啤酒課程設(shè)計(jì)

1、題 目 8 萬(wàn)12 （淡色）啤酒廠設(shè)計(jì)學(xué) 院 _化學(xué)工程學(xué)院 _專業(yè)班級(jí)生物081學(xué)生姓名奚超超學(xué) 號(hào) 0804150125緒論.2.1酒的定義 .2.2啤酒的分類 .2.3我國(guó)啤酒工業(yè)概況 .3.4啤酒在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與發(fā)展方向 .錯(cuò)誤!未定義書簽。第二章 設(shè)計(jì)概論 .3.2.1課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想.3.2.2工藝流程說明 .4.一，啤酒的生產(chǎn)流程圖：.4.二、工藝條件說明 .4.2.3原料的來(lái)源和標(biāo)準(zhǔn) .7.2.4三廢治理 .8.第三章工藝計(jì)算 .1.1生產(chǎn)I00LI2。淡色啤酒的物料衡算 .12250000t/a12淡色啤酒糖化車間物料衡算 .1.3第四章設(shè)備計(jì)算 .144.2.1麥芽暫

2、貯箱 .1.44.2.2麥芽粉貯箱 .1.54.2.3水箱 .154.2.4糖化鍋 .154.2.5麥汁煮沸鍋 .1.64.2.6過濾槽（煮沸之前） .174.2.7回旋沉淀槽 .1.74.2.8薄板換熱器 .1.84.2.9麥汁暫存罐 .1.84.2.10酵母擴(kuò)培系統(tǒng) .1.84.2.11發(fā)酵罐 .194.2.12板框式硅藻土過濾機(jī) .204.2.13清酒罐 .204.2.14 CIP 系統(tǒng) .20第五章重點(diǎn)設(shè)備及其計(jì)算 .21第六章 車間平面布置及說明 .306.1概述.306.2車間布置設(shè)計(jì)的原則 .316.3車間布置設(shè)計(jì)的有關(guān)技術(shù)和參數(shù) .316.4設(shè)備布置圖.32結(jié)束語(yǔ) .32參考文

3、獻(xiàn) .33緒論1酒的定義以小麥為主要原料，以各類和極少量的酒花為輔料，含有CO2、具有泡沫、酒花香味兒和爽口的苦味兒，營(yíng)養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特的低酒精度的釀造酒2啤酒的分類啤酒的種類雖然繁多，但其主要的化學(xué)成分大致相同，由于生產(chǎn)啤酒所用的 酵母品種，生產(chǎn)方式，產(chǎn)品濃度，色澤，消費(fèi)對(duì)象等不同，啤酒分類的方式也多 種多樣，中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)飲料酒分類按不同的方式將我國(guó)的啤酒進(jìn) 行了分類：（1）按原麥汁的濃度分類 低濃度：原汁麥濃度：2.5 8.0% 酒精含量 0.8 2.2% （v/v）營(yíng)養(yǎng)啤酒：原汁麥濃度：2.5 5.0% 酒精含量 0.8 1.8%（v/v）佐餐啤酒：原汁麥濃度：4.0 9.0%

4、 酒精含量 1.2 2.5%（v/v） 中濃度：原汁麥濃度：912%酒精濃度 2.5 3.5%（v/v）市場(chǎng)大部分均出售此酒，工藝提高后，原汁麥濃度：11 14% 酒精濃度：3.5 4%（ v/v） 高濃度：原汁麥濃度：13 22%酒精含量 3.6 5.5%（ v/v）（2）按色澤分類 淡色啤酒 企業(yè)主打產(chǎn)品，色度：514個(gè)EBC單位EBC :歐洲釀酒協(xié)會(huì)對(duì)色度的規(guī)定單位。我國(guó)用0.4 0.7碘液的比色確定色度典型啤酒：杰克比爾森啤酒及國(guó)內(nèi)青島啤酒。 濃色啤酒色度：1530EBC單位（1 3.5ml碘液） 呈棕色或紅褐色，有明顯麥芽 香味典型啤酒：愛爾啤酒，北京大眾啤酒，北京五星啤酒。 黑啤酒

5、：呈黑色，有麥芽的焦香味色度：50 130EBC單位 （5 15ml碘液）典型啤酒：德國(guó)慕尼黑啤酒，青島波打黑啤酒（3）按酵母類型分類 上面發(fā)酵?。河蒙厦娼湍福溨苽洳捎媒鎏腔ㄉa(chǎn)，發(fā)酵結(jié)束， 酒液混濁，不易過濾但發(fā)酵度很高，我國(guó)已不采用此法。 典型啤酒：英國(guó)愛爾啤酒。 下面發(fā)酵啤酒：采用下面酵母，用煮出糖化法生產(chǎn)麥汁，發(fā)酵結(jié)束后酒 液清澈但發(fā)酵度不高，我國(guó)均采用此法。（4）按銷售渠道分類 內(nèi)銷酒：保質(zhì)期短，大約在半年左右。外銷酒：工藝與外銷售有所不同，保質(zhì)期長(zhǎng)，產(chǎn)量約占全國(guó)產(chǎn)量的5%-10%生產(chǎn)地大部分在青島，又叫特制啤酒。（5）按成品酒殺菌與否分類生啤酒（鮮啤酒）特點(diǎn)：經(jīng)常就地銷售，

6、沒有經(jīng)過巴氏殺菌，不宜長(zhǎng)期存放，保存時(shí)間：7天左右，有桶裝和瓶裝倆中類型，純生啤酒（經(jīng)倆次過濾，第（1）產(chǎn)量：1949年 我國(guó)啤酒產(chǎn)量1966 年 我國(guó)啤酒產(chǎn)量1988年 我國(guó)啤酒產(chǎn)量1993年 我國(guó)啤酒產(chǎn)量2002年 我國(guó)啤酒產(chǎn)量7000 噸9萬(wàn)噸650萬(wàn)噸1225萬(wàn)噸（世界排名第二）2386.13 萬(wàn)噸（世界排名第一）二次用超濾膜過濾）保質(zhì)期：34個(gè)月以上熟啤酒 包裝經(jīng)巴式滅菌故又叫殺菌啤酒，包裝形式：瓶裝，罐裝，保質(zhì)期：不少于120天（6）按包裝容器分類 瓶裝 國(guó)內(nèi)瓶裝容量640 5ml 國(guó)外瓶裝容量350 5ml罐裝 國(guó)內(nèi)335ml,國(guó)外500ml和355ml 桶裝 5L,30L,50

