年產(chǎn)十萬噸啤酒廠糖化鍋設(shè)計

1、 年產(chǎn)十萬噸啤酒廠糖化車間糖化鍋設(shè)計目錄一、糖化的定義1二、糖化的方法1三、糖化過程熱量及物料衡算1（一）、熱量衡算1（二）糖化過程物料衡算2四、糖化鍋設(shè)備設(shè)計4（一）、功能用途4（二）、糖化鍋的分類4（三）、糖化鍋型號的選擇4（四）、糖化鍋的相關(guān)計算5（1）、攪拌功率計算6（2）、電機(jī)的選擇8（3）、軸承選型8（4）、糖化鍋排醪管（至濾過槽）8（5）、糖化醪出口管8（6）、下粉筒9（7）、糖化鍋進(jìn)水管9（8）、加熱蒸汽進(jìn)管9（9）、冷凝水接管10（10）、不凝蒸汽出口10（11）、鍋內(nèi)冷凝水出口11（12）、人孔11（13）視鏡11參考文獻(xiàn)13附圖如下：13一、糖化的定義糖化是指將麥芽和輔料

2、中高分子貯藏物質(zhì)及其分解產(chǎn)物(淀粉、蛋白質(zhì)、核酸、半纖維素等及其分解中間產(chǎn)物)，通過麥芽中各種水解酶作用以及水和熱力作用使之分解并溶于水的過程。原料麥芽的冷水浸出物，僅占17左右，非發(fā)芽谷物更少。經(jīng)過糖化過程的酶促分解和熱力的作用，麥芽的浸出率提高到7580，大米的無水浸出率提高到90以上糖化過程提高了原料和輔料的浸出率。糖化過程中原料和輔料的分解深度即分解產(chǎn)物的基本要求是：淀粉被最大限度的分解成可溶性無色糊精和麥芽糖等可發(fā)酵性糖類，二者之間有一定的比例。淀粉的分解產(chǎn)物占到麥汁組成的90以上。麥汁中以麥芽糖為主的可發(fā)酵糖類供酵母發(fā)酵產(chǎn)生酒精及副產(chǎn)物，低聚糊精是構(gòu)成啤酒殘余浸出物的主體，它給啤酒

3、帶來粘度和口味的濃醇性。啤酒原料的利用率主要取決于淀粉的利用率，優(yōu)良的糖化工藝可使淀粉分解以后99進(jìn)入麥汁。二、糖化的方法糖化方法有多種。煮出糖化法是指麥芽醪利用酶的生化作用和熱力的物理作用，使有效成分分解和溶解，通過部分麥芽醪的熱煮沸、并醪，使醪液逐步梯級升溫至糖化完畢。部分麥芽被幾次煮沸即為幾次煮出法。本設(shè)計采用國內(nèi)常用的雙醪一次煮出糖化法三、糖化過程熱量及物料衡算（一）、熱量衡算本設(shè)計采用二次煮出糖化法糖化工藝流程為:自來水，18糊化鍋 糖化鍋熱水50 大米粉2835.39kg 麥芽粉6048.82kg 料水比14.5 料水比 13.5 麥芽粉 567.08kg 46.7 60min 1

4、0min 10min t 63 60min 70 10min 冷卻 5min 7min90 20min 100 30min 70 25min 20min 過濾 糖化結(jié)束 78 100 10min由于本設(shè)計采用國內(nèi)常用的雙醪一次煮出糖化法，下面就一氣工藝為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的熱量衡算。工藝流程如6-1圖，數(shù)據(jù)根據(jù)表5-2糖化用水耗熱量Q根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為：G1=（3898.990+779.80）×4.5=21054.555kg式中，3898.990為糖化一次大米粉量，779.80為糊化鍋加入的麥芽量（為大米量的20%）。糖化鍋加水量為： G2=5068.69×3.5=17

