糖化車間工藝流程示意圖.doc

2.2.1 糖化車間工藝流程示意圖（圖2-1）水、蒸汽 麥芽、大米粉碎 糊化 糖化過濾 麥槽 麥汁煮沸鍋 酒花渣分離器 回旋澄淀槽 薄板冷卻器 酒花糟 熱凝固物 冷凝固物圖2-1啤酒廠糖化車間工藝流程示意圖第三章 主要設(shè)備計(jì)算與選型3.1發(fā)酵罐的計(jì)算與選型3.1.1 發(fā)酵罐的選型圓筒體錐底立式發(fā)酵罐（簡(jiǎn)稱錐形罐），已廣泛用于上面或下面發(fā)酵啤酒生產(chǎn)。它與傳統(tǒng)的發(fā)酵方式相比有如下特點(diǎn)：a錐形發(fā)酵罐具有錐形罐底，所以前發(fā)酵結(jié)束后回收酵母非常方便。 b 錐形發(fā)酵罐在罐體上設(shè)有冷卻部件，冷卻面積能夠滿足工藝降溫要求，錐底部分也設(shè)有冷卻部件，以利于酵母的沉降和保存。而且膳體自身進(jìn)行保溫處理，大大降低冷耗。 c錐形發(fā)酵罐是密封容器，可以進(jìn)行CO2洗滌，也方便回收CO2，可做發(fā)酵罐及貯酒罐。d罐內(nèi)的發(fā)酵液由于罐體的高度而產(chǎn)生的CO2梯度以及冷卻方位的控制，可以使發(fā)酵液形成自下而上的自然對(duì)流。對(duì)流情況與罐體的形狀、大小和冷卻系統(tǒng)都有著密切的關(guān)系。 e錐形發(fā)酵罐易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，操作十分方便，還可以進(jìn)行自動(dòng)清洗，改善了勞動(dòng)條件和衛(wèi)生條件。 f錐形發(fā)酵罐向立面發(fā)展，節(jié)約了大量的站地面積。 錐形發(fā)酵罐的規(guī)格很多，般常用的規(guī)格見表3-110。其D：H156均可取得良好的效果。但從以往的設(shè)計(jì)和使用情況來看，控制D：H=1：24的范圍較合適。錐底角一般采用60或75為宜。本設(shè)計(jì)采用為為60。麥汁、酵母、啤酒均由錐底口進(jìn)入或排出，發(fā)酵結(jié)束后回收酵母方便，所采用的酵母菌株應(yīng)該是凝集沉淀性好的酵母菌種。錐底表面盡可能打光，這樣有利于酵母的沉降和排除。 3.1.2 發(fā)酵罐的冷卻設(shè)備罐體設(shè)夾套冷卻，冷媒采用25的乙二醇或乙醇間接冷卻，也可用液氨直接冷卻。冷卻面積要能夠滿足工藝上降溫要求。啤酒發(fā)酵罐的冷卻面積可參考表32計(jì)算11。上述簡(jiǎn)體面積視圓柱體部分高度可分為23段均勻分布，上段冷帶的頂部一般設(shè)置在工作液面以下150mm；錐體部分也應(yīng)設(shè)一段冷帶，冷帶面積一般為錐表3-1 錐形發(fā)酵耀常用規(guī)格 表3-2 發(fā)酵耀冷卻面積參考值體般設(shè)置在工作液面以下150mm；錐體部分也應(yīng)設(shè)一段冷帶，冷帶面積一般為錐體表面積的13左右，冷卻面積區(qū)域應(yīng)小于錐體表面積的13左右，冷卻面積區(qū)域應(yīng)小于錐體表面積的70，冷卻區(qū)域應(yīng)盡量靠近錐體底部，以有利于酵母的沉降和保存12,13。3.1.4 發(fā)酵罐生產(chǎn)能力，數(shù)量和容積的確定a發(fā)酵罐溶劑的確定：現(xiàn)以100m3為例。