7、L,100L不銹鋼，木桶3我國(guó)啤酒工業(yè)概況與在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與發(fā)展方向啤酒分會(huì)每年都對(duì)我國(guó)啤酒行業(yè)的發(fā)展概況進(jìn)行兩次評(píng)價(jià)，其分析基礎(chǔ)是啤酒行業(yè)的國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)和行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 本次主要根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)2007 年的啤酒工業(yè)概況進(jìn)行分析。由于在國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的統(tǒng)計(jì)中，啤酒行業(yè)的范圍包括 麥芽加工及啤酒工廠的其他產(chǎn)業(yè)，因此其主營(yíng)業(yè)務(wù)收入（銷售收入） 、利潤(rùn)、稅 收等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)偏大，絕對(duì)數(shù)可信度較差，但和上年同期對(duì)比，所反映的趨勢(shì) 是比較可信的。2007年開始，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的工業(yè)指標(biāo)除產(chǎn)量外， 以工業(yè)總產(chǎn)值、銷售產(chǎn)值和出口交貨值為主。（2）質(zhì)量：質(zhì)量越來(lái)越好，品種越來(lái)越多，保質(zhì)期越來(lái)越長(zhǎng)。（3

8、）設(shè)備：機(jī)械化生產(chǎn)保證質(zhì)量和質(zhì)量穩(wěn)步提高。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高。啤酒作為一種時(shí)尚消費(fèi)品, 已成為人們生活眾不可或缺的商品，其市場(chǎng)需求日益漸增。在我國(guó)啤酒生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，提高啤酒的生產(chǎn)工藝技術(shù)，提高生產(chǎn)過程中的自 動(dòng)化水平，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，積極參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。隨著居民消費(fèi)水平和消費(fèi)層次的日漸提高，消費(fèi)需求日益趨于個(gè)性化、多樣 化，現(xiàn)有的較為單一的產(chǎn)品不再能能夠滿足消費(fèi)者的消費(fèi)需求，新的市場(chǎng)需求在不斷出現(xiàn)，為企業(yè)提供了市場(chǎng)機(jī)會(huì)。同時(shí)隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度的加劇，企業(yè)越來(lái)越 把競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)集中到終端消費(fèi)者身上，“以消費(fèi)者為中心”、“顧客至上”從口號(hào)逐漸變成行動(dòng)，企業(yè)越來(lái)越關(guān)注消費(fèi)者

9、的需求變化，并通過生產(chǎn)符合消費(fèi)者需 求的個(gè)性化產(chǎn)品，以最大限度地滿足消費(fèi)者的消費(fèi)需求爭(zhēng)取更多的消費(fèi)者，獲得消費(fèi)者的持久忠誠(chéng)。第二章設(shè)計(jì)概論2.1課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想1、在工藝上的選擇和設(shè)備的選用上為確保工藝穩(wěn)定、可靠和產(chǎn)品質(zhì)量，部分 采用了傳統(tǒng)式，同時(shí)進(jìn)行了革新改造，弓I進(jìn)了一部分國(guó)外較先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。2、設(shè)計(jì)中考慮盡量降低操作費(fèi)用及啤酒的單耗量，使其具有上馬快、收效大 的特點(diǎn)。3、 設(shè)計(jì)考慮到啤酒廠今后的發(fā)展趨勢(shì)（如增加品種、擴(kuò)大產(chǎn)量等），在建筑和 平面布置上及設(shè)備選取上，都留有適當(dāng)?shù)挠嗟?，同時(shí)又不致于造成現(xiàn)有設(shè)備、 場(chǎng) 地的太大浪費(fèi)。4、設(shè)計(jì)考慮到工人勞動(dòng)條件的改善及勞動(dòng)強(qiáng)度的降低，采用了

10、一些新工藝、 新設(shè)備，同時(shí)又確保啤酒質(zhì)量。5、考慮到啤酒廠的環(huán)境，進(jìn)行了污水處理、 CO回收等綜合利用，不但改善了 環(huán)境污染，同時(shí)增加工廠的收入。6、設(shè)計(jì)采用部分自動(dòng)化儀表控制，使本廠在機(jī)械化、自動(dòng)化水平上與國(guó)外先 進(jìn)水平差距縮短了。2.2工藝流程說明，啤酒的生產(chǎn)流程圖：二、工藝條件說明（一）選麥、制麥1粗選: 目的：出去最大的雜質(zhì)，如木塊，麻袋塊，土塊，雜草，石塊等，除去 較小的雜質(zhì)如灰塵（配備旋風(fēng)分離器）。 設(shè)備：粗選機(jī)，旋風(fēng)分離器 原理：圓眼，根據(jù)橫截面的最大尺寸（種子寬度）長(zhǎng)眼篩，根據(jù)橫截面的最小尺寸（種子厚度）2、精選： 目的：出去半粒和非谷物粒。 設(shè)備：精選機(jī)。 原理：根據(jù)麥粒長(zhǎng)度

11、來(lái)分離雜質(zhì)。3、分級(jí):目的：是進(jìn)一步清除大麥中的灰塵、麥芒、雜谷、碎麥等夾雜物，并將大麥按 麥粒度進(jìn)行分級(jí)4、浸麥：設(shè)備采用浸麥槽及附屬的空氣壓縮機(jī)和輸送泵等。 工藝條件：添加劑：采用甲醛溶液1 1.5kg/t大麥 浸麥溫度：13 18C為宜，一般不應(yīng)超過20C 通風(fēng)：每隔1 2h通10 20mi n 浸麥度：淺色麥芽4345%深色麥芽 4548% 浸麥時(shí)間：65 70h方法：采用浸水?dāng)嗨惶娣?。（二）發(fā)芽條件極其控制 發(fā)芽：采用薩拉丁箱式發(fā)酵 5口 HJJliZY麥芽工藝條件：麥層厚度0.6m左右發(fā)芽后0.8m左右進(jìn)風(fēng)口溫度1216%麥層溫度14 18C室內(nèi)濕度95%發(fā)芽時(shí)間57天攪拌器3

12、4r/min 前進(jìn) 34m/min6、 干燥：?jiǎn)未哺咝Ц稍餇tt: 822h7、除根與貯藏：除根采用除根機(jī)貯藏：立倉(cāng)貯藏貯藏期：最短一個(gè)月，最長(zhǎng)半年（二）麥芽的糖化糖化：指利用麥芽自身的酶（或外加酶制劑）將麥芽和輔助原料中不溶解的 高分子物質(zhì)分解可溶性低分子物質(zhì)，如糖類、糊精、氨基酸、肽類等的麥汁制備 過程。由此制得的溶液稱為麥芽汁浸出物：指麥芽汁中溶解出來(lái)的物質(zhì)。浸出率：麥芽汁中的浸出物對(duì)原料中的所有干物質(zhì)的比值。（一） 糖化的目的與要求糖化的目的：將原料中可溶性物質(zhì)盡可能多的浸漬出來(lái)， 并且創(chuàng)造有利于各 種酶的作用條件，使很多不溶性的物質(zhì)在酶的作用下變成可溶性物質(zhì)而得到盡可 能多的溶解物。（

