 所有數(shù)據(jù)乘以 n1.2.8 換算成每日生產(chǎn)量各項數(shù)據(jù) 設(shè)每年生產(chǎn)320天，則每日生產(chǎn)啤酒相當(dāng)于100kg混合原料生產(chǎn)啤酒的倍數(shù)物料名稱單位對100kg原料對100L12°啤酒糖化一次生產(chǎn)13.5萬噸混合原料Kg10014.

16、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(fā)酵液L601.30103.60971251.40×108過濾液L592.28102.0495662.51.38×108成品啤酒L580.43100.0937501.35×108 n =(135000

17、5;1000) / (320×711.39×1.010)=587.16(倍) 所有數(shù)據(jù)乘以n圖1-2 年產(chǎn)13.5萬噸12°淺色啤酒廠物料衡算本廠年生產(chǎn)日320天,生產(chǎn)旺季每天糖化6次，生產(chǎn)淡季每天糖化3次，每年總糖化次數(shù)為1440次。第2章 設(shè)備計算設(shè)本廠年生產(chǎn)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(shè)日糖化批次：4.5次/天每批次糖化投料量：72679.5/4.5=16151 kg每批次糖化投麥芽量：50875.65/4.5=11305.7

18、kg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=101.75 m3設(shè)成品麥芽貯箱容積系數(shù)=0.8成品麥芽貯箱總?cè)萘浚篤=127.19m3一般采用方形錐底，結(jié)構(gòu)內(nèi)襯白鐵皮，定箱尺寸A=6ma=0.4mB=5.5mb=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/m3V1=21803.85÷500=

19、43.61m3設(shè)成品大米粉貯箱容積系數(shù)=0.8成品大米貯箱總?cè)萘浚篤=62.29m3一般采用方形錐底，結(jié)構(gòu)內(nèi)襯白鐵皮，定箱尺寸A=6ma=0.4mB=5.5mb=0.3mH=2mh=0.2mV總=A×B×H+（2A×B+A×b+B×a+2ab）=68.34m3(3) 玉米粉貯箱 =0.7 大米粉比容1.73m3 /噸大米粉貯箱總?cè)萘浚篤=1.73×2.18/0.7=5.39 m3一般采用方形錐底，結(jié)構(gòu)內(nèi)襯白鐵皮，定箱尺寸A=3ma=0.2mB=2mb=0.1mH=1mh=2mV總=A×B×H+（2A×B+

20、A×b+B×a+2ab）=10.25 m3(4) 麥芽粉貯箱 =0.7 麥芽粉比容2.56m3 /噸大米粉貯箱總?cè)萘浚篤=2.56×50.88/0.7=186.08m3一般采用方形錐底，結(jié)構(gòu)內(nèi)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）=197.58 m32.2 碎機(jī)生產(chǎn)能力的計算(1) 麥芽粉碎機(jī)每天處理麥芽重50875.65kg，每天工作7h則：粉碎機(jī)生產(chǎn)能力為=50875.65/6=8479.28kg/h10噸選用六輥型

21、麥芽粉碎機(jī)，生產(chǎn)能力為5噸/小時，棍子規(guī)格150×1000mm配電機(jī)Y160L-611 2千瓦； 970轉(zhuǎn)/分；2臺(2) 玉米粉碎機(jī)每天處理玉米重21803.85kg，每天工作6h則：粉碎機(jī)生產(chǎn)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(fā)水含量為5%蒸發(fā)量=5%×34020×=567kg則：

22、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(zhì)重量百分比：=14.5%查干物質(zhì)比重?fù)Q算表 r=1.11/m3糊化鍋有效容積V1有效=30.65m3設(shè)：糊化鍋容積系=0.65則：糊化鍋總?cè)莘eV=47.15m3各部分尺寸，采用圓柱底式鍋 V總=V體+V底=D2H+（R3）設(shè)：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% 升氣筒直徑，按工業(yè)發(fā)酵設(shè)備d1D=根據(jù)糖化間平面布置，為確

23、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= 加熱面積A=a×V取不銹鋼材質(zhì)a=0.61.2，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 鍋重，取鍋皮厚8mm，查表r不銹鋼=7900kg/m3W= 附屬設(shè)備：電機(jī)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

