【正文】 (。 2．考慮施工、操作及維修 (1)管道應(yīng)盡量集中布置在公用管架上，平行走直線，少拐彎，少交叉，不妨礙門窗開啟和設(shè)備、閥門及管件的安裝維修，并列管道的閥門應(yīng)盡量錯(cuò)開排列。粘度小的液體物料管道可取 5/1000 左右，含固體的物料管道可取 1/100 左右。 (2)有腐蝕性物料的管道，不得鋪設(shè)在通道上空和并列管線 的上方或內(nèi)側(cè)。 化工車間管道布置除了符合上述要求外，還應(yīng)仔細(xì)考慮下列問題。 (5)編制管道綜合材料表，包括管道、管件、閥門、型鋼等的材質(zhì)、規(guī)格和數(shù)量。 (3)確定各管段（包括管道、管件、閥門及控制儀表）在空間的位置。 型式：麥汁殺菌罐 1個(gè)，有效容積 3m 酵母培養(yǎng)罐 2 個(gè)， 有效容積 3m 擴(kuò)大培養(yǎng)罐 1 個(gè)， 有效容積 3m 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 第五章 輔助設(shè)備的設(shè)計(jì) 化工車間管道布置設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求 一、化工車間管道布置設(shè)計(jì)的任務(wù) (1)確定車間中各個(gè)設(shè)備的管口方位和與之相連接的管段的接口位置。 酵母培養(yǎng)設(shè)備 用途：麥汁經(jīng)冷卻水殺菌后，放入酵母培養(yǎng)罐接種進(jìn)行培養(yǎng)。 冰水箱 用途： 把水從常溫冷卻至 1— 2℃，作為麥汁冷卻用。 容量：每個(gè)洗滌槽要求儲(chǔ)存酵母泥 100L，在洗滌及儲(chǔ)存時(shí)均加入 2 倍無(wú)菌水，按生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)每個(gè)容量為 350L. 數(shù)量：生產(chǎn)旺季，每天需洗滌兩池酵母，酵母反復(fù)洗滌及儲(chǔ)存時(shí)間以 3 天計(jì)，故共需武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 洗滌槽 6 個(gè)。在這 — 位置選擇 250 微米的過濾袋即可達(dá)到使用目的。 = 啤酒 過濾器 啤酒過濾器在啤酒廠的典型應(yīng)用 有： 糖化冷麥汁通風(fēng)除菌過濾； 酵母培養(yǎng)用壓縮空氣除菌過濾； 發(fā)酵罐／清酒罐背壓，進(jìn)氣除菌過濾； 儀表用無(wú)菌空氣及灌裝機(jī)CO2 除菌過濾器； 無(wú)菌水／脫氧水制備； 工藝水／釀造水過濾； 硅藻土／ PVPP顆粒捕集及精過濾器； 啤酒精濾； 純生啤酒除菌過濾系統(tǒng)及不影響啤酒泡沫穩(wěn)定性的 Durapore 膜過濾芯； 回收啤酒過濾； 1取代硅藻土過濾機(jī)的切向流過濾系統(tǒng)。 100%=% 查表的相對(duì)密度為 則糖化鍋有效體積 =（ 179。 15/60= 第一次煮沸后糊化醪量 == 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 糖化醪量 =179。（ 1+450/100） = 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 15min，則 蒸發(fā)量 =179。 )= 查手冊(cè)選取合適的電機(jī) 糖化鍋（或糊化鍋）的計(jì)算和選型 啤酒糖化鍋的用途是使麥芽粉和水混合，并保持一定的溫度進(jìn)行蛋白質(zhì)分解和淀粉糖化。 (179。 179。 104./)= 電 動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 電機(jī)采用三角皮帶傳動(dòng)η 1=，滾動(dòng)軸承η 2=，滑動(dòng)軸承η 3=，端面密封增加的功率為 1%，則電機(jī)功率 P 電 =(η 1η 2η 3)= 179。 95179。 103179。 103179。 103NS/m2 將數(shù)據(jù)代入得： emR = 463 )( ??????? ? 故視為湍流，則攪拌功率準(zhǔn)數(shù)為 ?PN 計(jì)算不通氣是攪拌器功率 P0： P0=NpN3d5ρ 式中 PN 在湍流攪拌狀態(tài)時(shí)其值為常數(shù) N攪拌器轉(zhuǎn)速 N=95/60=D攪拌 器直徑 D= ? 醪液密度 ? =1050kg/m3 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 P0=NpN3d5ρ = KWW 0 5 33 ?????? 兩檔攪拌 P=2 P0=2179。 ()2/3=95r/min 攪拌器軸功率計(jì)算 通風(fēng)攪拌發(fā)酵罐，攪拌軸功率的計(jì)算有很多方法，現(xiàn)用修正的邁凱公式求攪拌軸功率，由此選擇電機(jī)。 = 葉弦長(zhǎng) L==179。 = 弧長(zhǎng) l==179。 