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80000噸年12度啤酒工廠設(shè)計-資料下載頁

2025-03-04 05:18本頁面

【導(dǎo)讀】啤酒損失率:冷卻損失:7%;工藝條件的確定與論證。耗量的計算);糖化用水量的計算;發(fā)酵車間耗冷量計算。啤酒作為食品飲料產(chǎn)品不僅代表生產(chǎn)力和微生。物科學(xué)技術(shù),飲酒活動又是世界各民族獨特傳統(tǒng)文化重要組成部分。人類生存的必需品,但在社會生活中具有無法替代的功能。我國釀造酒生產(chǎn)中產(chǎn)量最高,已超過3000萬噸僅次于美國。啤酒的主要原料是大麥,大米,玉米等。而中國是一個糧食大國,它為啤酒。廠的建立提供了良好的原料來源。本設(shè)計中把產(chǎn)品定位為市場比較普遍的淡色啤。酒,年產(chǎn)量5萬噸。點設(shè)備和能量消耗進行計算。本設(shè)計是年產(chǎn)量為8萬噸的8°淡色啤酒的啤酒廠,重點是產(chǎn)品的物料衡算,熱量衡算,同時工藝流程及設(shè)備選型等設(shè)計。識付諸于實踐當(dāng)中。參考了《發(fā)酵設(shè)備》、《生物工程工廠設(shè)計概論》、《化工原理》。上下冊、《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論》、《啤酒工業(yè)手冊》上下冊等。各階段工作要有明確的進度。

  

【正文】 發(fā)芽 → 干燥 (平底浸麥槽) (薩易拉丁發(fā)芽箱) (單層高效爐) 三.糖化車間 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 啤酒工廠設(shè)計說明書 32 糖化 車間是進行麥汁的制備這項重要的工藝。將粉碎后的麥芽和輔料中的非水溶性組成通過酶的分解盡可能的轉(zhuǎn)化成水溶性組分。 工藝流程: 糖化,糊化 → 過濾 — 酒花→ 煮沸 → 回旋沉淀 → 冷卻 →過濾 該設(shè)計中采用的是六鍋式即糊化鍋,糖化鍋,過濾槽,煮沸鍋的基礎(chǔ)上增加一個過濾槽和煮沸鍋。因為糊化鍋和糖化鍋利用率較低, 形成六器組合可增大產(chǎn)量,也為啤酒廠擴建糖化車間所采用的方法。 ( 1) 糊化,糖化設(shè)備 采用不銹鋼的糊化鍋和糖化鍋,而且是球形鍋底便于清洗和料液排盡。鍋內(nèi)裝有螺旋漿攪拌器及擋板。糊化鍋升溫速度達 ℃ /min。糖化鍋的升溫速度達1℃ /min。采用點狀加熱夾套。因為它從加熱效果上優(yōu)于弧形盤管加熱器。糖化鍋的容積為 25m3, 糊化鍋的容積為 18m3。采用的是常壓蒸煮。 ( 2)過濾設(shè)備 過濾槽是最古老也是應(yīng)用最廣泛的麥汁過濾設(shè)備, 過濾槽配置濕法輥粉碎較完 善,該設(shè)計中采用的是過濾槽對麥汁過濾,將麥糟和麥汁分開。與傳統(tǒng)的 壓濾機法,快速滲出法,膜式壓濾機法相比麥汁相對濁度較好,節(jié)省原料消耗的優(yōu)點。 ( 3)煮沸設(shè)備 1. 煮沸鍋 煮沸加熱設(shè)備加熱方式有直接加熱與間接加熱方式。直接加熱方式由于操作困難,勞動力強度大,工作環(huán)境差的原因該設(shè)計中不采用而采用間接加熱方式。所采用的熱源為飽和蒸汽或過熱蒸汽。 2. 外加熱器 該設(shè)計中采用的是外加熱盤管的煮沸鍋。外加熱器克服了內(nèi)加熱器清洗 困難的以及加熱時易局部過熱的缺點,但是它需要一個大容量的耐熱泵,使用動力電耗增加。外加熱式煮沸鍋除了用于煮沸外還可以兼做回旋沉淀槽,工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 啤酒工廠設(shè)計說明書 33 省去了一個設(shè)備,另外兩個麥汁煮沸 鍋與一個外加熱器組合,煮沸鍋兼做回旋沉淀槽和麥汁暫存槽使用。 ( 4)酒花添加設(shè)備 添加系統(tǒng)可采用 2 個或 2 個以上的自動添加罐 ,避免事故發(fā)生 .麥汁煮沸時 能回收 。 ( 5)麥槽貯罐 被分離出來的麥糟被用來做飼料的原料。 ( 6)分離設(shè)備 1.酒花分離器 煮沸結(jié)束后,采用酒花分離器盡快分離出酒花糟。如果使用的是酒花制 品(酒花粉,顆粒酒花,酒花浸膏)或者使用粉碎的酒花,則酒花分離器不再需要。 2.回旋沉淀槽 熱凝固物分離的傳統(tǒng)方法為自然沉淀法 — 冷卻盤法或沉淀槽法。冷卻盤法勞動強度大,麥汁易染雜菌,現(xiàn) 在幾乎不再使用沉淀槽還需結(jié)合離心機和壓濾機進行處理。本設(shè)計中采用的是回旋沉淀槽法過濾熱麥汁,特點是盡可能減小作為過濾介質(zhì)的麥槽層厚度,以強化過濾速度,又不擴大過濾器的直徑。 ( 7)冷卻設(shè)備 1.薄板冷卻器 麥汁的冷卻主要是開放式和密閉式。開放式冷卻較封閉式傳熱效率更低。 本設(shè)計中采用的是密閉式冷卻器 — 薄板冷卻器。冷卻效果好,且冷卻溫度較易控制。 ( 8)麥汁通風(fēng)設(shè)備 1.空氣過濾器 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 啤酒工廠設(shè)計說明書 34 麥汁通風(fēng)是使麥汁內(nèi)含有一定量的溶氧,所以麥汁必須在發(fā)酵前需通 入空氣,為了不混入雜菌,通入的空氣需經(jīng)過空氣過濾器。 2.文丘 里管 在冷麥汁進入發(fā)酵罐的管路上安裝文丘里管,使無菌空氣與麥汁充分 混合。 四.發(fā)酵車間 ( 1)酵母培養(yǎng)及添加罐 1. 酵母培養(yǎng)罐 發(fā)酵所需酵母通過純種培養(yǎng)獲得的,從優(yōu)良菌株的獲取到培養(yǎng)出滿足接種 所需添加量,酵母還須經(jīng)歷實驗室擴大培養(yǎng)和生產(chǎn)現(xiàn)場擴大培養(yǎng)兩個階段。該設(shè)計中在發(fā)酵車間就設(shè)計了個酵母培養(yǎng)罐,使生產(chǎn)現(xiàn)場擴大培養(yǎng)在其中實現(xiàn)。 2. 酵母添加罐 實現(xiàn)使酵母添加入準(zhǔn)備發(fā)酵的麥汁中。 ( 2)發(fā)酵設(shè)備 1. 奈塔罐(立式密閉圓柱錐體罐) 奈塔式罐克服了室外開放式易染雜菌等特點。實現(xiàn)了大型化, 啤酒質(zhì)量 均一化,生產(chǎn)合理化,降低主要設(shè)備投資,縮短發(fā)酵時間等特點。所以該設(shè)計中選擇了奈塔罐。 ( 3)清洗設(shè)備 1. CIP 清洗系統(tǒng) 隨著啤酒發(fā)酵罐的容量正在逐步增大,這類發(fā)酵罐大部分安裝在室外,原來的清洗方法已不適宜。必須采用自動化的噴洗設(shè)備。本設(shè)計中采用的清洗系統(tǒng),即內(nèi)部清洗系統(tǒng),實現(xiàn)清晰消毒的自動化,保證了啤酒生產(chǎn)的無菌工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 啤酒工廠設(shè)計說明書 35 程度。 五.過濾車間 ( 1)配套設(shè)備 1. 緩沖罐 直接把管道中的麥汁通入硅藻土過濾機中,因流速與流量太大,必然會影響過濾效果。所以本設(shè)計中在發(fā)酵完后,麥汁過濾前通入緩沖罐中進行緩沖。 2. 添加 罐 實現(xiàn)啤酒生產(chǎn)過程中一些穩(wěn)定劑,添加劑的添加。 ( 2)過濾設(shè)備 1. 硅藻土過濾機 對于異相物料的分離有過濾,沉降的方法。本設(shè)計中通過對固相物質(zhì)的性質(zhì)與大小的考慮,認為過濾法更適合。過濾法根據(jù)過濾介質(zhì)的不同可分纖 維濾布和松散粉粒兩種??紤]到前者其技術(shù)特性受許多因素的影響,如纖維特性,編織紋法等。