【正文】 ] 發(fā)酵耗冷量 Q2 （ 1）發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 Q21，假定麥汁固形均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵房熱量為。設(shè)發(fā)酵度為 60%，則 1L麥汁放熱量為： q0=179。 10%179。 60%=(kJ) 18 根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為 ,則每錐形缺罐發(fā)酵放熱量為： Q01=179。 179。 4=(kJ) 由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時間為 6 天，每天糖化 8 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)酵高溫時期耗冷量 為： Q21 =（ Q01179。 179。 7） /(24179。 6179。 4) =(179。 179。 7)/(24179。 6179。 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)酵后期，發(fā)酵液溫度從 6℃緩降到 1℃。每天單罐降溫耗冷量為： Q02=4GC1[6 （ 1 ） ]=4 179。 179。 179。 7=(KJ) （ 43） 工藝要求此過程在 2天內(nèi)完成，則耗冷量為（麥汁每天裝 ）： Q22= （ ） /(24 179。 2)=( 179。 )/(24 179。 2)=(KJ/h) (44) （ 3）發(fā)酵總耗冷量 Q2 Q2=Q21+Q22=+=(kJ/h) (45) (4)每罐用冷媒耗冷量 Q0 Q0=Q01+Q02=+=(46) (5)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(jìn)出口溫度為8℃和 0℃，故耗冷媒量為： M2=Q2/（ Cm179。 8） =(179。 8)=(47) 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。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。冷卻前無菌水溫 30℃。用 8℃的酒精液作冷地介質(zhì)。 由中述條件，可得無菌水用量為： Gw′ =179。 6179。 %179。 3=(kg/d) 式中 —— 糖化一次的冷麥汁量（ kg） 每 班 無 菌 水 量 ： Gw= Gw ′ /3=(kg/ 每班 ) （ 48） 假無菌水冷卻操作在 2h小時內(nèi)完成，則無菌水冷卻耗量為： Q3=[GwGm(twtw ′ )]/r =[ 179。 179。(301)]/2=(kg/h) （ 49） 所耗冷凍介質(zhì)量為： M3=Q3[cw(t2t1)]/r=( 179。 8)=(kg/h) （ 50） 式中， t1和 t2—— 冷凍酒精液熱交換前后的溫度，分別為 8℃和 0℃。 每罐用于酵母洗滌的耗冷量： Q3=[GwGm(twtw ′ )]/=[ 179。 179。 (301)]/ =(kJ) (51) 19 式中 —— 每班裝罐 酵母培養(yǎng)耗冷量 Q4 根據(jù)工藝設(shè)計，每月需進(jìn)行一次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為 12d，即 288h。根據(jù)工廠實踐，年產(chǎn) 100000t啤酒培養(yǎng)冷量為 （ Kj/h），則 對應(yīng)的年冷耗量為： Q4’ = Q4179。 288179。 10=179。 108(KJ) （ 52） 相應(yīng)的高峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量為： M4 =Q4/[cw(t1t2)]=(179。 8) =(kg/h) Qt 綜上計算，可算出發(fā)酵車間的工藝耗冷量為： Qt=Q1＋ Q2＋ Q3＋ Q4=＋ ＋ ＋ =(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、運轉(zhuǎn)機(jī)械、維護(hù)結(jié)構(gòu)及管道等均會耗用或散失冷量，構(gòu)成所謂的 非工藝耗冷量，現(xiàn)分別介紹。 