5、740.415kg式中，5068.69為糖化一次麥芽粉量，即（）kg，而5848.489為糖化一次麥芽定額量。故糖化總用水量為：Gw=G1+G2=21054.555+17740.415=38794.97kg自來水平均溫度取t1=18，而糖化配料用水溫度t2=50，故耗熱量為：Q1=（G1+G2）cw（t2-t1）=5189215.187kJ（二）糖化過程物料衡算全年生產(chǎn)天數(shù)為300天，設(shè)旺季生產(chǎn)240天，淡季生產(chǎn)60天。旺季每天糖化數(shù)為7次，淡季每天生產(chǎn)次數(shù)為5次，則全年糖化次數(shù)為：240×7+60×5=1980（次）計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可算出每次投料量及其他項目的物料平衡。（1

6、）年實際生產(chǎn)啤酒：100000÷1.012=98814229.25L（2）清酒產(chǎn)量：98814229.25÷（10.02）=100830846.2L（3）發(fā)酵液總量：100830846.2÷（10.015）=102366341.3L（4）冷麥汁量：102366341.3÷（10.016）=104030834.6L（5）煮沸后熱麥汁量：104030834.6÷（10.075）=112465767.2L 20麥汁體積：112465767.2÷1.04=108140160.8L 12°P麥汁質(zhì)量為（20）：108140160.8&

7、#215;1.084=117.2×106Kg （6）混合原料量：117.2×106Kg ×12%÷73.16%=19.23×106Kg（7）麥芽耗用量：19.23×106Kg ×0.60=11.54×106Kg 大米耗用量：（19.2311.54）×106=7.69×106Kg（8）酒花耗用量：112465767.2×0.2%=224931.53Kg根據(jù)經(jīng)驗估算，混合原料量定為19.3×106Kg，實際產(chǎn)量才大于100000t啤酒。 把前述的有關(guān)啤酒糖化間的三項物料衡算計算結(jié)

8、果，整理成物料衡算表：如表5-2所示。表5-2 啤酒廠糖化車間物料衡算表物料名稱單位對100kg混合原料100L 12°P淡色啤酒糖化一次定額量100000t/a啤酒生產(chǎn)混合原料Kg10019.469747.47519300000麥芽Kg6011.685848.48911580000大米Kg407.783898.9907720000酒花Kg1.220.2276114.029225777.89熱麥汁L584.92113.8257014.618112888943.8冷麥汁L541.05105.2852738.522104422273濕糖化糟Kg84.4216.438228.8181629

9、3060濕酒花糟Kg3.660.683342.088677333.66發(fā)酵成品液L532.39103.6051894.705102751516.6清酒液L524.41102.0451116.285101210243.9成品啤酒L513.9210050093.95999186039.01備注：12°P淡色啤酒的密度為1012kg/m3，實際年生產(chǎn)啤酒為100376t。四、糖化鍋設(shè)備設(shè)計（一）、功能用途：糖化鍋是用來進(jìn)行麥芽粉的蛋白分解，并與以糊化的大米醪混合，使醪液保持一定的溫度，進(jìn)行淀粉糖化的設(shè)備。用于糖化的設(shè)備使糖化鍋。（二）、糖化鍋的分類糖化鍋的品種按啤酒成套糖化設(shè)備每次糖化的熱

10、麥汁產(chǎn)量劃分為14，25，35.5，50，63，90m3等五種。糖化鍋的結(jié)構(gòu)形式按鍋身形狀和介質(zhì)加熱方式劃分為六種，見表7-3表7-3糖化鍋的分類表結(jié)構(gòu)型式代號圓柱形鍋身、平形夾套式加熱底YP圓柱形鍋身、球形夾套式加熱底YQ圓柱形鍋身、錐形夾套式加熱底YZ圓柱形鍋身、環(huán)管式加熱裝置YH圓柱形鍋身、“V”形加熱底YV矩形鍋身、“V”形加熱底JV（三）、糖化鍋型號的選擇根據(jù)QB91789標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，常用的糖化鍋產(chǎn)品型號見表7-4表7-4 常用糖化鍋型號表型號結(jié)構(gòu)型式成套糖化設(shè)備每次糖化熱麥汁成品量（m3/次）有效容積（m3）JYP14×10圓柱形鍋身、平形夾套式加熱底1410JYQ35.

