1、五、30000t/a 啤酒厂糖化车间的物料衡算啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料（麦芽、大米）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化糟和酒花糟）等。1. 糖化车间工艺流程示意图（图 5-1）图 5-1 啤酒厂糖化车间工程流程示意图2.工艺技术指标及基础数据基础数据见表 5-1表 5-1 啤酒生产基础数据项 目 名 称 百分比（%） 项 目 名 称 百分比（%）原料利用率 98 麦芽 70麦芽水分 6原料配比大米 30大米水分 12 冷却损失 7无水麦芽浸出率 78 发酵损失 1.5无水大米浸出率 90 过滤损失 1.5装瓶损失 2.0定 额 指 标麦芽清净和磨碎损失 0.1啤酒损失
2、率(对热麦汁)总损失 12根据上表的基础数据首先进行 100kg 原料生产 12淡色啤酒的物料衡算，然后进行 1000L12淡色啤酒的物料衡算，最后进行 100000t/a 啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。3. 100kg 原料（70% 麦芽，30%大米）生产 12P 淡色啤酒的物料衡算（1）热麦汁量 根据表 5-1 可得原料收率分别为：麦芽收率为： 0.78（1006）100=73.32%大米收率为： 0.90（10012）100=79.2%混合原料收得率为： 0.773.32%+0.379.2%98%=73.58%麦汁煮沸锅麦糟糊化粉碎麦芽，大米 糖化 过滤水、蒸汽薄板冷却器回旋沉淀槽热凝固
3、物 冷凝固物发酵车间由上述可得 100kg 混合原料可制得的 12热麦汁量为：（73.5812 ）100=613.17（kg）又知 12汁在 20时的相对密度为 1.084，而 94热麦汁比 20时的麦汁体积增加 1.04 倍，故热麦汁（94）体积为：（613.171.084） 1.04=588.28L（2） 添加酒花量： 613.170.2%=12.26kg（3） 冷麦汁量为： 588.28（10.07）=547.10L（4） 发酵成品液量： 547.10（10.015）=538.89L（5） 清酒量（过滤）为：538.89（10.015）=530.81L（6） 成品啤酒量为： 530.81
4、（10.02）=520.19L4. 生产 1000L12P 淡色啤酒的物料衡算根据上述衡算结果知，100kg 混合原料可生产 12成品啤酒 520.19L，故可得出下述结果：（1） 生产 1000L12淡色啤酒需耗混合原料量为：（1000520.19） 100=192.24kg（2） 麦芽耗用量： 192.2470%=134.568kg（3） 大米耗用量： 192.24134.568=57.672kg（4） 酒花用量为 对淡色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为 2%，故酒花耗用量为： （588.28/520.19）10002%=22.62kg（5） 热麦汁量为： （588.288/540.2）100
5、0=1089.0L（6） 冷麦汁量为： （547.10/540.2）1000=1012.8L（7） 湿糖化糟量： 设排出的湿麦糟水分含量为 80%，则湿度糟量为：（10.06） （10078）/（10080）134.568=139.14kg湿大米糟量为：（10.12） （10090）/（100 80）57.672=25.38kg故湿糖化糟量为： 139.14+25.38=164.52kg（8） 酒花糟量 设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为 40%，且酒花糟水分含量为 80%，则酒花糟量为：（10040）/（10080）22.67=68.01kg（9） 发酵成品液量：（532.39/513.92）10
6、0=103.60L（10）清酒量： （530.81/520.19）1000=1020.42L（11）成品酒量：520.19/520.191000=1000L（12）发酵液量：538.89/520.191000=1035.95L5. 100000t/a 12P 淡色啤酒糖化车间物料衡算全年生产天数为 300 天，设旺季生产 150 天，淡季生产 150 天。旺季每天糖化数为 8 次，淡季每天生产次数为 4 次，则全年糖化次数为：8530+4530=1800（次）计算的基础数据可算出每次投料量及其他项目的物料平衡。（1）年实际生产啤酒：300001.012=29382.96L（2）清酒产量：293