2=118 H=2D 得 直徑 D= 取整 D=4m H=8m 查《發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論》附錄一表 15 封頭高度 H 封 =1000+50=1050mm 攪拌器主要尺寸計(jì)算 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的攪拌渦輪有三種型式，由于啤酒發(fā)酵對(duì)混合要求較高，根據(jù)發(fā)酵特點(diǎn)及菌體特征選用六彎葉渦輪攪拌器。 公稱體積 100m3 的發(fā)酵罐主要尺寸的計(jì)算 V 全 =V 筒 +2V 封 ，封頭折邊忽略不計(jì)，則有 V 全 =179。 發(fā)酵罐個(gè)數(shù)的計(jì)算 由前面計(jì)算可知，一次糖化發(fā)酵液量為 44772 L，按照旺季計(jì)算，日糖化 6 次，取公稱容積 100m3，日發(fā)酵液量為 m3， ??n 取整 3 個(gè)。選用的原因?yàn)闅v史悠久，資料齊全，在比擬放大方面累積了較為豐富的成功 經(jīng)驗(yàn)，成功率高。55 ?? 冷媒（ 8℃稀酒精）用量： ? ?? ? hkgttcQM m / 5 9 3 2/ 1255 ??? 清酒罐、過濾機(jī)及管道等散失冷量 6Q 由經(jīng)驗(yàn)選取 因涉及的設(shè)備、管道很多，若按前面介紹的公式計(jì)算，十分繁雜，故啤酒 廠設(shè)計(jì)時(shí)往往根據(jù)實(shí)驗(yàn)。故旺季每天耗冷量為： dkJGQ b /6393300 39。通常這部分的冷量散失可由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)求取。4 8 8 ????? 相應(yīng)的高峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量為 : hkJttcQM m /2 6 6 7)(8 9 1 7 3)](/[ 1244 ????? 發(fā)酵車間工藝耗冷量 tQ 綜上計(jì)算，可得出發(fā)酵車間的工藝耗冷量為： hkJi it /1?????? ?? 非工藝耗冷量 除了上述的發(fā)酵過程工 藝耗冷量外，發(fā)酵罐外壁，運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械，圍護(hù)結(jié)構(gòu)及管道等均武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 會(huì)耗用或散失冷量，構(gòu)成所謂的非工藝耗冷量。 酵母培養(yǎng)耗冷量 4Q 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，即為 288h。則無(wú)菌水冷卻耗冷量為： )/( 181 9 2/)130( 99/)(39。dkJG W? ???? 式中 － 糖化一次的冷麥汁量（ kg） 每班無(wú)菌水用量： 班）/( 9 9 9339。 )( 2 4 1 4 4 5 5 9 9 9 8 1 4 7 9 5039。設(shè)濕酵母添加量為麥汁量的 %，且使用 1℃的無(wú)菌水洗滌，洗滌無(wú)菌水量為酵母的 3 倍。2 hKJ ?????? b．發(fā)酵 要在 2 天內(nèi)完成，則耗冷量為（麥汁每天裝 個(gè)錐形罐）： )/( 7 4 9 9 8)224/( 02 hkJ ??? c．發(fā)酵總耗冷量為 2Q )/( 14 49 64 81239。0 ???? 由于工藝規(guī)定主要發(fā)酵時(shí)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) ，忽略主要發(fā)酵期的麥汁溫升，則發(fā)酵高峰期耗冷量為： )/( 0 6 4 8 1)6424/(39。2Q 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 kgkJ/ 。239。139。 根據(jù)表 2啤酒生產(chǎn)物料衡算表可知每糖化一次得熱麥汁 48074L，而相應(yīng)的麥汁密度為3/1040 mkg ，故麥汁量為： kgG ??? 又知 10176。使用的冷卻介質(zhì)為 2℃的冷卻水，出口溫度為 85℃。 Bx 麥汁比熱容為 )/( KkgKJc ?? ； 麥芽糖厭氧發(fā)酵熱為 kgkJq /? ； 麥汁發(fā)酵度 60%。 發(fā)酵工藝流程示意圖 94℃熱麥汁 — 熱麥汁（ 6℃） — 錐形罐發(fā)酵 — 過冷卻至 1℃ — 儲(chǔ)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) 10176。不同的發(fā)酵工藝，其耗冷量液隨之有所變化。 以下對(duì)糖化過程各步驟操作的熱量分別進(jìn)行計(jì)算： 糖化用水耗熱量 Q1 根據(jù)工藝，糊化鍋加入麥芽粉量為大米的 20%，料水比為 1： ，糊化鍋加水量為： )()%(1 kgG ????? 而糖化鍋加水量為 ： )( 7 7 6 ) 3 3 3 4 3(2 kgG ????? 故糖化總用水量為： )( 4 9 7 721 kgGGG W ??? 自來水的平均溫度取 t1=18℃，而糖化配料用水溫度為 t2=50℃，故耗熱量為： 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 )( 3 4 1 0 0 3)1850()()( 12211kJttCGGQ W???????? 