【正文】 已知麥芽初溫為18℃，用50℃的熱水配料，則麥醪溫度為： (2)米醪的中間溫度根據(jù)熱量衡算，按照糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸的米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應(yīng)為63℃，故混合前米醪先從100℃冷卻到中間溫度t℃。(3)第二次煮沸前混合醪升溫至70℃的耗熱量由糖化工藝流程可知： 41為混合醪升溫至沸騰所耗熱量為第二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量為熱損失(1) 混合醪升溫至沸騰所耗熱量根據(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： (2) 二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量煮沸時間為10min，蒸發(fā)強度5%，則蒸發(fā)水分量為： 式中，（kJ/kg）(3) 熱損失根據(jù)經(jīng)驗有： (4) 把上述結(jié)果代入公式41得設(shè)洗槽水平均溫度為80℃，每100kg原料用水450kg，則用水量為 由糖化工藝流程可知： 為麥汁升溫至沸點耗熱量， 為煮沸過程中蒸汽帶走的熱量， 為升溫過程中的熱損失。在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量Q6為最大，且已知煮沸時間為90min熱效率為95%，故： 相應(yīng)的最大蒸汽耗量為： 據(jù)設(shè)計每年糖化次數(shù)為2717次，1008=。最后若需要耗用冷凍水，則在以下“耗冷量計算”中將會介紹。表3 100000t/a啤酒廠糖化車間總熱量衡算表名稱壓力/MPa每噸消耗定額/Kg每小時最大用量/（kg/h）每晝夜消耗量/（kg/d）每年消耗量（kg/a）蒸汽（表壓） 年產(chǎn)10萬噸啤酒廠發(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。下面以目前我國應(yīng)用最普遍的錐形罐發(fā)酵工藝進行100000t/a啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量計算。淡色啤酒100000t； 旺季每天糖化8次，淡季為5次，每年共糖化2717次； 主發(fā)酵時間6天； 4鍋麥汁裝1個錐形罐； 8176。k）； 冷媒用2℃的冷卻水 ，其比熱容為= kJ/（kgK）； 麥芽糖化厭氧發(fā)酵熱q=；麥汁發(fā)酵度60%。使用的冷卻介質(zhì)為2℃的冷凍水，出口的溫度為85℃。根據(jù)表2啤酒生產(chǎn)物料衡算表，而相應(yīng)的麥汁密度為1048kg/m3，故麥汁量為：又知80 Bx麥汁比熱容C1=(KgK）（2）發(fā)酵耗冷量發(fā)酵期間發(fā)酵放熱，假定麥汁固形均為麥芽糖。每天單罐降溫耗冷量為： 工藝要求此過程在2天內(nèi)完成，則耗冷量為（麥汁每天裝2個錐形罐）： 發(fā)酵總耗冷量 每酵用冷媒耗量Q0 發(fā)酵用冷媒耗（循環(huán)量）M2發(fā)酵全過程冷卻用稀酒精液作冷卻介質(zhì)，進出口溫度為8℃和0℃，故耗冷媒量為： （3）酵母洗滌用冷無菌水冷卻的耗冷量Q3 在錐形罐啤酒發(fā)酵過程，主發(fā)酵結(jié)束時要排放部分酵母，經(jīng)洗滌活化后重復(fù)用于新麥汁的發(fā)酵，一般可重復(fù)使用5～7次。冷卻前無菌水溫30℃。由中述條件，可得無菌水用量為： 式中 ——糖化一次的冷麥汁量（kg）假設(shè)無菌水冷卻操作在2h小時內(nèi)完成，則無菌水冷卻耗量為： 所耗冷卻介質(zhì)量為： 式中 和——冷凍酒精液熱交換前后的溫度，分別為8℃和1℃ ——（kg根據(jù)工廠實踐，年產(chǎn)100000t啤酒培養(yǎng)冷量為： 則對應(yīng)的年冷耗量為： 相應(yīng)的高峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量為： 式中 和——冷凍酒精液熱交換前后的溫度，分別為8℃和1℃ ——（kg（1）露天錐形罐冷量散失Q5錐形罐啤酒發(fā)酵工廠幾乎都把發(fā)酵罐置天露天，由于太陽輻射，對流傳熱和熱傳導(dǎo)等造成冷量散失。根據(jù)經(jīng)驗，年產(chǎn)10萬噸啤酒廠露天錐形罐的冷量在1300030000kJ/t啤酒之間，若在南方亞熱地區(qū)設(shè)廠，可取高值。