【正文】 +） =2554519(kJ) 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 : M=*450/100=(kg) 故 Q5=MCw(8018) = **(8018) = 14221353 (kJ) 麥汁煮沸過程耗熱量 Q6 Q6=Q61+Q62+Q63 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 574kg 熱麥汁，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： M 麥汁 =*574/100=（ kg） 又 C 麥汁 =（ *+*+**） /（ *） =(kJ/) 故 Q61= M 麥汁 C 麥汁 (10070)= **30=8088722 (kJ) 煮沸強(qiáng)度 10%，時(shí)間 ，則蒸發(fā)水分為： V3=*10%*= (kg) 故 Q62=V3 I=*=23699201 (KJ) 式中， I 為煮沸溫度（約為 100℃）下水的汽化潛熱（ KJ/Kg） 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)=*(8088722+23699201)=36556111(KJ) 糖化一次總耗熱量 Q 總 Q總 =Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 = +4011653+1939132+2554519+14221353+36556111 =65481245（ KJ） 糖化一次耗用蒸汽用量 D 使用表壓 的飽和蒸汽， I=,則： D= Q 總 /[（ Ii）η ] = 65481245/[() *95%] = (kg/h) 魯東大學(xué)工廠設(shè)計(jì) 16 式中， i 為相應(yīng)冷凝水的焓（ ）；η為蒸汽的熱效率，取η =95%。最后若需要耗用冷凝水，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 100000t/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） 旺季每晝夜消耗量（ kg/d） 每年消耗量（ kg/a） 蒸汽 （表壓） 47781690 100000t/a啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量衡算 啤酒發(fā)酵工藝有上面發(fā)酵和下面發(fā)酵兩大類，而后者有傳統(tǒng)的發(fā)酵槽發(fā)酵和錐形罐發(fā)酵等之分。下面以目前我國(guó)應(yīng)用最普遍的錐形罐發(fā)酵工藝進(jìn)行 100000t/a 啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量計(jì)算。淡色啤酒 100000t。主發(fā)酵時(shí)間 6天； 4鍋麥汁裝 1個(gè)錐形罐； 12176。 根據(jù)發(fā)酵車間耗冷性質(zhì)，可分成工藝耗冷量和非工藝耗冷量?jī)深?，即? Q6 = Qnt + Qt 工藝耗冷量 Qt 麥汁冷卻耗冷量 Q1 魯東大學(xué)工廠設(shè)計(jì) 17 近幾年來普遍使用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法。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℃。設(shè)發(fā)酵度為 60%，則 1L 麥汁放熱量為： q0=*12%*60%=(kJ) 根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為 ,則每錐形罐發(fā)酵一罐放熱量為： Q01=**4=12020229 (kJ) 由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時(shí)間為 6天，每天糖化 6鍋麥汁（旺季），并考慮到發(fā)酵放熱不平衡，取系數(shù) ,忽略主發(fā)酵的升溫，則發(fā)酵高溫時(shí)期耗冷量為： Q21 =（ Q01**6） /(24*6*4) =(12020229**6)/(24*6*4) = (kJ/h) （ 2）發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗 Q22，主發(fā)酵后期，發(fā)酵液溫度從 6℃緩降到 1℃。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。用 8℃的酒精液作冷地介質(zhì)。