b生產(chǎn)能力的計(jì)算：由生產(chǎn)40000t/a啤酒廠的工藝計(jì)算得，每糖化一次得到冷麥汁27740L，由于淡季糖化4次/d,旺季6次/d，則取平均每天糖化6次，則每天得到冷麥汁為V冷麥汁=277406=166.44 （m3）設(shè)發(fā)酵罐的填充示數(shù)為70%，則每天需要的發(fā)酵罐總?cè)莘e：V0=V冷麥汁/70%=166.44/0.7=237.77m3c發(fā)酵罐個(gè)數(shù)的確定：查表得：公稱體積為100m3的發(fā)酵罐，總?cè)莘e為118m3由公式得：N1=V0/（24V總）=237.777.24/（241180.7）=20.16所以取公稱體積100m3的發(fā)酵罐21個(gè)d. 主要尺寸的計(jì)算，現(xiàn)以公稱體積100m3的發(fā)酵罐計(jì)算，按表所示。V全=V筒+V上封+V下封=118m3封頭折邊忽略不計(jì)，以方便計(jì)算，則有V全=0.758D22D+/24D3+24 D3=118H=2D解方程得：D=（118/1.83）1/3=4.009m 取D=4mH=2D=8m；根據(jù)附錄得14，知封頭高H封=ha+hb=1000+50=1050mm驗(yàn)算全容積V全 V全=V筒+ V上封+V下封=0.785D22D+/24D3+24 D3+0.785420.052=118.74m3 V全=V全e. 攪拌器的設(shè)計(jì)攪拌器葉徑Di=D/3=4/3=1.33m 取d=1.3(m)葉寬B=0.2d=0.21.3=0.26（m）弧長(zhǎng)l=0.375d=0.3751.3=0.49（m）底距C=D/3=4/3=1.3（m）盤徑di=0.75Di=0.751.3=0.98（m）葉弦長(zhǎng)L=0.25d=0.251.3=0.33（m）葉距Y=D=4m彎葉板厚=12（mm）3.2 糖化鍋（或糊化鍋）的計(jì)算啤酒廠一次糖化的糖化鍋中投麥芽粉3049.66kg,麥芽粉糖化用水為10673.81kg,糖化醪量為13723.47kg。一次糖化在糊化鍋內(nèi)投麥芽粉217.34kg,同時(shí)投入大米粉1086.7kg,投料（包括大米粉和 麥芽粉）用水為5868.18kg,糊化醪量為7172.22kg?；旌虾?，混合醪為20656.616kg。設(shè)麥芽粉和大米粉含水量均為11%。糖化醪干物質(zhì)%= (1304.04+3049.66)(1-0.11)/ 20656.616100%=18.76%查表得相對(duì)密度為1.079。則糖化有效體積=20656.616/（1.071000）=19.3取糖化鍋的充滿系數(shù)為0.7,則：糖化鍋的總體積=19.3/0.7= 27.57 （m3）采用平底糖化鍋，取糖化鍋直徑D與高度H之比為2：1。即：H=0.5D則D3=19.3/(0.7850.5)D=3.66(m)所以H=7.32(m)糖化鍋升氣管直徑D1:/4D12=0.02/4D2=0.02/4(3.66)2所以D1=0.52(m)3.3 過濾槽糖化醪的過濾是啤酒廠獲得澄清麥汁的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。國(guó)內(nèi)對(duì)糖化醪過濾主要有兩種設(shè)備，即有平底篩的過濾槽和板框過濾機(jī)。近年來國(guó)內(nèi)外使用的快速過濾器(Nooter strain master)能強(qiáng)化糖化醪的過濾16。圖紙過濾槽圖中的過濾槽是快速過濾槽，是一種在低真空下操作的新型糖化醪過濾設(shè)備。該過濾設(shè)備有圓柱形和長(zhǎng)方形槽身，低部為錐形，本設(shè)計(jì)采用圓柱形的槽身。在槽身下部裝有57層成網(wǎng)狀而互相溝通的的過濾管，上有條形濾孔，每一層過濾管為一獨(dú)立的過濾單元。