【正文】 業(yè)設計（論文） 46 計算公式 : 其中 ,N粉碎機功率 kw； G粉碎機生產能力（ t/h）； K功率系數(shù) 100110，取 105； D粉碎前物料直徑 . 麥芽粉碎機 采用濕法粉碎。 采用六輥式粉碎機，要求麥芽粉碎在 1h內完成。 2. 功率計算 計算公式為 : 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 47 其中 ,N粉碎機功率 kw； G粉碎機生產能力（ t/h）； K功率系數(shù) 100110，取 105； D粉碎前物料直徑 ； 粉碎機基本性能表 表 粉碎機基本性能表 項目 大米粉碎機 麥芽 粉碎機 輥數(shù)（個） 2 6 輥直徑（ mm） 250 250 輥長度 (mm) 2100 3000 輥子轉速（ r/min） 382 382 生產能力（ kg/h） 7254 輥間距（ mm） 功率消耗（ KW） 糊化鍋 糊化鍋的用途與結構 糊化鍋是用來輔助原料和對大部分糖化醪加熱煮沸的設備。 糊化的目的：為了節(jié)省麥芽，降低成本，改進質量。加熱方式采用在鍋底及側壁焊接圓形管的蒸汽式加熱方式。 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 49 校核醪液高度 5. 升氣筒直徑 d 升氣筒面積為液體蒸發(fā)面積的 1/301/50,這里取 1/40， 升氣筒的高度為 15m。的折葉槳。；攪拌容器內徑 m； 而 取（經(jīng)驗公式） 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 50 3. 攪拌器所需功率 N 需 其中， n槳葉轉速取 ； D槳葉長度 4. 電機的功率 其中 , k阻力系數(shù)取 ； k1電動機貯備系數(shù)取 ； η 總 傳動機構總效率取 。 2. 形式與結構 （ 1）糖化鍋是圓柱形筒身，鍋底采用標準橢圓封頭，并有夾層，錐形頂蓋。 （ 3）鍋內設有德國先進攪拌器：攪拌槳葉是長而寬大且對稱設置， 有傾角開孔，攪拌裝置可升降的懸掛式攪拌器。加熱方式采用在鍋底及側壁焊接圓形管的蒸汽式加熱方式。；總容積： 179。的標準橢圓封頭。 攪拌器直徑 一般取 ，則，取 故攪拌槳的寬度 根據(jù)經(jīng)驗，攪拌槳的安裝高度 范圍內變化，對功率基本無影響。 6. 人孔直徑確定 人孔直徑的選擇一般選擇直徑為 500mm,即 7. 鍋頂封頭高度 h2 鍋頂封頭選擇頂角為 120℃，內徑為 5000mm 的無折邊錐形封頭，已知升氣筒直徑為 800mm，則鍋頂封頭高度： 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 54 攪拌器功率計算 攪拌器轉速設二級，進料時轉速高，取 30r/min；加熱攪拌時最高線速度3m/s，則加熱攪拌器轉速 已知攪拌器，鍋體 1. 雷諾準數(shù)： 其中， D1攪拌器直徑 m； n攪拌器轉速 (r/s)， r/s； ρ 醪液密度 kg/m3； u液體絕對粘度㎏ /(ms)； 2. 功率準數(shù) 其中， b攪拌葉的寬度取 ； H’ 液面高度 ； 攪拌葉與旋轉平面角度 45176。 d1 查閱資料知， 所需的最小實心攪拌軸計算公式如下： ，圓整取 其中，取 15； 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 55 鍋體重量計算 設鍋身、鍋底壁厚 ,升氣筒及上面錐形鍋頂壁厚 , 升氣筒長度為 15m,夾層空隙為 10mm，不銹鋼比重為 7900kg/m3。 過濾槽是圓柱形筒身，鍋頂為 120 度的錐體，槽底為平底，槽底部附有水平篩板，水平篩板下面有一夾層 ,過濾槽底部中心有一帶二臂耕刀機的中心軸；鍋頂設有一個人孔，一個升氣筒，頂上設有風帽，防止外屋進入，一個照明燈。 [4] 麥糟層厚度 麥糟層厚度不宜太厚或太薄，太厚會延長過濾時間，太薄則麥汁濾出太快，使過濾效能減弱，根據(jù)實踐，一般麥糟層厚度取 — 合適，取 。 由 得：，圓整為 11m 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 58 過濾槽容積系數(shù) 為 過濾槽高 ，取 H= 過濾槽重量估算 取鍋底壁厚，鍋身壁厚，鍋頂及升氣筒， 采用不銹鋼材質，密度。