【正文】 失冷量，構(gòu)成所謂的非工藝耗冷量，現(xiàn)分別介紹。（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1300030000kJ/t啤酒之間，若在南方亞熱地區(qū)設廠，可取高值。故旺季生天耗冷量為：[12]式中 ——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： 冷媒（8℃稀酒精）用量：（2）清酒罐、過濾機及管道等散失冷量Q6因涉及的設備、管路很多，若按前面介紹的公式計算，十分繁雜，故啤酒廠設計時往往根據(jù)實驗經(jīng)驗選取。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=3500mm，a=500mmB=2000mm，b=300mmH=1000mm，h=1000mm總?cè)莘e為: （1）所需容量計算每次投料量為：麥芽粉比容為：有效容積系數(shù)所需容積 （2）結(jié)構(gòu)方形錐底,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。定箱內(nèi)尺寸 A=1500mm，a=300mm B=1000mm，b=200mm H=1000mm，h=1000mm 總?cè)莘e（1）所需用量計算[11] 每次投料量為： 麥芽粉比容C=179。/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。定箱尺寸為： A=2000mm，a=200mm B=1200mm，b=200mm H=1000mm，h=1000mm 總?cè)莘e設計兩個水箱，一個投料水箱，一個洗糟水箱。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]。（1）鍋體采用圓柱形器身，略帶錐形夾層底和弧形頂蓋。鍋身直徑與高度比為2：1，下封頭高度。（2）加熱方式為夾套間接蒸汽加熱，—。（3）糖化鍋的材料，全部采用不銹鋼板。糖化醪量：糖化醪的干物質(zhì)百分含量：查《發(fā)酵工廠工藝設計概論》則糖化鍋的有效容積為：糖化鍋總體積：設糊化鍋圓柱直徑為D，則圓柱部分高為，鍋底的高為，封頭頂?shù)捻斀菫?20176。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。由體積公式 則D== 則圓柱部分高（煮沸之前）采用圓柱形器身，平底鍋底。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。則： 式中 G——每次糖化所用的麥芽量（kg） F——所需糟底的面積（）糖化所用的麥芽量為G=過濾槽底部直徑為D，鍋身直徑與高度比為2：1即　　　　　　　 取整圓D=則H=回旋沉淀槽采用圓柱形器身，平頂錐底。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℃。 t1=94℃ t39。1=2℃ t2=6℃ t39。2=85℃逆流傳導時的平均溫度差℃麥汁薄板冷卻器，其傳熱系數(shù)K值取8360[]則換熱面積為麥汁經(jīng)薄板冷卻器冷卻后，進入暫存罐。其容積可根據(jù)回旋沉淀槽容積取D=采用三級擴培。在逐級擴大培養(yǎng)過程中，正確選擇擴大比，會影響到起始細胞濃度、擴大培養(yǎng)時間、酵母菌齡一致性以及在擴大培養(yǎng)中抵抗雜菌污染的能力。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。由于每罐麥汁量為：若發(fā)酵接種后細胞濃度為，則漢生罐以后各級擴大比定為1：5，高每一級細胞培養(yǎng)后濃度為。則第三級罐有效容積為大罐容積。所以錐形發(fā)酵罐的數(shù)量式中 T—發(fā)酵周期（天）；A—每個發(fā)酵罐可裝麥汁批量數(shù)（批）；N—每天的糖化次數(shù)（次）；3—考慮到進出料等周轉(zhuǎn)、清洗時間和發(fā)酵時間可能延長而需要的罐數(shù)（個）。 （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。（2）冷卻方式的確定采用無縫鋼管盤成的蛇管分成3段繞柱身進行冷卻，而錐底部分采用冷卻夾套進行冷卻。（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)，露天的罐體應作好保溫措施。設計選用經(jīng)濟的聚酰氨樹脂。（4）罐的材料選擇啤酒是酸性飲料，容易導致鋼鐵腐蝕，選擇不銹鋼作為發(fā)酵罐的材料，耐腐蝕且導熱系數(shù)小，利于罐的保溫。罐體上各接管均采用不繡鋼。（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。選用德國ORIONAIOO，過濾能力350—370，臺機產(chǎn)量為10000—50000L[15]。設計4個清酒罐，2個備用，共6個罐。因糖化一次濾過酒量為：則進入清酒罐的灑量：每個清酒罐的體積：，則：清酒罐采用圓柱形鍋體，取徑高比D：H=1：3。