啤酒糖化車間設(shè)計(jì)

五、30000t/a啤酒廠糖化車間的物料衡算啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算主要項(xiàng)目為原料（麥芽、大米）和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量（糖化糟和酒花糟）等。1.糖化車間工藝流程示意圖（圖5-1）——麥汁煮沸■回旋沉淀—薄板冷卻—發(fā)酵車間熱凝固物冷凝固物工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-1項(xiàng)目表5-1啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)名稱百分比（%）名稱百分比（%）項(xiàng)目原料利用率98麥芽70原料配比麥芽水分6大米30定大米水分12冷卻損失7額指無(wú)水麥芽浸出率78發(fā)酵損失1.5啤酒損失率（對(duì)標(biāo)無(wú)水大米浸出率90過(guò)濾損失1.5熱麥汁）裝瓶損失2.0麥芽清凈和磨碎損失0.1總損失12根據(jù)上表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)首先進(jìn)行100kg原料生產(chǎn)12°淡色啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行1000L12°淡色啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行100000t/a啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算。3.100kg原料（70%麥芽，30%大米）生產(chǎn)12°P淡色啤酒的物料衡算（1）熱麥汁量根據(jù)表5-1可得原料收率分別為：麥芽收率為：0.78（100-6）《100=73.32%大米收率為：0.90（100-12）《100=79.2%混合原料收得率為：[0.7x73.32%+0.3x79.2%]X98%=73.58%由上述可得100kg混合原料可制得的12°熱麥汁量為:(73.58:12)x100=613.17(kg)又知12°汁在20°C時(shí)的相對(duì)密度為1.084，而94°C熱麥汁比20°C時(shí)的麥汁體積增加1.04倍，故熱麥汁(94°C)體積為：(613.17:1.084)x1.04=588.28L(2)添加酒花量：613.17x0.2%=12.26kg(3)冷麥汁量為：588.28x(1-0.07)=547.10L(4)發(fā)酵成品液量：547.10x(1-0.015)=538.89L(5)清酒量(過(guò)濾)為:538.89x(1-0.015)=530.81L(6)成品啤酒量為：530.81x(1-0.02)=520.19L4.生產(chǎn)1000L12°P淡色啤酒的物料衡算根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg混合原料可生產(chǎn)12°成品啤酒520.19L,故可得出下述結(jié)果:(1)生產(chǎn)1000L12°淡色啤酒需耗混合原料量為：(1000:520.19)x100=192.24kg(2)麥芽耗用量：192.24x70%=134.568kg(3)大米耗用量：192.24-134.568=57.672kg(4)酒花用量為對(duì)淡色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為2%，故酒花耗用量為(588.28/520.19)x1000x2%=22.62kg(5)熱麥汁量為：(588.288/540.2)x1000=1089.0L(6)冷麥汁量為：(547.10/540.2)x1000=1012.8L濕糖化糟量：設(shè)排出的濕麥糟水分含量為80%，則濕度糟量為：[(1-0.06)(100-78)/(100-80)]x134.568=139.14kg濕大米糟量為：[(1—0.12)(100—90)/(100-80)]x57.672=25.38kg故濕糖化糟量為：139.14+25.38=164.52kg酒花糟量設(shè)麥汁煮沸過(guò)程干酒花浸出率為40%，且酒花糟水分含量為80%，則酒花糟量為：[(100—40)/(100—80)]x22.67=68.01kg發(fā)酵成品液量：(532.39/513.92)x100=103.60L清酒量：(530.81/520.19)x1000=1020.42L成品酒量：520.19/520.19x1000=1000L發(fā)酵液量：538.89/520.19x1000=1035.95L5.100000t/a12°P淡色啤酒糖化車間物料衡算全年生產(chǎn)天數(shù)為300天，設(shè)旺季生產(chǎn)150天，淡季生產(chǎn)150天。旺季每天糖化數(shù)為8次，淡季每天生產(chǎn)次數(shù)為4次，則全年糖化次數(shù)為:8x5x30+4x5x30=1800（次）計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡。年實(shí)際生產(chǎn)啤酒：30000:1.012=29382.96L清酒產(chǎn)量：29382.96:(1—0.02)=29982.61L發(fā)酵液總量：29982.61:(1—0.015)=30439.2L冷麥汁量：30439.2:(1—0.015)=30902.74L煮沸后熱麥汁量：30902.74:(1—0.078)=33517.07L20°C麥汁體積：33517.07:1.04=32227.95L12°P麥汁質(zhì)量為(20C)：32227.95x1.084=34935.1Kg混合原料量：34935.1Kgx12%：73.58%=5697.49Kg麥芽耗用量：5697.49Kgx0.70=3988.24Kg大米耗用量：5697.49—3988.24=1709.25Kg酒花耗用量：33517.07x2%=670.34Kg根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算，混合原料量定為5694.49Kg，實(shí)際產(chǎn)量才大于30000t啤酒。把前述的有關(guān)啤酒糖化間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果，整理成物料衡算表：如表5-2所示。表5-2啤酒廠糖化車間物料衡算表物料名稱單位對(duì)100kg混合原料100L12°P淡色啤酒糖化一次定額量30000t/a啤酒生產(chǎn)混合原料Kg100192.243165.275697490麥芽Kg70134.5682215.693988240大米Kg3057.672949.591709250酒花Kg12.2622.62372.41670340熱麥汁L588.281089.018620.5933517070冷麥汁L547.101012.817168.1930902740濕糖化糟Kg84.42164.528228.81816293060濕酒花糟Kg3.6668.01342.088677333.66發(fā)酵成品液L538.891035.9516910.6730439200清酒液L530.811020.4216657.0129982610成品啤酒L520.19100016323.8729382960備注：12°P淡色啤酒的密度為1012kg/m3，實(shí)際年生產(chǎn)啤酒為29382.96t。六、100000t/a啤酒廠糖化車間熱量衡算本設(shè)計(jì)采用國(guó)內(nèi)常用的雙醪一次煮出糖化法，下面就工藝為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的熱量衡算。工藝流程如6-1圖，數(shù)據(jù)根據(jù)表5-2

