啤酒課程設(shè)計(jì)計(jì)算書-范紫騰完美版

1、目錄目 錄第1章 工藝計(jì)算11.1 計(jì)算依據(jù)11.2 100Kg混合原料生產(chǎn)11°淺色啤酒物料計(jì)算11.2.1糖化物料的計(jì)算11.2.2 澄清冷卻物料的計(jì)算41.2.3 主發(fā)酵的計(jì)算41.2.4 后發(fā)酵的計(jì)算41.2.5 成品啤酒的計(jì)算51.2.6 換算成100L成品啤酒的各項(xiàng)數(shù)據(jù)51.2.7 換算成7萬(wàn)噸成品啤酒量各項(xiàng)數(shù)據(jù)51.2.8 換算成每日生產(chǎn)量各項(xiàng)數(shù)據(jù)5第2章 設(shè)備計(jì)算72.1 貯箱計(jì)算72.1.1麥芽貯箱.72.1.2玉米貯箱72.1.3玉米粉貯箱82.2 碎機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算82.2.1麥芽粉碎機(jī)82.2.2 玉米粉碎機(jī)92.3 糖化設(shè)備92.3.1糖化鍋92.3.2過濾

2、槽102.3.3蒸煮鍋122.4 旋渦沉淀槽132.4.1漩渦沉淀槽工藝條件132.4.2漩渦沉淀槽工藝計(jì)算132.5 薄板冷卻器152.5.1薄板冷卻器溫度計(jì)算152.5.2薄板冷卻器傳熱系數(shù)計(jì)算162.6 水箱182.6.1洗糟水箱182.6.2糖化水箱182.6.3冷水箱182.7 糖化用泵182.7.1倒醪泵182.7.2麥汁泵192.8 發(fā)酵設(shè)備露天錐形發(fā)酵罐計(jì)算192.8.1機(jī)構(gòu)尺寸192.8.2錐形發(fā)酵罐耗汽量計(jì)算202.8.3冷凝劑帶出總熱量Q計(jì)算212.8.4傳熱系數(shù)K的確定222.8.5冷卻夾層面積計(jì)算242.8.6保溫層厚度計(jì)算242.8.7錐形罐冷卻夾套的分布242.9

3、 硅藻土過濾機(jī)252.10 清酒罐25第3章 重點(diǎn)設(shè)備及其計(jì)算26啤酒糖化發(fā)酵設(shè)備一覽表28I 第1章 工藝計(jì)算第1章 工藝計(jì)算1.1 計(jì)算依據(jù)以100Kg混合原料計(jì)算，麥芽：玉米=70:30，釀造12°淺色啤酒。工藝損耗以國(guó)家頒布的一級(jí)企業(yè)先進(jìn)指標(biāo)為計(jì)算依據(jù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)：選澳大利亞麥芽，年產(chǎn)13.5萬(wàn)噸12°淺色啤酒， 麥芽：玉米=70:30，重點(diǎn)設(shè)備糖化鍋。表1-1 工藝原料數(shù)據(jù)項(xiàng)目名稱代號(hào)%說明定額指標(biāo)原料利用綠麥芽水分玉米水分無(wú)水麥芽浸出率無(wú)水大米浸出率無(wú)水玉米浸出率WmWnEmEn985.212819392.2原料配比麥芽大米mn6535損失率冷卻損失發(fā)酵損失過濾損

4、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 100Kg混合原料生產(chǎn)11°淺色啤酒物料計(jì)算1.2.1糖化物料的計(jì)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 =65×0.66%=0.429 （kg） 玉米清磨損失：gn=n×Pn=35×0.60%=0.210（kg）總損失：g= gm+ gn=0.64(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)&#

5、215;Em=（65-0.429）×(1-5.2%)×81%=49.58（kg）（干法粉碎） =m(1- Wm）×Em=65×(1-5.2%)×81%=49.91 (kg) (濕法破碎)大米：Gn=(n-gn)×(1-Wn)×En=（35-0.180）×(1-12%)×93%=28.50（kg） （干法粉碎） =n(1- Wm）× En=35×(1-12%)×93%=28.64 (kg) (濕法破碎)則：E=Gm+Gn=49.7+28.3=78(kg)(3) 糖化用水計(jì)算（G