11、5×23圓柱形鍋身、球形夾套式加熱底35.523JYH35.5×32圓柱形鍋身、環(huán)管式加熱裝置35.532JJV35.5×30矩形鍋身、“V”形加熱底35.530JJV50×39矩形鍋身、“V”形加熱底5039JYZ50×37圓柱形鍋身、錐形底5037JYV50×39圓柱形鍋身、“V”形加熱底5039JYH50×40圓柱形鍋身、環(huán)管式加熱裝置5040JYZ90×73圓柱形鍋身、錐形夾套式加熱底9073JYN90×78圓柱形鍋身、“V”形加熱底9078根據(jù)實際情況，本設(shè)計采用JYV型糖化鍋。 （四）、糖化鍋

12、的相關(guān)計算 根據(jù)物料以及熱量衡算所得數(shù)據(jù)可知，一次糖化糖化鍋中需要麥芽粉量為5068.69kg，加水17740.415kg，糊化鍋中大米麥芽混合物量為（3898.990+779.80）4678.79kg，加水21054.555kg，糊化時蒸發(fā)量為857.778kg。因此第一次煮沸后，糊化醪量+糖化醪量47684.672kg可知，大米粉含水量為13，麥芽粉含水量為6糖化醪干物質(zhì)相對密度為1.08，則：糖化鍋有效體積糖化鍋的容量系數(shù)在0.770.82之間，鍋身與高度之比一般取21。設(shè)計估算可以按下式估算D，設(shè)底高部分為空余系數(shù)部分，取圓筒直徑D與高度H之比為21，則所以，D=4.8m圓整 取D=5

13、.0m H=2.5m 取容量系數(shù)為0.8，計算Q、K、A （假設(shè)加熱用P=248.4Pa（絕）飽和蒸汽加熱。）依熱量衡算部分?jǐn)?shù)據(jù)，在雙醪二次煮出糖化法中，最大傳熱是在第二次煮沸前混合醪由63升溫至70，所需熱量為Q3=G混合c混合（70-63）=1279336.27kJQ=G混合×c混合×（7063）×=1279336.27×=15352035.24kJ/h.加熱面材料取不銹鋼板=8mm，不銹鋼=17.4W/（m·K）總傳熱系數(shù)，由于不銹鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)很小，所以1和2可忽略不計，因此考慮實際熱效率比理論K值降低20%即K實=2175×

14、0.8=1740W/（m2·K） 傳熱面積：取A=41m2（1）、攪拌功率計算設(shè)攪拌器寬b=0.40m，鍋內(nèi)液柱高H液=2.9m，按永田公式：設(shè)攪拌器折角=60°=38.71=0.6950=1.1+4-2.5-7=1.3112Rem=nd2/= =0.1304相關(guān)參數(shù)：d攪拌漿葉長度（m）n漿葉轉(zhuǎn)數(shù)（r/s）流體密度（kg/m3）流體粘度（N·s/m2）（Pa·s）D糊化鍋直徑（m）b攪拌漿葉寬度（m）H液液層高度（m）攪拌漿折葉角，一般為45°或60°傳動機(jī)構(gòu)總效率，取K電機(jī)功率儲備系數(shù)K1攪拌阻力系數(shù)根據(jù)實際計算，本設(shè)計選取JYV

15、50×45型糖化鍋，主要的技術(shù)參數(shù)為型號JYV50×45型號JYV50×45全容積（m3）有效容積（m3）加熱面積工作溫度： 加熱底（）工作壓力：鍋內(nèi)（MPa） 加熱底（MPa）鍋身直徑（mm）564541167常壓0.655000鍋體高度（mm）攪拌器：直徑（mm） 轉(zhuǎn)速（r/min）電動機(jī)：功率（kW） 轉(zhuǎn)速設(shè)備質(zhì)量（kg）外型尺寸（直徑×高度，不含排氣筒）（mm）250033002010.513.5137005200×8250（2）、電機(jī)的選擇：所以本實驗選擇11kw的電動機(jī)，選擇上海滬迪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號為YY180L-8的電動機(jī)。