7、82.96 （10.02）=29982.61L（3）发酵液总量：29982.61 （10.015）=30439.2L（4）冷麦汁量：30439.2 （10.015）=30902.74L（5）煮沸后热麦汁量：30902.74（10.078）=33517.07L20麦汁体积：33517.071.04=32227.95L12P 麦汁质量为（ 20）：32227.951.084=34935.1Kg （6）混合原料量：34935.1Kg 12%73.58%=5697.49Kg（7）麦芽耗用量：5697.49Kg 0.70=3988.24Kg 大米耗用量：5697.493988.24=1709.25Kg（
8、8）酒花耗用量：33517.072%=670.34Kg根据经验估算，混合原料量定为 5694.49Kg，实际产量才大于 30000t 啤酒。把前述的有关啤酒糖化间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表：如表 5-2 所示。表 5-2 啤酒厂糖化车间物料衡算表物料名称 单位对 100kg 混合原料100L 12P 淡色啤酒 糖化一次定额量 30000t/a 啤酒生产混合原料 Kg 100 192.24 3165.27 5697490麦芽 Kg 70 134.568 2215.69 3988240大米 Kg 30 57.672 949.59 1709250酒花 Kg 12.26 22.62 37
9、2.41 670340热麦汁 L 588.28 1089.0 18620.59 33517070冷麦汁 L 547.10 1012.8 17168.19 30902740湿糖化糟 Kg 84.42 164.52 8228.818 16293060湿酒花糟 Kg 3.66 68.01 342.088 677333.66发酵成品液 L 538.89 1035.95 16910.67 30439200清酒液 L 530.81 1020.42 16657.01 29982610成品啤酒 L 520.19 1000 16323.87 29382960备注：12P 淡色啤酒的密度为 1012kg/m3，实
10、际年生产啤酒为 29382.96t。六、100000t/a 啤酒厂糖化车间热量衡算本设计采用国内常用的双醪一次煮出糖化法，下面就工艺为基准进行糖化车间的热量衡算。工艺流去发酵煮沸强度10%冷凝固物冷麦汁酒花糟热凝固物薄板冷却器回旋沉淀槽90min酒花煮沸锅麦汁麦糟过滤70糖化结束 7820min10min7min13min12min料水比 1：4.5糖化锅热水，5070，25min5min自来水 18糊化锅大米粉 949.58kg麦芽粉 189.92kgt0（） ，20min麦芽粉 2025.77kg46.7， 60min料水比 1：3.5t（）100，10min90 20min 100，40
11、min63，60min程如 6-1 图，数据根据表 5-2以下对糖化过程各步操作的热量分别进行计算：（一）糖化用水耗热量 Q1根据工艺，糊化锅加水量为：G1=（949.58+949.580.2）4.5=5127.73kg式中，949.58 为糖化一次大米粉量，189.92 为糊化锅加入的麦芽量（为大米量的 20%） 。糖化锅加水量为： G2=（2215.69-189.92）3.5=7090.195kg式中，2025.77 为糖化一次麦芽粉量，即（2215.69-189.92 ）kg，而 2215.69 为糖化一次麦芽定额量。故糖化总用水量为：Gw=G1+G2=5127.73+7090.195=
12、38794.97kg自来水平均温度取 t1=18，而糖化配料用水温度 t2=50，故耗热量为：Q1=（G 1+G2）c w（t 2-t1）=12217.9254.1832=1634000kJ图 6-1 啤酒厂糖化工艺流程示意图（二）第一次米醪煮沸耗热量 Q2由工艺流程图可知Q2=Q21+Q22+Q231. 糊化锅内米醪由初温 t0 加热至 100耗热 Q21Q21=G 米醪 c 米醪 （100-t 0）（1） 计算米醪的比热容 c 米醪 根据经验公式 c 谷物 =0.01（100-W）c 0+4.18W进行计算。式中 W为含水百分率；c 0 为绝对谷物比热容，取 c0=1.55kJ/（kgK）
