【正文】 D= H= 3 糖化過(guò)濾槽 個(gè) 1 有效容量 4 酒花分離器 個(gè) 1 直 高 m 攪拌器。) 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(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 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。) 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(shí)間 1h Q2= (256)/1= (kcal/ h) Δ t′ =[(250)6+(8)]/ln(25/14)= 取 K=2021（ kcal/ m178。) 四 . 麥汁冷卻器冷卻面積計(jì)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(shí)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。 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 40 生產(chǎn)需要 的空余系數(shù) ,故所需容積 : V=(m179。.h.℃ ) 所需加熱 F= tKQΔ = =(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.℃ ) 由于鍋底是球形 , α 傾 =α 直 4 simθ θ =45186。 μ =()㎏ .s/㎡ λ =(kcal/.℃ ) C=1 kcal/㎏ . ℃ 在 ㎏ /cm178。 C— 熱麥汁比熱容 , 10176。/=(㎏ s178。 в 的麥汁密度為 ㎏ /m179。 一．糖化鍋容積的計(jì)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(shí)，每小時(shí)蒸發(fā) 5%的水分，操作時(shí)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(duì)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(jì)算 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 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(duì)壓力為 ㎡時(shí)的溫度， t2 為麥計(jì)煮沸時(shí)的溫度） 傳熱系數(shù) k 值的計(jì)算： k=???s??2111 1（ kcal/h C176。 第三節(jié) 設(shè)備一覽圖 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 36 1：輸送設(shè)備 2：麥芽篩選機(jī) 3：提升機(jī) 4：麥芽粉碎機(jī) 5：糖化鍋 6：大米篩選機(jī) 7：大米粉碎機(jī) 8：糊化鍋 9：過(guò)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(guò)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(guò)濾機(jī) 23：啤酒清濾機(jī) 24：清酒罐 25：洗瓶機(jī) 26：罐裝機(jī) 27：啤酒殺菌機(jī) 28：貼標(biāo)機(jī) 29：裝箱機(jī) 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 37 第八章 重點(diǎn)設(shè)備的計(jì)算 本章的重點(diǎn)是糖化車間的糖化鍋容積及基本尺寸的計(jì)算及煮沸鍋加熱面積的計(jì)算。 六．罐裝車間 1．洗瓶機(jī) 2．罐裝機(jī) 3．啤酒殺菌機(jī) 4．貼標(biāo)機(jī) 5．裝箱機(jī) 七．熱量供應(yīng)車間 本設(shè)計(jì)中選用的是鍋爐。所以選擇了硅藻土過(guò)濾機(jī)。過(guò)濾法根據(jù)過(guò)濾介質(zhì)的不同可分纖 維濾布和松散粉粒兩種。 （ 2）過(guò)濾設(shè)備 1． 硅藻土過(guò)濾機(jī) 對(duì)于異相物料的分離有過(guò)濾，沉降的方法。所以本設(shè)計(jì)中在發(fā)酵完后，麥汁過(guò)濾前通入緩沖罐中進(jìn)行緩沖。本設(shè)計(jì)中采用的清洗系統(tǒng)，即內(nèi)部清洗系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)清晰消毒的自動(dòng)化，保證了啤酒生產(chǎn)的無(wú)菌工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 35 程度。 （ 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(lái)的清洗方法已不適宜。實(shí)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(shí)間等特點(diǎn)。 2. 酵母添加罐 實(shí)現(xiàn)使酵母添加入準(zhǔn)備發(fā)酵的麥汁中。 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(guò)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(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培養(yǎng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大培養(yǎng)兩個(gè)階段。 （ 8）麥汁通風(fēng)設(shè)備 1．空氣過(guò)濾器 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 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(guò)空氣過(guò)濾器。 本設(shè)計(jì)中采用的是密閉式冷卻器 — 薄板冷卻器。 （ 7）冷卻設(shè)備 1．薄板冷卻器 麥汁的冷卻主要是開(kāi)放式和密閉式。冷卻盤法勞動(dòng)強(qiáng)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(jī)和壓濾機(jī)進(jìn)行處理。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。 （ 5）麥槽貯罐 被分離出來(lái)的麥糟被用來(lái)做飼料的原料。