6、水）釀造12°淺色啤酒的頭號(hào)麥汁的濃度一般為12%14%，現(xiàn)取13%，糖化時(shí)原利用率=98%，原料含水率和糖化時(shí)水分蒸發(fā)量忽略不計(jì)。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(hào)麥汁濃度（13%）(4) 麥糟的計(jì)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（gm）為：gm=m×(1-Wm)×(1-Em)× =65%×(1-5.2%)×(1-81%)×98%=12.36

7、(kg)玉米中非浸出物（gn）為：gn=n×(1-Wn)×(1-En)× =35×(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(hào)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(hào)麥汁，其吸收率即為麥糟的含水率（85%）麥糟吸頭號(hào)麥汁量為： （94.47×85%）/（1-B）=92.

8、30（kg）(6) 頭號(hào)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(shí)際頭號(hào)麥汁收量為：553.57-92.30=461.27（kg）(7) 洗糟用水量計(jì)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(shí)，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(shí)間為1

9、.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(shí)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%/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

10、（W3）W3=(65)×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(jì)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,而100時(shí)熱麥汁比20時(shí)，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(jì)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=816.2

11、1×0.12/100=0.98（kg）設(shè)：酒花在麥汁煮沸時(shí)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(jì)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)1.2.3 主發(fā)酵的計(jì)算發(fā)酵度計(jì)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1.0040

12、kg/L則：主發(fā)酵時(shí)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=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

13、=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）1.2.4 后發(fā)酵

14、的計(jì)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(jì)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(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

15、.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成品啤酒的各項(xiàng)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7萬(wàn)噸成品啤酒量各項(xiàng)數(shù)據(jù)生產(chǎn)7萬(wàn)噸啤酒相當(dāng)于100kg混合原料生產(chǎn)啤酒的倍數(shù)：n =(70000×1000)

16、 / (711.39×1.010)=97424.66(倍) 所有數(shù)據(jù)乘以 n1.2.8 換算成每日生產(chǎn)量各項(xiàng)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)n =(70000×1000) / (320×711.39×1.010)=304.45(倍) 所有數(shù)據(jù)乘以n表1-2年產(chǎn)7萬(wàn)噸12°淺色啤酒廠物料衡算單位100kg混合原料100L成品啤酒糖化一次定額年產(chǎn)7萬(wàn)噸為基準(zhǔn)麥芽用量KKg6511.25507.47.93玉米用量Kg356.032965.524270000酒花用量Kg1.220.211103.3714800

17、0熱賣汁量L615.5112.2452150.875100000冷麥汁量L609.35111.1251629.774300000發(fā)酵液量L603.25104.685112.8973600000濾過液量L594.2102.0650344.372500000成品啤酒量L582.32100.0249339.572100000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(jì)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）21803.85k

18、g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 kg每批次糖化投玉米量：21803.85/4.5=4845.3kg2.1 貯箱計(jì)算2.1.1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)萘浚簐=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=0.3mH=3.5mh=2mv總=A×B×H+（2A×B+A×b+B

19、5;a+2ab）=138.91m32.1.2玉米貯箱成品大米容量 500kg/m3v1=21803.85÷500=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)萘浚簐=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 2.1.3玉米粉貯箱 =0.7 大米粉比容1.73m3 /噸大米粉貯箱總?cè)萘浚簐=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

20、皮，定箱尺寸A=3ma=0.2mB=2mb=0.1mH=1mh=2mv總=A×B×H+（2A×B+A×b+B×a+2ab）=10.25 m3麥芽粉貯箱 =0.7 麥芽粉比容2.56m3 /噸大米粉貯箱總?cè)萘浚簐=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(jì)算2.2.1麥芽粉碎機(jī)每天處理

21、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噸選用六輥型麥芽粉碎機(jī)，生產(chǎn)能力為5噸/小時(shí)，棍子規(guī)格150×1000mm配電機(jī)Y160L-611 2千瓦； 970轉(zhuǎn)/分；2臺(tái)2.2.2 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 糖化設(shè)備 2.3.1糖化鍋糖化鍋投麥芽量8500kg/h(1) 糖化加水比m2=4.53(2) 糖化投料量G2=（1+m2）Go2=(1+4.53)×8500=47005kg(3) 糖化T 糊化鍋投

22、料量為：34587kg蒸發(fā)水分：567kg實(shí)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,只有pr分解，干物質(zhì)百分對(duì)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

23、.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。(4) 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=2.40校核：v總= v總=D3=×3.14×（4.