根據(jù)工廠實(shí)踐，年產(chǎn) 100000t 啤酒酵母培養(yǎng)單位耗冷量為 KJ/h，則對(duì)應(yīng)的年耗冷量為： Q4= *288*12=195264 (KJ) 發(fā)酵車間工藝耗冷量 Qt 綜上計(jì)算，可算出發(fā)酵車間的工藝耗冷量為： Qt=Q1＋ Q2＋ Q3＋ Q4=25833935+44422++195264=26567633(KJ/h) 非工藝耗冷量 Qnt 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、維護(hù)結(jié)構(gòu)及管道等均會(huì)耗用或散失冷量，構(gòu)成所謂的非工藝耗冷量，現(xiàn)分別介紹。通常，這部分的冷量由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算后取得。故旺季每天耗冷量為： Mt=100000/1500*6=400 (t/d) Q5’ = Mt *20200=8000000(KJ/d) 式中， Mt—— 旺季成品啤酒日產(chǎn)量（ t） 若白天日曬高峰耗冷為平均每小時(shí)耗冷量的 2倍，則高峰耗冷量為： Q5 =2*Q5’ /24=2*8000000/24= (KJ/h) 高峰時(shí)冷媒（ 8℃稀酒精）用量： M5=Q5/[cm(t2t1)]= [*(80)]= (Kg/h) 清酒罐、過濾機(jī)及管道等散失冷量 Q6 因涉及的設(shè)備、管路很多，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)經(jīng)驗(yàn)選取。 每小時(shí)最大用水量 =*（ 380/100） /= (t/h) 2. 洗糟水用量 每 100kg 混合原料用水 200kg，用水時(shí)間 小時(shí)。 每小時(shí)糖化洗刷最大用水量 =1/2=(t/h) 4. 洗沉淀槽用水量 每次用水 2噸，洗刷時(shí)間 小時(shí)。 則每小時(shí)最大用水量 =*6/1=(t/h) 6. 發(fā)酵罐洗刷用水（無菌水） 每罐洗刷用水 4噸洗滌 小時(shí)。 每小時(shí)最大洗刷清酒罐用水量 =3/=6（ t/h） 8. 過濾機(jī)用水量 每臺(tái)每次用水 2噸，使用時(shí)間為 ，共 6 臺(tái)機(jī)。 每小時(shí)最大洗瓶機(jī)用水量 =20200*1/1000=20（ t/h） 12. 裝酒機(jī)洗水（無菌水） 每班沖洗一次，用 水 2 噸，每次 。 設(shè)冷酒精由 4℃至 1℃，后發(fā)酵液由 5冷至 0，則△ tm=℃ 冷卻面積： A=153920*1000/（ 100*3600*） =（ m2） 則冷卻面積 /有效面積 = 材料采用不銹鋼焊制，其厚度計(jì)算如下： S=p*D/(2[ａ ]b)+c =(*390)/(2*127*)+ =(cm) 式中 p試水壓力， （表壓） [ａ ]許用應(yīng)力， 127MPa b焊縫系數(shù)，取 c附加裕度，取 魯東大學(xué)工廠設(shè)計(jì) 21 五 . 設(shè)備計(jì)算及選型 1 粉碎機(jī) 由物料衡算表格可知，每小時(shí)需混合原料 噸，粉碎機(jī)生產(chǎn)能力 10 噸 /時(shí)，則所需臺(tái)數(shù)： ，取整 2 臺(tái) 2糊化鍋 每鍋有效容積 ，填充系數(shù) 80% 設(shè)備數(shù)量 n， n=V 有 /( vζ ) V 有 :設(shè)備有效容積 。 ζ :填充系數(shù) n=（ *80%） = 取整 3 臺(tái) 每鍋有效容積 32m3，填充系數(shù) 80% n=85/（ 32*80%） = 取整 3 臺(tái) 每鍋有效容積 50m3，填充系數(shù) 80% n=130/（ 50*80%） = 取整 4 臺(tái) 每個(gè)過濾槽有效容積 43m3，填充系數(shù) 80% n=（ 43*80%） = 取整 3臺(tái) 每個(gè)回旋沉淀槽效容積 55m3，填充系數(shù) 80% n=120/（ 55*80%） = 取整 3 臺(tái) 罐個(gè)數(shù)的確定 V 糖 =*6== 發(fā)酵罐填沖系數(shù) a= 每天需發(fā)酵罐總體積 Vo=V 糖 /a= N=Vo /（ V 總 ***） =30個(gè) 每小時(shí)需過濾 50t，按生產(chǎn)能力 20t/h 計(jì)算 則需硅藻土過濾機(jī)的個(gè)數(shù)為 50/20= 取整 3臺(tái) 名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量 配用功率（ kw） 規(guī)格 單價(jià)（萬元） 總金額(萬元 ) 菌種箱 ６０Ｌ 1 20 培養(yǎng)箱 １６０Ｌ 1 接種箱 ３５０Ｌ 1 滅菌鍋 ３０Ｌ 1 輸送機(jī) TSJ― 650 2 15 10t/h 17 給料機(jī) DELT2 4 20t/h 2 粉碎機(jī) JFSI5636 3 45 10t/h 糊化鍋 3 倒醪泵 HYZ8 1 14 20t/h 糖化鍋 5T50 型 3 50m3/32m3 魯東大學(xué)工廠設(shè)計(jì) 22 過濾泵 BGG2GLC4 2 15 5t/h 2 4 糖液冷卻器 JK124 2 15 螺旋板式 3 過濾槽 7G50 3 