【正文】 可以認(rèn)為該內(nèi)加熱器的設(shè)計(jì)可以滿足加熱段的傳熱要求。管長為 1600mm。’AB =1200W/（ m2K） 相應(yīng)可以確定所需的換熱面積 F’’AB F’’AB = Q 2/(△ tm K39。AB) =2380667x1000/(20x60x69x1200) =24m2 2)加壓煮沸段 (1040C)的換熱面積計(jì)算 ① 平均溫度及平均溫度下的物性參數(shù) 平均 溫 度 tm=104oC 麥汁的物性參數(shù) 粘度 μ= s 密度 p = 1008kg/m3 導(dǎo)熱 系 數(shù) λ= /(m K ) 比熱 CP =3 .9785kJ/ （ kg K） Tm =155OC 時(shí) 飽和蒸汽的物性參數(shù) 粘度 μ= s 28 密度 p = 汽化潛熱 r =② 麥汁升溫所需的熱量 麥汁煮沸強(qiáng)度一般取 8%，但是考慮到加壓煮沸段的煮沸強(qiáng)度實(shí)際要比其它段強(qiáng)，因此在計(jì)算水份汽化所需熱量時(shí)，煮沸強(qiáng)度按 10%來計(jì)算 。AB= 1200W/(m2K ) 相應(yīng)可 以確定所需的換熱面積 K39。得到內(nèi)加熱器的基本模型。傳熱的基本方程式稱為傳熱方程式，以下式表示 : Q= kmF△ tm 式中 km換熱器的平均傳熱系數(shù)， W/(m2 K) F 傳熱面積， m2。 各種封頭比較如下 封頭形式 相同條件（材質(zhì)、溫度、 D、δ）下的承載能 力 相同條件（材質(zhì)、溫度、 P、D、 δ）下的壁厚 相同條件（材質(zhì)、溫度、 P、D、 δ）下的壁厚金屬耗量 單位容積的表面積 制造難易程度 半球形 最 大 最 小 最 少 最 小 難 橢圓形 次 之 次 之 次 之 次之 易 碟形 再次之 再次之 再次之 與橢圓形封頭接近 易 帶折邊的錐形封頭 差 α大，則 δ大α小，則 δ小 與 α、 Dis 有關(guān) 與半錐角 α有關(guān) 較復(fù)雜 本設(shè)計(jì)力求承壓能力好，焊接容易方便的原則，下封頭采用球形，上封頭采用錐圓形的封頭。 煮沸溫度從 1000C 升至 102104 0C 約 1015min 內(nèi) 。 本次煮沸工藝是按照常用煮沸方法設(shè)定 78OC麥汁打入煮沸鍋進(jìn)行煮沸。合理的延長煮沸時(shí)間，對蛋白質(zhì)的凝固、提高酒花利用率和還原物質(zhì)的形成是有利的，對泡沫性能不利。25= （ 4）升氣管 取糖化鍋升氣管的面積為鍋柱體直徑的 1/5 設(shè)糊化鍋升氣管的直徑為 d 則 d=1247。5222100﹪ =﹪ 查表得相對密度為 ㎏ /m3 22 則糊化鍋的有效容積 =5222247。 109 非工藝總耗冷 Qnt ————— 179。 109 酵母培養(yǎng) Q4 (M4) 179。 =(KJ/h) （ 57） 冷媒（ 8℃稀酒精）用量： M6=Q6/[cw(t2t1)]= ( 179。 6 179。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，年產(chǎn) 10 萬噸啤酒廠露天錐形罐的冷量在 43000100000kJ/t 啤酒之間，若在南方亞熱地區(qū)設(shè)廠，可取高值。 108(KJ) （ 52） 相應(yīng)的高峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量為： M4 =Q4/[cw(t1t2)]=(179。 (301)]/ =(kJ) (51) 19 式中 —— 每班裝罐 酵母培養(yǎng)耗冷量 Q4 根據(jù)工藝設(shè)計(jì)，每月需進(jìn)行一次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間為 12d，即 288h。(301)]/2=(kg/h) （ 49） 所耗冷凍介質(zhì)量為： M3=Q3[cw(t2t1)]/r=( 179。 6179。設(shè)濕酵母添加量為麥汁量的 %，且使用 1℃的無菌水洗滌，洗滌無菌水量為酵母量的 3倍。 )/(24 179。 179。 7)/(24179。 7） /(24179。 60%=(kJ) 18 根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為 ,則每錐形缺罐發(fā)酵放熱量為： Q01=179。 =(kJ) (41) 相應(yīng)地冷凍介質(zhì)（ 2℃的冷凍水）耗量為： Mf=Q1/[Cm （ t4t3 ） ]= [(852)]=(kg/h) (42) 式中， t3和 t4—— 分別表示冷凍水的初溫和終溫（℃） Cm—— 水的比熱容 [KJ/（ kg178。 