通常，取Q6=12%Qt所以：冷媒（8℃稀酒精）用量：非工藝耗冷量：則總耗冷量Q:根據(jù)公式41得將上述計算結(jié)果，整理后得100000t/a啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表，如表4所示表4 發(fā)酵車間冷量衡算表耗冷分類耗冷項目每小時耗冷量（kJ/h）冷媒用量（kg/h）工藝耗冷量麥汁冷卻Q1發(fā)酵耗冷Q2無菌水冷卻Q3酵母培養(yǎng)Q4130000工藝總耗冷Qt非工藝耗冷量錐形罐冷損Q5105管道等冷損Q6101411非工藝總耗冷Qnt合計工藝總耗冷Qt4 啤酒生產(chǎn)設(shè)備選型計算 （1）所需容量計算[8]每次投料量為：麥芽容重 有效容積系數(shù)所需容積 （2）結(jié)構(gòu)采用方形斜錐底,金屬結(jié)構(gòu)。定箱內(nèi)尺寸為：A=3000mm，a=500mmB=2000mm，b=300mmH=2000mm，h=1000mm總?cè)莘e為: （1）所需容量計算 每次投料量為： 大米容重 有效容積系數(shù)φ= 所需容積（2）結(jié)構(gòu) 采用方形斜錐底，內(nèi)襯白鐵皮。/t 有效容積系數(shù)φ= 所需體積 （2）結(jié)構(gòu) 方形椎體內(nèi)襯白鐵皮。取水箱尺寸為400030002000mm糖化鍋的主要作用是進行麥芽的蛋白分解作用，并與已糊化的大米醪混合，維持醪液在一定的溫度，使醪液進行淀粉糖化[7]。鍋身直徑與高度比為2：1，下封頭高度。（3）糖化鍋的材料，全部采用不銹鋼板。由體積公式 則D== 則圓柱部分高 鍋底的高為查《啤酒工業(yè)手冊》下P448得100kg麥芽需煮沸鍋容量為800～900L且有25%~30%作為麥汁運動空間則 取容量為850L設(shè)糊化鍋圓柱直徑為D，則圓柱部分高為，鍋底的高為，封頭頂?shù)捻斀菫?20176。查《啤酒工業(yè)手冊下冊》P437得1糟底面積所能容納的麥芽量為125Kg～250Kg，一般計算取200Kg。進入回旋沉淀槽的熱麥汁量：，即，則回旋沉淀槽容積為：回旋沉淀槽高徑比為1：2，設(shè)圓柱部分直徑D，則高因此，得D==圓柱部分高采用一段式冷卻方式，由工藝可知麥汁進 回旋沉淀槽后的溫度為94℃，而所用冷水2℃。1=2℃ t2=6℃ t39。其容積可根據(jù)回旋沉淀槽容積取D=采用三級擴培。擴大比遵循的原則如下：在漢生罐以前各級，由于采用較高培養(yǎng)溫度（25~27℃），酵母倍增時間短，無菌操作條件好，可采用1：10~20；反之，漢生罐以后各級，采用低溫培養(yǎng)（不大于13℃），酵母倍增時間長，雜菌污染機會多，擴大比宜小，一般比宜1：4~5。則第三級罐有效容積為大罐容積。 （1）錐角的確定不銹鋼罐錐角一般為，此時沉降酵母在錐底所占的比表面積小，有利于酵母的沉降和排放。（3）罐的保溫材料選擇由于是露天發(fā)酵罐，只有錐底部分在室內(nèi)，露天的罐體應(yīng)作好保溫措施。（4）罐的材料選擇啤酒是酸性飲料，容易導(dǎo)致鋼鐵腐蝕，選擇不銹鋼作為發(fā)酵罐的材料，耐腐蝕且導(dǎo)熱系數(shù)小，利于罐的保溫。（5）發(fā)酵罐尺寸計算,4鍋麥汁裝一發(fā)酵罐，則發(fā)酵罐有效容積為[13]：,則取徑高比D：H=1：4，錐角因得D=，圓取整D=圓筒體高H=4D=錐體部分高度由不銹鋼制成，濾板和濾框交替排列。設(shè)計4個清酒罐，2個備用，共6個罐。則得D=,H=3D= CIP系統(tǒng)（1）CIP系統(tǒng)的設(shè)置（流量600L/min）洗滌過程：清水噴淋10min，熱水噴淋洗滌10min，80℃,2%熱堿水淋洗15min，熱水洗滌10min，清水10min，甲醛水（%）或雙氧水（2%）淋洗15min，無菌水淋洗15min。（糖化鍋）由前面設(shè)備選型知：，直徑，高，下封頭高度（1）設(shè)計壓力P設(shè)液面距離圓筒底的高度為，則則下封頭所承受的壓強：圓筒底所承受的壓強：而上封頭所承受的壓強為： 由表可知。因此，圓筒壁厚：取氣壓試驗強度校核：規(guī)定的試驗壓力由表知：氣壓試驗時的應(yīng)力：:因為，故筒體厚度滿足氣壓試驗時強度要求。由壁厚公式標準橢圓形封頭的厚度與筒體基本相同，而因值有所不同，則相差不會很大，為焊接方便，常取兩者等厚。需要補強的面積其中，C為接管壁厚度附加量，查表則開孔直徑：強度削弱系數(shù) （1）雷諾準數(shù)式中 D—攪拌葉直徑，m ；N—攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)，r/s； R—醪液容重，； μ—液體絕對粘度，?。?）功率準數(shù)式中 A、P之值，為簡化計算，均可查圖而得，先求出值。由《化工容器》，用支承式支座. （1）作用在每個支座的實際負荷Q因鍋體重：糖化鍋的重量由上、下封頭和圓柱形器身重之和。