圓周轉速為 — m/s，取 m/s。圓周轉速取 m/s。 過濾槽槽底耕刀數(shù)量 設耕糟器橫梁距離鍋壁為 則， 橫梁長度為 每臂長度為 取耕刀間距為 ，則耕刀數(shù)量 , 耕刀長度 。轉數(shù)。 1. 阻力系數(shù) ζ 根據(jù)查圖 8213 得，在乘以校正系數(shù)， 2. 攪拌需要的功率 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 60 3. 電動機功率 ， ， 所以選 400kw 的電機。 [5] 煮沸工藝 麥汁的煮沸時間對啤酒的質量影響很大，在常壓下煮沸，淡色啤酒(10%12%)的煮沸時間一般在 90120 分鐘，在加壓 MPa 條件下煮沸，時間可縮短一半左右。過分延長煮沸時間，不僅經(jīng)濟上不合理，麥汁質量也會下降。在麥汁淹沒內加熱器加熱區(qū)后往內加熱器殼程中通入 MPa 155℃的飽和蒸汽，麥汁由 92℃加熱到 104℃并維持一段時間。 煮沸鍋結構 （ 1） 煮沸鍋是圓柱形筒身，鍋底采用橢圓形封頭，并有夾層，錐形頂蓋。 （ 3） 鍋內設有內加熱器 ,為了方便觀察麥汁量 ,鍋內設有液量標尺 ,頂部設有溫度計 ,壓力表。 主體尺寸 1. 每次煮麥汁量 進入煮沸鍋麥汁量為： C 麥汁 麥汁比熱容計算： 煮沸前麥汁濃度為 2. 有效 體積 查 發(fā)酵工廠工藝設計概論 附錄 表 9,過濾后的麥汁密度 /m3 所以， 3. 總體積 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 63 煮沸鍋的填充系數(shù) 所以， 4. 尺寸設計： 采用不銹鋼材質 徑高比 標準橢圓形封頭短半軸 長 由于煮沸鍋有內加熱器 ,所以計算時可將體積近似于圓柱的體積： 經(jīng)計算 m 取 取鍋底壁厚，鍋身壁厚，鍋頂及升氣筒 采用不銹鋼材質， 密度 所以 1. 鍋底重 2. 鍋身重 3. 鍋頂重 4. 升氣筒重 其中， 取升氣筒高 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 64 升氣筒截面積為鍋內液體表面積的 1/30— 1/50，取， 經(jīng)計算， 5. 鍋體重量 表 55煮沸鍋的主要技術參數(shù)表 名稱 煮沸鍋 有效容積（ m3） 總容積（ m3） 鍋內壓力（（ kg） /cm3） 常壓 鍋底夾層壓力（（ kg） /cm3） 出料閥液壓（（ kg） /cm3） 6 最高工作溫度（℃） 106 鍋身直徑（ m） 升氣筒直徑（ m） 鍋身壁厚（ mm） 8 鍋頂壁厚（ mm） 3 鍋底壁厚（ mm） 10 柱體高度（ m） 4 鍋底夾層厚度（ mm） 30 重量（（ kg）） 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 65 回旋沉淀槽 回旋沉淀槽的用途和結構 煮沸結束后，應盡快將麥汁中熱凝固物進行有效的分離，以獲得澄清的麥汁。 回旋沉淀槽是圓柱形筒身，鍋頂為 120 度的錐體，鍋底采用斜視平面的容器；鍋頂設有一個人孔，一個升氣筒，頂上設有風帽，防止外屋進入，一個照明燈；回旋沉淀槽利用回旋效應 ,故進口方式為切線進料 ,為加快過濾效率 ,采用三段式出料；圓柱形鍋體、鍋頂、鍋底均采用不銹鋼材料，外設保溫材料。熱麥汁密度為冷麥汁的 倍，即為179。 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 66 鍋體重量計算 取鍋底壁厚，鍋身壁厚，鍋頂及升氣筒 ，升氣筒高 H=15m， d=1600mm， 采用不銹鋼材質，密度ρ =7900kg/ m3。保證入口速 度快。具體位置，取 1/3 和 1/2處（取麥汁進口位置距離槽底） 設進料時間為 30min,即， ,管徑流速：取，則流量 進料管直徑： 得 d 入 =69mm,查《生物工程工廠設計概論》選取公稱直徑 80mm，外徑 88mm，壁厚 4mm 的無縫鋼管。 