過濾操作是：先把糖化醪用泵輸送到已用熱水預(yù)熱過的過濾槽中，醪液通過兩個(gè)分配器均勻地分配到槽內(nèi)，在濾管上形成濾層。當(dāng)濾液沒過濾管后，開始用泵抽濾。開始流出的麥汁比較混濁，用泵返回過濾槽，待麥汁清涼透明后送入麥汁煮沸鍋。一般抽濾時(shí)間約為1520min左右。麥槽洗濾多用自動(dòng)控制，洗滌時(shí)間一般為20min。麥槽的排出是利用壓縮空氣和螺桿泵來完成?？焖龠^濾槽過濾面積比傳統(tǒng)的麥汁過濾槽大3倍。因?yàn)槭褂秒x心泵抽濾，為增加了過濾壓力差，過濾速度加快，因此每晝夜周轉(zhuǎn)次數(shù)可達(dá)1012次。其缺點(diǎn)是麥汁透明度不及傳統(tǒng)過濾槽好。第四章 管道布置4.1 車間管道布置設(shè)計(jì)的任務(wù)與原則4.1.1 車間管道布置設(shè)計(jì)的任務(wù) 車間管道布置設(shè)計(jì)的任務(wù)是用管道把由車間布置固定下來的設(shè)備連接起來,使之形成一條完整連貫的生產(chǎn)工藝流程圖。因此要求確定各個(gè)設(shè)備管口方位和各個(gè)管段（包括閥件）、管件和儀表）在空間的具體位置以及它們的安裝、連接和支撐方式等。車間內(nèi)布置的設(shè)備是單獨(dú)、孤立的單體設(shè)備，只有通過工業(yè)管道的連接，才能滿足生產(chǎn)設(shè)備對(duì)物料的供須要求，組成完整連貫的生產(chǎn)工藝流程圖。因此，工業(yè)管道是生產(chǎn)工藝流程。因此，工藝管道是生產(chǎn)工藝流程中不可分割的組成部分，也是車間設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。4.1.2 車間管道布置設(shè)計(jì)的原則a. 管道布置設(shè)計(jì)不僅影響工廠（車間）整齊美觀，而且直接影響工藝操作，產(chǎn)品質(zhì)量，甚至導(dǎo)致雜菌或噬菌體污染，也影響安裝檢修和經(jīng)濟(jì)合理性。因此，管理布置首先應(yīng)滿足生產(chǎn)需要和工藝設(shè)備的要求，便于安裝、檢修和操作管理。b. 盡可能使管線最短、閥件最少。必須避免管道在平面上迂回折返，立面上彎轉(zhuǎn)扭曲等不合理布置。凡是高濃度介質(zhì)盡可能采用重力自流傳送，須保持設(shè)備一定真空度的水腿等管線，盡可能保持垂直瀉泄?fàn)顟B(tài)。c. 車間管道內(nèi)一般采用明線敷設(shè)（與住宅建設(shè)不同），安裝費(fèi)用底，檢修安裝方便，操作人員容易掌握管道的排列和操作。d. 車間內(nèi)工藝管道布置普遍采用沿墻、樓板底或柱子的成排安裝法，使管線成排成行平行直走，并協(xié)調(diào)各條管道的標(biāo)高和平面坐標(biāo)位置，力爭(zhēng)共架敷設(shè)，使其站空間小。盡量減少拐彎，避免擋板和門窗啟閉，適當(dāng)照顧美觀。e. 管架標(biāo)高應(yīng)不影響車輛和人行交通，管底或管架梁底距行車道路面高度要大于4.5m，人行道要大于2.2m，車間次要通道最小凈空高度為2m，管廊下通道的凈空要大于3.2m，有泵時(shí)要大于4m。f. 分層布置時(shí)，大管徑管道、熱介質(zhì)管道、氣體管道、保溫管道和無腐蝕性管道在上；小管徑、液體、不保溫、冷介質(zhì)和有腐蝕性介質(zhì)管道在下。引支管時(shí)，氣體管從上方引出，液體管從下方引出。g. 管徑大的、常溫的、支管少的、不常檢修的和無腐蝕性介質(zhì)的管道靠墻；管徑小的、熱力管道、常檢修的支管多的和有腐蝕性介質(zhì)的管道靠外。