24、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(jì)算：鍋厚取8mmr鋼=7900kg/m3,r銅=8900kg/m3,則：W= 附屬設(shè)備：電機(jī)J02-62-8F 一臺(tái)：I=25 ，N2=30rPm2.3.2過濾槽(1) 所需容積計(jì)算: 按物料衡算，每次糖化總量81025kg,

25、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(shí)，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0.4 F=38.25m2(3) 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0.3H總=H+H=2.07+0.3=2.37m校核：F=D2=72=38.465m3v總=D2H

26、=×72×2.37=91.16m3=86.72%(4) 升氣筒直徑d取d=×D所以，d=×D=×7=0.99m圓整d=1m(5) 出料管，做底出料分布，根據(jù)啤酒工業(yè)手冊(cè)P435，1個(gè)管/1.251.5m2取1個(gè)管/1.25m2有出料管n=d=25.5圓整n=26管導(dǎo)出管直徑2540mm，取=40mm(6) 過濾槽內(nèi)耕槽裝置轉(zhuǎn)速 耕槽時(shí)，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/s 槽時(shí)轉(zhuǎn)速，根據(jù)實(shí)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；出槽時(shí)間太長(zhǎng)。(7) 過濾槽與篩板間距，

27、至少應(yīng)大于槽底管中直徑的1/4查手冊(cè)（下）P438表82.3間距為：d+58，取×40+7=17mm(8) 洗糟用水量：由物料衡算W=365.57×14158.13/100=51757.88kg/次(9) 附屬設(shè)備：電機(jī)J03/60S-4T2 一臺(tái)：轉(zhuǎn)速120轉(zhuǎn)/分2.3.3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%(蒸煮1.5h)蒸

28、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，取（）2=所以，d=D=×6.40=1.17m(3) 煮沸鍋加熱面積的計(jì)算煮沸前麥汁濃度B×1= B×2=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(zhǎng)1.5m,加熱器直徑1.5m

29、,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(gè) 所以：n=2009個(gè) 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，管子距鍋壁 100毫米，其上對(duì)著鍋比壁，開有小孔，當(dāng)洗鍋時(shí)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

30、5;R×r×2.4 旋渦沉淀槽2.4.1漩渦沉淀槽工藝條件麥制制備完成后，得到適宜濃度的麥汁，將麥汁中熱凝固蛋白質(zhì)分離，同時(shí)在冷卻時(shí)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(shí)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(shí)為測(cè)定麥汁輸送管內(nèi)的液體壓力，可安裝液體壓力計(jì)，旋渦沉淀槽技術(shù)條件要求(1) 槽體高度：直徑

31、=1：1.14 液面高：槽直徑=1：1.76(2) 麥汁進(jìn)口速度：15m/s(3) 進(jìn)料時(shí)間20min(4) 麥汁停留時(shí)間20min(5) 麥汁深度一般3m（2.44m）(6) 麥汁進(jìn)口位置：約在麥汁高度的1/31/2處（即0.81m） (7) 麥汁在槽內(nèi)回轉(zhuǎn)速度10r/min左右(8) 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 0.24m。(9) 槽壁：要求光滑，否則易產(chǎn)生旋渦，干擾自由流動(dòng)。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(gè)進(jìn)料管（同一水平線上，相差1800）,出口管在槽體2

32、個(gè)。槽底1個(gè)。2.4.2漩渦沉淀槽工藝計(jì)算(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)口切線速度為16m/s 1-(rg/R)2=v液/R2 a由W=vR/rR ， vp=WR 得：vR=vp×rR/R b rR=0.512 c將b，c代入a得：(vp×0.5×R /R)2×1-(rR/R)2=v液/R23vp2/32g=v液/R2 R= R=/vp=/15=3.84m圓整取 3.80m D=2×R=2×3.8=7.60m(2) 液柱高h(yuǎn)=v液/R2=2.20m入口處高度h1=1/3h=1/3