出料管直徑： 80mm 表 56 回旋沉淀槽的主要技術參數(shù)表 名稱 回旋沉淀槽 主要規(guī)格：鍋身直徑（ mm） 柱體高度（ mm） 液面高度（ mm） 平底斜率 8000 4000 2740 2% 第一進口位置 距離槽底 1330 mm 第二進口位置 距離槽底 2021 mm 第一出口位置 距離槽底 1830 mm 第二出口位置 第三出口位置 距離槽底 274mm 槽最底處 洗滌壓力（ kg/cm2） 4 總容積（ m3） 有效容積（ m3） 材質 不銹鋼 最高工作溫度（℃） 麥汁進口管徑（ mm） 100 80 鍋身壁厚（ mm） 8 鍋頂壁厚（ mm） 3 鍋底壁厚（ mm） 10 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 68 重量（ kg） 回旋沉淀槽 薄板冷卻器結構與形式 板式換熱器是新型的密閉冷卻設備，采用不銹鋼制作，有許多兩面帶溝紋的溝紋板組成，兩塊一組，做為基本單元，麥汁和冷卻水交換流過這些溝紋板。溝紋板懸掛在支撐軸上，并相互壓緊，麥汁通過連接板流入和排出。 薄板冷卻器計算 本設計采用板式換熱器將麥汁從，冷卻水為 4℃，出口溫度 80℃。 冰水冷卻段麥汁每程流道 m ，取 式中 G—— 糖化一 次熱麥汁量 ρ—— 麥汁密度， 查 發(fā)酵工廠工藝設計概論 附錄 表 9, 16176。 傳熱面積及薄板數(shù)： 傳熱面積 薄板數(shù)片數(shù) f—— 每片板換熱面積 每段前后兩片都是板，故板數(shù)為總數(shù)加 1，即 流程數(shù) 取 13 表 57薄板冷卻器的主要技術參數(shù)表 名稱 薄板冷卻器 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 71 麥汁進口溫度（℃） 95 麥汁出口溫度（℃） 7 冷卻水進口溫度（℃） 4 冷卻水出口溫度（℃） 80 自來水進口溫度（℃） 18 冷卻板長寬厚（ mm） 9680 3100 10 每板有效換熱面積（ m3） 波紋（ mm） 35 波距（ mm） 22 波紋深度（ mm） 7 板間距最大 /最?。?mm） 40/30 流道寬度（ mm） 當量直徑（ mm） 角孔直徑（ mm） 62 總板片數(shù)（片） 1376 發(fā)酵罐 高濃度釀造工藝 高濃釀造工藝采用高濃麥汁糖化、發(fā)酵 ,最后加水 (脫氧 ) 稀釋的生產方式 ,可有效降低糖化車間用水量 ,并且不用增加糖化、發(fā)酵和儲存設備即可滿足產量增加的需要 ,幾乎可以在任何階段全部或部分添加脫氧水 ,包括麥汁煮沸結束、麥汁冷卻、發(fā)酵期間或結束、啤酒后熟期 及過濾前后等。 結構與形式 選用圓柱錐底立式發(fā)酵罐。罐內裝有自動清洗裝置，罐身中、下部裝有取樣管和溫度計接管。罐頂裝有壓力表，安全閥和玻璃視鏡。 圓柱錐底發(fā)酵罐的特點： （ 1）該罐具有錐底，主發(fā)酵后回收酵母方便，所采用的酵母也應該是凝聚沉淀型的酵母菌株。 （ 2）圓柱錐形罐具有相當高度，凝聚力較強的酵母可以沉淀，凝聚 性差的酵母就需要離心分離。 （ 3）圓柱錐底罐是密閉罐，既可以作發(fā)酵罐，也可以作貯酒罐。為了在啤酒后發(fā)酵過程中飽和 CO2，在罐底裝有凈化的 CO2 充氣管， CO2 則從充氣管的小孔吹入發(fā)酵液中。 [3] 尺寸設計 1. 發(fā)酵罐主體尺寸的確定 填充系數(shù) 進入發(fā)酵罐為冷麥汁，每個發(fā)酵罐容納 4 批次糖化麥汁量， 即 , 采用圓錐形底錐角 60176。其中半圓管和米勒板內冷媒呈湍流傳熱，傳熱系數(shù)明顯提高，換熱效果較好。但米勒板的加工和與筒體焊接比較復雜，故選用容易加工的 109 的半圓管作為冷帶，半圓管盤繞在罐體上，其中心間距為 140mm。 冷媒移走的熱量由三部分組成環(huán)境熱、有氧呼吸和厭氧發(fā)酵所產生的熱、啤酒降溫時放出的熱。 故需要冷卻面積 =160 m2 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 75 上述筒體面積視圓柱體部分高度可分為 2 段均勻分布，上段冷帶的頂部設置在工作液面以下 150mm；下端冷帶的頂部設在 50%酒液總容以下 150mm；錐體部分也設有一段冷帶，冷帶面積為錐體表面積的 1/3 左右，冷卻區(qū)域靠近錐體底部，以有利于酵母的沉