h. 管道穿過樓板、墻壁時(shí)，應(yīng)預(yù)先留孔。穿過樓板或墻壁的管道，其法蘭或焊口均不得位于樓板或墻壁中。i. 易堵塞管道在閥門前接上水管或壓縮空氣管。j. 管道應(yīng)避免經(jīng)過電動(dòng)機(jī)或配電板上空，以及兩者的鄰近。k. 輸送腐蝕性介質(zhì)管道的法蘭不得位于通道的上空；與其他介質(zhì)管道并列時(shí)，應(yīng)保持一定距離，且略低。l. 閥門和就地儀表的安裝高度應(yīng)滿足操作和檢查的方便。如果閥門位置過高，可接長(zhǎng)閥桿，使開關(guān)手輪或手柄位于適合操作的位置。m. 室外架空管道的走向宜平行于廠區(qū)干道和建筑物。n. 不銹鋼管道不得與碳鋼支架或管托架長(zhǎng)期直接接觸，以免形成腐蝕核心。必須在管托上涂漆或襯以不銹鋼塊予以隔離。o. 一般的上下水管及廢水管適用于埋地敷設(shè)，埋地管的安裝深度應(yīng)在冰凍線以下。4.2 發(fā)酵車間管道布置發(fā)酵工廠車間管道布置（見圖紙發(fā)酵車間流程圖），除了必須遵守上述的設(shè)計(jì)原則外，還必須考慮到發(fā)酵工廠對(duì)無菌要求的特殊性。如果對(duì)發(fā)酵工廠的生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)染菌的概念理解不夠，按一般化工廠管道的常規(guī)要求進(jìn)行管道布置，將會(huì)給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響，造成重大損失。所以，對(duì)發(fā)酵工廠車間管道布置的特殊要求，必須十分重視。尤其是發(fā)酵車間，更應(yīng)考慮到車間管道布置必須符合防止微生物污染的特殊要求。下面是發(fā)酵車間管道布置的特點(diǎn)：a. 選擇恰當(dāng)?shù)墓懿暮烷y門由于發(fā)酵液具有一定的酸度和含有某些腐蝕性強(qiáng)的物質(zhì)，管道閥門容易受到腐蝕引起滲漏，造成染菌。因此，選擇恰當(dāng)?shù)墓懿暮烷y門是防止污染，保證正常生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。b. 選擇正確的管道連接除上下水管可以用螺紋連接外，其余管道以焊接或法蘭連接為宜。因螺紋連接由于管道受冷、熱、震蕩等的影響?；罱宇^的接口易松動(dòng)，使密封面面不能嚴(yán)密而造成滲漏。如在接種、輸液時(shí)，因液體快速流動(dòng)造成局部真空，在滲漏處將外界空氣吸入，空氣中的菌就被帶入發(fā)酵罐中造成染菌。焊接方法簡(jiǎn)便而且可靠，所以培養(yǎng)液滅菌系統(tǒng)和物料管道以焊接連接為好。 需要經(jīng)常拆卸檢修處用管法蘭連接。c. 合理布置管道發(fā)酵車間的管道布置，除滿足生產(chǎn)工藝流程要求外，還要考慮滿足清洗和滅菌徹底的要求。因此，除管道和閥門本身不漏外，還要考慮以下各點(diǎn)：. 盡量減少管道，一方面節(jié)省投資，另一方面減少染菌機(jī)會(huì)。管道越短越好，安裝要整齊美觀。與發(fā)酵罐連接的管道有進(jìn)氣罐、進(jìn)料罐、出料罐、取樣管和排氣管等，其中一些盡可能合并后與發(fā)酵罐連。. 要保證發(fā)酵罐罐體和有關(guān)管道都可用蒸汽滅菌，即保證蒸汽能夠達(dá)到所有需要滅菌的地方。對(duì)于某些蒸汽可能達(dá)不到的死角（如閥）要裝與大氣相通的旁路。. 發(fā)酵罐的