【正文】 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，根據經驗取 ～ 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 /最小（ 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 為瓦換算得到的。機架可采用不銹鋼，膠墊采用丁腈橡膠。 薄板冷卻器的原理及構造 原理 啤酒生產常用薄板冷卻器，將除去酒花糟的熱麥汁冷卻至發(fā)酵溫度。 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。 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。 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（夾套內直徑） n—— 攪拌器轉速 轉 /分 ρ —— 麥汁密度。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。 過濾槽尺寸的計算 有效容積 沈陽化工學院學士學位論文 31 V 麥汁過濾 =V 糖化有效 = 過濾槽篩板的面積 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 。過濾機制有兩種基本方式，即表層和深層的。（ 度） D0—— 攪拌容器內徑。（ m） 將各數(shù)代入得 Np= kw 攪拌需要功率 N =Nprn3D5/102g= *1068**(102*)= kw 電動機的功率 N 電 =K(K’N 需 +)η 總 (kw) K =～ =*（ *+） / K’= ～ = η 總 =～ 表 4 糖化鍋主要規(guī)范表 名 稱 糖化鍋 有效容積（ m3） 總容積 （ m3） 沈陽化工學院學士學位論文 28 最高工作溫度℃ 105 鍋身直徑 (㎜ ) 4040 圓柱高度 (㎜ ) 3000 鍋身壁厚 (㎜ ) 8 鍋底壁厚 (㎜ ) 12 鍋頂壁厚 (㎜ ) 4 攪拌器： 直徑 (㎜ ) 2690 轉速 (r/min) 30 電動機： 功率 kw 糊化鍋 糊化鍋與糖化鍋結構類似。（ 103） = 糖化鍋的總體積 V 總 = V 有效 /φ =φ 糖化鍋的容積系數(shù) φ = 糖化鍋為半球形鍋底，采用經驗公式 直徑 D0=（ V 總） 1/3=（ ） 1/3= 圓柱部分高 H=3 m 升氣筒直徑 d1=（ 1/30） 1/2 D0= m（升氣筒面積為液體蒸發(fā)面的 1/30— 1/50） 對于球形底 V 總 =V1+V2=π D02H/4+π h1(D0/2d1/3) 即 = 3/4+ h12（ 5/2 d1/3） 解得 h1= （球體部分高） 驗算：糖化鍋實際容積 V 有效 =π D02H/4+π h1(D0/2d1/3)= 實際容積系數(shù)φ t= V 有效 / Vt=功率計算 沈陽化工學院學士學位論文 27 使用螺旋槳式攪拌器，其優(yōu)點是有推力促使醪液產生循環(huán)和混合，既能保證較種顆粒懸浮而不沉淀，又能保證傳熱面處醪液過液，保證糖化質量。 d—— 麥芽粒子腹徑 (cm) N—— 輥筒轉速。 工藝耗水 糖化用水 糖化用水總量 G= ㎏，用水時間為 小時， 則水流量 ㎏ /h 全年用水量 85047 1600=136075200 ㎏ 洗糟用水 洗糟用水為原料的 倍，則批次洗糟用水 11045 =26058 ㎏ 規(guī)定 40 分鐘內洗完，則水流量 26058 60/40=39762 ㎏ /h 沈陽化工學院學士學位論文 24 麥汁冷卻器冷卻用水量 由耗冷量計算可知 M1= ㎏，用水時間 小時， 則水量 ㎏ /h 非工藝耗水 由經驗得 10萬噸啤酒廠糖化一次非工藝耗水約 3375噸，則每噸酒耗水量為 40 噸 /噸酒，符合國家一級企業(yè)標準 [2] 7 主要設備選型 斗式提升機 糖化一次麥芽用量為 7179㎏，密度ρ =500㎏ /m3， 則 V=m/ρ =7179/500= m3要求 小時完成輸送，可以分一次輸送，則每次輸送量為 ，查 機械成套設備技術參考手冊 ,若選 D350 深斗 S 制斗式提升機 . 