【正文】 篩板的面積 S S =(G 麥 g 麥 +G 米 g 米 )/h =(7179*+3866*)/ =㎡ G投料量 (t) g糟產(chǎn)率 .一般 g 麥 =～ ,g 米 =～ h— 糟層厚度 過濾槽直徑 D=(4s/π )=(4 )= 升氣筒直徑 d=D(1/30)= 過濾槽高度 H=H 有效 +H 余量 =V 有效 /S+H 余量 =+= 過濾槽耕糟裝置的功率估算 [6] 雷諾準數(shù) Re=D2nr/u =**1068/ =*106 D攪拌葉直徑 = n攪拌器轉速 r— 醪液容重 1068㎏ /m3 u— 液體粘度 ㎏ /ms 阻力系數(shù) 根據(jù)雷諾準數(shù)查 發(fā)酵工業(yè)手冊 下 P439圖 8213,得阻力系數(shù)ζ ’ =,再乘以矯正系數(shù) f=2,ζ =ζ ’f=0. 9*2= 攪拌功率 N 需 =ζ D5n3r/102g =***1068/(102*) = 動機所需功率 N 電 =K(K1N 需 +NT)/η 總 =*(2*44..7+)/ 沈陽化工學院學士學位論文 32 =420kw 表 6 平底篩板主要規(guī)范表 名 稱 平底篩板過濾槽 有效容積（ m3） 最高工作溫度℃ 85 槽身直徑 (㎜ ) 7260 圓柱高度 (㎜ ) 1610 槽身壁 厚 (㎜ ) 8 槽底壁厚 (㎜ ) 12 鍋頂壁厚 (㎜ ) 4 攪拌器： 直徑 (㎜ ) 9500 轉速 (r/min) 4 電動機： 功率 kw 420 麥汁煮沸鍋 用途及結構 麥汁煮沸的目的 :破壞酶活力 ,主要是停止淀粉酶的作用 ,以穩(wěn)定發(fā)酵性糖和糊化精的作用 。消滅麥汁中存在的各種菌類 ,特別是乳酸菌 ,避免發(fā)酵時發(fā)生敗壞 。析出某些受熱變性凝固沉淀的蛋白質 ,提高啤酒的非生物免疫性 。使酒花中所含的苦味物質及芳香物質煮出 ,進入麥汁中 。蒸發(fā)多余水分 ,使麥汁濃縮到要求的溫度 . 煮沸鍋的結構與糊化鍋類似 ,柱體高與直徑 比 1:2 容積計算 由熱量衡算 ,待煮麥汁量 ㎏ V 有效 =(*103)= V 總 =V 有效 /φ =煮沸鍋采用球形鍋底，采用經(jīng)驗公式 d0=(V 總 )1/3=*()1/3= H=4m 升氣筒直徑 d1=(1/30)*= 對球形底 V 總 =V1+V2 V 總 =π D02H/4+π h1(D0/2h1/3) 將各數(shù)代入得 h1= 沈陽化工學院學士學位論文 33 驗算煮 沸鍋實際容積 Vt =π D02H/4+π h1(D0/2h1/3)=887m3 實際容積系數(shù)φ t=V 有效 / Vt= 設計合理。 功率計算 雷諾準數(shù) Re=D2nr/u =[()]2**150*1050/ =8528625 r— 麥汁濃度 1049～ 4056 ㎏ /m3，取 1050㎏ /m3 功率準數(shù) Np=A/Re+B’[(10 3+)/(103+)]p*(H’/D 0)(+B/D0)(sinθ ) D/D0= B/D0=’ == 根據(jù)《啤酒工藝手冊》下冊，由 D/D0， B/D0的值，查 P421圖 826，得 A=18。由圖 827得 B’ =，由圖 827得 P= 則可求出 Np= 攪拌需要功率 N =Nprn3D5/102g =*1050**(102*) = 電動機的功率 N 電 =K(K’N 需 +)η 總 (kw) K = =*（ *+） / K’= =220kw η 總 = 加熱面積的計算 F=Q/kΔ t 熱量衡算得 Q=Δ t==℃ 式中 t1—— 加熱蒸氣在絕對壓力下的溫度 ℃ t2—— 麥汁煮沸時的溫度 100℃ 傳熱系數(shù) K值的計算 K=1/(1/а 1+1/а 2+s/λ ) (Kcal/h℃ m2) а 1—— 夾套內(nèi)蒸氣凝結 的給熱系數(shù) 沈陽化工學院學士學位論文 34 а 2—— 從加熱面到糖化物料的給熱系數(shù) s—— 加熱面材料的厚度。