所以選擇了硅藻土過濾機。生產(chǎn)時按濾除粒子的大小,選擇不同粒子直徑分布的硅藻土作預(yù)涂層。 六.罐裝車間 1.洗瓶機 2.罐裝機 3.啤酒殺菌機 4.貼標(biāo)機 5.裝箱機 七.熱量供應(yīng)車間 本設(shè)計中選用的是鍋爐。作為熱量供 應(yīng)設(shè)備。 第三節(jié) 設(shè)備一覽圖 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 啤酒工廠設(shè)計說明書 36 1:輸送設(shè)備 2:麥芽篩選機 3:提升機 4:麥芽粉碎機 5:糖化鍋 6:大米篩選機 7:大米粉碎機 8:糊化鍋 9:過濾槽 10:麥糟輸送 11:麥糟貯罐 12:煮沸 /回旋槽 13:加熱器 14:酒花添加罐 15:麥汁冷卻器 16:空氣過濾器 17:酵母培養(yǎng)及添加罐 18:發(fā)酵罐 19:啤酒穩(wěn)定劑添加罐 20:緩沖罐 21:硅藻土添加罐 22:硅藻土過濾機 23:啤酒清濾機 24:清酒罐 25:洗瓶機 26:罐裝機 27:啤酒殺菌機 28:貼標(biāo)機 29:裝箱機 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 啤酒工廠設(shè)計說明書 37 第八章 重點設(shè)備的計算 本章的重點是糖化車間的糖化鍋容積及基本尺寸的計算及煮沸鍋加熱面積的計算。糖化過濾槽容積,冷卻器冷卻面積的計算。 一.糖化鍋容積的計算及基本尺寸 糊化鍋投料量 =1603+321=1924( kg) 糊化醪量 =1924 +1924=10582( kg) 設(shè)糊化鍋煮沸時,每小時蒸發(fā) 5%的水分,操作時第一次煮沸 40min,則 蒸發(fā)量 =10582 ( 40/60) =( kg) 第一次煮沸的糊化醪量 ==( kg) 糖化醪量 =3418+11963=15381( kg) 混合醪的量 =+15381=( kg) 查表得 100℃熱麥汁的相對密度為 則糖化鍋有效容積 =( 1000) =( m3) 設(shè)糖化鍋充滿系數(shù)為 則糖化鍋的總?cè)莘e =( m3) 其圓筒直徑 D 與高度之比為 2: 1 即 H= D=3 ?=( m) D=( m) H= =( m) 糖化鍋升氣管的直徑為 d ,則 =(1/50) ()2 d=( m) 二.煮沸鍋加熱面積的計算 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 啤酒工廠設(shè)計說明書 38 加熱面積 F F=Q/k△ t 按熱量衡算: Q=( Kj/h) △ t =t1t2==℃ ( t1為加熱蒸汽在絕對壓力為 ㎡時的溫度, t2 為麥計煮沸時的溫度) 傳熱系數(shù) k 值的計算: k=???s??2111 1( kcal/h C176。㎡) ① α 2 從加熱面到 糖 化物料的給熱系數(shù)的計算 α 2=? (??nd2 )2/3( ??gc3600 ) 1/8 ( w?? ) λ — 麥汁的導(dǎo)熱系數(shù) ,在 100℃時為 (kcal/mh℃ ) d— 攪拌器獎葉直徑 D— 夾套內(nèi)直徑 5m n— 攪拌器轉(zhuǎn)數(shù) 60/60=1(轉(zhuǎn) /秒 ) ρ — 麥汁密度 10176。 в 的麥汁密度為 ㎏ /m179。 ρ = 10179。/=(㎏ s178。/m4) g— 重力加速度 178。 C— 熱麥汁比熱容 , 10176。 