【正文】 因為發(fā)酵罐里面所裝的溶液是酸性的，而CIP清洗液中僅有堿性溶液，因此，選用材料必須耐酸耐堿耐腐蝕， 因此，材料應(yīng)選用不銹鋼。 所以，取N=27 （個） 實際產(chǎn)量：27170/（17）=64863 m3富裕量：（64863—103）/ 103=﹪，滿足要求。 橢圓形封頭體積：V橢圓 =D2hbπ/4+D2haπ/6≈ ha=D/4 所以 V橢圓 ≈ V錐底= πD3/[24tan(a/2)] V圓柱=πD2 H/4 V有效 = V橢圓 + V錐底 + V圓柱 = +πD2 H/4+ πD3/[24tan(a/2)] = D3 D= 取 D=4，則 H=4D=16 m V實= m3 發(fā)酵罐個數(shù)的確定本設(shè)計采用錐底圓柱形發(fā)酵罐，目前國內(nèi)幾乎所有的廠家都用這種發(fā)酵罐。 V有效=V有/Φ=129247。%%，%。這里選用70176。發(fā)酵罐H:D=—6:1,這里選用4:1。一日糖化4次。2=(kJ)冷媒（8℃）稀酒精用量：=/[()] =（8）=(kJ/h) 非工藝總耗冷量每小時非工藝總耗冷量為：=+=514584+=(kJ/h)單罐非工藝總耗冷量為：=+=+ =(kJ)全年非工藝總耗冷量為：=+=+=(kJ) 總耗冷量每小時總耗冷量：=+=+=(kJ/h)每罐總耗冷量：=+= +=(kJ)全年總耗冷量：=+=+ =(kJ)單耗：247。2 =（kJ/a）若白天日曬高峰耗冷量為平均每小時耗冷量的2倍，則高峰耗冷量為： =2/24=26175000/24=514584(kJ/h)冷媒（8℃稀酒精）用量：=/[()] =514584/(8) =15389(kJ/h)，過濾機及管道等散失冷量因涉及的設(shè)備、管路很多，故啤酒廠設(shè)計時根據(jù)實驗經(jīng)驗選取。2）=（kJ）年耗冷量為：=1070247。2）=6175000247。單罐耗冷量為： =247。根據(jù)經(jīng)驗，年產(chǎn)60000噸啤酒廠露天錐形發(fā)酵罐冷量損失在1300030000kJ/t啤酒之間，本設(shè)計選25000kJ/t。2）=（kJ）相應(yīng)的高峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量為：=/[()] =91624/(8) =（kJ/h） 發(fā)酵車間工藝耗冷量1. 工藝耗冷量為： =+++=23850541+270988++91624=（kJ/h）2. 全年工藝總耗冷量為：=+++=+109++108=(kJ)3. 單罐工藝耗冷量=+++ =47701082+ 8942046++= (kJ) 非工藝耗冷量 除了上述發(fā)酵過程工藝好冷外，發(fā)酵罐外壁，運轉(zhuǎn)機械，維護結(jié)構(gòu)及管道等均會耗用或散失冷量，構(gòu)成所謂的非工藝好冷量，現(xiàn)在分別介紹。2） =108247。2=（kJ)根據(jù)工藝設(shè)計，每月需進行一次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為12d,即288h，根據(jù)實踐，年產(chǎn)60000噸啤酒工廠酵母培養(yǎng)耗冷量為：=91624（kJ/h）對應(yīng)的年耗冷量為：=28810=916242880=108（kJ）單罐工藝耗冷量為： =247。全年耗冷量為：=1070247。2=(kg/班)假定無菌水冷卻操作2 h內(nèi)完成，則無菌水冷卻耗冷量為：= （）/τ=(301)/2 =（kJ/h）所耗冷凍介質(zhì)量為：= /[()]=(8)=(kg/h)式中：、為冷凍酒精液熱交換前后的溫度0℃和8℃。由上面條件可得無菌水的用量為：=635516%2=（kJ/d）式中：63551為糖化一次冷麥汁量（kg）每班無菌水用量:=247。2= 89420461070247。C和0176。2= (kJ) 發(fā)酵耗冷量1. 