以下對(duì)糖化過(guò)程各步操作的熱量分別進(jìn)行計(jì)算：糖化用水耗熱量Q1根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為：G1=(949.58+949.58x0.2)x4.5=5127.73kg式中，949.58為糖化一次大米粉量，189.92為糊化鍋加入的麥芽量(為大米量的20%)。糖化鍋加水量為：G2=(2215.69-189.92)x3.5=7090.195kg式中，2025.77為糖化一次麥芽粉量，即(2215.69-189.92)kg，而2215.69為糖化一次麥芽定額量。故糖化總用水量為：Gw=G1+G2=5127.73+7090.195=38794.97kg自來(lái)水平均溫度取"=18。。，而糖化配料用水溫度t2=50°C，故耗熱量為:Q=(G+G)c(t-t)=12217.925x4.18x32=1634000kJy】12w21過(guò)濾麥汁糖化結(jié)束78C100C10min麥糟90min-回旋煮沸鍋一沉淀槽煮沸強(qiáng)度薄板

冷卻器冷麥汁去發(fā)酵酒花10%酒花糟

熱凝固物過(guò)濾麥汁糖化結(jié)束78C100C10min麥糟90min-回旋煮沸鍋一沉淀槽煮沸強(qiáng)度薄板

冷卻器冷麥汁去發(fā)酵酒花10%酒花糟

熱凝固物冷凝固物圖6-1啤酒廠糖化工藝流程示意圖第一次米醪煮沸耗熱量q2由工藝流程圖可知Q2=Q21+Q22+Q231.糊化鍋內(nèi)米醪由初溫t0加熱至100C耗熱Q21