33、×2.20=0.73m(3) 旋渦時(shí)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(shí)間取20min(4/)d2vt=v液 d=0.084m 取d=85mm進(jìn)料管個(gè)數(shù)2個(gè)實(shí)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

34、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=v d=0.133m 取d=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 =600mmA. 冷凝水排出管管徑取 =25mm 由上部液槽引出B. 人孔選用，常壓不銹鋼制人孔J04-

35、0045 ， DY500 選兩個(gè)C. 選兩個(gè)液面計(jì)L=1200 HG5-226-65-16D. 洗槽管管徑 d取60mmE. 取樣口，用來檢查沉淀情況PG6 G3/4F. 底座用混凝土制成用20#工字鋼將槽體架在混凝土底座上G. 保證入槽麥汁切線速度的最大壓頭H0=up2/2g=14.662/2×9.81=10.95mH. 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(gè)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

36、40KW；泵效率=62%，允許吸上真空度4m。2.5 薄板冷卻器2.5.1薄板冷卻器溫度計(jì)算溫度的確定：冷卻時(shí)間1h(1) 由物料平衡計(jì)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(shí)冷卻麥汁量為100375kg/h取3臺(tái)薄板冷卻器，2臺(tái)正常工作，備用1臺(tái)每臺(tái)每小時(shí)工作量為100375/2=50187.5kg/h·臺(tái)(2) 麥汁比熱 c=0.37×11%+1×（1-13%）=0.9107kcal/kg 圖2-1 麥汁溫度變化圖(3) 冷水段：冷水段換熱量設(shè)麥汁冷卻至7 ，中間溫度 3

37、0 ， 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×(30-7)=1051232.39kcal/h(4) 冷水段 冰水段終溫 冷水用量是麥汁的3倍 （經(jīng)驗(yàn)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(5) 冷水 ，冰水平均溫度

38、冷水：tm1=33.39冰水：tm2=10.872.5.2薄板冷卻器傳熱系數(shù)計(jì)算(1) 傳熱系數(shù)K(冷水段) 流通系數(shù)m的確定m=G/fu 經(jīng)驗(yàn)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1000f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(yàn)取0.20.9m/s,取0.3m/sm=54.3554個(gè) 校正麥汁流速u=0.302m/s 冷水麥汁，計(jì)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.

39、003×0.302×1040/0.99×10-3=1903.52Pr=1000C/=1000×0.9364×0.99×10-3×40187/0.5184×1.163=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(jì)算，平均溫度為27.21查得:=997.00/m3=0.9101CP=0.522kcal/w.h. C=4.177KJ/

40、u水=3u=3×0.302=0.906m/sRe=2hu/=2×0.003×0.906×997.00/0.9101×10-3=5955.05Pr=1000C/=1000×0.998×4.187×0.9101×997/0.522×1.163=6.262=0.1×0.522×1.163×(5955.05)0.7×(6.26)0.43×1.05/2×0.003=9773.40 K值計(jì)算K1=2488.87w/m2k 冷水段F1,Z1,i1換熱

41、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(jì)程數(shù)i1= (Z11)/2m=(183-1)/2×54=1.692程(2) 冰水段傳熱系數(shù)K 冰水段麥汁平均溫度為18.5，1的計(jì)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

42、×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(jì)算 冰水段平時(shí)溫度為6.52查得：=999.8/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.

43、487×1.163）=11.122=0.1×(3617.97)0.7×(11.12)0.43×1.05=8647.63 K2的計(jì)算 K2=2146.41 冰水段F2,Z2,i2F2=Q2/K2tm2=52.40m2Z2=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(tái) 冷水耗量G1=Q1/C1(t2-t1)= 2742345.38/0.997×

44、;(36.23-18)=150883.00/h臺(tái) =150.88 T/臺(tái)h 冰水耗量G2=Q2/C2(t2-t2)= 1051232.39/1.002×(9.97-3) =150521.39/h臺(tái)150.52T/臺(tái)h2.6 水箱 2.6.1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(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15KW2.6.2糖化水箱水溫度為50，取四次糖化用水270噸尺寸：9000×