取 12㎜ λ —— 加熱，面的導熱系數(shù)。 330 а 2的計算 а 2= /D0（ D2nρ /u） 2/3(3600ugc/λ )1/3(u/uw) а 2—— 麥汁的導熱系數(shù)，在 100℃時為 ℃ D—— 攪拌器直徑 D0—— 鍋身直徑（夾套內(nèi)直徑） n—— 攪拌器轉速 轉 /分 ρ —— 麥汁密度。 12176。 B麥汁密度為 ㎏ /m3， ρ =*103/= ㎏ /m3 g—— 重力加速度 u—— 麥汁粘度 水在 100℃時 =㎏ s/㎡ ，測定麥汁比粘度為 ，則麥汁 u=**105㎏ s/㎡ u/uw= (u/uw)=()=1 則 а 2 =**（ ***105） 2/3 (3600**105**)1/3*1 =℃ m2 а 1的計算 蒸汽在傳熱鍋底上的凝結狀態(tài)以膜狀冷凝考慮 а 1=(3600λ 2r2r’ /uΔ t)1/3 在平均溫度為 100℃時 ,水的物理常數(shù)為 : r=958㎏ /m2 u=㎏ .s/m2 λ = Kcal/h℃ m2 C=1 Kcal/㎏ ℃ 在 305公斤 /厘米 2絕對壓力下 : r’ = Kcal/㎏ t=℃ 壁溫為 95℃ Δ t==43℃ а 1=[3600**9582*（ 247。 9810247。 43)]1/ =5260 Kcal/h℃ m2 沈陽化工學院學士學位論文 35 由于鍋底是球形 , а 傾 =а 直 (sinΦ )1/4 Φ =45176。 а 1=5260()1/4 =4840 Kcal/h℃ m2 K =1/(1/4840+1/2913+) =1726(Kcal/h℃ m2) 考慮實際熱效率比理論 K值降低 20%,即 K’ =K*80%= ℃ m2 則所需加熱面 F=Q/(K’ Δ t)= /1800*= 表 7 煮沸鍋主要規(guī)范表 名 稱 煮沸鍋 有 效容積（ m3） 總容積 （ m3） 最高工作溫度℃ 105 鍋身直徑 (㎜ ) 11050 圓柱高度 (㎜ ) 4000 鍋身壁厚 (㎜ ) 8 鍋底壁厚 (㎜ ) 12 鍋頂壁厚 (㎜ ) 4 攪拌器： 直徑 (㎜ ) 7366 轉速 (r/min) 30 電動機： 功率 kw 220 旋渦沉淀槽 旋渦沉淀槽 旋渦沉淀槽又名回旋沉淀槽 ,是一分離熱麥汁的凝固物的設備。其操作原理很簡單。即熱麥汁以切線方向泵入圓柱形回槽內(nèi)，不斷回旋運動，直到熱麥汁中熱凝固物與麥汁分離，以圓錐丘狀沉淀于 槽的底部中央，待麥汁排出后，再用清水從槽中沖洗和排除熱凝固物。 旋渦沉淀槽為圓柱形槽，底部形式多樣，有平底的，則呈 3%的錐底，以利于排除熱凝固物；有底的中央呈小杯狀或小圓錐狀，則杯體和圓錐體應能貯存全部熱凝固物，以利于排放。 沈陽化工學院學士學位論文 36 容積計算 按物料衡算，熱麥汁量為 V 有效 =**103= 空余系數(shù) 取沉淀槽直徑 4m V=π D2H H= 進口速度 熱麥汁以切線方向進入槽內(nèi)，進口速度在 4～ 10 m/s，就可達到良好的分離效 果，最好控制進口速度為 7～ 8m/s[11] 表 8 旋渦沉淀槽主要規(guī)范表 名 稱 旋渦沉淀槽 有效容積（ m3） 總容積 （ m3） 最高工作溫度℃ 100 鍋身直徑 (㎜ ) 6000 圓柱高度 (㎜ ) 3220 鍋身壁厚 (㎜ ) 8 鍋底壁厚 (㎜ ) 12 鍋頂壁厚 (㎜ ) 4 薄板冷卻器 麥汁煮沸定型后 ,要迅速進行冷卻 ,目的 ○1降低麥汁溫度 ,適合于酵母發(fā)酵的要求。 ○2 使麥汁吸收一定量氧氣 ,促進 酵母的繁殖作用。 ○ 3析出和分離麥汁中的熱、冷凝固物，以改善發(fā)酵條件和提高啤酒的質量。 薄板冷卻器的原理及構造 原理 啤酒生產(chǎn)常用薄板冷卻器，將除去酒花糟的熱麥汁冷卻至發(fā)酵溫度。其操作原理如下： 薄板冷卻器每片沖壓成型的薄板間距很小，當流體進入薄板時，一般流速很低，在薄板波紋板面流動時，多次突然改變方向，在 Re 較小的情況下，形成湍流流動，從而強化流體傳熱過程，以大大提高流體傳熱效率，使熱交換在短時間內(nèi)完成。 