計(jì)算米醪的比熱容c米醪根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式c谷物=0.01[(100-W)c0+4.18W]進(jìn)行計(jì)算。式中W為含水百分率；c0為絕對(duì)谷物比熱容，取c0=1.55kJ/(kg-K)oc麥芽=0.01[(100-6)1.55+4.18x6]=1.708kJ/(kg-K)c大米=0.01[(100-12)1.55+4.18x12]=1.8656kJ/(kg-K)c米醪=(G大米c大米+G麥芽c麥芽+9如/(G大米+G麥芽+G1)=(949.58x1.8656+189.92x1.708+5127.73x4.18):(949.58+189.92+5127.73)=3.75kJ/(kg-K)米醪的初溫t0設(shè)原料的初溫為18°C，而熱水為50°C,貝t0=[(G大米c大米+G麥芽c麥芽)x18+G1cwx50]/G米醪c米醪=47.2C其中：G米醪=949.58+189.92+5127.73=6267.23kg⑶把上述結(jié)果代回Q21=G米醪c米醪(10"，得Q21=6267.23x3.75(100-47.2)=1240000kJ2.煮沸過(guò)程蒸汽帶出的熱量Q22設(shè)煮沸時(shí)間為40min,蒸發(fā)量為每小時(shí)5%,則蒸發(fā)水分為：V1=G米醪x5%x40:60=6267.23x5%x40:60=208.91kg故Q22=V1I=208.91x2257.2=471550kJ式中，I為煮沸溫度(約為100C)下水的汽化潛熱(kJ/kg)o3.熱損失Q23米醪升溫和第一次煮沸過(guò)程的熱損失約為前二次耗熱量的15%，即:Q23=15%(Q21+Q22)4.由上述結(jié)果得:Q2Q2=1.15(Q21+Q22)=1.15(1240000+471550)=1970000kJ第二次煮沸前混合醪升溫至70C的耗熱量Q3按糖化工藝，來(lái)自糊化鍋的煮沸的米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應(yīng)為63C，故混合前米醪先從100C冷卻到中間溫度to1.糖化鍋中麥醪的初溫t,麥醪t=麥芽巳知麥芽粉初溫為18C，用50Ct=麥芽(G’麥芽c麥芽x18+G2cwx50)/G麥醪c麥醪=(2025.77x1.708x18+7090.195x4.18x50)/(9115.965x3.63)=46.66C其中：G麥醪=G’麥芽+G2=2025.77+7090.195=9115.965kgc麥醪=(G’麥芽c麥芽+G2cw)/(G’麥芽+G2)=(2025.77x1.708+7090.195x4.18)/9115.965=3.63kJ/(kg-K)2.根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪并合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為：'=(G混合c混合*混合G麥醪c麥醪*麥醪)/G米醪c米醪=(15383.2x3.68x63-9115.965x3.63x46.66)/(6267.23x3.75)=86.05°C其中：G’米醪=G米醪一Vi=25733.345-857.778=24875.567kgG混合=G米醪+G麥醪=6267.23+9115.965=15383.2kgc混合='G米醪c米醪+G麥醪c麥醪)/G混合=(6267.23x3.75+9115.965x3.63)/15383.2=3.68kJ/(kg-K)因此溫度比煮沸溫度只低20C左右，考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋輸送過(guò)程的熱損失，可不必加中間冷卻器。3.Q3=G混合c混合(70-63)=15383.2x3.68x7=396000kJ第二次煮沸混合醪的耗熱量q4由糖化工藝流程可知：Q4=Q41+Q42+Q431.混合醪升溫至沸騰所耗熱量q41經(jīng)第一次煮沸后米醪量為：G’米醪=G米醪—V1=6267.23-208.91=6058.32kg糖化鍋的麥芽醪量為：G麥醪=G’麥芽+G2=2025.77+7090.195=9115.965kg故進(jìn)入第二次煮沸的混合醪量為：G’混合=G’米醪+G麥醪=6058.32+9115.965=15174.29kg根據(jù)工藝，糖化結(jié)束醪為78C，抽取混合醪的溫度為70C，則送到第二次煮沸的混合醪量為=G’混合(78—70)/[G’混合(100—70)]=15174.29x8/15174.29x30=26.67%麥醪的比熱容C麥醪=(G’麥芽C麥芽+G2Cw)/(G’麥芽+G2)=(2025.77x1.708+7090.195x4.18)/9115.965=3.63kJ/(kg-K)混合醪的比熱容：c混合—(G米醪c米醪+G麥醪c麥醪)/(G米醪+G麥醪)=(6058.32x3.75+9115.965x3.63)/(6058.32+9115.965)=3.68kJ/(kg-K)故Q41=26.7%G’混合c’混合(100—70)=0.267x15174.29x3.68x30=447000kJ二次煮沸過(guò)程蒸汽帶走的熱量Q42煮沸時(shí)間為10min，蒸發(fā)強(qiáng)度為5%,則蒸發(fā)水分量為：V2=26.67%G’混合x(chóng)5%x10^60=26.67%15174.29x5%x10^60=33.76kg故Q42=IV2=2257.2x33.67=76210kJ式中，I為煮沸下飽和蒸汽焓（kJ/kg）。熱損失Q43根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有：Q43=15%（Q41+Q42）把上述結(jié)果代回Q4=Q41+Q42+Q43得Q4=1.15（Q41+Q42）=1.15（447000+76210）=601700kJ（五）洗糟水耗熱量Q5設(shè)洗糟水平均溫度為80°C，每100kg原料用水450kg，則用水量為：G洗=3165.27x450：100=14243.72kg故Q5=G洗cw（80—18）=14243.72x4.18x62=3690000=3690000kJ（六）麥汁煮沸過(guò)程耗熱量Q6Q6=Q61+Q62+Q63麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量q61有表5-2糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可得到588.28kg熱麥汁，并設(shè)過(guò)濾完畢麥汁溫度為70C。則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為：G麥?zhǔn)?3165.27x588.28:100=18620.65kg又c麥汁=（2215.69x1.708+949.58x1.8656+3165.27x6.4x4.18）/（3165.27x7.4）=3.615kJ/（kg-K）故Q61=G麥?zhǔn)甤麥汁（100-70）=18620.65x3.615x30=2020000kJ煮沸過(guò)程蒸發(fā)耗熱量Q62煮沸強(qiáng)度10%，時(shí)間1.5h，則蒸發(fā)水分為：V3=18620.65x10%x1.5=2793.098kg故Q62=IV3=2793.098x2257.2=6305000kJ熱損失為Q63=15%（Q61+Q62）把上述結(jié)果代回Q6=Q61+Q62+Q63可得出麥汁煮沸總耗熱Q6=115%（Q61+Q62）=1249000kJ（七）糖化一次總耗熱量Q總