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 假設(shè)麥汁固形物為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵熱發(fā)酵量為q= KJ/kg，設(shè)發(fā)酵度為60%，則1L麥汁放熱量為：q0=11%60%=(kJ)糖化一次得冷麥汁量63551L每錐形罐發(fā)酵放熱量：=635512= 5147631（kJ）由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時間為6天，每天糖化4鍋麥汁，并考慮到放熱的不平衡，則發(fā)酵高峰的耗冷量為：=4/（2462） = 51476314/（2462）=112887（kJ/h）2. 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷主發(fā)酵后期，發(fā)酵后期，發(fā)酵液溫度從6℃緩降到1℃。C、2176。[(t2t1)]= 23850541247。C τ為冷卻操作過程時間1h根據(jù)設(shè)計結(jié)果，每個錐形發(fā)酵罐裝2鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為：Qf=2Q1=323850541=47701082（kJ/罐）相應(yīng)的冷卻介質(zhì)（2176。則麥汁冷卻每鍋耗冷量:Q1=Gc1(t2t1)/ τ=69853(946)/1=23850541(kJ/h)式中： tt1分別為麥汁冷卻前后溫度94176。1000=69853（kg）11176。 工藝耗冷量的計算 麥汁冷卻耗冷量Q1本設(shè)計采用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法，使用的冷卻介質(zhì)為2℃的冷卻水，出口溫度為85℃，糖化車間送來的熱麥汁溫度為94℃，冷卻至發(fā)酵起始溫度6℃。11度Bx麥汁比熱容c1=[kJ/()]冷媒用15%酒精稀溶液，比熱容可視為c2=[kJ/()]麥芽糖厭氧發(fā)酵熱q=麥汁發(fā)酵度為60%根據(jù)發(fā)酵車間耗冷性質(zhì)，可分為工藝耗冷量和非工藝耗冷量兩類。2=10(t) 工藝耗冷量的計算 發(fā)酵車間工藝流程94℃熱麥汁→冷麥汁（6℃）→錐形罐發(fā)酵→過冷卻1℃→貯酒→過濾→清酒罐 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年產(chǎn)11176。=30(t/h) 發(fā)酵罐洗刷用水一個發(fā)酵罐用水為3 t， 最大用水量為：3247。1000=2(t/h)。 瓶裝機洗刷用水每沖洗一次用水5 t，沖洗時間為40分鐘，則最大耗水量為：560247。 洗瓶機用水洗瓶機最大生產(chǎn)能力按2000瓶/h計，則總用水量為：2000247。[(802)]=326(t/h) 澄清槽洗刷用水單次洗刷耗水量為8t，則有：洗刷最大用水量為：8/=16(t/h) 麥芽汁冷卻器清洗用水假設(shè)一次沖洗用水6t，則：最大用水量：6/=12(t/h) CIP裝置洗滌用水設(shè)配洗液一次用水6t，用水時間為1小時，則：最大用水量為：6/1=6(t/h) CIP系統(tǒng)配洗液用水配洗液用水每次用水20t，用水時間為1小時，則： 最大用水量為：20/1=20(t/h) 過濾冷卻器洗刷用水過濾冷卻器洗刷用水為4t,洗刷地面用水為2t,，則：最大用水量（4+2）/=4(t/h) 硅藻土過濾機洗刷用水設(shè)硅藻土過濾機洗刷用水為10t，地面洗刷用水2t，用水時間1小時，最大用水量為12(t/h)。C =2176。C =10176。C。C，冷卻水溫度為2176。=27561（kg/h） 糖化室洗刷用水糖化室及設(shè)備洗刷用水單次定為20噸，清洗時間為2小時，則：洗刷最大用水量為：20/2=10(t/h) 麥汁冷卻器冷卻用水 麥汁冷卻時間定為1小時，麥汁冷卻溫度為95176。= （kg/h） 洗糟用水量每100kg混合原料洗糟水用量為450，則洗糟水用量為：9969450247。