16、（3）、軸承選型：材料與零部件中P389軸承型號 d D b r d1 D1 a k r 重量kg311 55 120 29 3 65 110 5 6 2 1.37減速器選用臥式蝸輪減速器 查材料與零部件下P612查表4-24-100 選用PH180型 減速器 重量182kg聯(lián)軸器查材料與零部件中P567選用聯(lián)軸器型號為SB1101/24-65-4（4）、糖化鍋排醪管（至濾過槽）：查 化工原理上P20 表11 水及低粘度液體（1×1051×106Pa）流速范圍為1.53.0m/s 則取醪液流速為2m/s 工藝設(shè)計放醪時間10min糖化醪有效體積為21.31m3 則D0.15

17、m圓整取 D150mm s4.5mm L150mm校核 滿足設(shè)計要求（5）、糖化醪出口管至糊化鍋的醪液量為： 取醪液密度為1068kg/m3醪液流速為2.0m/sVD0.085圓整取D80mm s4mm L150mm校核 2.2m/s滿足設(shè)計要求（6）、下粉筒：查啤酒工業(yè)手冊下P51成品麥芽粉比容C2.560m3/t 一次糖化鍋進(jìn)麥芽粉量為6615.9/23307.95kg 則V總3.30795×2.568.47 進(jìn)料時間10min 麥芽粉流速為1m/s0.134m圓整取 D125mm s4mm L150mm校核1.1m/s滿足設(shè)計要求（7）、糖化鍋進(jìn)水管：糖化鍋中一次加水量為：21

18、170.87/210585.435kg 加水時間20min 自來水流速1.5m/sV10.61m30.086m圓整取 D100mm s4mm L150mm校核 1.44m/s滿足設(shè)計要求（8）、加熱蒸汽進(jìn)管：糖化鍋最大耗用蒸汽量為：5min升溫階段查化工工藝設(shè)計手冊上 P2298 0.2MP蒸汽密度1.23kg/m3查發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論P173 表81 取蒸汽流速35m/sV0.175m圓整取 D200mm s6mm L150mm校核 32m/s滿足設(shè)計要求（9）、冷凝水接管：假設(shè)蒸汽全部冷凝，取水流速1.5m/s 查化工原理上 P331 20水的密度為：水998kg/m3 則V水0.380

19、.009m圓整取 D10mm s3mm L80mm校核1.34m/s滿足要求（10）、不凝蒸汽出口：取蒸汽量的5%為不凝蒸汽 取蒸汽通入時間1小時 則D蒸汽377.86×5%18.89kgV15m30.014圓整取 D15mm s3mm L80mm校核30m/s滿足要求（11）、鍋內(nèi)冷凝水出口：糖化鍋中糖化醪的蒸發(fā)強(qiáng)度取2% 時間取加熱時間5min 蒸發(fā)水量為 37.89V0.04m30.01m圓整取 D10mm s3mm L80mm校核 1.69m/s滿足設(shè)計要求（12）、人孔：查材料與零部件上 P474 選用500mm人孔DgDD1HH1b數(shù)量直徑×長度螺栓不銹鋼碳鋼重

20、量總重500600560221401216M16×5011.1616.8428標(biāo)準(zhǔn)圖號 JB040046（13）視鏡：本設(shè)計選用標(biāo)準(zhǔn)圖號為 JB593641視鏡。查材料與零部件上P494圖251標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)圖號重量視鏡Pg6Dg50JB5936412.3查化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)P347 （14）管口法蘭：表41管口法蘭總表項目排醪管（至濾過槽）DN80排醪管(至糊化鍋)DN150下粉筒DN125鍋內(nèi)進(jìn)水管DN100蒸汽進(jìn)口管DN200不凝蒸汽出口管DN15蒸汽冷凝水出口管DN10鍋內(nèi)冷凝水出口管DN10管子外徑A188.9168139.7114.3219.121.317.217.2平面法蘭DKLnThCB1190150184M161890.5265225188M1620170.5240200188M1620141.521017018