Q總=寸=Q+Q+Q+Q+Q+Q=9540700kJi=1(八)糖化一次耗用蒸汽量D使用表壓為0.3MPa的飽和蒸汽，I=2725.3kJ/kg，則=4641.23kg式中，i為相應(yīng)冷凝水的焓（561.47kJ/kg）；門(mén)為蒸汽的熱效率，取門(mén)=95%。（九）糖化過(guò)程每小時(shí)最大蒸汽耗量Qmax在糖化過(guò)程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量Q6為最大，且知煮沸時(shí)間為90min，熱效率95%，故:Q6QmaxQ6Qmax=1.5X95%max=3690000/1.5*0.95=2590000kJ/h相應(yīng)的最大蒸汽耗量為：D=QL^=2590000/（2725.3—561.47）=1196.95kg/h（十）蒸汽單耗根據(jù)設(shè)計(jì)，每年糖化次數(shù)為1980次，共生產(chǎn)啤酒100410t。年耗蒸汽總量為：DT=4641.23x1800=8354214kg每噸啤酒成品耗蒸汽（對(duì)糖化）：Ds=8354214:29382.96=284.32kg/t啤酒每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算）為：Dd=4641.23x8=37129.84kg/d將上述計(jì)算結(jié)果列成熱量消耗綜合表名稱規(guī)格(MPa)每噸產(chǎn)品消耗定額（kg）每小時(shí)最大用量（kg/h）每晝夜消耗量（kg/d）年消耗量（kg/a）備注蒸汽0.3（表壓）284.321196.9537129.848354214七、設(shè)備的工藝計(jì)算和設(shè)備選型（一）啤酒廠糖化設(shè)備的組合方式六器組合方式，一只糊化鍋，一只糖化鍋，一只過(guò)濾槽和兩只麥汁煮沸鍋，一只回旋沉淀槽，一只麥汁冷卻器。（二）糊化設(shè)備1.功能用途糊化設(shè)備是用來(lái)加熱、煮沸谷物輔料（大米粉或玉米粉）和部分麥芽粉醪液，使淀粉糊化和液化的設(shè)備，用于糊化的設(shè)備有糊化鍋和糊化煮沸鍋。3.型號(hào)根據(jù)QB917—89和ZBY99030-90標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，常用的糊化鍋產(chǎn)品型號(hào)見(jiàn)表7-2表7-2常用糊化鍋型號(hào)表型號(hào)結(jié)構(gòu)型式成套糖化設(shè)備每次糖化熱麥汁量（m3/次）有效容積（m3）JYQ14X16圓柱形鍋身、球形夾套式加熱底146JYQ35.5X13圓柱形鍋身、球形夾套式加熱底35.513JYZ35.5X13圓柱形鍋身、錐形夾套式加熱底35.513JJV35.5X17矩形鍋身、"V”形加熱底35.517JJV50X15矩形鍋身、"V”形加熱底5015JYG50X18圓柱形鍋身、盤(pán)管式加熱裝置5018JYV50X25圓柱形鍋身、"V”形加熱底5025JYZ50X20圓柱形鍋身、錐形夾套式加熱底5020JYZ90X27圓柱形鍋身、錐形夾套式加熱底9027JYZ90X43圓柱形鍋身、"V”形加熱底9043根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用JYV型糊化鍋。（1）鍋體JYV的鍋體是由圓柱形鍋身，"V”形加熱底和錐形鍋蓋組成的容器。這種糊化鍋是引進(jìn)德國(guó)斯坦尼克公司的技術(shù)設(shè)計(jì)制造的，是我國(guó)目前啤酒成套糖化設(shè)備一次糖化熱麥汁成品量最大的糊化鍋之雖然圓形糊化鍋的“V”形加熱底的形狀與矩形糊化鍋不同，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的，即通入蒸汽的氣室都是焊在鍋底下的許多角鋼構(gòu)成。這種鍋在鍋身上還裝有與其高度相近并帶有容量刻度的視鏡，設(shè)在鍋蓋上的人空門(mén)打開(kāi)時(shí)，電源被切斷，攪拌器停止轉(zhuǎn)動(dòng)。糊化鍋的鍋體由裙座來(lái)支撐，在裙座上開(kāi)有方形人孔門(mén)，供拆裝和檢查傳動(dòng)裝置之用。糊化鍋鍋體的材質(zhì)為0Cr19Ni9，裙座為碳鋼。（三）糖化設(shè)備功能用途糖化設(shè)備是用來(lái)進(jìn)行麥芽粉的蛋白分解，并與以糊化的大米醪混合，使醪液保持一定的溫度，進(jìn)行淀粉糖化的設(shè)備。用于糖化的設(shè)備使糖化鍋。如圖7—2所示。分類糖化鍋的品種按啤酒成套糖化設(shè)備每次糖化的熱麥汁產(chǎn)量劃分為14,25,35.5,50，63,90m3等五種。糖化鍋的結(jié)構(gòu)形式按鍋身形狀和介質(zhì)加熱方式劃分為六種，見(jiàn)表7-3表7-3糖化鍋的分類表