13、二）糖化時(shí)的主要物質(zhì)變化麥芽中可溶性物質(zhì)很少，占麥芽干物質(zhì)的1819%僅有少量的蔗糖、果糖、 葡萄糖、麥芽糖等和蛋白胨、氨基酸等蛋白質(zhì)分解物，以及果膠質(zhì)和各種無(wú)機(jī)鹽 等（如下表）麥芽顆粒里存在的可溶性和難溶性物質(zhì)，如麥芽淀粉和蛋白質(zhì)。輔助原料的可溶性物質(zhì)就更少了， 這些物質(zhì)在糖化過程中由于酶的作用而發(fā) 生了很大的變化。1、淀粉的分解淀粉是釀造啤酒中最有用的成分，占干物質(zhì)的 50 60%（1） 芽淀粉的性質(zhì)在發(fā)芽的過程中，受酶的作用，其外圍 pr層和細(xì)胞壁的半纖維物質(zhì)已逐步 分解，使淀粉容易接受酶的作用而分解。麥芽中淀粉： 直鏈 2040% 易容于熱水，遇碘呈深藍(lán)色 支鏈 6080% 較高溫度時(shí)

14、才溶解于水，深藍(lán)色（2） 淀粉糊化：加溫加壓，使淀粉吸水膨脹，顆粒裂解成糊精糊化：淀粉溶解于水吸水膨脹，用加熱和加酶分解的方法，使顆粒膨脹。 糊化T:淀粉從開始糊化到達(dá)到穩(wěn)定時(shí)所用的時(shí)間（3） 淀粉的分解淀粉分解酶:a -淀粉E,B -淀粉E, R-酶，界限糊精酶a -葡萄糖甘酶及麥芽糖酶麥芽糖：糊精=1： 0.2-0.5 淺色=1: 0.5-0.7 濃色（4）影響淀粉分解的因素麥芽品質(zhì)及粉碎度的影響淺色：麥芽酶含量高，糖化力強(qiáng)（250 350單位）濃色：麥芽酶含量低，糖化力弱（150 250單位）糖化溫度的影響a.溫度的影響不僅表現(xiàn)在高低而且表現(xiàn)升溫快慢a -淀粉 E: 6065C（理論）6

15、5 70C（實(shí)際）B -淀粉 E: 4552C（理論）60 63C（實(shí)際）b.目前均控制在60 70T之間糖化醪PH的影響a -淀粉 E: 5.6 5.8 （最適）5.8 6.0 （實(shí)際）B -淀粉 E: 4.6 4.8 （最適）5.0 5.5 （實(shí)際）糖化醪濃度的影響糖化時(shí)要求高分子的蛋白質(zhì)可能的分解，分解的越多，穩(wěn)定性越高。（三）糖化方法常用方法為煮出糖化法和浸出糖化法。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)淡色啤酒幾乎都采用二次煮 出糖化法。1、煮出糖化法：兼用生化作用和物理作用進(jìn)行糖化的方法。特點(diǎn)：將糖化醪液的一部分，分批地加熱到沸點(diǎn)，然后與其余未煮沸的醪液 混合，使全部的醪液溫度分批地升高到不同酶分解所要求的溫度

16、，最 后達(dá)到糖化終了。（1）二次煮出糖化法特點(diǎn)：a:靈活性大，適用與處理各種性質(zhì)的麥芽和制造各種類型的啤酒 b:整個(gè)糖化過程可在34h內(nèi)完成主發(fā)酵過程控制1溫度控制 接種溫度一般控制在5-8 C，若酵母的起發(fā)速度越快，酵母添加量 較大，可適當(dāng)降低溫度；上面發(fā)酵最高溫度普遍低于下面發(fā)酵，就下面發(fā)酵而言， 低溫發(fā)酵控制在7.5-9 C,高溫階段控制在10-13 C；發(fā)酵結(jié)束溫度一般控制在 4-5 C。2濃度控制在保持酵母添加量和麥汁組成的一定情況下，麥汁濃度受發(fā)酵 溫度和發(fā)酵時(shí)間的控制，如果發(fā)酵旺盛，則降糖濃度快，則可適當(dāng)降低溫度和縮 短其溫度保持時(shí)間，發(fā)酵時(shí)間主要取決于發(fā)酵溫度變化， 發(fā)酵溫度高

17、，則發(fā)酵時(shí) 間短，對(duì)下面發(fā)酵而言，主發(fā)酵時(shí)間一般在 7-14天。后發(fā)酵工藝條件控制（1） 壓力控制 下面發(fā)酵滿罐后，一般敞口發(fā)酵 2-3天，然后可封罐，罐 壓在 0.05-0.05mPa。（2） 發(fā)酵酒工藝要求 將發(fā)酵液從貯酒罐下面進(jìn)入，不易起泡，易控制酵 母細(xì)胞濃度，一般在每毫升（5-10 ）X 106個(gè)。（3） 溫度控制 后發(fā)酵采用室溫控制酒溫，先高溫后低溫，開始溫度在3C 左右，而后逐步降溫至-1 C-C（4） 時(shí)間控制 根據(jù)啤酒的種類、原麥汁濃度和貯酒溫度而異來(lái)決定時(shí)間 的控制范圍。（四）過濾過濾是產(chǎn)品分離的一種方法，在啤酒生產(chǎn)過程中多次用到過濾技術(shù)， 其主 要原理是根據(jù)各種物質(zhì)分子或

18、顆粒的大小、形狀、酸堿性和其他物化性質(zhì)的不同 進(jìn)行分離產(chǎn)物的技術(shù)（五）煮沸與酒花添加煮沸在煮沸鍋中，混合醪被煮沸以吸取酒花的味道，并起色和消毒。在煮沸 后，加入酒花的麥芽汁被泵入回旋沉淀槽以去除軌跡，不需要的酒花剩余物和不 溶性的蛋白質(zhì)。（六）麥汁的澄清與冷卻冷卻潔凈的麥芽汁從回旋沉淀槽中泵出后， 被送入薄板換熱器冷卻，冷卻至 主發(fā)酵溫度6C。隨后，麥芽汁中被加入酵母，開始進(jìn)入發(fā)酵的程序。（七）后發(fā)酵主發(fā)酵結(jié)束以后，絕大部分酵母沉淀于罐底。將這部分酵母回收起來(lái)以供下一罐 使用。除去酵母后，生成物嫩啤酒繼續(xù)在此錐形罐內(nèi)培養(yǎng)，即后發(fā)酵。在此，剩 余的酵母和不溶性蛋白質(zhì)進(jìn)一步沉淀下來(lái)， 使啤酒的風(fēng)格

19、逐漸成熟。成熟的時(shí)間 隨啤酒品種的不同而異，一般在721天。（八）包裝洗瓶驗(yàn)瓶灌酒壓蓋滅菌貼標(biāo)裝箱2.3原料的來(lái)源和標(biāo)準(zhǔn)原料：大米輔料：大米、玉米、小麥、大麥（未發(fā)芽）、淀粉、糖、糖漿。大麥子粒主要由胚、胚乳、谷皮三部分組成。大麥含水分12%20% 含干物質(zhì)80%88% 通常大麥含水分為13%碳水化合物主要是淀粉、纖維素、半纖維素和麥膠物質(zhì)，以及不同多糖的分 解產(chǎn)物：淀粉是大麥中碳水化合物的最主要成分，含量最多，占干物質(zhì)的58%65%淀粉含量越高，浸出物就越多，麥汁收得率也越高；纖維素是細(xì)胞壁的支 撐物質(zhì)，主要存在于皮殼中，微量存在于胚及果皮和種皮中，不存在于胚乳中， 纖維素的最小組成單位為葡