生產能力的計算 每次輸送的生產能力 Q Q制斗式提升機的生產能力 (t/h) Q= /a V— 斗的容量 (m3) =****— 相鄰兩料斗的距離 (m) = — 料斗提升速度 (m/s) =— 料斗填充系數(shù)取 ＞ m3/h r— 物料的重度 (t/ m3) 滿足要求，電動機功率為 10kw 功率計算 斗式提升機驅動軸上所需要的軸功率可近似的按下式計算 N0 =+K3q0Hv/367=QH/367(+K2K3v) =[*(+*9)/367]*(+**) = 沈陽化工學院學士學位論文 25 Q—— 斗式提升機的生產能力 H—— 提升高度 =+(n=039 取 n) Q0—— 牽引構件和料斗的每米 長度重量 V—— 牽引構件的速度 K2K3—— 與料斗形式有關的系數(shù)，對 D于型帶 K2取 ， K3取 。 無論是原料的蒸煮糖化和發(fā)酵等過成，都有最佳的原料基質濃度范圍，故加水量必須嚴格控制。麥汁的比熱容為 （㎏ .K），工藝要求在 ，則耗冷量為： Q1=GC（ T1T2） /σ = （ 946） /=46802277 KJ/h σ — 冷卻操作過程時間 根據設計結果，每個錐形發(fā)酵罐裝 4鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為： Qf=4 Qf=4 46802277=187209108 KJ 相應的冷凍介質（ 2℃的冷水）耗量為 ： M1= Q1/[Cm(t2t1)] = 46802277/[(85 2)] 沈陽化工學院學士學位論文 21 = ㎏ /h 冷凍水冷卻過程： Q1′ = M1C 水 (t2′ t1′ ) = （ 202） = KJ 圖 4 發(fā)酵曲線 ② 發(fā)酵罐耗冷量 Q2 ⅰ 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 Q2′ 假定麥汁固形物均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵放熱量為 KJ/㎏，設發(fā)酵度為66%，則 1L 麥汁放熱量為 ： q0= 12% 66%= KJ 根據物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為 L， 則每錐形罐發(fā)酵放熱量為： Q0′ = 4= KJ 由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時間為 6 天，每天糖化 6鍋麥汁，并考慮到發(fā)酵放熱的不平衡，取系數(shù) ，忽略主發(fā)酵期的麥汁升溫，則發(fā)酵高峰期耗冷量為： Q2′ = （ Q0′ 6） /（ 24 6 4） =（ 6） /（ 24 6 4） = KJ/h ⅱ 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷 Q2″ 主發(fā)酵后期 ,發(fā)酵液溫度從 6℃ 緩慢降至 1℃ ,每天單罐降溫耗冷量為： Q0″ =4GC[6(1)] =4 7 = KJ 工藝要求此冷卻過程在 2 天內完成 , 麥汁每天裝 個錐形罐，則耗冷量為 (麥汁每天裝 個錐形罐 )： Q2″ = Q0″ /(24 2)= KJ/h 沈陽化工學院學士學位論文 22 ⅲ 發(fā)酵總耗冷量 Q2 Q2= Q2′ + Q2″ = KJ/h ⅳ 每罐發(fā)酵耗冷量 Q0 Q0= Q0′ + Q0″ = KJ ⅴ 發(fā)酵用冷媒耗量（循環(huán)量） M2 發(fā)酵過程冷卻用稀酒精液作冷卻介質，進出口溫度 8℃ 和 0℃， 故耗冷量為： M2=Q2/（ Cm8 ） =(8)= ㎏ /h ③ 酵母洗滌用冷無菌水冷卻的耗冷量 Q3 在錐形罐啤酒發(fā)酵過程，主發(fā)酵結束時要排放部分酵母，經洗滌活化后重復用于新麥汁的發(fā)酵，一般可重復使用 5— 7 次，設濕酵母添加量為麥汁量的 %，且使用 1℃無菌水洗滌，洗滌無菌水量為酵母量的 3 倍，冷卻前無菌水水溫為 30℃，用 8℃的酒精液做冷卻介質。 ③ 兌醪后混合醪升溫至 78℃耗熱量 Q3 Q3=G 混合 C 混合醪 （ ） = （ ） = KJ 洗糟水耗熱量 Q4 設洗糟水平均溫度為 80℃ ,洗糟水量為原料量的 ，則： 沈陽化工學院學士學位論文 17 G 洗 =11045 =26508 ㎏ Q4=G 洗 CW(8018)=26508 62= KJ 煮沸麥汁耗熱量 Q5 Q5= Q5′ + Q5″ +Q5 ′′′ ① 麥汁升溫至沸點耗熱量 Q5′ 設過濾完畢麥汁溫度為 70℃ ，進入煮沸鍋的麥汁量為： G 麥汁 = 11045/100= ㎏ 又 C 麥汁 =C （ 1X1） +CBX0