結(jié)構(gòu)型式代號(hào)圓柱形鍋身、平形夾套式加熱底YP圓柱形鍋身、球形夾套式加熱底YQ圓柱形鍋身、錐形夾套式加熱底YZ圓柱形鍋身、環(huán)管式加熱裝置YH圓柱形鍋身、"V”形加熱底YV矩形鍋身、"V”形加熱底JV3.型號(hào)根據(jù)QB917—89標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，常用的糖化鍋產(chǎn)品型號(hào)見(jiàn)表7-4表7-4常用糖化鍋型號(hào)表型號(hào)結(jié)構(gòu)型式成套糖化設(shè)備每次糖化熱麥汁成品量（m3/次）有效容積（m3）JYP14X10圓柱形鍋身、平形夾套式加熱底1410JYQ35.5X23圓柱形鍋身、球形夾套式加熱底35.523JYH35.5X32圓柱形鍋身、環(huán)管式加熱裝置35.532JJV35.5X30矩形鍋身、"V”形加熱底35.530JJV50X39矩形鍋身、"V”形加熱底5039JYZ50X37圓柱形鍋身、錐形底5037JYV50X39圓柱形鍋身、"V”形加熱底5039JYH50X40圓柱形鍋身、環(huán)管式加熱裝置5040JYZ90X73圓柱形鍋身、錐形夾套式加熱底9073JYN90X78圓柱形鍋身、"V”形加熱底90784.根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用JYV型糖化鍋，其鍋體結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，攪拌，材料均與本設(shè)計(jì)中糊化鍋相似。糖化鍋的相關(guān)計(jì)算根據(jù)物料以及熱量衡算所得數(shù)據(jù)可知，一次糖化糖化鍋中需要麥芽粉量為2215.67kg，加水7090.195kg，糊化鍋中大米麥芽混合物量為（949.58+189.92）=1139.5kg，加水5127.73kg，糊化時(shí)蒸發(fā)量為208.91kg。因此第一次煮沸后，糊化醪量+糖化醪量=2215.67+7090.195+1139.5+5127.73-208.91=15364.185kg由表5-1可知，大米粉含水量為12%，麥芽粉含水量為6%糖化醪干物質(zhì)％=15364.185x100%=20.08%5068.69x(1-6%)+4678.79x(1-13%)