20、萄糖；半纖維素是植物的骨架物質(zhì)，對(duì)其形態(tài)起支撐 作用，所以又稱骨架物質(zhì)或支撐物質(zhì)。大麥中半纖維素和麥膠物質(zhì)的含量與大麥 成熟度、氣候條件等有關(guān)，約占大麥干物質(zhì)的 10%主要存在于胚乳中，構(gòu)成胚 乳細(xì)胞壁，也存在于麥殼中；大麥中含有少量的低分子糖類，主要存在于胚和糊 粉層中。大麥蛋白質(zhì)主要存在于糊粉層中，胚乳中也有存在，含量一般在9.0%12.0%之間，蛋白質(zhì)的主要作用：提供酵母營(yíng)養(yǎng)，使啤酒口感醇厚、圓潤(rùn)，豐富 啤酒泡沫，使啤酒早期混濁。1.5.2輔助原料在啤酒釀造過程中，除了使用大麥麥芽作為主要原料外，還可添加部分輔助 原料。正確使用輔助原料可以降低原料成本，調(diào)整麥汁組成，提高啤酒發(fā)酵度， 增

21、強(qiáng)啤酒某些特性，改善啤酒泡沫性質(zhì)。我國(guó)盛產(chǎn)大米，所以大米一直是我國(guó)啤 酒釀造廣泛采用的一種輔助原料，其最大特點(diǎn)是淀粉含量高，可達(dá)75%- 82%無(wú)水浸出率高達(dá)90%-93%1.5.3酒花酒花學(xué)名“蛇麻”有雌花和雄花之分，啤酒釀造通用雌花。酒花的作用主要 是賦予啤酒爽口的苦味和酒花香味、促進(jìn)麥汁和啤酒的澄清、有利于啤酒的泡沫、 作為啤酒防腐劑。在酒花的化學(xué)組成中，對(duì)啤酒釀造具有重要意義的三大主要成分是酒花樹 脂、酒花油和多酚物質(zhì)。酒花樹脂是苦味的主要來(lái)源；酒花油是啤酒酒花香味 ide主要來(lái)源；多酚物質(zhì)能與蛋白質(zhì)形成復(fù)合物，促進(jìn)蛋白質(zhì)凝固，在啤酒中形 成黑色物質(zhì)，增加啤酒的色澤，低分子多酚能賦予啤

22、酒一定的醇厚性。1.5.4水水是啤酒釀造非常重要的原料，按用途分可將啤酒廠用水分為多種， 每種水 的用途不同，要求也不一樣。糖化用水去硬水） （釀造用水q.冼糟用水去硬術(shù)）啤灑廠用酵母洗様用術(shù)（殺菌）稀釋用水（去諛、殺菌、除氧） 冷卻用水I洗刷用水c自耒水）水的硬度是指水中離子（主要是鈣、鎂離子）沉淀硬脂酸鈉（皂化）的能力, 般來(lái)講，生產(chǎn)單色啤酒適宜用中等硬度以下的水。回收的酵母要經(jīng)過洗滌后再用，酵母洗滌用水需達(dá)到無(wú)菌要求，否則雜菌會(huì) 進(jìn)入酵母培養(yǎng)液中，進(jìn)而污染發(fā)酵醪。稀釋用水若含有雜菌，會(huì)直接進(jìn)入啤酒中， 因此，這兩部分水必須進(jìn)行除菌處理，除菌方法有：沙濾棒過濾、加氯殺菌、臭 氧殺菌、紫外線

23、殺菌。2.4三廢治理啤酒廠的廢水情況 廢水來(lái)源：（1） 設(shè)備、容器、管道清洗水。（2） 設(shè)備、容器、管道內(nèi)殘留麥汁、啤酒。（3） 糖化過濾槽出糟排放帶出的水。（4） 糖化回旋沉淀槽熱凝固物。（5） 發(fā)酵池、灌殘留廢棄酵母。（6） 燭式硅藻土過濾機(jī)硅藻土排放。（7） 洗瓶機(jī)堿性廢水、啤酒巴氏消毒機(jī)熱廢水。（8） 車間地板、墻壁、設(shè)備外表清洗水。（9） 麥汁、啤酒冷卻器冷卻水。q（10） 冷凍機(jī)、空壓機(jī)冷卻水。（11） 鍋爐排渣、煙道除塵廢水。（12） 啤酒工廠非工藝生活污水。啤酒生產(chǎn)廢水主要污染物來(lái)自于設(shè)備、管道中殘留的麥汁、啤酒、廢酒花糟、廢 麥糟、廢冷和熱凝固物、廢酵母、廢硅藻土、廢紙板、洗

24、瓶堿性水等。污染物形 成的廢水含有易消化的有機(jī)物，偏酸性。雖然啤酒生產(chǎn)的廢水屬有害而無(wú)毒性廢水，但由于每生產(chǎn)100t啤酒，排放廢水中BOD量相當(dāng)于1.4萬(wàn)人的生活污水，每瓶啤酒的BOD相當(dāng)于1個(gè)人每天生活的 污水。因此，由于啤酒廢水污染環(huán)境的嚴(yán)重狀況，隨著啤酒生產(chǎn)地日益集中化、 大規(guī)模化、污染環(huán)境的問題愈來(lái)愈不能忽視。啤酒工廠減少?gòu)U水污染的途徑減少生產(chǎn)用水：糖化車間洗鍋、洗管道水作投料水分批式糖化中，每批次結(jié)束后將用鍋容積5%-10%水沖洗設(shè)備及管道，這部分水完全可以作投料水回收利用。2.SS60mg/L100mg/L干式排麥糟法：將過濾槽麥糟排出口增加到24個(gè)，耕糟機(jī)裝速可調(diào)節(jié)，用脈沖式氣流

25、輸送，可干式快速排麥糟。過濾棉洗滌水的減少傳統(tǒng)啤酒過濾采用濾棉餅過濾法，每噸啤酒過濾棉洗滌用水 為0.20.5t。實(shí)際上濾棉餅被啤酒酵母、酒花樹脂、蛋白質(zhì)污染僅僅為濾餅一 側(cè)表面，如果洗滌濾餅時(shí)，撕下被污染表面的薄薄一層，單獨(dú)洗滌，則濾棉洗滌 用水可節(jié)約50%上，洗濾時(shí)間也可縮短一半。水啤酒回收：在啤酒過濾、清酒罐、裝瓶機(jī)等形成的水和啤酒混合物，可通過適 當(dāng)處理全部回收，以減少污水量。啤酒工廠廢水處理通常采用的方法如下：1.初級(jí)沉淀池2.活性污泥法3滴濾池法4.生物氧化塘法5.厭氧處理法6啤酒工廠高濃廢水處國(guó)內(nèi)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)1974年頒布GBJ4-73,工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的第三章第12條規(guī)定：