()=(kg/h) 蒸汽單耗根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計，旺季糖化次數(shù)為1704= 680 次，設(shè)淡季每天糖化3次，130天共390次，全年糖化總數(shù)為1070次；（占全年的70%），則全年的蒸汽耗熱量為： D每年=1070= （kg）= 247。95%=（kJ）相應(yīng)最大蒸汽耗用量為：D最大=Q最大247。[() 95%] =(kg) 糖化小時最大蒸汽耗用量糖化操作時，麥芽煮沸時耗熱量最大，熱效率95%， =247。100=（kg）熱麥汁比熱容：C麥汁=（G麥芽C麥芽+G大米C大米+GWCW）/(G麥芽+G大米+GW) =（6978+2991+ ）/（6978+2991+ ） = [ KJ/（Kg100450 =（kg）則=62=（kJ） 麥汁煮沸過程中耗熱量1. 麥汁升溫至沸點耗熱量由糖化物料衡算表可知，過濾后麥汁溫度約為70176。60 = （kg）則可算得：=V2I= =（kJ）3. 熱損失根據(jù)經(jīng)驗公式4. 由上述三項可算出 =（+） =（kJ） 洗糟水耗熱量洗糟水平均溫度為80℃，每100kg原料洗糟用水450kg，則用水量為：G洗=G總247。(30)]100%=%因此：=% 30= （kJ）2. 第二次煮沸蒸汽帶走熱量煮沸時間為10分鐘，煮沸強度5%，則水分蒸發(fā)量為：V2=%G混合5%10247。C，則送到第二次煮沸的混合醪量為：[G混合（7870）] 247。C3. 混合醪從63℃升溫到70℃所需要的熱量： Q3=G混合C混合（7063）=（7063）=（kJ） 第二次煮沸混合醪液耗熱量1. 由工藝流程可知：經(jīng)過第一次煮沸后米醪量為：G,米醪=G米醪V1==（kg） G麥醪=G麥芽+G2= +=（kg）因此進入第二次煮沸的混合醪量為： G混合= G,米醪+ G麥醪=+=（kg）根據(jù)工藝，糖化結(jié)束醪溫為78176。（G,醪C米醪）G,米醪=G米醪V1==（kg）G混合=GW+G麥芽+G大米= +6978+2991=（kg）t=（ ）247。（ ） =176。（+） = [ kJ/（kg．K）]可以算得麥醪溫度為： t麥醪=（G麥芽C麥芽18+ G2CW50）247。（+） = [ kJ/（kg．K）]結(jié)合前面麥醪的比熱容，可算得麥醪米醪混合后的比熱容C混合=（G麥醪C麥醪+G米醪C米醪）247。3. 損失熱 米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前兩次耗熱量的15%，即：=（+）15%4. 由上述各項可得出： =（+）=（+） =（kJ） 第二次煮沸前混合醪液升溫至70℃的耗熱量從示意圖上可以看出，糊化鍋內(nèi)的煮沸米醪和糖化鍋中的麥醪混合后溫度約為63℃，固混合前米醪從100℃降溫到中間溫度t1. 麥醪初溫 已知麥芽粉溫度為18℃，用50℃熱水配料，由前面數(shù)據(jù)可算得麥醪比熱容C麥醪C麥醪=(G麥芽C麥芽+G2CW) 247。60 =5%40247。C(3)米醪煮沸耗熱量= G米醪C米醪（） =（2991++）（） = （kJ）2. 煮沸過程蒸汽帶走的熱量糊化時間定為40分鐘，蒸發(fā)強度為5%，則水分蒸發(fā)量為=5%40247。C，一次耗熱量為： Q1=GWCW(t2t1)= 32=(kJ) 第一次米醪煮沸耗熱量由流程圖可知：=++1. 糊化鍋內(nèi)米醪由初溫加熱到100℃耗熱= G米醪C米醪（100 t0）(1) 計算米醪的比熱容根據(jù)經(jīng)驗公式C容物=[(100W)C0+]進行計算。故糖化總用水量為：=+= += （kg）自來水溫度t1=18176。 所以糊化鍋加水量為：G1=（2991+2991）= 16 （kg）式中2991為糖化一次大米粉量，2991（為大米量的20%）。操作示意圖如下所示：自來水，18℃糊化鍋 糖化鍋大米粉 2991kg 麥芽粉 料水比 1: 料水比 1: 麥芽粉 6978kgT(℃，20分鐘) 熱水 50℃ ℃ 60分鐘 13分鐘 10分鐘 70℃ 63℃，60分鐘 T(℃) 12分鐘 5分鐘 90℃，20分鐘 7分鐘 100℃，40分鐘 70℃，25分鐘 20分鐘 過濾