糖化醪干物質(zhì)％=15364.185x100%=20.08%相對(duì)密度為1.08，則:=14.23(m2)15364.185=14.23(m2)糖化鍋有效體積=1.08x1000糖化鍋的容量系數(shù)在0.77?0.82之間，鍋身與高度之比一般取2:1。設(shè)計(jì)估算可以按下式估算D,設(shè)底高部分為空余系數(shù)部分，取圓筒直徑D與高度H之比為2：1,則所以，D=3.3m兀所以，D=3.3m兀D2H_兀。3~T~X=~8~=14.23圓整取D=5.0mH=2.5m取容量系數(shù)為0.8,則糊化鍋的全容積為V=14.23:0.8=17.79m3全升氣管截面積為液體蒸發(fā)面積的1/30?1/50，取1/50，則d2_1D^-50所以d=0.80m選攪拌器為二折葉旋漿攪拌器d=2/3D=3.3m0=60°n=20r/min=0.33r/s(2)計(jì)算Q、K、A(假設(shè)加熱用P=248.4Pa(絕)飽和蒸汽加熱。)依熱量衡算部分?jǐn)?shù)據(jù)，在雙醪二次煮出糖化法中，最大傳熱是在第二次煮沸前混合醪由63r升溫至70°C，所需熱量為Q3=Gc(70-63)=396000kJ混合混合60Q=G混合x(chóng)c混合x(chóng)(70-63)x~^=396000x12=4752000kJ/h.加熱面材料取不銹鋼板5=8mm，入不銹鋼=17.4W/(m-K)總傳熱系數(shù)，由于不銹鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)很小，所以氣和a2可忽略不計(jì)，因此KT=O.008=2175M(m?K)]廠17.4壁考慮實(shí)際熱效率比理論K值降低20%即K實(shí)=2175x0.8=1740W/"K)均=(127-63)-(127-70)傳熱面積：△'+幻=(127—63)=60.43C(127-70)In

均=(127-70)A=Q/KT=4752000*1000/3600*1740*60.43=12.55取A=13m2（3）攪拌功率計(jì)算設(shè)攪拌器寬b=0.40m鍋內(nèi)液柱高H液2.9m，按永田公式：設(shè)攪拌器折角0=60°rb、A=14+(d、670—-0.6

kD0.6+1850.40(3.3〃)0.6=14+670——一0.6+185=5.0k5JB=10(b}(d)2(b)B=10(b}(d)2(b)P=1.1+4—2.5—-0.5-7一kDJkDJkD442(b)2d1.3-41-0.5|-1.14kDJD^=0.6950(0.4、=1.1+4-2.5(3-3\——一0.5k5J-7=1.3112pnd2Re=pnd2/u：m3.32X0.33X1064=7395931.915Np=5.17X10-4A「103+1.2Re0.66p「H]+Bm—XRe103+3.2Re0.66LDJmm0.35+*|x(Sind).2417395931.915+0.6950103+1.2X7395931.9150.66103+3.2x7395931.9150.661.3112x]2910.35+5Jx(sin60).2=0.1304N軸=NpPn3d5=0.1304x1064x0.333x3.35=1.951*W0.4=KK1村軸+0.5=1.4x1.3X1.951+0.5=10.6RW

門(mén)0.4相關(guān)參數(shù)：d一攪拌漿葉長(zhǎng)度（m）n一漿葉轉(zhuǎn)數(shù)（r/s）p—流體密度（kg/m3）N一流體粘度（N-s/m2）（Pa-s）D一糊化鍋直徑（m）b一攪拌漿葉寬度（m）H奩液層高度（m）0一攪拌漿折葉角，一般為45°或60°n一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總效率，取0.4-0.5K一電機(jī)功率儲(chǔ)備系數(shù)1.2-1.4K1一攪拌阻力系數(shù)1.1-1.36.根據(jù)實(shí)際計(jì)算，本設(shè)計(jì)選取JYV50X45型糖化鍋，主要的技術(shù)參數(shù)為型號(hào)JYV50X45型號(hào)JYV50X45全容積（m3）56鍋體高度（mm）2500有效容積（m3）45攪拌器：直徑（mm）3300加熱面積41轉(zhuǎn)速（r/min）20工作溫度：加熱底（°C）167電動(dòng)機(jī)：功率（kW）12.5工作壓力：鍋內(nèi)（MPa）常壓轉(zhuǎn)速13.5加熱底（MPa）0.65設(shè)備質(zhì)量（kg）13700鍋身直徑（mm）5000外型尺寸（直徑X高度，不含排氣5200x8250筒）（mm）7.安裝調(diào)試與使用維護(hù)均與糊化鍋相同。4.2糊化鍋選型因雙醪二次煮出糖化法糊化鍋煮沸三次，且每次醪液不同，取醪液量最大的一次做為糊化鍋的容積。4.2.1糊化鍋容積的確定第一次糊化鍋投大米粉為949.58kg，水為5127.73kg，糊化醪量為6267.23kg。糊化醪干物質(zhì)％=B%=皿大米卜偵=用58乂"一0」2）=13%（4-1）m6267.23糊化查《發(fā)酵工程工藝設(shè)計(jì)概論》中附表9相對(duì)密度-干物質(zhì)換算表可知相對(duì)密度p=1000+4B=1052kg/m3糊化鍋的有效容積v=—糊化==5.96m3（4-2）有效p1052糊化第二次糊化鍋內(nèi)糊化醪量為15383.2Kg。糊化醪干物質(zhì)％=B%=m大米（i.12）+m麥芽G一0.06）=949.58xG-°.12）+2215.69xG-0.06）m15383.2糊化=19%查《發(fā)酵工程工藝設(shè)計(jì)概論》中附表9相對(duì)密度-干物質(zhì)換算表可知相對(duì)密度p