26、麥芽與啤 酒廠的廢水屬二類廢水，其長(zhǎng)遠(yuǎn)影響小于第一類有害物質(zhì)，工廠排放水質(zhì)應(yīng)符合 14項(xiàng)細(xì)則，其中，對(duì)啤酒工業(yè)有限制性的僅前面四項(xiàng)：最高允許排放濃度1. pH500mg/L3.BOD（20C，5d）4.COD（Cr 法）副產(chǎn)物的利用現(xiàn)代農(nóng)副產(chǎn)品加工工業(yè)為了避免和減少環(huán)境污染、為了使寶貴的資源得到最大限 度地有效利用，必須把生產(chǎn)中的廢氣、廢渣、廢水回收和利用，進(jìn)一步開發(fā)加工 制成有價(jià)值的產(chǎn)品。麥糟的利用麥糟是由麥芽和不發(fā)芽谷物原料在啤酒糖化中不溶解物質(zhì)構(gòu)成的，主要是由麥芽的皮殼、葉芽、不溶性蛋白質(zhì)、半纖維素、脂肪、灰分及少量的未分解淀粉和未 洗出的可溶性浸出物等組成。麥糟歷來(lái)是有價(jià)值的飼料，它含

27、有較高的蛋白質(zhì)， 并受到適度分解，作為飼料它的消化率極高，特別適合作牛、馬飼料。二氧化碳的回收二氧化碳是啤酒發(fā)酵中最主要的副產(chǎn)物，近代啤酒釀造技術(shù)中二氧化碳又是必不 可少的重要原料。二氧化碳合理應(yīng)用對(duì)改進(jìn)釀造工藝、 提高啤酒的質(zhì)量起著重要 的作用。在過濾后的清啤酒中，直接沖入二氧化碳，使之在短時(shí)間內(nèi)溶解和過飽和，簡(jiǎn)單 和有效地控制成品啤酒中二氧化碳的含量。 在近代啤酒轉(zhuǎn)罐、過濾、清酒罐及裝 瓶、裝桶等操作中，為了避免啤酒接觸空氣中氧，減少啤酒中溶解氧、均需要二 氧化碳作背壓、備壓、以提高啤酒的非生物穩(wěn)定性和風(fēng)味穩(wěn)定性。啤酒生產(chǎn)中二氧化碳的回收方法：現(xiàn)代回收二氧化碳，包括如下單元操作：收集f洗滌

28、f壓縮f凈化f干燥f冷卻f液化f貯存或裝瓶在液化回收二氧化碳時(shí)，常采用如下方法：(1)高壓回收(2)低壓回收第三章工藝計(jì)算100kg原料(65 %麥芽，35%玉米)生產(chǎn)12淡色啤酒的物料衡算(1)熱麥汁量據(jù)表5-6可得到原料收率分別為：麥芽收率為：0.78(100-6)十 100=73.32%玉米收率為：0.887 (100-13.3)- 100=76.9%混合原料收得率為：(0.65X 73.32% +0.35X 76.9% )99% =73.8%。由上述可得100kg混合原料可制得的12熱麥汁量為：(73.8- 12) x 100=738(kg)又知12麥汁在20C時(shí)的相對(duì)密度為1.05，

29、而100%熱麥汁比20T時(shí)的 麥汁體積增加1.04倍，故熱麥汁(100 r)體積為：(738- 1.05) x 1.04=730.9(L)(2)冷麥汁量為：730.9X (1 0.015)=719.93(L)(3)發(fā)酵液量為：719.93(1 0.02)=705.53(L)(4)清酒液量為：705.53(1 0.025)=687.89(L)(5)成品啤酒量為：687.89(1 一 0.02)=674.13(L)生產(chǎn)I00LI2。淡色啤酒的物料衡算根據(jù)上述衡算結(jié)果知，I00kg混合原料可生產(chǎn)12成品啤酒674.13L,故 可得出下述結(jié)果：(1)生產(chǎn)I00LI2。淡色啤酒需耗混合原料量為：(100

30、/674.13) x 100=14.83(kg)(2)麥芽耗用量為：14.83X 65% =9.63(kg)(3)玉米耗用量為：14.83- 9.64=5.19(kg)(4)酒花耗用量 對(duì)淺色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為0.2%，故酒花耗用量為：(574/674.13)X 738X 0.2% =0.22(kg)(5)熱麥汁量為：14.83/504.4)X 730.9=108.39(L)(6)冷麥汁量為：(14.83/504.4)X 719.93=106.76(L)(7)濕糖化糟量 (1-0.06) (100-78) / (100-80) =2.33(kg)濕糖化糟量為：2.33(kg)(8)酒

31、花糟量 (100-40) / (100-80) *0.02酒花糟量為:0.66(kg)80000t / a12。淡色啤酒糖化車間物料衡算假設(shè)全年生產(chǎn)天數(shù)為320天，每天產(chǎn)啤酒250.00噸，每天糖化6次，則全年糖 化次數(shù)為320*6=1920 次計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡：(1)干酵母量：250.00*0.16/0.1=400kg/天(2)清酒產(chǎn)量：250.00*102.01/0.1=95025 L/天發(fā)酵液總量：250.00*102.01/0.仁255025L/天(4)熱麥汁量：250.00*106.26/0.仁265650L/天(5)冷麥汁量：250.00*106.

32、26/0.1=85650L/天混合原料量：250.00*14.83/0.1=370750kg 天 =37.075天麥芽耗用量：37.075X 0.35=12.98t/天玉米耗用量：37.075X 0.25=92687.5 kg(8)酒花耗用量：400X 2.2=880 kg/天把前述的有關(guān)啤酒糖化間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果。整理成物料衡算表，如表(5-3)所示6214.04500 0.815.54m3 7表（5-3）啤酒廠糖化車間物料衡算表物料名稱單位一次糖化投料量每天投料量8萬(wàn)噸全年投料噸酒耗糧量混合原料t19.31115.8625075.20.148大麥t12.55275.30916098.

33、880.096大麥t12.55275.30916098.880.096玉米kg6.75940.5519976.320.052酒花m3786.461718.754500002.2熱麥汁m3141.13846.792656501.083冷麥汁m3139.01834.0686899.21.068發(fā)酵液m3136.75817.342550251.046清酒液t132.825796.95950241.02成品啤酒t130.74784.43151017.61糖化用水量t73.94443.64101964.8第四章設(shè)備計(jì)算 421麥芽暫貯箱1.所需容量計(jì)算每次投料量G=6214.04kg2麥芽容重r=500

34、 kg / m有效容積系數(shù)0.8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=4000mm a=500mmB=2000mm b=300mmH=1500mm h=1500mm總?cè)莘e為：V 總 ABH (2AB Ab aB 2ab)61 54 2 1.5(2 4 24 0.3 0.5 22 0.5 0.3)616.625m34.2.2麥芽粉貯箱1.所需容量計(jì)算每次投料量G=6214.04kg麥芽粉比容C 2.560m3/t有效容積系數(shù) 0.7所需容積G C 6214.04 2.5603V - - 22.73m30.72.結(jié)構(gòu)方形錐底,金屬結(jié)構(gòu)。定箱內(nèi)尺寸為：A=4500mm a=50