13、 。c 麦芽 =0.01（100-6）1.55+4.186=1.708 kJ/（kgK）c 大米 =0.01（100-12 ）1.55+4.1812=1.8656 kJ/（kgK）c 米醪 =（G 大米 c 大米 +G 麦芽 c 麦芽 +G1cw）/（G 大米 +G 麦芽 + G1）=（949.581.8656+189.921.708+5127.734.18 ） （949.58+189.92+5127.73）=3.75 kJ/（kgK ）（2） 米醪的初温 t0 设原料的初温为 18，而热水为 50，则 t0=（G 大米 c 大米 +G 麦芽 c 麦芽 ）18+G 1cw50 / G 米醪 c
14、 米醪 =47.2其中：G 米醪 =949.58+189.92+5127.73=6267.23kg（3）把上述结果代回 Q21=G 米醪 c 米醪 （100-t 0） ，得Q21=6267.233.75（100-47.2）=1240000kJ2. 煮沸过程蒸汽带出的热量 Q22设煮沸时间为 40min，蒸发量为每小时 5%，则蒸发水分为：V1=G 米醪 5%4060= 6267.235%4060=208.91kg故 Q22=V1I=208.912257.2=471550kJ式中，I 为煮沸温度（约为 100）下水的汽化潜热（kJ/kg） 。3热损失 Q23米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前
15、二次耗热量的 15%，即：Q23=15%（Q 21+Q22）4.由上述结果得：Q2=1.15（Q 21+Q22）=1.15（1240000+471550）=1970000kJ（三）第二次煮沸前混合醪升温至 70的耗热量 Q3按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪与糖化锅中的麦醪混合后温度应为 63，故混合前米醪先从100冷却到中间温度 t。1. 糖化锅中麦醪的初温 t 麦醪已知麦芽粉初温为 18，用 50的热水配料，则麦醪温度为：t 麦芽 =（G 麦芽 c 麦芽 18+G2cw50）/G 麦醪 c 麦醪=（2025.771.70818+7090.1954.1850 ）/（9115.9653.63）
16、=46.66其中：G 麦醪 =G麦芽 +G2=2025.77+7090.195=9115.965kgc 麦醪 =（G 麦芽 c 麦芽 +G2cw）/（G 麦芽 +G2）=（2025.771.708+7090.1954.18）/9115.965=3.63kJ/（ kgK）2. 根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪并合前后的焓不变，则米醪的中间温度为：t=（G 混合 c 混合 t 混合 - G 麦醪 c 麦醪 t 麦醪 ）/ G 米醪 c 米醪=（15383.23.6863-9115.9653.6346.66）/（6267.233.75 ）=86.05其中：G 米醪 = G 米醪 V 1=257
17、33.345-857.778=24875.567kgG 混合 =G 米醪 +G 麦醪 =6267.23+9115.965=15383.2kgc 混合 =（G 米醪 c 米醪 + G 麦醪 c 麦醪 ）/ G 混合=（6267.233.75+9115.9653.63 ） /15383.2=3.68 kJ/（kgK ）因此温度比煮沸温度只低 20左右，考虑到米醪由糊化锅到糖化锅输送过程的热损失，可不必加中间冷却器。3. Q3=G 混合 c 混合 （7063）=15383.23.687=396000kJ（四）第二次煮沸混合醪的耗热量 Q4由糖化工艺流程可知：Q4= Q41+ Q42 +Q431. 混