=1000+4B=1076kg/m3糊化鍋的有效容積V=m*^=15383,2=14.3m3有效p1076糊化第三次糊化鍋內(nèi)糊化醪量為15174.29kg。糊化醪干物質(zhì)％=B%==19%m大米(1—0.12)+m麥芽G—0.06)_949.58xG-0.12)+2215.69xG-0.06：

m15174.29糊化醪干物質(zhì)％=B%==19%糊化查《發(fā)酵工程工藝設(shè)計(jì)概論》中附表9相對(duì)密度-干物質(zhì)換算表可知相對(duì)密度p=1000+4B=1076kg/m3糊化鍋的有效容積匕效m=糊化鍋的有效容積匕效m=―糊化p糊化15174.291076=14.1m3綜上：糊化鍋的有效體積應(yīng)為14.3m3，取充滿系數(shù)為0.75,由《輕工業(yè)技術(shù)裝備手冊(cè)》表14.3-12糊化鍋技術(shù)參數(shù)可知選用JYQ14X6型號(hào)的糊化鍋即圓柱形鍋身球形夾套式加熱底。糖化鍋的容量系數(shù)中=0.75(即糊化鍋有效容積與全容積之比)…14.3則糊化鍋總?cè)莘e為匕=cru=19-07m3總0.754.2.2糊化鍋基本尺寸及核算傳熱面積設(shè)備尺寸取當(dāng)量直徑D=2.3m,匕=1.18m,h2=0.5D=1.15m傳熱面積加熱介質(zhì)給熱系數(shù)a1的計(jì)算汽在垂直壁上冷凝給熱，糊化鍋外加熱采用的是夾套加熱球鍋底的形式。假定冷凝液膜為滯流(Re<2100)a=1.13[p(p—叩邪出內(nèi)3]1/4(4-3)1B(t-1)式中p入p等物性溫度取冷凝液平均溫度t='汽+*壁(4-4)均2設(shè)t壁=110°C.查得飽和水蒸氣P絕=0.25MPa,t=127.2°C故t均=以-；110=118.6C在t均=118.6C時(shí)水的物性為p=944kg/m3以2.40x10-4Pa?sk=0.6856w/m?C,t=127.2C飽和水蒸氣汽化潛熱r=2185.4KJ/Kg設(shè)套高L=1.0m，夾套傾斜角為45°。At=t汽-1壁=127.2—110=17.2C(4-5)1.13菖23rsinJ*113[9.80794420.6863sin452185400"2.401041.017.2(4-6)6442w/(4-6)Re坐dr41At

dr4644223.141.15217.23.142.321854002.41049722100(4-7)表明假定冷凝液膜為滯流時(shí)正確的。醪液給熱系數(shù)2的計(jì)算糊化醪t土6580.5C1.7,貝U以醪=6.05又0-4Pasn=0.5r/s均24=0686w80.5C時(shí)查表得以=3.56>10-4Pas，醪液比粘度為水/mk比熱Cp醪=3.74KJ/KgKd=1.6m0.36一[d2n]0.67[C1.7,貝U以醪=6.05又0-4Pasn=0.5r/s4=0686w0.6860.362.33010W/m壁「1.620.51076,[J0.676.05-K104「6.051043.68103n…[J1/31.6J0.140.686(4-8)總傳熱系數(shù)k實(shí)的計(jì)算加熱面材料采用紫銅<510mm4紫銅=379.02W/mTOC\o"1-5"\h\z則總傳熱系數(shù)k11.11d124岡0.01379.02K0.01379.02K(4-9)r~644230101947W/m2式中k一傳熱系數(shù)W/m2k]-加熱介質(zhì)給熱系數(shù)W/mk2-醪液給熱系數(shù)W/mkd-加熱面材料壁厚m