35、0mmB=2000mm b=300mmH=2200mm h=1500mm總?cè)莘e為：hV 總 ABH (2AB Ab aB 2ab)61 54.5 2 2.2(2 4.5 24.5 0.3 0.5 22 0.5 0.3)624.96m34.2.3水箱設(shè)計(jì)兩個(gè)水箱，一個(gè)投料水箱，一個(gè)洗糟水箱。取水箱尺寸為4000X 3000X 2000mm4.2.4糖化鍋糖化鍋的主要作用是進(jìn)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(jìn)行淀粉糖化。(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,容量系數(shù)取0.8,下封頭高度h D。4 加熱方式為夾套間接

36、蒸汽加熱，夾套的蒸汽壓力通常為0.3 0.6MPa。(3)糖化鍋的材料，全部采用不銹鋼板。糖化醪量：G 6214.04 6214.04 431070.2kg621404 94%31070.218.8%查啤酒工業(yè)手冊(cè)，得相對(duì)密度為1077kg/m3則糖化鍋的有效容積為:31070.2107728.85m3取糖化鍋充滿系數(shù)為0.8 糖化鍋總體積：28.85糖化鍋其圓筒直徑 則0.8D與高度H之比取36.06m32： 1,即 D=2HV總總、2H 24 D38D324 D3 6D36V總 3 6 36.063.144.10mD 2.05m,h D241.025m4.2.5麥汁煮沸鍋用于麥汁的煮沸和濃

37、縮， 入酒花，使酒花中所含的苦味及芳香構(gòu)成物質(zhì)進(jìn)入麥汁中(1)煮沸鍋鍋體采用圓柱形器身，橢圓形封頭及封底。鍋身直徑與筒體高度蒸發(fā)掉多余的水分,使麥汁達(dá)到一定的濃度，并加之比取2: 1,容量系數(shù)0.7,錐底高度以 140為宜。加熱采用外加熱器，殼層通入0.30.6MPa的蒸汽進(jìn)行加熱。 (3)煮沸鍋材質(zhì)選用不銹鋼?；旌显辖雎剩涸蠠o(wú)水浸出率X原料使用量=75X仁75%則頭號(hào)麥汁濃度P。:Po逑 15.8%A W 75% 4由頭號(hào)麥汁濃度15.8%查得 1064kg/m3設(shè)計(jì)規(guī)定煮沸之前，加完水后麥汁濃度為11度，查1044kg/m3設(shè)煮沸時(shí)加水量V 則(31070.2 7721.10(107

38、7V) 104431070.2 7721.10 1000V得 V 16.25m3糖化醪的干物質(zhì)百分含量:糖化醪量:G 31070.25578.101000 16.2539599.1kg則煮沸鍋有效容積:G 39599.11044337.93m取煮沸鍋充滿系數(shù)0.8,則煮沸鍋總?cè)莘e:V 37.93 08 0.8取高徑比H : D=1: 2,貝U47.41m3D36D3D 3弘弘6 47.413.144.5m2.25m4.2.6過濾槽（煮沸之前）采用圓柱形器身，平底鍋底。因醪液量：G 31070.2kg，密度1077 kg /則過濾槽有效容積取充滿系數(shù)0.85,則2&8533.94m30.85取高

39、徑比H : D=1: 22H，得:D=4.42m,H=2.21m4.2.7回旋沉淀槽回旋沉淀槽采用圓柱形器身，平頂錐底。進(jìn)入回旋沉淀槽的熱麥汁量：30280.06L,即30.28m3容積系數(shù)取0.8,則回旋沉淀槽容積為：30.283V 容37.85m30.8回旋沉淀槽高徑比為1： 2,設(shè)圓柱部分直徑D，則高號(hào)因此,得 D=4.6m2C 85 C1 t?In t2器 8.49C810289229.722144.97 m2000 4.18 8.494.18KJ/m2 h C ,取 K： 2000X 4.182850圓柱部分高H D 2.3m2428薄板換熱器采用一段式冷卻方式，由工藝可知麥汁經(jīng)回旋

40、沉淀槽后的溫度為94 C,而所用冷水2C。麥汁：94C 10C ;冷水：于是 ti 9 C, t28 C進(jìn)入薄板換熱器的麥汁量為因G 30.28 105631975.68kgG 31975.68 (10.5%)31815.80kg式中31975.68-進(jìn)入回旋沉淀槽麥汁量0.5濕熱凝固物含量換熱量：Q GC(t1 t231815.80 3.85 (94 10)10289229.72KJ則換熱面積：S式中 K 850 4.184.2.9麥汁暫存罐麥汁經(jīng)薄板冷卻器冷卻后，進(jìn)入暫存罐。其容積可取回旋沉淀槽容積，V容37.85m3D=4.6m,H=2.3m4.2.10酵母擴(kuò)培系統(tǒng)采用三級(jí)擴(kuò)培。在逐級(jí)擴(kuò)

41、大培養(yǎng)過程中，正確選擇擴(kuò)大比，會(huì)影響到起始細(xì) 胞濃度、擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)間、酵母菌齡一致性以及在擴(kuò)大培養(yǎng)中抵抗雜菌污染的能力。 擴(kuò)大比遵循的原則如下：在漢生罐以前各級(jí)，由于采用較高培養(yǎng)溫度(25 27C)， 酵母倍增時(shí)間短，無(wú)菌操作條件好，可采用1： 10 20;反之，漢生罐以后各級(jí)， 采用低溫培養(yǎng)(不大于13C)，酵母倍增時(shí)間長(zhǎng)，雜菌污染機(jī)會(huì)多，擴(kuò)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(xì)胞濃度為15 20106/mL，則漢生罐以后各級(jí)擴(kuò)大比定為V14.2.11發(fā)酵罐錐形發(fā)酵罐的數(shù)量n取n=26個(gè)29.25V25.85m355.85V31.17m35T N c15 64-332

42、5.5A429235.92 4116943.68117m31: 5,高每一級(jí)細(xì)胞培養(yǎng)后濃度為75 106個(gè)個(gè)/mL則第三級(jí)罐有效容積為大罐容積 所以式中 T發(fā)酵周期（天）；A每個(gè)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(jìn)出料等周轉(zhuǎn)、清洗時(shí)間和發(fā)酵時(shí)間可能延長(zhǎng)而需要的罐 數(shù)（個(gè)）。1.錐角的確定不銹鋼罐錐角一般為60，此時(shí)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(wú)縫鋼管盤成的蛇管分成3段繞柱身進(jìn)行冷卻，而錐底部分采用冷卻夾 套進(jìn)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(yīng)作好保溫措施。設(shè) 計(jì)選用經(jīng)濟(jì)的聚