45、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18.5KW2.6.3冷水箱取155 m3 ；7×5×5m。2.7 糖化用泵2.7.1倒醪泵考慮到倒醪高度10m左右，并限制在一定時(shí)間內(nèi)完成(10min)，以糊化醪量計(jì)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2.7.2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×

46、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)備露天錐形發(fā)酵罐計(jì)算2.8.1機(jī)構(gòu)尺寸一批次冷麥汁體積是701.51=99.32m3醪液入一個(gè)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)=0.85v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.

47、63mv=v錐+v柱=×(6.5)2×H+×(6.5)2×5.63所以，=26.31m 圖2-2 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+ =31.94m發(fā)酵罐個(gè)數(shù)，鮮啤酒占年產(chǎn)量的10%季節(jié)占全年產(chǎn)量百分率產(chǎn)品合計(jì)（噸）熟啤酒（噸）34天鮮啤酒（噸）12天春季夏季秋季冬季20%30%30%20%43200噸64800噸64800噸43200噸4800噸7200噸7200噸4800噸48000噸72000噸72000噸48000噸=1/90(64800×24+7200×12)=18240N

48、=/ v1=18240/794.57=23個(gè)把錐形罐排成3排，每排8個(gè)罐，共設(shè)24個(gè)罐。2.8.2錐形發(fā)酵罐耗汽量計(jì)算設(shè)發(fā)酵過程降糖速率相等(1) 主酵階段：溫度由710，糖度11B×7B×,時(shí)間6天定性溫度：8.5C，定性糖度；8.0 B×升溫所需要熱量Q=Gc(t1-t2) G罐內(nèi)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）=2.35×106 kal/kg.發(fā)酵產(chǎn)生的熱量：反應(yīng)式： C12

49、H22O11+H2O 4C2H5OH+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(shí)，將釋放出-48.8-72kal的自由能1，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(B×1-B×2)q=794.57×1000×1.04×（11%-7%）×169.6 =4.20×106kal/kg.發(fā)酵時(shí)間為5天：則每小時(shí)放熱量為q/=Q2/tq/=4.20×106/（24

50、5;5）=3.5×104 kal/kg.升溫所需時(shí)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(2) 高溫還原雙乙酰階段：溫度由10 12C，定性溫度11C，糖度由7Bx 5 Bx ，定性糖度6 Bxc=0.37×6%+(1-6%)×1=0.9622kcal/kg C,升溫所需熱量Q2/=Gc(t2-t1)=794.57×103×1.0

51、4×(12-10)×0.9622 =1.59×106 kcal發(fā)酵放熱Q2/=G(B×1-B×2)q=2.80×106kcal設(shè)從發(fā)酵結(jié)束到雙乙酰還原完畢所需時(shí)間為5天，則每小時(shí)放出的熱量q/=2.80×106/（24×5）=22358.24kcal所需時(shí)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=(3) 降溫階段：溫度由12 -1，糖度由5.0 4.4 B×定性溫度：6.5定性糖度：4.7B×比熱c=0.37

52、5;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(shí)間為2天，則降溫階段所需冷凝劑帶出的熱量為：=234185.35 kcal1:發(fā)酵工藝第四章第一節(jié)2.8.3冷凝劑帶出總熱量Q計(jì)算通過計(jì)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

53、輻+Q傳 Q輻的計(jì)算：查化工手冊(cè)上卷1070 c0輻射系數(shù)4.96kcal/m20黑度 0=0.94T1大氣溫度，以夏季為準(zhǔn)28F罐表面積367.061m2t1罐溫度，-1則Q輻= 4.96×0.94×769.22×(28+273)/1004-(-1+273)/1004=98085.08kcal/h(1) Q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=Q3+Q輻+Q傳=234185.35+98085.08+6927.11=339197.54kcal/h2.8.4傳熱系數(shù)K的確定錐罐罐體厚度取7mm(1) 1確定： 冷凝劑總量的計(jì)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(jì)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(jì)算： =968kg/m3,查發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備u=30.97/（0.968×1000&