5 75m3/43m3 2 6 煮沸鍋 5Z50 4 74m3/50m3 2 8 回旋沉淀槽 5X50 3 60 69m3/55m3 3 9 發(fā)酵罐 GB200m3 30 100 V 有效 =200m3 60 1800 發(fā)酵液冷卻器 DST5 2 30 1 2 后酵罐 公稱體積250m3 公稱體積200m3 32 30 15 10 480 300 酒母添加罐 V 有效 =5m3 6 3 清酒罐 V有效 =100m3 V有效 =60m3 12 6 10 8 120 48 堿水罐 2t 2 1 1 甲醛罐 1t 2 1 1 洗滌泵 10t/h 2 40 1 2 無菌水過濾器 1t/h 1 1 1 硅藻土過濾器 PGLW— 3 4～ 20t/h 3 9 板式換熱器 60m2 1 10t/h 1 1 六 .工廠布局 1．生產(chǎn)車間建筑結(jié)構(gòu)全部采用鋼筋混凝土建造。 3． 車間工藝布置見附圖。供人流出入門的尺寸必須滿足生產(chǎn)和消防的需求，供運(yùn)輸工具和機(jī)械設(shè)備出入的門應(yīng)比車間內(nèi)尺寸最大的設(shè)備高 米，寬 米左右。 5． 對(duì)麥芽煮沸車間和發(fā)酵車間有著很大排汽量的車間必須設(shè)有蒸汽排放設(shè)備。 7．對(duì)空氣的調(diào)節(jié)要求，主生產(chǎn)車間擁有良好的通風(fēng)裝置，辦公室設(shè)有空調(diào)，保證通風(fēng)良好。 9． 對(duì)內(nèi)墻面的確定 車間的內(nèi)壁采用仿瓷材料，轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)成弧形。設(shè)計(jì)工廠時(shí)，我廠在廠址的選擇、總平面布局、車間布置及相應(yīng)的輔助設(shè)施的選擇等方面都進(jìn)行了周密的考察和比較。 （ 2）廠區(qū)路面要求平整，無積水，廠區(qū)綠化面積達(dá) 30%以上。 （ 4）生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水、廢料的排放或者處理應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家的有關(guān)規(guī) （ 5）生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)要隔離。 車間內(nèi)位于生產(chǎn)線上的照明設(shè)施應(yīng)當(dāng)?shù)脑O(shè)有防護(hù)罩，工作場(chǎng)所以及檢驗(yàn)臺(tái)的亮度應(yīng)當(dāng)符合生產(chǎn)檢驗(yàn)的要求，一般以不改變加工物的本色為準(zhǔn)。 車間衛(wèi)生 （ 1）車間的前處理、加工生產(chǎn)及殺菌三個(gè)工段應(yīng)明確加以分隔 并確保整個(gè)生產(chǎn)線的嚴(yán)格（ 2 與物料相接觸的機(jī)器、輸送帶、工作臺(tái)面、器具等都要用不銹鋼制作，對(duì)設(shè)備采用蒸汽消毒。 廠區(qū)公共衛(wèi)生 （ 1 廠區(qū)內(nèi)有完整的排水系統(tǒng)，并且要保持通暢。 （ 3）車間廁所采用槽式，便于沖洗。 (2)、在保證處理效率的前提下，盡量采用國(guó)內(nèi)有成功 先例的成熟先進(jìn)的工藝，確保達(dá)標(biāo)排放。 (4)、在保證質(zhì)量和安全的前提下，盡量減少不必要的設(shè)施，節(jié)省投資，減少占地面積。為了保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)可持續(xù)的發(fā)展，我廠將對(duì)三廢進(jìn)行綜合治理。這類廢水基本上未受污染。③含渣廢水如麥糟液、冷熱凝固物。 對(duì)于以上的廢水都要經(jīng)過處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)之后方可排放，其中的懸浮物通過沉淀法出去，有機(jī)污染物采用生物降解的方法除去。 （ 2）對(duì)廢氣的處理 本場(chǎng)產(chǎn)生的廢氣主要是二氧化碳和粉塵，粉塵通過袋式除塵器后排放到空氣中。 （ 3）對(duì)廢渣的處理 廢渣主要是麥糟約 占啤 酒生產(chǎn)量的四分之一，我們公司較小，因此不具備處理廢雜材料魯東大學(xué)工廠設(shè)計(jì) 24 的能力，只能連同酒糟、污泥、酵母泥、生活垃圾等直接排放。廠里共設(shè)崗位 46個(gè)，各個(gè)部門人員數(shù)如下。年產(chǎn) 10萬噸啤酒，年利潤(rùn)為 3200 萬元。 土建投資 共用地 30 畝，按每畝 20 萬元計(jì)算，則需 600萬。經(jīng)過進(jìn)一步的調(diào)查研究，可實(shí)施可行。4850 楊勝遠(yuǎn) ,梁智群 ,食品科學(xué) ,1996(12):40 41 郜文 ,馬芳芳，食品工業(yè)科技， 2020(1):63l4