43、酰氨樹脂。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。罐體上各接管均采用不繡鋼。5.發(fā)酵罐尺寸計(jì)算因糖化一次發(fā)酵液的量為28784.40L,4鍋麥汁裝一發(fā)酵罐，則發(fā)酵罐有效容 積為:1875 106 11775 10629.25m3(D)2H(D)223D(D)2 4D 3(DVD設(shè)填充系數(shù)為0.8,則因 tan 60得 D=3.5mm圓筒體高H=4D=14m28784.404115137.6L116m3取徑咼比D: H=1: 4, 錐角601160.8145m3錐體部分高度h 2D3m4.2.12板框式硅藻土過濾機(jī)由不銹鋼

44、制成，濾板和濾框交替排列。選用德國(guó)ORION-AIOO過濾能力350370L/(m2 h)，臺(tái)機(jī)產(chǎn)量為 10000 50000L。4.2.13清酒罐設(shè)計(jì)4個(gè)清酒罐，2個(gè)備用，共6個(gè)罐。 因糖化一次濾過酒量為： 則進(jìn)入清酒罐的灑量：28502.20L28502.20 4114m3每個(gè)清酒罐的體積:11428.5m34貝28.53V 總31.7 m總 0.9清酒罐采用圓柱形鍋體，取徑高比D: H=1: 3。設(shè)清酒罐填充系數(shù)0.9，則 V (D)2H 3D24得 D=2.4m,H=3D=7.2m4.2.14 CIP 系統(tǒng)69.04 65.09 m1.CIP系統(tǒng)的設(shè)置（流量580L/min ）洗滌過程

45、：清水噴淋10min,熱水噴淋洗滌10min,80C,2%熱堿水淋洗15min, 熱水洗滌10min,清水10min,甲醛水（0.015%）或雙氧水（2% 淋洗15min, 無(wú)菌水淋洗15mi n。2.洗滌罐設(shè)置清水罐2個(gè)，熱水罐2個(gè)，堿水罐1個(gè)，甲醛水或雙氧水罐1個(gè)，無(wú)菌水罐 1個(gè)。第五章重點(diǎn)設(shè)備及其計(jì)算-煮沸鍋麥汁煮沸鍋采用的是圓柱型的器身，橢圓型封頭底和無(wú)折邊錐形封頭頂, 頂角為60。采用列管式內(nèi)加熱器V 有 50452/104448.33 m3式中 1044麥汁密度kg/m3V容 V有 / f 48.33/0.769.04 m3式中f填充系數(shù)0.7設(shè)鍋圓柱部分的直徑為D，高為D/2，橢

46、圓形封頭底的高為D/4。D324則麥汁煮沸鍋圓柱高2.55m,橢圓形封頭底的高為1.27m。4.2.1圓柱筒體的厚度計(jì)算設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)10設(shè)計(jì)壓力P=0.3Mpa,設(shè)計(jì)溫度150C，圓柱內(nèi)徑為Di 5090mmC2 1mm筒體材料0Cr18Ni9 GB/T14976 ,焊縫系數(shù) =1,在設(shè)計(jì)溫度下材料許用應(yīng)力t=103Mpa圓柱筒體的壁厚ScmmS計(jì)公式為11。ScPDi2 t PSc=8.42mm0.3 50902 103 10.3查鋼板厚度常用規(guī)格及其負(fù)偏差表知，可知G=0.8mmDi的半球形封頭厚度乘以2倍形狀式中P設(shè)計(jì)壓力MpaDi-圓筒內(nèi)徑mm(7 t設(shè)計(jì)溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力 Mpa焊

47、接接頭系數(shù)或許用應(yīng)力折減系數(shù)1C2 -腐蝕裕量mm名義厚度取8.8mm有效厚度 8.8- ( 0.8+1)=7mm其最大允許操作壓力P2(ScC2)Di (ScC2)=2 103 1(8.42 1)5090(8.42 1)=0.29MPaPW P符合標(biāo)準(zhǔn)4.2.2鍋體下封頭的選擇與厚度計(jì)算本麥汁煮沸鍋下封頭選用橢圓形封頭。橢圓形封頭的厚度計(jì)算式可以用半徑為 系數(shù)K表示。加上腐蝕裕量C2，其設(shè)計(jì)厚度ScKPDj20.5PC2c 七一一設(shè)計(jì)溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力Mpa有效厚度9.8 (0.8 1)8mmPw2deDi 0.5de取Pc =0.3Mpa ,設(shè)計(jì)溫度t=150 C ,焊縫系數(shù) =1.

48、0 ,選用t=103Mpa錐殼下端內(nèi)直徑式中K 系數(shù)K值，對(duì)于Di 2h =2的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭K=1.0P -設(shè)計(jì)壓力MpaDi-圓筒內(nèi)徑mm焊接接頭系數(shù)或許用應(yīng)力折減系數(shù)C2-腐蝕裕量mmS 1 0.3 5090c 2 103 1 0.5 0.3=8.42mm查鋼板厚度常用規(guī)格及其負(fù)偏差表，知C=0.8mm名義厚度取9.8mm其最大允許操作壓力2 8 103 15090 0.5=0.3MPaP總PW符合標(biāo)準(zhǔn)4.2.3鍋體上封頭的選擇與計(jì)算上圭寸頭選用無(wú)折邊錐形圭寸頭。0C8Ni9 GB/T14976在設(shè)計(jì)溫度下其許用應(yīng)力Dj 5090mm錐殼半頂角 =30,取腐蝕裕量C2=1mm無(wú)折邊錐形封

49、頭的設(shè)計(jì)壁厚Sc的計(jì)算式:ScpDj?- C22 P cosSc0.3 50902 103 1 0.3cos301=9.57mm查鋼板厚度與負(fù)偏差表?？芍狢i=0.8mm名義厚度取10.8mm有效厚度 10.8 (0.8 1) 9 mm錐體殼最大的薄膜應(yīng)力應(yīng)為大端處的環(huán)向應(yīng)力PD2 max2 cos式中為錐形封頭壁厚0.3 50902 max -2 9.57 cos30=92.10Mpa因2 max 3 t,故錐殼無(wú)需進(jìn)行局部加強(qiáng)。4.2.4內(nèi)加熱器的計(jì)算采用列管式換熱器12。冷流體麥汁溫度從70C升溫至100C ；飽和蒸汽壓0.3Mpa的飽和蒸汽，進(jìn) 口溫度為120C，出口溫度為85C。表4

50、-1麥汁和水蒸氣物性數(shù)據(jù)表項(xiàng)目密度/kg -m3比熱容 /kJkg -1C-1粘度/Pa - S熱導(dǎo)率/kg - m1C麥汁10433.622X 10-30. 457水蒸氣,58.44.2090. 28X 10-30. 586根據(jù)熱量衡算，飽和蒸汽每小時(shí)耗量為10052kg/h(1)試算和初選換熱器的型號(hào)計(jì)算熱負(fù)荷和蒸汽流量蒸汽流量qm,由熱量衡算知，麥汁煮沸過程蒸汽耗量Q為30995228.35kJ熱負(fù)荷由單位換算知Q 8.61 106W蒸汽流量Qq mm58.4 kg/sCp1(t2t)計(jì)算兩流體的平均溫度差。先求逆流時(shí)平均溫差 tm 空上空上 17.5 C2A古Q估 K 估 tm亙1型9