根據(jù)表 2 啤酒生產(chǎn)物衡酸表，可知每糖化一次熱麥汁 ，而相應(yīng)的麥汁密度為1048kg/m3,故麥汁量為： G=1048179。 Bx麥汁比熱容 c1=（ kgK）； 冷媒用 15%酒精溶液，其比熱容可視為 c2= KJ/（ kgK）； 麥芽糖化厭氧發(fā)酵熱 q=； 麥汁發(fā)酵度 60%。 發(fā)酵工藝流程示意圖 17 冷卻 94℃熱麥汁 冷麥汁（ 6℃） 錐形灌發(fā)酵 過冷卻至 1℃ 貯酒 過濾 清酒灌 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 年產(chǎn) 10176。 8=(kg/d) 至于糖化過程的冷卻，如熱麥汁被冷卻成熱麥汁后才送井發(fā)酵車間，必須盡量回收其中的熱量。 糖化過程每小時(shí)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，且已知煮沸時(shí)間為 90min 熱效率為95%，故： Qmax=Q6/( 179。 30= (kJ) (31） 煮沸強(qiáng)度 10%，時(shí)間 ，則蒸發(fā)水分為 ： V3=179。 179。 (8018)=797405486(kJ) （ 29） 麥汁煮沸過程耗熱量 Q6 6362616 ??? （ 30） 麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量 Q61 由表 2 啤酒廠釀造車間物料衡算表可知， 100kg 混合原料可得到 ，并設(shè)過濾完畢麥汁溫度為 70℃，則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為： G麥汁 =179。 10/60 =(kg) Q42=IV2= 179。 K） （ 4 ） 故 Q41=%G 混合 c 混合 （ 10070 ） = （ kJ ） （ 25） 二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量 Q42 煮沸時(shí)間為 10min，蒸發(fā)強(qiáng)度 5%，則蒸發(fā)水分量為： V2=G 混合 179。 + 179。 ） /（ 179。 t 麥醪 ） /（ G 米醪 C 米醪 ） （ 16） =（ 179。 +179。 18+179。 ） / （ + ） （ 12） =() t 麥醪 =（ G 麥芽 C 麥芽 179。 40/60= （ 7） Q22=V1I= 179。 （ ） = KJ Q22 設(shè)煮沸時(shí)間為 40min，蒸發(fā)量為每小時(shí) 5%，則蒸發(fā)水量為： V1=G 米醪 179。 18+179。 18+ G1cw179。 + 179。 6]=(Kg178。 故 糖化總用水量為： GW=G1+G2=+=(kg) (1) 自來水的平均溫度取 t1=18℃ ,而糖化配料用水溫度 t2=50℃ ,故耗熱量為： Q1=(G1+G2)cw(t1t2)=(5018) 179。 =7(噸 /時(shí) ) 啤酒生產(chǎn)中蒸汽耗量的計(jì)算 二次煮出糖化法是啤酒常用的糖化工藝，下面就以為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的勢量衡算。 =熱麥汁比熱 Cp=(kg.℃ ) 熱麥汁溫度 t1’ =100℃ t2’ =55℃ 冷卻水溫度 t1=18℃ t2=45℃ 冷卻水比熱 C=1 Q=179。 = G=Q247。 107 成品啤酒 L 179。 107 濕糖化糟 Kg 179。 107 大米 Kg 30 179。把述的有關(guān)啤酒廠釀造車間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果，整理成物料衡算表，如表 2所示。 =(kg) 故濕糖化糟量為： +=(kg) （ 8）酒花糟量 設(shè)麥汁煮沸過程干酒花浸出率為 40%，且酒花糟水分含量為 80%，則酒花糟量為： [（ 10040） /（ 10080） ]179。 %=(kg) （ 5）熱麥汁量為：（ ） 179。淡色啤酒需耗混合原料量為： （ 100/）179。 ()=(L) (5)成品啤酒量為： 179。 1000179。10%=(kg) 又知 10176。 %+179。 