24、G2=（1+m2）Go2=(1+4.53)×8500=47005kg糖化T糊化鍋投料量為：34587kg蒸發(fā)水分：567kg實際糊化醪量：34587-567=34020kg糊化鍋干物質(zhì)14.5%淀粉干物質(zhì)比熱C=0.37k cal/kg則：糊化醪比熱 C1=0.37×14.5%+(1-14.5%)×1=0.9087 k cal/kg麥芽醪干物質(zhì)重量干物質(zhì)重%=11.18%麥芽醪比熱C2=0.37×17.5%+（1-17.5%）×1=0.9296 k cal/kg醪液濃度控制在18左右，基本不影響酶的作用，糖化鍋內(nèi)加入麥芽；50保溫時，只有pr分

25、解，干物質(zhì)百分對糖化的影響不大。糖化醪干物質(zhì)重量百分比%=18.48%糖化醪比熱C=0.37×18.48%+1×（1-18.48%）=0.88357 k cal/kg糖化溫度 pr休止溫度50t=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(zhì)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(shù) =0.8V總=72.10/0.8=90.125m3各部分尺寸：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=

26、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(zhì)，中有加熱夾套（備用）A=a×Va取0.8則：A=0.8×79.05×68.81%=43.52m3鍋重計算：鍋厚取8mmr鋼=7900kg/m3,r銅=8900kg/m3,則：W=f附屬設(shè)備：電機(jī)J02-62-8F 一臺：I=25 ，N2=30rPm2.3.3過濾

27、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(zhì)重量分?jǐn)?shù)11.18%。查干物質(zhì)比重?fù)Q算得r=1.075/m3V有效=79.05 m3生產(chǎn)需要1.2的容積系數(shù) 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1.82.0m3/T 取1.8m3/Th：糟層厚度 0.30.45m 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0.30.4m，取0.3所以H總=H+H=2.07+0.3=2.37m校核

28、：F=D2=(7)2=38.465m3V總=D2H=×（7）2×2.37=91.16m3=86.72% 升氣筒直徑d取d=×D所以，d=×D=×7=0.99m圓整d=1m 出料管，做底出料分布，根據(jù)啤酒工業(yè)手冊P435，1個管/1.251.5m2取1個管/1.25m2有出料管n=d=25.5圓整n=26個管導(dǎo)出管直徑2540mm，取=40mm 過濾槽內(nèi)耕槽裝置轉(zhuǎn)速a耕槽時，為避免麥槽揚(yáng)起，一般轉(zhuǎn)速為0.250.4r/min，圓周轉(zhuǎn)速0.040.07m/sb槽時轉(zhuǎn)速，根據(jù)實際約45r/min，圓周轉(zhuǎn)速0.40.7m/s太快：達(dá)不到出槽目的太慢：出

29、槽時間太長 過濾槽與篩板間距，至少應(yīng)大于槽底管中直徑的1/4查手冊（下）P438表82.3間距為：d+58，取×40+7=17mm 洗糟用水量：由物料衡算W=365.57×14158.13/100=51757.88kg/次 附屬設(shè)備：電機(jī)J03/60S-4T2 一臺：轉(zhuǎn)速120轉(zhuǎn)/分2.3.4蒸煮鍋(1) 鍋容積確定，以每批次麥汁為準(zhǔn)V成品=24×10000×1000÷（320×8×1016）=92.27m3啤酒生產(chǎn)總損失為：7.5%V2=99.76 m3蒸發(fā)水分百分率：a=e×t=1.5×10%=15%

30、(蒸煮1.5h)蒸煮前麥汁體積：V1= =101.28m3設(shè)蒸煮鍋容積分?jǐn)?shù)=0.6鍋容積V=168.80m3采用內(nèi)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=6.40mm H=D=3.20mm(2) 升氣筒直徑：與糊化鍋相同，蒸汽量大，?。ǎ?=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Bx1= Bx2=10.7=10.64B由釀造酒工藝學(xué)FV=1.31.41 取1.351F=1.35×101.28=136.73采用內(nèi)加熱式煮沸鍋設(shè)加熱管直徑100mm，長1.5m,加熱器直徑1.5m,

