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 主要設備計算與選型3.1發(fā)酵罐的計算與選型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：a錐形發(fā)酵罐具有錐形罐底，所以前發(fā)酵結束后回收酵母非常方便。 b 錐形發(fā)酵罐在罐體上設有冷卻部件，冷卻面積能夠滿足工藝降溫要求，錐底部分也設有冷卻部件，以利于酵母的沉降和保存。而且膳體自身進行保溫處理，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流。對流情況與罐體的形狀、大小和冷卻系統(tǒng)都有著密切的關系。 e錐形發(fā)酵罐易于實現(xiàn)自動化控制，操作十分方便，還可以進行自動清洗，改善了勞動條件和衛(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。但從以往的設計和使用情況來看，控制D：H=1：24的范圍較合適。錐底角一般采用60或75為宜。本設計采用為為60。麥汁、酵母、啤酒均由錐底口進入或排出，發(fā)酵結束后回收酵母方便，所采用的酵母菌株應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)酵罐的冷卻設備罐體設夾套冷卻，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計算11。上述簡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置在工作液面以下150mm；錐體部分也應設一段冷帶，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置在工作液面以下150mm；錐體部分也應設一段冷帶，冷帶面積一般為錐體表面積的13左右，冷卻面積區(qū)域應小于錐體表面積的13左右，冷卻面積區(qū)域應小于錐體表面積的70，冷卻區(qū)域應盡量靠近錐體底部，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)能力的計算：由生產(chǎn)40000t/a啤酒廠的工藝計算得，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）設發(fā)酵罐的填充示數(shù)為70%，則每天需要的發(fā)酵罐總容積：V0=V冷麥汁/70%=166.44/0.7=237.77m3c發(fā)酵罐個數(shù)的確定：查表得：公稱體積為100m3的發(fā)酵罐，總容積為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d. 主要尺寸的計算，現(xiàn)以公稱體積100m3的發(fā)酵罐計算，按表所示。V全=V筒+V上封+V下封=118m3封頭折邊忽略不計，以方便計算，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. 攪拌器的設計攪拌器葉徑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?；旌虾螅旌硝矠?0656.616kg。設麥芽粉和大米粉含水量均為11%。糖化醪干物質%= (1304.04+3049.66)(1-0.11)/ 20656.616100%=18.76%查表得相對密度為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關鍵設備。國內(nèi)對糖化醪過濾主要有兩種設備，即有平底篩的過濾槽和板框過濾機。近年來國內(nèi)外使用的快速過濾器(Nooter strain master)能強化糖化醪的過濾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備。該過濾設備有圓柱形和長方形槽身，低部為錐形，本設計采用圓柱形的槽身。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熱過的過濾槽中，醪液通過兩個分配器均勻地分配到槽內(nèi)，在濾管上形成濾層。當濾液沒過濾管后，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。一般抽濾時間約為1520min左右。麥槽洗濾多用自動控制，洗滌時間一般為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。因為使用離心泵抽濾，為增加了過濾壓力差，過濾速度加快，因此每晝夜周轉次數(shù)可達1012次。其缺點是麥汁透明度不及傳統(tǒng)過濾槽好。第四章 管道布置4.1 車間管道布置設計的任務與原則4.1.1 車間管道布置設計的任務 車間管道布置設計的任務是用管道把由車間布置固定下來的設備連接起來,使之形成一條完整連貫的生產(chǎn)工藝流程圖。因此要求確定各個設備管口方位和各個管段（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)布置的設備是單獨、孤立的單體設備，只有通過工業(yè)管道的連接，才能滿足生產(chǎn)設備對物料的供須要求，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，也是車間設計的重要內(nèi)容之一。4.1.2 車間管道布置設計的原則a. 管道布置設計不僅影響工廠（車間）整齊美觀，而且直接影響工藝操作，產(chǎn)品質量，甚至導致雜菌或噬菌體污染，也影響安裝檢修和經(jīng)濟合理性。因此，管理布置首先應滿足生產(chǎn)需要和工藝設備的要求，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，立面上彎轉扭曲等不合理布置。凡是高濃度介質盡可能采用重力自流傳送，須保持設備一定真空度的水腿等管線，盡可能保持垂直瀉泄狀態(tài)。c. 車間管道內(nèi)一般采用明線敷設（與住宅建設不同），安裝費用底，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)各條管道的標高和平面坐標位置，力爭共架敷設，使其站空間小。盡量減少拐彎，避免擋板和門窗啟閉，適當照顧美觀。e. 管架標高應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，有泵時要大于4m。f. 分層布置時，大管徑管道、熱介質管道、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、冷介質和有腐蝕性介質管道在下。引支管時，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的管道靠外。h. 管道穿過樓板、墻壁時，應預先留孔。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. 管道應避免經(jīng)過電動機或配電板上空，以及兩者的鄰近。k. 輸送腐蝕性介質管道的法蘭不得位于通道的上空；與其他介質管道并列時，應保持一定距離，且略低。l. 閥門和就地儀表的安裝高度應滿足操作和檢查的方便。如果閥門位置過高，可接長閥桿，使開關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，埋地管的安裝深度應在冰凍線以下。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計原則外，還必須考慮到發(fā)酵工廠對無菌要求的特殊性。如果對發(fā)酵工廠的生產(chǎn)特點，對染菌的概念理解不夠，按一般化工廠管道的常規(guī)要求進行管道布置，將會給生產(chǎn)帶來嚴重影響，造成重大損失。所以，對發(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：a. 選擇恰當?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的物質，管道閥門容易受到腐蝕引起滲漏，造成染菌。因此，選擇恰當?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，使密封面面不能嚴密而造成滲漏。如在接種、輸液時，因液體快速流動造成局部真空，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：. 盡量減少管道，一方面節(jié)省投資，另一方面減少染菌機會。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氣罐、進料罐、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)酵罐罐體和有關管道都可用蒸汽滅菌，即保證蒸汽能夠達到所有需要滅菌的地方。對于某些蒸汽可能達不到的死角（如閥）要裝與大氣相通的旁路。. 發(fā)酵罐的