第一次米醪煮沸耗熱量 由糖化工藝流程可知： cba 2222 ??? 糖化鍋內(nèi)米醪由初溫 0t 加熱至 100℃耗熱 aQ2 aQ2 )100C 0tG ?? （米醪米醪 計(jì)算米醪的比熱容 米醪C 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ? ?4 .1 8 WW ) C( 1 0 0 ???谷物C 進(jìn)行計(jì)算 . 式中 W 為含水百分率， 0C 為絕對(duì)谷物比熱容，取 0C = )/( KkgKJ ? ? ? )/( KkgKJC ??????? ）（麥芽 ? ? )/( KkgKJC ??????? ）（大米 )/( .8 GGGCGCGCGC1W1KkgKJ ?????????????????麥芽大米麥芽麥芽大米大米米醪 米醪的初溫 0t 設(shè)原料的初溫為 18℃，而熱水為 50℃，則 CGt?????????????????)(C50CG18)CGCG( W10米醪米醪麥芽麥芽大米大米 把上述結(jié)果代入得： )( 242 4 )( 02 kJQ a? ???? 煮沸過程蒸汽帶出的熱量 bQ2 設(shè)煮沸時(shí)間為 40min，蒸發(fā)量為每小時(shí) 5%，則蒸發(fā)水分量為： 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 ）（米醪6040%51????????? GV 故 kJIVQ b ? ??? 式中， I 為煮沸溫度（約 為 100℃）下水的汽化潛熱（ KJ/kg）。 麥芽耗用量： )( kg?? 大米耗用量： )( kg?? 酒花耗用量： )(1 4 4 4 5 kg?? 熱麥汁量： )(7 2 1 1 1 0 0 04 8 0 7 41 5 0 0 L?? 冷麥汁量： )6 6 7 2 4 5 0 04 4 4 8 31 5 0 0 L?? 濕糖化糟量： )(1 0 0 4 9 8 5 kg?? 酒花糟量： )(4 5 9 3 0 0 61 5 0 0 kg?? 發(fā)酵液量： )(6 7 1 5 8 0 0 04 4 7 7 21 5 0 0 L?? 過濾酒量： )(6 4 8 2 4 0 0 04 3 2 1 61 5 0 0 L?? 總投料量： )(1 0 0 1 8 1 6 kg?? 把上述的有關(guān)啤酒糖化車間的物料衡算計(jì)算結(jié)果整理成物料衡算表， 見表 2： 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 表 2 /年小麥啤酒廠 糖化車間物料衡算表 物料名稱 單位 對(duì) 100kg 混合 原料 100L10 度小 麥啤酒 糖化一次 定額量 64000 噸 /年啤酒 生產(chǎn)（ 179。 10 度干啤啤酒的密度為 1010kg/m3，年產(chǎn) 64000t 的啤酒總量為： )(103 6 0 1 0106 4 0 0 0 633 L????? 一次糖化可得 成品啤酒： )( 6 L??? 一次糖化可得過濾酒： )(4 3 2 1 2 2 4 4 L??? 一次糖化發(fā)酵液量為： )(4 4 7 7 3 2 1 6 L??? 一次糖化濕酒花糟量為： )( 4 7 7 2 kg??? 一次糖化濕糖化糟量為： )( 6 9 91 0 2 2 4 4 kg??? 一次糖化冷麥汁量為： 一次糖化熱麥汁量為： )(4 8 0 7 2 2 4 4 L??? 一次糖化酒花用量： )( kg??? )( L???武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 一次糖化大米用量： )( 3 3 2 2 4 4 kg??? 一次糖化麥芽用量： )( 3 4 31 0 2 2 4 4 kg??? 一次糖化總投料量為： )( 6 7 81 0 2 2 4 4 kg??? 生產(chǎn)旺季每天糖化 6 次，而淡季則糖化 4 次，每年總糖化次數(shù) 1500 次。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第三章 工藝設(shè)計(jì) 糖化車間的物料衡算 啤酒廠糖化車間的物料衡算主要項(xiàng)目為原料（大米和麥芽）和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量（糖化槽和酒花槽）等。 2）盡量采用成熟的先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。簡(jiǎn)稱 流程 。 |* 設(shè)計(jì)方案的簡(jiǎn)介 工藝流程：指工業(yè)品生產(chǎn)中，從原料到制成成品各項(xiàng)工序安排的程序。 要考慮啤酒廠的綜合利用以及啤酒廠廢料的處理及堆放場(chǎng)地。 $ I q) V% 選廠時(shí)應(yīng)考慮職工生活區(qū)的位置，并盡可能靠近城鎮(zhèn)，以減少集體事業(yè)設(shè)施的投資，改善職工生活福利的條件。 h1 D39。風(fēng)景游覽區(qū)、有化學(xué)廢料，有機(jī)廢料堆放的地區(qū)等。 一般啤酒廠廠址應(yīng)避免選在地震基本