31、加熱面積136.73m2,加熱管數(shù)n×0.12×1.5n+×1.5×1.5+2××1.52-n××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50×5mm不銹鋼管一圈，設(shè)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(dāng)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=×D×H×r×+×D×R&

32、#215;r×2.4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(zhì)分離，同時在冷卻時使麥汁吸收，溶解一部分氧氣，以利發(fā)酵。槽底可用平底（斜度2%）或錐型底麥汁泵入槽內(nèi)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(zhì)析出，熱麥汁在槽內(nèi)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(nèi)麥汁旋轉(zhuǎn)速度的要求，熱麥汁輸送管內(nèi)液體壓力不小于6/2，同時為測定麥汁輸送管內(nèi)的液體壓力，可安裝液體壓力計，旋渦沉淀槽技術(shù)條件要求槽體高度：直徑=1：1.14 液面高：槽直徑=1：1.76麥

33、汁進(jìn)口速度：15m/s進(jìn)料時間20min麥汁停留時間20min麥汁深度一般3m（2.44m）麥汁進(jìn)口位置：約在麥汁高度的1/31/2處（即0.81m）麥汁在槽內(nèi)回轉(zhuǎn)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(chǎn)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(jìn)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(shù)1.2設(shè)麥汁進(jìn)口切線速度

34、為16m/s1-(rg/R)2=V液/R2由W=VR/rR ， Vp=WR 得：VR=Vp×rR/RrR=0.512將結(jié)果代入得：(Vp×0.5×R /R)2×1-(rR/R)2=V液/R23Vp2/32g=V液/R2 R= R=/Vp=/15=2.7圓整取 2.80m D=2×R=2×3.8=5.60m（2） 液柱高h(yuǎn)=V液/R2=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(shù)為主體高度D:H=7.6：3.3=2.30：1（4） 總?cè)莘e

35、取=0.7V總=V有/=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(jìn)口管徑確定V=520m/s 取V=15m/s進(jìn)料時間取20min(4/)d2Vt=V液d=0.084m 取d=85mm進(jìn)料管個數(shù)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(shè)液體流出速度2m/s,在1h內(nèi)冷卻完/4d2ut=vd=0.133m 取d

36、=130mm核算流體流速 u=V/4×d2t=4×99.76/3.14×0.1332×3600=2.09 m/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(diào)節(jié)氣流裝置 =600mm（11） 冷凝水排出管管徑取 =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=1200 HG5-226-65-16（14） 洗槽管管徑 d取60mm（15） 取樣口，用來檢查沉淀

37、情況PG6 G3/4（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(shè)h核=25mV流量=/4d2u=3.14/4×0.052×14.66=0.0288 m3/s=103.57m3/h選F100-57 型泵兩個Q150 m3/h；H揚(yáng)程42.5；轉(zhuǎn)速2910轉(zhuǎn)/分；軸功率24.23KW；配用電機(jī)功率40KW；泵效率=62%，允許吸上真空度4m。2.5薄板冷卻器（1） 溫度的確定：冷卻時間1h由物料平衡計算可知：100kg混合原料得

38、：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(shè)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/h Q2=50187.5×0.911&

39、#215;(30-7)=1051232.39kcal/h冷水段 冰水段終溫 冷水用量是麥汁的3倍（經(jīng)驗數(shù)據(jù)）t2=t1+Q1/G1C1×3=18+2742345.38/50187.5×3×0.999)=36.23t2=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(shù)K(冷水段)流通系數(shù)m的確定m=G/fu 經(jīng)驗取薄板冷卻的流速u=0.3m/sm每程并聯(lián)流通數(shù) G流體流量（/h）流體密度（/m3）取麥汁100

40、0f每一流道橫截面積 0.285×0.003m2 w流體平均流速（m/s）根據(jù)經(jīng)驗取0.20.9m/s,取0.3m/sm=54.3554個校正麥汁流速u=0.302m/s冷水麥汁，計算麥汁平均溫度為60查發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備 =1040/m3,u=0.99Cp,C=0.9364kcal/,=0.5184kcal/khRe=2hu/=2×0.003×0.302×1040/0.99×10-3=1903.52Pr=1000C/=1000×0.9364×0.99×10-3×40187/0.5184×1.163=