в 時為 kca1/㎏ . ℃ μ =麥汁粘度 水在 100℃時 μ w=(㎏ .s/㎡ )測定得麥汁比粘度為 , μ 麥汁 = 10﹣ 5(㎏ s/㎡ ) wμμ= (wμμ)≈ 1 則α 2= 2 ( ????)2/3 ( )1/8 1 =4450 (kcal/㎡ h ℃ ) ② 夾套內(nèi)蒸汽凝結(jié)的給熱系數(shù)的計算 蒸汽在傳熱鍋底的凝結(jié)狀態(tài)的膜狀冷凝考慮 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 啤酒工廠設(shè)計說明書 39 α 1= (t△? ???2223600 )1/2 在平均溫度 100℃時 ,水的物理系數(shù)為 : γ =958 ㎏ /m179。 μ =()㎏ .s/㎡ λ =(kcal/.℃ ) C=1 kcal/㎏ . ℃ 在 ㎏ /cm178。絕對壓力下 : β = kcal/㎏ t=℃ ,壁溫為 95℃ Δ t=≈ 43℃ 得α 1= (43)9810/( 22? ???)1/2 =5260(kcal/m178。.h.℃ ) 由于鍋底是球形 , α 傾 =α 直 4 simθ θ =45186。 α 1=5260 4 =4840(kcal/m178。.h.℃ ) 已知 S— 加熱面材料厚度 ,不銹鋼板 12mm, λ — 加熱材料導(dǎo)熱系數(shù) 330. k=???s??2111 1=(kcal/m178。.h.℃ ) 實際熱效率比理論降低 20﹪ 既 k= 80﹪ ≈ 1710(kcal/m178。.h.℃ ) 所需加熱 F= tKQΔ = =(m178。) 三 . 糖化過濾槽所需容積計算 按物料計算每次糖化物料總量 : G=+=(㎏ ) 糖化醪的密度為 1065 ㎏ /m179。 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 啤酒工廠設(shè)計說明書 40 生產(chǎn)需要 的空余系數(shù) ,故所需容積 : V=(m179。) V 總 =24 =(m179。) 四 . 麥汁冷卻器冷卻面積計算 ①第一階段冷卻 (冷卻介質(zhì)為深井水 ) 麥汁溫度 55℃→ 25℃ 冷水溫度 18℃→ 30℃ 冷卻時間 1h Q1=CWM 醪 (t1t2)/T= (5525)/1=(kcal/h) CW= kcal/㎏ . ℃ M 醪 = ㎏ t1=55℃ t2=25℃ t?′ =18℃ t2′ =30℃ Δ t= 21ln 21ttttΔΔΔΔ 一=18253055ln )1825()3055(?? ???=(℃ ) 現(xiàn)取用薄板冷卻器冷卻 ,其傳熱系數(shù) K 值取 2021 kcal/ m178。.h.℃ 則 F1= tKQΔ = ? =(m178。) ②第二階段 冷卻 (冷卻介質(zhì)鹽水 ) 麥汁溫度 25℃→ 6℃ 鹽水溫度 8℃→ 0℃ 冷卻時間 1h Q2= (256)/1= (kcal/ h) Δ t′ =[(250)6+(8)]/ln(25/14)= 取 K=2021( kcal/ m178。.h.℃) F2= tKQΔ = ? =(m178。) 總的換熱面積 F=F1+F2=+=( m2) 五.酒花分離器 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 啤酒工廠設(shè)計說明書 41 ( 1)型式 采用圓柱錐底 ( 2)主要尺寸 直徑 圓柱高 m 錐底高 m 工作壓力 1㎏ /cm178。 攪拌器轉(zhuǎn)速 50 轉(zhuǎn) /min (3)配用電動機:型號 JQ2 326 功率: 3000 瓦 轉(zhuǎn)速: 1000 轉(zhuǎn) min 啤酒車間主要設(shè)備規(guī)范表 序號 設(shè)備名稱 單位 數(shù)量 規(guī)范 型號 1 麥芽粉碎機 臺 1 要求能力 1000 ㎏ /h MF650 型 2 糖化煮沸鍋 個 1 有效容量 25 m179。 D= H= 3 糖化過濾槽 個 1 有效容量 4 酒花分離器 個 1 直 高 m 攪拌器
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