、視鏡設(shè)計對壓力容器，根據(jù)《化工容器》，選用HG2151695（板式平焊法蘭式），突面D=460mm的人孔。 CIP清洗管路的設(shè)計洗滌過程中，CIP流量為600L/min設(shè)流速，則圓整取排醪入口直徑為d=80mm，壁厚。廠里共設(shè)部門7個，各個部門人員數(shù)如下：生產(chǎn)部 每班設(shè)主管一名 生產(chǎn)工人69人 具體配置分別如下： 粉碎工段 5人； 糖化煮沸工藝段 5人； 發(fā)酵工藝段 5人； 后酵工藝段 4人； 啤酒后期處理 4人； 包裝車間每條線普通員工20人機臺長3名共兩條線即46人，生產(chǎn)部分三班 每條線設(shè)班長1名 生產(chǎn)部總?cè)藬?shù)為216人。地稅1%左右）。7 三廢處理方案 廢水和節(jié)水技術(shù)（1） 設(shè)備、容器、管道清洗水。（3） 糖化過濾槽出糟排放帶出的水。（5） 發(fā)酵池、灌殘留廢棄酵母。（7） 洗瓶機堿性廢水、啤酒巴氏消毒機熱廢水。（9） 麥汁、啤酒冷卻器冷卻水。（11） 鍋爐排渣、煙道除塵廢水。啤酒生產(chǎn)工藝流程包括制麥和釀造兩部分。中、高污染負荷的廢水主要來自制麥中的浸麥工序和釀造中的糖化、發(fā)酵、過濾、包裝工序，其化學(xué)需氧量在500～40000 ，除了包裝工序的廢水連續(xù)排放以外，其它廢水均以間歇方式排放。　　目前，國內(nèi)外普遍采用生化法處理啤酒廢水。（一）好氧生物處理　　 好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動氧化啤酒廢水中的有機物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量（釋放于水中）.這類方法沒有考慮到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高。廢水進入曝氣池后，與活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成[18]。（2）減少清洗對象：這個原則只適用于清洗。（5）循環(huán)利用單一用途的排水 ①回收凝結(jié)水作鍋爐供水，蒸發(fā)器殼層內(nèi)蒸汽冷凝水及噴霧干燥空氣加熱器的冷凝水較純凈，可作鍋爐用水。 ②循環(huán)的利用冷凝水，在啤酒工廠里，冷凝的二次蒸汽的冷卻水和冷凍間冷藏器的冷卻水用量較大。經(jīng)旋風(fēng)除塵器凈化后，每小時除煙塵不高于150kg/h，由45m高煙囪排出，低于工業(yè)三廢的排放標準（170kg/h以下）熱管是一種新型傳熱卡件，它具較好的導(dǎo)熱性，可以在溫差很小的條件下，高效的傳熱。在這樣的情況下，工人有垃圾堆入外。沒特定的垃圾貯存場，應(yīng)密閉，并經(jīng)常撒殺蟲劑以防止蟲害的發(fā)生，但因近年因使用化學(xué)合成樹脂容器處理關(guān)系到空氣污染，或給清掃、處理廢棄物的社會機構(gòu)帶來困難，又產(chǎn)生了新合成樹脂容器處理方法，參照廢棄物處理條例。鍋爐排污系統(tǒng)：鍋爐連續(xù)排污水經(jīng)連續(xù)排污膨脹器，其二次蒸汽供除氧氣加熱用。運煤出渣系統(tǒng)：運煤系統(tǒng)沒有磁造、破碎、刮板輸送機，出渣系統(tǒng)采用田盤出渣，配以翻斗膠輪推車送至渣場。 （1）食品工廠的車間備有通風(fēng)設(shè)備，吸入空氣必須清潔新鮮，沒有通風(fēng)設(shè)備要有氣窗，風(fēng)帽自然通風(fēng)。 （2）車間有充足照明，照明器不應(yīng)安裝在原料或半成品及成品無蓋設(shè)備上（3）車間內(nèi)有為設(shè)備、管道、工器具進行消毒的必要設(shè)備、工具。 衛(wèi)生設(shè)施 （1）應(yīng)該設(shè)有與車間相連的更衣室、廁所、工間休息室。 （3）車間內(nèi)設(shè)淋浴室和一定數(shù)量的洗手、沖洗、工具的清潔、消費設(shè)施。 （5）車間的地面應(yīng)有一定坡度，便于排水、清洗、消毒。（2）門的防蠅、防蟲：采取有效的：增設(shè)暗道、采用水幕、塑料門簾誘蟲等。以工藝技術(shù)上先進、可靠；經(jīng)濟上合理可行為設(shè)計原則。選用的較先進的生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計的車間布置也是按照規(guī)定標準設(shè)計的。像設(shè)備選型的時候遇到的選型找不到書上的現(xiàn)行的規(guī)定標準的情況等。我在設(shè)計中也發(fā)現(xiàn)了自己在查閱文獻資料時的好多的不足之