41、6.44w/mk1=0.1×/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水面2的計算，平均溫度為27.21查得:=997.00/m3=0.9101CP=0.522kcal/w.h. C=4.177KJ/u水=3u=3×0.302=0.906m/sRe=2hu/=2×0.003×0.906×997.00/0.9101×10-3=5955.05Pr=1000C/=1000×0.998

42、5;4.187×0.9101×997/0.522×1.163=6.262=0.1×0.522×1.163×(5955.05)0.7×(6.26)0.43×1.05/2×0.003=9773.40K值計算K1=2488.87w/m2k冷水段F1,Z1,i1 換熱面積F1=Q1/K1tm1=38.38m2 板片數(shù)Z1= F1/f設(shè)每片薄板有效換熱面積f=0.21m2 則板片數(shù)Z1=38.38/0.21=182.76183片 麥芽計程數(shù)i1= (Z11)/2m=(183-1)/2×54=1.692程（

43、4） 冰水段傳熱系數(shù)K冰水段麥汁平均溫度為18.5，1的計算查得：=1048.8/m3 C=0.916kcal/ =2012Cp =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=13.981=0.1××(944.55)0.7×(13.98)0.43×0.95=3462.16冰水段2的計算 冰水段平時溫度為6.52查得：=999.8

44、/m3C=1.003KJ/=150.22×10-5kgf/m2 =56.635×10-2w/mq則： Re=2×0.003×0.906×999.8/150.22×10-5=3617.97 Pr=1000×1.003×4.187×1.5×10-3/（0.487×1.163）=11.122=0.1×(3617.97)0.7×(11.12)0.43×1.05=8647.63 K2的計算 K2=2146.41冰水段F2,Z2,i2F2=Q2/K2tm2=52.40

45、m2Z2=F2/f=52.4/0.21=249.5250片i2=(250-1)/2×54=2.312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 故選用BR3-82-38板式換熱器三臺冷水耗量G1=Q1/C1(t2-t1)= 2742345.38/0.997×(36.23-18)=150883.00/h臺=150.88 T/臺h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

46、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(shè)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(yáng)程50米，轉(zhuǎn)數(shù)2900r/min 配用電機(jī)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(yáng)程44.5米，轉(zhuǎn)數(shù)2900r/min 配用電機(jī)功率18.5KW（3） 冷水箱：取155 m3 ；7×5×5m。2.7糖化用泵的選擇（1） 倒醪泵

47、：考慮到倒醪高度10m左右，并限制在一定時間內(nèi)完成(10min)，以糊化醪量計算：=193.95m3/h選F型耐腐蝕離心泵F80-15 Q=69.84 m3/h H=11.6 m配用電機(jī)：J02-42-4 N=5.5KW 轉(zhuǎn)速2960轉(zhuǎn)/分（2） 麥汁泵： 煮沸后麥汁量為99.32m3/批，要求20min內(nèi)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(shè)在一樓，則選F型耐腐蝕離心泵F100-25 Q=300m3/h H=1.75 m配電機(jī)：功率N=17KW 轉(zhuǎn)速2960轉(zhuǎn)/分2.8發(fā)酵設(shè)備計算 （1） 采用露天錐形發(fā)酵罐機(jī)構(gòu)尺寸：一批次冷麥汁體積

48、是701.51=99.32m3醪液入一個發(fā)酵罐 發(fā)酵液容積：V1=8×99.32=794.57 m3 設(shè)有效容積系數(shù)=0.85 V總=V1/=794.57/0.85=934.78 m3 用比擬法，a=H/D,b=h/D,c=h2/D,設(shè)=60 H：D=（61）：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(fā)酵罐示意圖/D=26.31/6.5=4.05,在（46）：1的范圍內(nèi)錐罐高H=h2+ =31

49、.94m發(fā)酵罐個數(shù)，鮮啤酒占年產(chǎn)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(shè)24個罐。（2） 錐形發(fā)酵罐耗汽量計算：設(shè)發(fā)酵過程降糖速率相等 主酵階段：溫度由710，糖度11Bx7Bx,時間6天定性溫度：8.5C，定性糖度；8.0 Bx升溫所需要熱量Q=Gc(t1-t2) G罐內(nèi)液體量794.57m3 c=0.37×8.5%+1×(1-8.5%)=0.9465kal/kg.1=794.57×103×1.0400×0.9465