考慮到實(shí)際熱效率壁理論k值降低20%，則k實(shí)=1874x0.8=1558[w/Cn2?k"傳熱面積的計(jì)算=44.93°C(4-10)A(127.2-65)—(127.2-96)=44.93°C(4-10)At=均|127.2-65ln127.2-96所需加熱面積A=—二K實(shí)氣0.4193，3680x6590"31=5.0m21558x44.93x3600(4-11)所需加熱面積A=—二K實(shí)氣0.4193，3680x6590"31=5.0m21558x44.93x3600(4-11)1內(nèi)平復(fù)核t壁若不計(jì)壁內(nèi)外污垢熱阻及壁導(dǎo)熱熱阻，則t外平1t\=里ta11內(nèi)平127.2-11——壁64423010t壁=110.9C與實(shí)際的壁溫小于1C，驗(yàn)算合格。4.2.3攪拌功率的計(jì)算設(shè)攪拌器寬b=0.26m，鍋內(nèi)液柱高度氣=LOm，D=2.3m按永田公式:設(shè)攪拌器折角為e=60。N=A+B(103+"眼66)p(H)(0.35+：)S1ne1.2(4-13)pRe103+3.2Re0.66、DA=14+%[670(*-0.6)2+185]=14+026[670x(!6-0.6)2+185](4-14)2.32.3」()=35.61B=10[1-3-4(*0.5)2-L14(D)]-10[1.3-4(皆-0.5)2-1.14葺)]=102.32.3(4-15)=0.8091

P=1.1+-2.5(d-0.5)2-7(b)4DD…』/0.26、八l,1.6八l、*0.26、(4-16)=1.1+4()-2.5(-0.5)2-7(——)42.32.32.3(4-16)=1.4565d2npRe=P1.62x0.5x1076(4-17)6.05x10-4=2276496N=A+B(10"技瞄6)p(旦)(0.35*sme1.2pRe103+3.2Re0-66D=+0.8091x[103+技X(2276496)0.66]1.4556(W)(0.35+Wsin60洪.22276496103+3.2x(2276496)0.662.3=0.1163(4-18)N軸=Nppn3d5=0.1163x1076x0.53x1.65(4-19)=0.164晶N=KK1村軸+0.5電門(mén)(4-20)…2.4x0.164+0.5=1.4x=3.13kW(4-20)式中K一儲(chǔ)存系數(shù)，因啟動(dòng)時(shí)功率增加一般考慮K=1.2—1.4此時(shí)取K=1.4；K]—阻力系數(shù)，根據(jù)糊化鍋鍋體結(jié)構(gòu)及附件取虬=2—2.4此時(shí)取K1=2.4；n一傳動(dòng)機(jī)總效率n=0.4—0.5此時(shí)取n=0.4（四）麥汁過(guò)濾設(shè)備概述：糖化過(guò)程結(jié)束后，必須于最短的時(shí)間內(nèi)將麥汁與麥糟分離，因?yàn)辂溨c糟長(zhǎng)時(shí)間混貯會(huì)使麥汁質(zhì)量下降。麥汁過(guò)濾設(shè)備就是用來(lái)過(guò)濾糖化醪，使麥汁與麥糟迅速分離而得到澄清麥汁的設(shè)備。常用的設(shè)備有過(guò)濾槽，壓濾機(jī)和快出滲出槽。本設(shè)計(jì)采用過(guò)濾槽，它是最廣泛使用的麥汁過(guò)濾設(shè)備，當(dāng)糖化過(guò)程結(jié)束后，進(jìn)入過(guò)濾槽的醪液，先聚集在槽內(nèi)過(guò)濾板上部，經(jīng)沉降后，麥糟形成過(guò)濾層，麥汁則流經(jīng)麥糟過(guò)濾層和過(guò)濾板，并經(jīng)過(guò)出料閥而被送往麥汁煮沸鍋。從麥汁流經(jīng)麥糟過(guò)濾層到麥汁煮沸鍋的整個(gè)過(guò)濾過(guò)程，形成一種緩慢交替的流態(tài)平衡，由于麥糟過(guò)濾層堵塞致使阻力增大，麥汁流量調(diào)節(jié)不當(dāng)或吸力太強(qiáng)等原因而受到破壞時(shí)，麥汁過(guò)濾便會(huì)受阻或中斷，此時(shí)排出的麥汁漸見(jiàn)混濁。（五）麥汁煮沸設(shè)備1.功能用途麥汁煮沸設(shè)備是用來(lái)對(duì)麥汁進(jìn)行煮沸、滅菌、析出熱變性凝固蛋白質(zhì)，蒸發(fā)掉多余的水分，使麥汁濃縮到規(guī)定的濃度，并加入酒花，使酒花所含的苦味和芳香物質(zhì)進(jìn)入麥汁的設(shè)備，用于麥汁煮沸的設(shè)備主要有麥汁煮沸鍋。但為了提高煮沸鍋的煮沸強(qiáng)度和設(shè)備利用率，近代化的煮沸系統(tǒng)除麥汁煮沸鍋外，還附有各種類型的加熱