表 1 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 項(xiàng) 目 名 稱 百分比（ %） 項(xiàng) 目 名 稱 百分比（ %） 定 額 指 標(biāo) 無水麥芽 浸出率 78 原料配比 麥 芽 70 大 米 30 無水大米 浸出率 90 啤酒損失率（對熱麥汁） 冷卻損失 7 發(fā)酵損失 2 原料利用率 98 過濾損失 1 麥芽水分 6 裝瓶損失 2 大米水分 12 總 損 失 12 10 100kg原料（ 70%麥芽， 30%大米）生 產(chǎn) 10176。 第 4 章 工藝計(jì)算 物料平衡計(jì)算 啤酒生產(chǎn)的物料衡算 糖化車間工藝流程示意圖 根據(jù)我國啤酒生產(chǎn)現(xiàn)況，有關(guān)生產(chǎn)原料配比、工藝指標(biāo)及生產(chǎn)過程的損失等數(shù)據(jù)如表 1所示。再降溫、排酵母、貯酒中， VDK 有少量下降，則可達(dá)到要求。 3. 主發(fā)酵溫度 大罐發(fā)酵就國內(nèi)采用的酵母菌株而言，多采用低溫發(fā)酵（ 89℃）和中溫發(fā)酵（ 1012℃），低溫發(fā)酵適用于〈 11 度麥汁濃度。 麥汁直接進(jìn)罐法，為了縮短發(fā)酵時(shí)間，大多采用較高接種量， — ﹪，接種后細(xì)胞濃度為（ 15177。 發(fā)酵工藝參數(shù)的確定 以前采用冷卻麥汁混合酵母后分批進(jìn)入繁殖罐，使酵母克服滯緩期，進(jìn)入對數(shù)生長期再泵入。 — 時(shí)封罐保壓， 11186。C，開始敞口自然發(fā)酵，維持 8186。 3）179。C，第三鍋是 8186。 107 個(gè) /ml，保證發(fā)酵順利進(jìn)行。 （ 4） 降低能耗。經(jīng)過一段冷卻后的本身被加熱到 80186。C，熱麥汁進(jìn)口溫度為 8186。并且此法采用兩段式糖化溫度，提高了可發(fā)酵性糖的含量 。 流程論證 本設(shè)計(jì)引用了的輔料，而輔料都為不發(fā)芽谷物，谷物中淀粉是包含在胚乳細(xì)胞壁中的生淀粉，只有經(jīng)過破除淀粉細(xì)胞壁，使淀粉溶出，再經(jīng)糊化和液化，使之形成稀薄的淀粉漿，才能受到麥芽中淀粉酶的充分利用，形成可發(fā)酵性糖和可溶性低聚糊精。 ，糖化終了必須使醪中除了α — 淀粉酶以外，其它水解酶會(huì)失活（鈍化），此溫度為 7080186。C，作用時(shí)間為 10— 20分鐘。 第二次：煮沸 3040 分鐘后，添加總量的 5560%，主要是萃取α — 酸，促其異構(gòu) 。C）， PH 值保持在 ～ 之間，洗糟水溫度為 80186。由于采用了高輔糖化，所以投料糖化前應(yīng)加入耐高溫的α — 淀粉酶。C 糊化醪打入糖化鍋，保持在63186。 ：糖化鍋料水比為 1： ，加入 39186。C是蛋白酶最適溫度，有利于氨基酸的產(chǎn)生，調(diào) PH，加入耐溫α — 淀粉酶，保溫 10 分鐘。 麥汁在過濾后溫度為 78 度左右，經(jīng)薄板換熱器使溫度升至 90度左右，再進(jìn)入暫存槽，提高了糖化次數(shù)，節(jié)省了投資能耗，在煮沸鍋中加熱時(shí)可縮短到沸騰的時(shí)間。 ：采用回旋沉淀槽。 夾套式是比較古老的加熱方式，他加熱循環(huán)好，但是煮沸麥汁的量受限制，制作也比較麻煩，實(shí)用于中小型廠。 ：采用過濾槽法。它具有加水比大，避免添加過多的麥芽，再糊化煮沸時(shí)。 糖化過程是一項(xiàng)非常復(fù)雜的生化反應(yīng)過程，也是啤酒生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。 。大米的用量一般是 25%35%，質(zhì)量要求如表 21： 表 21 大 米的質(zhì)量要求 項(xiàng) 目 要 求 色 澤 香 味 夾雜物 浸出物 蛋白質(zhì) 脂 肪 水 分 潔白，富有新鮮光澤，無黃色，棕色和青綠色不成熟粒， 無霉粒 有新鮮糧香，無異味 不超過 %， 不得含有米胚芽 92%以上（無水物計(jì)） 10%以下（無水物計(jì)） 1%以下 %以下 輔料的選擇 啤酒生產(chǎn)中使用輔料是因?yàn)檩o料可提供廉價(jià)的浸出物或糖類，這樣會(huì)減少麥芽的使用量，降低啤酒的生產(chǎn)成本。再有氧情況 下將發(fā)酵糖轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，再無氧情況下將發(fā)酵糖轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，酵母的選用要根據(jù)實(shí)際情況，從以下