50、（10-7）=2.35×106 kal/kg.發(fā)酵產(chǎn)生的熱量：反應(yīng)式： C12H22O11+H2O4C2H5OH+4CO2+Q/由發(fā)酵工藝第四章第一節(jié)可知，每克分子麥芽糖發(fā)酵時，將釋放出-48.8-72kal的自由能，自由能將轉(zhuǎn)化成熱量，使麥汁升溫，現(xiàn)取平均放熱量58kal/g分子，每公斤麥芽糖發(fā)酵放出熱量q為：q =(58/342)×1000=169.6kal/kgQ2發(fā)酵=G(Bx1-Bx2)q=794.57×1000×1.04×（11%-7%）×169.6=4.20×106kal/kg.發(fā)酵時間為5天：則每小時放熱量為

51、q/=Q2/tq/=4.20×106/（24×5）=3.5×104 kal/kg.升溫所需時間為t/= Q/ / q/=2.35×106/3.5×104=67.14 h故發(fā)酵階段所需冷凝劑帶出的熱量Q1=4.20×106-2.35×106/（24×6-67.14）=34998.11 kal/ h 高溫還原雙乙酰階段：溫度由1012C，定性溫度11C，糖度由7Bx5 Bx ，定性糖度6 Bx ，c=0.37×6%+(1-6%)×1=0.9622kcal/kg C, 升溫所需熱量Q2/=Gc(t2-

52、t1)=794.57×103×1.04×(12-10)×0.9622=1.59×106 kcal 發(fā)酵放熱Q2/=G(Bx1-Bx2)q=2.80×106kcal 設(shè)從發(fā)酵結(jié)束到雙乙酰還原完畢所需時間為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=71.11 h則第二階段高溫還原雙乙酰所需冷凝劑帶出的熱量為：Q= 降溫階段：溫度由12 -1，糖度由5.0 4.4 Bx定性溫度：6.5定性糖度：4.7Bx比熱c=0.

53、37×4.7%+1×(1-4.7%)=0.9704kcal/kgC則降溫放出熱量：794.57×1.400×0.9704×（12+1）×1000=1.04×10 7 kcal發(fā)酵放出的熱量：794570×1.0400×（5.0%-4.4%）×169.6=8.41×105kcal設(shè)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：=234185.35 kcal（3） 冷凝劑帶出總熱量Q計算： 通過計算可知，第三階段冷凝劑帶出的熱量最多，故以下各部分以第三段為依據(jù) Q=Q3+Q輻+Q傳

54、Q輻的計算：查化工手冊上卷1070 c0輻射系數(shù)4.96kcal/m2 0黑度 0=0.94 T1大氣溫度，以夏季為準(zhǔn)28 F罐表面積367.061m2 t1罐溫度，-1則Q輻=4.96×0.94×769.22×(28+273)/1004-(-1+273)/1004=98085.08kcal/hQ傳熱 Q傳=F×k1×(T 外T內(nèi))k1-罐壁（包括保溫層）的傳熱系數(shù)，取0.3kcal/m2.h. T外-外壁溫度，28T內(nèi)-內(nèi)壁溫度，-1Q傳=769.22×0.3×(28+1) =6927.111kcal/h則Q總=

55、Q3+Q輻+Q傳=234185.35+98085.08+6927.11=339197.54kcal/h（4） 傳熱系數(shù)K的確定：錐罐罐體厚度取7mm1確定：冷凝劑總量的計算：1為冷凝劑在夾層的傳熱膜系數(shù)（kcal/h.m2. ） ，取a=30mm,b=120mm 冷凝劑流量Vs計算：Q=Vs×c×(t2-t1) 冷凝劑采用乙醇水（25%）進(jìn)口溫度-4，出口溫度-1 冷凝劑比熱 c=1.012kcal/kg. 凝劑流速u的計算： =968kg/m3,查發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備u=30.97/（0.968×1000×0.03×0.12）=8.84m/sPr的計算：冷劑