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。通常，這部分的冷量由經(jīng)驗數(shù)據(jù)墳取。根據(jù)經(jīng)驗，年產(chǎn) 10 萬噸啤酒廠露天錐形罐的冷量在 43000100000kJ/t 啤酒之間，若在南方亞熱地區(qū)設(shè)廠，可取高值。故旺季生天耗冷量為： Q5’ =Gb 179。 100000= 179。 179。 6 179。 100000=12289726(Kj/d) （ 54） 式中， Gb—— 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耗冷量的 2倍，則高峰耗冷量為： Q5 =2Q5’ /24=2179。 12289726/24=1024144 (KJ/h) （ 55） 冷媒（ 8℃稀酒精）用量： M5=Q5/Cm(t2t1)= 1024144 /(KJ/h) （ 56） 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算，十 分繁雜，故啤酒廠設(shè)計時往往根據(jù)實驗經(jīng)驗選取。通常，取 t %126 ? ，所以： Q6=12 ％ Qt=12 ％179。 =(KJ/h) （ 57） 冷媒（ 8℃稀酒精）用量： M6=Q6/[cw(t2t1)]= ( 179。 8)=(KJ/h) （ 58） 202100t/a啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表 將上述 計算結(jié)果，整理后可得 100000t/a 啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表，如表 4 所得 20 表 4 啤酒廠發(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 (kJ/h) 每罐耗冷 (kJ) 年耗冷量 （ kJ） 工 藝 耗 冷 量 麥汁冷卻 Q1 (M1) 91608362.746 179。 1010 發(fā)酵耗冷 Q2 (M2) 81378012.468 179。 1010 無菌水冷卻 Q3 (M3) 42 179。 109 酵母培養(yǎng) Q4 (M4) 179。 108 工藝總耗冷 Qt ————— 179。 1010 非工藝 耗冷量 錐形罐冷損 Q5 1024144 (M5) 179。 109 管道等冷損 Q6 (M6) 179。 109 非工藝總耗冷 Qnt ————— 179。 109 合計 總耗冷 Q ————— 179。 1010 單耗 580400kJ/t 啤酒 第 5 章 啤酒生產(chǎn)設(shè)備的選型及設(shè)計計算 糖化設(shè)備的選型及計算 斗式提升機(jī) 2 臺，大米 1 臺、麥芽 1 臺。 每次投料量 G 大米 =887 ㎏ G 麥芽 = ㎏ 每天最大糖化量 6 鍋，即 G 大米 =8876=5322 ㎏ G 麥芽 =6= ㎏ 每天按 20 小時計 G 大米 =5322/20=≈300㎏ /h G 麥芽 =≈850㎏ /h 自衡振動篩 大米篩選 處理能力 300 ㎏ /h 麥芽篩選 處理能力 850 ㎏ /h GNE120 計量稱 21 每次稱重能力 G 大米 =6 t/h G 麥芽 =8 t/h 貯槽 (1) 所需容量的計算 每次投料量 G=887 ㎏ 大米容量 r=865 ㎏ /m3 有效容積系數(shù) Φ= 所需容積 V=G/rΦ=887/（ 865） = (2) 結(jié)構(gòu) 方形錐底 鋼制結(jié)構(gòu) A=1200 ㎜ B=1000 ㎜ H=1000 ㎜ a=200 ㎜ b=200 ㎜ h=1100 ㎜ 總?cè)莘e V=ABH＋ h/6(2AB＋ Ab＋ aB＋ 2ab)= (1) 每次投料量 G= ㎏ 麥芽容量 r=540 ㎏ /m3 有效容積系數(shù) Φ= 所需容積 V=G/rΦ== (2) 結(jié)構(gòu) 方形錐底 