【導讀】發(fā)酵工程課程設計。啤酒廠糖化車間設備計算書。專業(yè)：生物工程班級：10411. 設計時間：20xx年06月21日至20xx年06月25日。環(huán)境與生命科學系

　　

【正文】 =（ +） =（ kJ） 洗糟水耗熱量 Q5 設洗糟水平均溫度為 80℃，每 100kg 原料用水 450kg，則用水量為： G 洗 = 450247。 100=（ kg） 故 Q5=G 洗 cw（ 80－ 18） = 62=（ kg） 麥汁煮沸過程耗熱量 Q6 Q6=Q/6+Q//6+Q///6 （ 24） （ 1）麥汁升溫至沸點耗熱量 Q/ 由表 12糖化物料衡算表可知，進入煮沸鍋的熱麥汁量， 并設過濾完畢麥汁溫度為 70℃。 又 c 麥汁 = 9 5 1 9 5 5 5 7 ? ?????? =[kJ/（ kg K） ] 故 Q/6=G 麥汁 c 麥汁 （ 100－ 70） = 30=（ kJ） （ 2） 煮沸過程蒸發(fā)耗熱量 Q//6 煮沸強度 10％，時間 。由上述結果知，蒸發(fā)過程蒸發(fā)走的水量 V 故 Q//6=10％ G 麥汁 I = =（ kJ） （ 3） 熱損失為 Q///6=15%（ Q/6+Q//6） （ 4） 把上述結果代回（ 24）式可得出麥汁煮沸總耗熱 Q6=（ Q/6+Q//6） =*（ +） =（ kJ） 糖化一次總耗熱量 Q 總 Q 總 =錯誤 !未找到引用源。 ∑ 6i=1Qi 帶入數(shù)據(jù)得： Q 總 =（ kJ） 糖化一次 耗用蒸汽量 D 使用表壓為 的飽和蒸汽， I=，則： D=?）（ 總iIQ? = %95)( 1 8 6 7 6 5 7 ?? =（ kg） 式中， i 為相應冷凝水的焓（ ）； 為蒸汽的熱效率，取η =95%。 糖化過程每小時最大蒸汽耗量 Qmax 在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量 Q6為最大，且知煮沸時間為 90min，熱 效率 95%，故： Qmax= % 6?Q = % ? =（ kJ/h） 相應的最大蒸汽耗量為： Dmax= iIQ?max = ? =（ kg/h） 蒸汽單耗 據(jù)設計，每年糖化次數(shù)為 1240 次，共生產啤酒 。年耗蒸汽總量為： DT = 1240=（ kg） 每噸啤酒成品耗蒸汽（對糖化）： Ds=247。 =（ kg/t 啤酒） 每晝夜耗蒸汽量（生產旺季算）為： Dd = 4=（ kg/d） 至于糖化過程的冷卻，如熱麥汁被冷卻成冷麥汁后才送發(fā)酵車間，必須盡量回 收其中的熱量。 最后，把上述計算結果列成熱量消耗綜合表，如下： 表 33 19000t/a 啤酒場糖化車間總熱量衡算表 名稱 規(guī)格（ MPa） 每噸產品耗定額 每小時最大用量 每晝夜消耗量 年消耗量 （ kg） （ kg/h） （ kg/d） （ kg/a） 蒸汽 （表壓） 麥汁冷卻耗冷量的計算 使用的冷卻介質為 2℃的冷凍水，出口溫度為 85℃，糖化結束后的熱麥汁溫度為 95℃，冷卻至發(fā)酵起始溫度 6℃。 根據(jù)表 32 知，每糖化一次得熱麥汁 ，而相應的麥汁密度為： ，故麥汁量為： G= =（ kg） 又知麥汁的比熱容為 c 麥汁 =[kJ/（ kg K） ]，工藝要求在一小時內完成冷卻過程，則耗冷量為： Q=Gc 麥汁 （△ t） = （ 956） =（ kJ） 式中，△ t 為冷卻前后的溫度差（℃） 故麥汁冷卻介質耗量為： G5=）（ tcwQ1=)285( ?? =（ kg） 式中，△ t1為冷卻水前后溫度差（℃） 所以每小時冷卻介質（ 2℃的冷凍水）耗量為： N 介 =G 介 /T=247。 1=（ kg/h） 式中， T 為冷卻過程所用的時間（ h） 糖化車間耗水量計算 糖化用水 Gw 由上述計算可知 Gw=（ kg） 設糖化用水的時間為 ，故每小時用水量為： N1=GW/T=247。 =（ kg/h） 洗糟用水 G 洗 由上述計算可知 G 洗 = （ kg） 設洗糟用水時間為 ，故每小時用水量為： N2=G 洗 /T=247。 =（ kg/h） 糖化室洗刷用水 G3 一般糖化室及設備每用過一次洗刷一次，設每次用水 G3=6000kg，用水時間為 2h，則： N3=G3/T=6000247。 2=3000（ kg/h） 沉淀槽洗刷用水 G4 每用過一次洗刷一次，設每次用水 G4=3500kg，洗刷時間為 ，則 N4=G4/T=3500247。 =7000（ kg/h） 麥汁冷卻用水 G5 麥汁冷卻用水一般分為兩段，第一段用自來水將麥汁由 95℃冷卻成 50℃，而自來水由18℃上升至 50℃，冷卻時間為 1h。 