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(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 33 省去了一個(gè)設(shè)備，另外兩個(gè)麥汁煮沸 鍋與一個(gè)外加熱器組合，煮沸鍋兼做回旋沉淀槽和麥汁暫存槽使用。 2. 外加熱器 該設(shè)計(jì)中采用的是外加熱盤管的煮沸鍋。直接加熱方式由于操作困難，勞動(dòng)力強(qiáng)度大，工作環(huán)境差的原因該設(shè)計(jì)中不采用而采用間接加熱方式。與傳統(tǒng)的 壓濾機(jī)法，快速滲出法，膜式壓濾機(jī)法相比麥汁相對(duì)濁度較好，節(jié)省原料消耗的優(yōu)點(diǎn)。采用的是常壓蒸煮。因?yàn)樗鼜募訜嵝Ч蟽?yōu)于弧形盤管加熱器。糖化鍋的升溫速度達(dá)1℃ /min。鍋內(nèi)裝有螺旋漿攪拌器及擋板。因?yàn)楹伜吞腔伬寐瘦^低， 形成六器組合可增大產(chǎn)量，也為啤酒廠擴(kuò)建糖化車間所采用的方法。將粉碎后的麥芽和輔料中的非水溶性組成通過(guò)酶的分解盡可能的轉(zhuǎn)化成水溶性組分。 二．制麥車間 把原料大麥制成啤酒生產(chǎn)所需的麥芽的過(guò)程將在制麥 車間進(jìn)行。后糖化工藝進(jìn)行中過(guò)濾速度比較快，濾汁較澄清，且麥芽汁顏色教淺，澀味較淡。 改進(jìn)方案：與增濕法結(jié)合，使水分在 90~120s 內(nèi)水分增加 28— 30％。六輥式的前兩對(duì)用光輥，以便皮殼不至粉碎得太細(xì)而影 響麥汁的過(guò)濾操作。該設(shè)計(jì)中采用的是六輥式粉碎機(jī)。 3. 風(fēng)選機(jī) 啤酒原料大米 ,麥芽等原料中含有雜草等雜質(zhì) ,所以要用一風(fēng)選機(jī)對(duì)其 進(jìn)行除雜。還配套一圓筒分級(jí)篩，用于大麥精選后的分級(jí)。 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 2．篩選機(jī) 篩選機(jī)機(jī)械有多種不同的構(gòu)造，發(fā)酵工廠較常用的是振動(dòng)篩和轉(zhuǎn)筒篩。該設(shè)計(jì)中選擇了永久磁鐵的平板式磁鐵分離器。 一． 預(yù)處理車間設(shè)備 （ 1） 篩選設(shè)備 1. 磁鐵分離器 磁鐵分離器可由磁鐵和電磁鐵組成。 （ 5）設(shè)備結(jié)果構(gòu)合理，材料性能可適應(yīng)各種 工作條件（如溫度、濕度、酸堿度） （ 6）在溫度、壓力、真空、濃度、時(shí)間、速度、流量、液位、計(jì)數(shù)和程序等方面有合理的控制系統(tǒng)，盡量采用自動(dòng)控制方式。 （ 3）能設(shè)備能充分利用原料，能耗少效率高、體積小、維修方便、勞動(dòng)強(qiáng)度底， 并能一機(jī)多用。最后若需要耗用冷凍水，則在以下“耗冷量計(jì)算”中將會(huì)介紹 最后，把上述結(jié)果列成熱量消耗綜合表，如表 3 表 3 50000t/a 啤酒廠糖化車間總熱量衡算表 名稱 規(guī)格 （ MPa） 每噸消耗定額（ kg） 每小時(shí)最大用量（ kg/h） 每晝夜消耗量（ kg/d） 每年消耗量（ kg/a） 蒸汽 （表壓） 37449018 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 30 第七章 設(shè)備選擇 第一節(jié) 設(shè)備選擇原則 食品工廠設(shè) 備大體分四個(gè)類型：計(jì)量和貯存設(shè)備、定型專用設(shè)備，通風(fēng)機(jī)械設(shè)備，在選擇設(shè)備時(shí)，要按下列原則進(jìn)行。 Q3 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 27 Q3=M 混合 C 混合 （ 7063） = （ 7063） =（ kJ） 4． 第二次煮沸混合醪的耗熱量 Q4 由糖化工藝流程可知： Q4=Q41+Q42+Q43 Q41 為混合 醪升溫至沸騰所耗熱量， Q42 為第二次煮沸過(guò)程蒸汽帶走的熱量， Q43 為熱損失 混合醪升溫至沸騰所耗熱量 Q41 （ 1）根據(jù)工藝，糖化結(jié)束醪溫為 78℃，抽取混合醪的溫度為 70℃，則送到第二次煮沸的混合醪量為： [M 混合 (7870)]/[M 混合 (10070)] 100%=% （ 2）故 Q41=%M 混合 C 混合 （ 10070） = 30=（ kJ） 二次煮沸過(guò)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=%M 混合 5% 10/60 =% 40320 5% 10/60 =(kg) Q42=IV2= =(kJ) 式中， I 為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓（ kJ/kg） 熱損失 Q43 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有： Q43=15%（ Q41+Q42） 把上述結(jié)果代入公式（ 27）得 Q4=（ Q41+Q42） =（ +） =（ KJ） 5． 洗槽水耗熱量 Q5 設(shè)洗槽水平均溫度為 80℃，每 100kg 原料用水 450kg，則用水量為 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 28 M 洗 =（ 5884+2526） 450/100=37845（ kg） Q5=M 洗 CW(8018)=37845 62=(KJ) 6． 麥汁煮沸過(guò)程耗熱量 Q6 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 熱麥汁，并設(shè)過(guò)濾完畢麥汁溫度為 70℃，則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為： M 麥汁 =（ ） 8405=（ kg） 又 C 麥汁 =[5884 +2526 +() ]/（ 5884+2526+） = KJ/（ Kg*K） Q61=M 麥汁 C 麥汁 （ 10070） = （ 10070） =（ KJ） 煮沸強(qiáng)度 10%，時(shí)間 ，則蒸發(fā)水分為 ： V3= =（ Kg） Q62= IV = =（ KJ） 熱損失為 Q63=15%（ Q61+Q62） 把上述結(jié)果代入上式得出麥汁煮沸總耗熱 Q6 = Q61+Q62+Q63 =（ Q61+Q62） = (+） =（ KJ） 7 .糖化一次總耗熱量 Q 總 Q 總 = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6