則得D=,H=3D= CIP系統(tǒng)（1）CIP系統(tǒng)的設置（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。（2）洗滌罐設置清水罐2個，熱水罐2個，堿水罐1個，甲醛水或雙氧水罐1個，無菌水罐1個。（糖化鍋）由前面設備選型知：，直徑，高，下封頭高度（1）設計壓力P設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。（2）圓筒的壁厚計算—250℃范圍內(nèi)的許用應力由表查取，估計此筒體厚度在3～12mm之間，為安全計，??；焊縫為雙面焊，采用全部無損探傷，其焊縫系數(shù)由表查得；鋼板負偏差由表查得：，腐蝕裕度由表選得，則壁厚附加量C=+1=。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：氣壓試驗時的應力：:因為，故筒體厚度滿足氣壓試驗時強度要求。從強度、結(jié)構(gòu)和制造等方面綜合考慮，設計采用橢圓形封頭。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。因此，(1)升氣管直徑設升氣管截面積為液體蒸發(fā)面積的，則得，取式中 D—圓筒體直徑(2)加水管直徑由水衡算，即. h,則流體流量：取加水流速為2m/s,則加水管內(nèi)徑為：,取式中 Q—流體流量（）V—流體的流速(m/s)(3)糖化醪出口管直徑由設備選型知糖化醪量為,設倒醪時間為30min,則流量 ，則糖化醪出口管直徑：圓整，取(4)進料管直徑設進料管流體流量為50，,則進料管內(nèi)徑為：圓整，取設計數(shù)據(jù)：計算壓力 P= ，設計溫度t = 200℃， 標準橢圓形封頭Di = 3200mm，封頭名義厚度δn = ，焊接接頭系數(shù)，腐蝕余量 = 1mm，,而接管材料為10鋼，封頭中心設置的內(nèi)平齊接管[16]。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。則式中 D—攪拌器直徑； —糖化鍋內(nèi)徑；而式中 B—攪拌葉實際寬度；根據(jù)之值，由《啤酒工業(yè)手冊》查得：A=22；；P=；（3）攪拌需要功率（4）電動機的功率因糖化鍋最大的熱量消耗為：，換熱面積：式中 K取2950由《化工設備機械基礎》，,。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。上封頭表面積： 體積：下封頭表面積： 體積： 圓柱形器身表面積： 體積：則糖化鍋質(zhì)量：在計算支座承擔的負荷時，還應考慮到糖化鍋附屬設備的質(zhì)量，這里按照糖化鍋體重的一定比例來計算，則附屬設備的重量為[17]：又糖化醪液量：，則總重量為：設有6個支座，則作用在每個支座的實際負荷：（5）支座的選擇選定支承式支座，由標準JB/T4724《支式支座》，本設計采用A型支承式支座。、視鏡設計對壓力容器，根據(jù)《化工容器》，選用HG2151695（板式平焊法蘭式），突面D=460mm的人孔。視鏡則選用圓形，平面式玻璃表面，DN125mm，可供兩只眼睛窺視。 CIP清洗管路的設計洗滌過程中，CIP流量為600L/min設流速，則圓整取排醪入口直徑為d=80mm，壁厚。表5 糖化鍋主要規(guī)范表名稱糖化鍋有效容積（）工作壓力鍋內(nèi)壓力（MPa）常壓下封頭液壓（MPa）圓筒底壓力（MPa）最高工作溫度（℃）100鍋身直徑（mm）3200圓筒高度（mm）1600鍋身壁厚（mm）鍋底壁厚（mm）鍋頂壁厚（mm）加熱面積（）攪拌器直徑（mm）2500轉(zhuǎn)速（）30電動機型號JQ2516功率（kw）轉(zhuǎn)速（）1000重量（Kg）3627外形尺寸：直徑（mm） 高度（mm）5 水、電、汽計算1．糖化用水糊化鍋加水比為1： 糊化用水：M1=(+)=（t）糖化鍋加水比為1： 糖化鍋用水量：M2= =(t)用水總量：＋＝（t）日用水量：8＝（t/d）年用水量：2717＝（t/a）2．洗槽用水量100 kg混合原料用水450 kg所以每次洗槽用水：日用水量：8＝（t/d）年用水量：2717＝（t/a）3．糖化室洗刷用水一般糖化室及其設備洗刷，刷洗糖化鍋一次用水20 t，日用水量：208＝160（t/d）年用水量：160300＝48000（t/a）4．迴選沉淀槽洗刷用水每天用水3 t日用水量：38＝24（t/d）年用水量：24300＝7200（t/a）5．麥汁冷卻器洗刷用水每次用水3 t日用水量：38＝24（t/d）年用水量：24300＝7200（t/a）6．酵母擴大培養(yǎng)設備及車間洗刷用水每次用水15 t，每月一次，年用水量：1512＝180（t/a）7．麥汁冷卻用水采用一級冷卻，用2 ℃冰水將94 ℃的麥汁冷卻至6 ℃，冰水出口溫度為85℃，每次糖化冷卻用水：日用水量：8＝（t/d）年用水量：2717=（t/a）8．錐形發(fā)酵罐洗滌用水四天洗七個，每個用水5 t日用水量：年用水量：300＝2625（t/a）9．過濾設備洗刷用水每天洗刷一次，每次用水6 t，年用水量：6300＝1800（t/a）10．清酒罐洗刷用水每天洗清酒罐一次，用水10 t，年用水量：10300＝3000 （t/a）11．酵