由上述計算結果已知，冷卻用水量 G5= （ kg） 則： N 介 =G 介 /T=247。 1=（ kg/h） 麥汁冷卻器洗刷用水 G6 每用過一 次洗刷一次，設每次用水 G6=4000kg，用水時間為 ，則： N6=G6/T=4000247。 =8000（ kg/h） 將上述計算結果列成糖化車間用水量衡算表 表 34 糖化車間用水量衡算表 編號 用 水 項 目 水質要求 用 水 量 最大用水量 kg/h kg/次 kg/d（按旺季算） 1 2 3 4 5 糖化用水 洗糟用水 糖化室洗刷 用水 沉淀槽洗刷用水 麥汁冷卻用水 冷卻器洗刷水 地下水 地下水 自來水 自來水 自來水 自來水 3000 7000 8000 6000 3500 4000 36000 21000 87479 24000 糖化車間耗電量的計算 最大計算有效負荷 P P30=KX Pe 取糖化鍋，糊化鍋，過濾槽功率平均值為 15kw，泵配電機功率 8kw，兩個粉碎機配電機功率取 15kw，兩臺真空輸送配電機功率取 2kw，還有兩個旋轉加料器配電機功率 1kw。 則有： Pe=15 3+8 4+15 2+10 2+2 2+1 2=133（ kw） 所以， P30=133 =（ kw） 其中， KX需要系數(shù)取 所以可取 P=80kw[1]。 糖化鍋 容積的計算 進入糖化鍋的混合醪量為： G 混合醪 =G 米醪 +G 麥醪 =（ kg） 混合醪液的密度為 1064kg/m3 ∴ V 有效 =247。 1064=（ m3） 按有效率 80%計算： ∴ V 總 =247。 =（ m3） 鍋體的主要尺寸 一般糖化鍋直徑與圓柱筒體高的比為： D： H=2： 1，忽略底部容積可得： V 總 =錯誤 !未找到引用源。 （ 錯誤 !未找到引用源。 ） 2H=錯誤 !未找到引用源。 D2 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 D=（ m3） ∴ D=（ ）（ m） ，則 H=（ ）（ m） 一般鍋底升氣筒的截面積為鍋內料液面積的 錯誤 !未找到引用源。 現(xiàn) 取 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 ，則 錯誤 !未找到引用源。 d2=錯誤 !未找到引用源。 D2，∴ d=（ m） 攪拌器的長為鍋體的直徑的 錯誤 !未找到引用源。 ， ∴ d 攪拌 =錯誤 !未找到引用源。 D=（ m） 壁厚的計算 （ 1） 頂封頭壁厚，標準橢圓形封頭 S1 S1= PPDt ???）（2 +C 其中， 錯誤 !未找到引用源。 =1， P=工作壓力 = 1= kg/cm2， D=5000mm，[б ]t=1400 kg/cm2， C=+0+0=（ mm） 代入數(shù)據(jù)得： S1=（ mm） （ 2） 計算糖化鍋筒體的壁厚 S2 S2= PPDt ???）（2 +C 其中， 錯誤 !未找到引用源。 =1， P= 2＝ ， D=6000mm， [б ]t=1400 kg/cm2， C=+1+0=（ mm） 代入數(shù)據(jù)得： S2＝ （ ）（ mm） （ 3） 底封 頭壁厚 S3= PPDt ???）（2 +C 其中， 錯誤 !未找到引用源。 =1， P= 3＝ kg/cm2， D=5000mm， [б ]t =2140 kg/cm2 C=+1+1=（ mm） 代入數(shù)據(jù)得： S3=（ ） mm （ 4） 外 底封頭 平底略向中心傾斜，材料為 A3鋼。 S4=KDP/{2[б ]tφ P}+ C 其中 P= 3=[б ]t=1270 kg/cm2 C=C1+C2+C3=++0= 因而 S4= , 圓整到 7mm。 加熱面積 加熱面積主要銅材料，由于加熱的強度不是很大，因而只用夾套加熱。 攪拌功率計算 攪拌功率采用近似葉漿式攪拌機計算 : 雷諾數(shù) Re= D2Nρ /ц = 1064/=287496 式中 ρ — 醪液密度 ц — 液體相對密度 功率準數(shù)為 : Np=A/Re+B [(103+ )247。 103+ )](H/D)(+B/D) Sinθ 式中 D — 攪拌葉直徑 B — 攪拌葉實際寬度 n — 攪拌器轉速 H — 液面高度 θ — 攪拌器與旋轉面角度 其中 D/D0=， B/B0=。查相關圖表可知， A=， B= , P=；又知θ =60176。 , H = 所以求得 Np= 攪拌器需要的功率為 : N 需 =N (ρ n3d5)247。 102g=( 1064 )247。 102 = 電動機的功率 : N 電 = KK1N 需 +( +) 247。= 故取 N 電 =10Kw