鋼制結(jié)構(gòu) A=2400 ㎜ B=1800 ㎜ H=1000 ㎜ A=450 ㎜ b=300 ㎜ h=1200 ㎜ 總?cè)莘e V=ABH＋ = m3 麥芽粉碎機(jī) 錘式麥芽四輥粉碎機(jī) 型號 JLS16000 型 材質(zhì) A3 生產(chǎn)能力 16000 ㎏ /h 主電機(jī) 2 重量 3500 ㎏ 外形尺寸 202120212500 大米粉碎機(jī) 大米干法粉碎機(jī) 型號 JL5600 型 材質(zhì) A3 生產(chǎn)能力 5600 ㎏ /h 主電機(jī) 37KW 重量 3500 ㎏ 外形尺寸 150015002021 糊化鍋 采用球底加熱式糊化鍋 （ 1） 糊化鍋容積的確定 糊化鍋投大米粉： 887 kg，水： 4335 kg 糊化醪的量 =887+4335=5222（ kg） 大米水分為 13﹪ 則糊化醪干物質(zhì) （﹪） =887（ 1－ ） 247。5222100﹪ =﹪ 查表得相對密度為 ㎏ /m3 22 則糊化鍋的有效容積 =5222247。（ 103） = m3 取糊化鍋的充滿系數(shù)為 則總?cè)莘e為 （ 2）基本尺寸 采用圓底糊化鍋，其圓筒直徑與高度之比為 2： 1，即 D/H=2:1 球形鍋底高為 h=D/2，則有： =V=5則 D= 取 D=2200mm，則 H=1100mm， h=1100mm （ 2） 加熱面積的計算 加熱面 積 S= 生產(chǎn)用最大蒸汽壓力 （絕壓） 查得 t1=℃ ,t2=100℃ 則 Δtm= 耗熱量 Q=CMΔt/t=傳熱系數(shù) K 取經(jīng)驗值 1710Kcal/(m2h℃ ) S== 以球底夾套進(jìn)行加熱 S1== （ 4）升氣管 取糊化鍋升氣管的面積為鍋柱體直徑的 1/5 設(shè)糊化鍋升氣管的直徑為 d 則 d=1/ 即 d= 糖化鍋 采用球底加熱式糖化鍋 （ 1） 糖化鍋容積 的確定 糊化鍋投麥芽粉： kg，水： 10644 kg 糊化液 :887+= 則糊化鍋的有效容積 =(+10644+)247。1065= 取糊化鍋的充滿系數(shù)為 則總?cè)莘e為 （ 2）基本尺寸 采用圓底糊化鍋，其圓筒直徑與高度之比為 2： 1，即 D/H=2:1 球形鍋底高為 h=D/2，則有： =V=5則 D=3400mm 取 D=3400mm，則 H=1700mm， h=1700mm （ 3） 加熱面積的計算 加熱面積 S= 生產(chǎn)用最大蒸汽壓力 （絕壓） 查得 t1=℃ ,t2=100℃ 則 Δtm= 耗熱量 Q=CMΔt =245317Kcal 傳熱系數(shù) K 取經(jīng)驗值 1992Kcal/(m2h℃ ) 23 S=24531760247。1992247。25= （ 4）升氣管 取糖化鍋升氣管的面積為鍋柱體直徑的 1/5 設(shè)糊化鍋升氣管的直徑為 d 則 d=1247。5 即 d=700mm 過濾槽 采用平底過濾槽 1 容積的計算 V有效 = m3 取 φ= V=V有效 /=設(shè)鍋的徑高比為 2： 1，即 d/H=2/1 有 H= D=4200 過濾篩板用不銹鋼焊制而成，過濾篩板上分布條形篩孔，尺寸約為 20mm，平底上有均勻的麥芽汁倒出管，每 — ,導(dǎo)管直徑通常為 25—45mm. 麥汁暫存罐 材質(zhì)取不銹鋼，容積為能裝一鍋麥汁，取容積為 20m3. 取 D:H=2:1，由 V=πD2H/4，既 D=1500mm,得 H=3000mm 回旋沉淀槽 選用立圓柱平底槽回旋沉淀槽 ：麥汁進(jìn)口速度 8m/s，進(jìn)料時間 20min 麥汁停留時間 40min，麥汁轉(zhuǎn)速 10 轉(zhuǎn) /分 2．容積 V V有效 = 取空余系數(shù)為 則 V= V有效 *= 設(shè) D:H=2:1,V=πD2/4 得 D=,H= h= V有效 /A= 約在糟高度的 1/2 處 h=(1/2)= 6．出 料管 選三個出料管 上出料管在設(shè)備高 2/3 處 ,2/3*= 中出料管在設(shè)備高 1/10 處 ,1/10*= 下出料管再糟的底部。 薄板換熱器的換熱面積 經(jīng)過回旋沉淀槽后麥汁的溫度定為 94℃ 的出口溫度 麥汁溫度： 94℃ —6℃ 冷水溫度： 2℃ —80℃ 冷卻時間為 60 分