沈陽化工學院學士學位論文 37 本換熱器適用于加熱殺菌和冷卻，它具有結構簡單、緊湊、占地面積小、換熱效率 高、設備的操作維修洗刷方便等優(yōu)點，還可根據(jù)參數(shù)的不同而改變流程，以達到要求。 構造 該設備主要由帶膠墊的底片、固定板、主柱，帶接管的中間片，上下定位軸和夾緊螺桿等組成。機架可采用不銹鋼，膠墊采用丁腈橡膠。 薄板冷卻器的熱量交換主要歸換熱器完成，傳熱板上的波紋形狀很多，有水平平直波紋、人字型波紋、半球型波紋等。波紋的差異對傳熱效果影響很大，每片波紋之間有橡皮墊圈，保證密封，使板與板之間壓緊，兩板間隙形成流體換熱通道，所有管的角形成管道，設備還有中間板和活動板等構件組成，中間板把換熱板分成兩段，中間板和活動板能 前后自由滑動，并能將換熱器板壓緊至所要的尺寸。 薄板換熱器的計算與選型 采用麥汁一段式冷卻法 ,其特點是以水為載體 ,首先將常溫的自來水冷卻至 2℃ ,然后與94℃熱麥汁進行熱交換 ,一次將麥汁冷卻到發(fā)酵前的工藝要求的 6℃ ,自身被加熱至85℃。 交換熱量 單位時間的熱交換量即為麥汁冷卻過程的耗冷量 Q1=46802277KJ/h 平均溫度差Δ t Δ t =[（ T1t2） (T2t1)]/ln[(T1t2)/(T2t1)] =[(9485)(62)]/ln[(9485)/(62)] =℃ T T2— 熱麥汁冷卻前后的溫度 t1 、 t2— 水的前后溫度 冷水冷卻段麥汁每程流道 m m=G/ρ fu G— 糖化一次熱麥汁量 ㎏ ρ — 麥汁密度 1050㎏ /m3 f— 每一流道行截面積 m2 u— 麥汁流速，根據(jù)經(jīng)驗取 ～ b— 板的流道寬度 h— 兩板間距 參考《發(fā)酵設備》 P51，“波紋薄板的參數(shù)” 板間距最大 /最?。?cm） ，取 沈陽化工學院學士學位論文 38 板的流道寬度（ cm） f =bh m =****3600= u =G/mρ f =*1050***3600= m/s 符合實際生產(chǎn)要求，所以流道數(shù) 140 麥汁的換熱膜系數(shù)а 1 當量直徑 de(m) de=2bh/b+h=2h=2*= 雷諾準數(shù) Re Re=udeρ /u =**1050/ =1890 u流道平均溫度時的粘度 .取 ㎏ /cms 流體平均溫度時普郎得準數(shù) Pr Pr=1000Cu/λ =1000*** = λ 流體平均溫度時的導熱系數(shù) u液體比熱 。 4187/3600= 求а 1 а 1= (Pr)(Pr/Prm)=***** / =4054W/m2k (Pr/Prm) 降溫時 (Pr/Prm)= 升溫時 (Pr/Prm)= 冷卻水流量為麥汁量的 3倍，則冷卻水流速為 u=*3= m/s Re=u’de ρ /u =**1050/() 沈陽化工學院學士學位論文 39 =7043 u 水的粘度 .取 ㎏ /ms c 水的比熱 4018kJ/kgK Pr=1000Cu/λ =1000*** *103 = а 1= (Pr)(Pr/Prm)=*****=10700W/m2k 換熱系數(shù) K K =1/[(1/а 1)+(1/а 2)+(? /λ )] =1/[(1/4054)+(1/10700)+()] =2610W/㎡ K 換熱面積 F=Q/KΔ t =46802277 /(2610**3600) =㎡ 薄板每片換熱面積 f=， 則板片數(shù) Z=F/f=由組合流程圖知：每片前后兩段都是板，所以板數(shù)為流道總數(shù)加 1,即 Z=2mi+1 m— 每程麥汁流道數(shù) I=(Z1)/2m=(9461)/2 = i— 麥芽汁程數(shù) 啤酒過濾設備 啤酒發(fā)酵后的貯藏期間，因酵母逐漸沉降和部分不穩(wěn)定的蛋白質單寧復合物的析出凝集沉淀而逐步變得澄清，這種自然澄清的現(xiàn)象，主要由于固液相的不同比重而 產(chǎn)生沉降速度較慢