51、0.03吊6279 15.23為減少熱損失和充分利用麥汁的熱量。 可采用麥汁走殼程，蒸汽走管程。兩流體平均溫差120 85 100 7017.5 25 C，兩流體均不發(fā)生相變的傳熱過程。不考慮熱補(bǔ)償。流速的選擇：管內(nèi)流體流速取 u=0.5m/s ;管子采用普通無(wú)縫鋼管25mnK 2.5mm其內(nèi)經(jīng)為d2 =0.02m,外徑為d1=0.025m估算單程管子根數(shù)。qm2 2.9 105kg/h亞2 =49根360020.785 d2 u2根據(jù)A古，估算管子長(zhǎng)度為L(zhǎng) -Ad1n匹0323.413.14 0.025 49若采用4管程，則每程管長(zhǎng)BES600-2.5-90-6125-6I 型換熱器,表4-

52、1l=6.0m.據(jù)此，由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)，選定 有關(guān)參數(shù)如下。列管式換熱器數(shù)據(jù)表P T1 t11020 0.612070R -t2t1竺空1.1710070假設(shè)換熱器流體流動(dòng)為錯(cuò)流，由圖查得=0.87 tm折= tm=0.87 X 17.5=15.23 C初選換熱器規(guī)格根據(jù)兩流體的情況，假設(shè)K估6279W/（mC ）傳熱面積A估應(yīng)為129塊NBA2d； n4 Np0.0223080.024 m4qm22.9 1052 A210430.0240.02 0.32 1043210 33.621032 10 315.840.820.023 Re2d20.3Pr20.023 0.457(3.34 103)

53、0.8(15.84)0.30.02=793.32W/(m2C )0陀陀( (j5C pU 1 3()(10.14項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)殼經(jīng)/mm600管長(zhǎng)/m6公稱壓強(qiáng)/Mpa2.5管子總數(shù)308管程數(shù)4管子排列方法正方形斜轉(zhuǎn)45殼程數(shù)1管中心距/mm32管子尺寸/mm25 X 2.5折流擋板間距/mm200實(shí)際傳熱面積108.2折流板型式圓缺型由于取折流擋板間距h=200mm擋板數(shù)應(yīng)為6.00.2(2)校核總傳熱系數(shù)K管程對(duì)流傳熱系數(shù)管程流通面積殼程對(duì)流傳熱系數(shù)1流體通過管間最大截面積40.32 m/s0.457U2Re 23.34 10S hD(1de 4 (t24dd10.2 0.6 (1 0

54、25)0.0263 m0.032水蒸氣的流速管子正方形排列的當(dāng)量直徑4 (0.03220.0252)-40.027 m0.025U1qm158.41S2.31m/s958.4 0.0263所以Re1Pride 1C p1 1殼程中麥汁被加熱，取10.360.5860.027=187.9W/m0.。27 _231 _958.4 210.630.28842010 -02838 2.04 1030.586(1 )0.141.05w(0.027 2.31 958.4嚴(yán)5 (. )(0.5860.28382C4.209 0.2838)13 1.05污垢熱阻 管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別取Rs1 0.0002

55、mC /W,艮2 =0.0002 m2C /W總傳熱系數(shù)大，鋼的導(dǎo)熱率=45W/（mC ）總傳熱系數(shù)K1處Rs2dm d22d2187.9=0.007390.00020.0025 0.0250.000245 0.02250.0250.0250.02793.32 0.024.2.5換熱器的面積FQK tT30995228.35124.7 m5520.32 1.5 (10070)4.2.6換熱器蒸汽進(jìn)管的計(jì)算采用兩管進(jìn)蒸汽p =1.65kg/m3Dmax10052(kg/h) 2.79kg/sd24Vsv4694.313.14 0.5故所選擇的換熱器是合適的每秒蒸汽耗量2Qmax/36002175

56、1037.44/36006041.95 kJ/s勺9 1.69m/s1.65蒸汽流速取V=0.5m/sd=0.98m4.2.7麥汁排醪管徑計(jì)算設(shè)排醪時(shí)間為20min。在煮沸鍋中的容積為49m3,則流量傳熱面積A8.61 1065520.32 15.322101.87m安全系數(shù)101.87 90.0390.03100%13.15%V=1.5m/sQ/3600vQ 49/20/60147m3/h設(shè)流速d=0.186m所以取排醪出口的直徑為186mm。選取200mmd=0.19m取排醪入口的直徑為200mm428麥汁倒醪入口管徑計(jì)算設(shè)排醪時(shí)間為20min,在過濾沉淀槽的容積為51 m3 , 則流量Q

57、 51 3153( m3/h)設(shè)流速4.2.9鍋重及支座選型m總 m半球 m錐 m柱m柱V柱 7800( DH ) )7800 (3.14 4.2 2.1 0.005)=1080.10kg1 2V 球 7800 ?4.20.0051080.10kg=1050.82 kgm總m半球1080.1 1080.1 1050.8=3211.02 kg酶液重為32717.69 kg，D2.7曲4sin0.64= 7800 4.2240.7 0.3 cos60sin600.640.006V=1.5m/sQ/3600v取鍋體重4t，酶液重33t，則總體重為37t 選用8個(gè)支座；每個(gè)支座承擔(dān)的負(fù)荷為Q=37/8

58、=4.625t物料衡算數(shù)據(jù)和物料性質(zhì) 公用設(shè)施耗用量安全衛(wèi)生和防火防爆資料 與布置有關(guān)的一些規(guī)范資料選用A型懸掛式支座查表得13支座的支撐面積為714.3cm2，支撐面上的單位壓力為0.69MPQ尺寸為H=395mm b=250mm S =10mma=230mmc=315mm f=115mmS i=16mm4.2.10升氣管取煮沸鍋升氣管的面積為料液面積的140設(shè)煮沸鍋升氣管的直徑為dd21 D24404d=0.8m4.2.11人孔人孔削弱了容器的強(qiáng)度，同時(shí)增加了漏液的機(jī)會(huì)。人孔必須考慮在成年人能 夠進(jìn)出的前提下，遲寸應(yīng)盡量小些。由于設(shè)備內(nèi)徑大，頂蓋和筒體上都應(yīng)設(shè)置一 個(gè)人孔。一般選用DN400mm人孔。4.2.12視鏡視鏡除受工作壓力外，還要承受高溫、熱應(yīng)力作用。選用DN125mm可供兩 只眼睛窺視。第六章 車間平面布置及說明6.1概述一、 依據(jù)1.生產(chǎn)工藝流程圖2.3.設(shè)備數(shù)據(jù)和設(shè)備一覽表4.5.車間組織和定員數(shù)據(jù)6.7.工廠總平面設(shè)計(jì)圖8.二、 生產(chǎn)車間組成生產(chǎn)部分輔助部分生活行政部分 、內(nèi)容廠房的整體布置和輪廓設(shè)計(jì)1.廠房外形輪廓跨度、柱距、屋高、編號(hào)2.確定生產(chǎn)輔助生活行政等部分的位置3