18、合醪升温至沸腾所耗热量 Q41（1）经第一次煮沸后米醪量为：G米醪 = G 米醪 V 1=6267.23-208.91=6058.32kg糖化锅的麦芽醪量为：G 麦醪 =G麦芽 +G2=2025.77+7090.195=9115.965kg故进入第二次煮沸的混合醪量为：G混合 =G米醪 +G 麦醪 = 6058.32+9115.965=15174.29kg（2）根据工艺，糖化结束醪为 78，抽取混合醪的温度为 70，则送到第二次煮沸的混合醪量为=G混合 （ 7870）/ G 混合 （10070）=15174.298/15174.2930=26.67%（3）麦醪的比热容c 麦醪 =（G 麦芽 c
19、 麦芽 +G2cw）/（G 麦芽 +G2）=（2025.771.708+7090.1954.18）/9115.965=3.63kJ/（ kgK）混合醪的比热容：c混合 =（G 米醪 c 米醪 + G 麦醪 c 麦醪 ）/（G 米醪 +G 麦醪 ）=（6058.323.75+9115.9653.63）/（6058.32+9115.965）=3.68kJ/（ kgK）（4） 故 Q41=26.7% G混合 c混合 （10070）=0.26715174.293.6830 =447000kJ2.二次煮沸过程蒸汽带走的热量 Q42煮沸时间为 10min，蒸发强度为 5%，则蒸发水分量为：V2=26.67
20、% G混合 5%1060=26.67% 15174.295%1060=33.76kg故 Q42=IV2=2257.233.67=76210kJ式中，I 为煮沸下饱和蒸汽焓（kJ/kg） 。3.热损失 Q43根据经验有：Q43=15%（Q 41+Q42）4.把上述结果代回 Q4= Q41+ Q42 +Q43 得Q4=1.15（Q 41+Q42）=1.15（447000+76210）=601700kJ（五）洗糟水耗热量 Q5设洗糟水平均温度为 80，每 100kg 原料用水 450kg，则用水量为：G 洗 =3165.27450100=14243.72kg故 Q5=G 洗 cw（8018）=142
21、43.724.1862=3690000=3690000kJ（六）麦汁煮沸过程耗热量 Q6Q6=Q61+Q62+Q631.麦汁升温至沸点耗热量 Q61有表 5-2 糖化物料衡算表可知，100kg 混合原料可得到 588.28kg 热麦汁，并设过滤完毕麦汁温度为70。则进入煮沸锅的麦汁量为：G 麦汁 =3165.27588.28100=18620.65kg又 c 麦汁 =（2215.691.708+949.581.8656+3165.276.44.18）/（3165.277.4 ）=3.615 kJ/（kgK）故 Q61= G 麦汁 c 麦汁 （100-70）=18620.653.61530=20
22、20000kJ2.煮沸过程蒸发耗热量 Q62煮沸强度 10%，时间 1.5h，则蒸发水分为：V3=18620.6510%1.5=2793.098kg故 Q62=IV3=2793.0982257.2=6305000kJ3.热损失为Q63=15%（Q 61+Q62）4.把上述结果代回 Q6=Q61+Q62+Q63 可得出麦汁煮沸总耗热Q6=115%（Q 61+Q62）=1249000kJ(七) 糖化一次总耗热量 Q 总（八）糖化一次耗用蒸汽量 D使用表压为 0.3MPa 的饱和蒸汽，I=2725.3kJ/kg，则式中，i 为相应冷凝水的焓（561.47kJ/kg ） ； 为蒸汽的热效率，取 =95
23、%。（九）糖化过程每小时最大蒸汽耗量 Qmax在糖化过程各步骤中，麦汁煮沸耗热量 Q6 为最大，且知煮沸时间为 90min，热效率 95%，故：Qmax 3690000/1.5*0.95= 2590000kJ/h%95.1相应的最大蒸汽耗量为：（十）蒸汽单耗根据设计，每年糖化次数为 1980 次，共生产啤酒 100410t。年耗蒸汽总量为：DT=4641.231800=8354214kg每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）：Ds=835421429382.96=284.32kg/t 啤酒每昼夜耗蒸汽量（生产旺季算）为：Dd=4641.238=37129.84kg/d将上述计算结果列成热量消耗综合表名称
24、规格（MPa ）每吨产品消耗定额（kg）每小时最大用量（kg/h）每昼夜消耗量（kg/d）年消耗量（ kg/a）备注蒸汽 0.3（表压） 284.32 1196.95 37129.84 8354214七、设备的工艺计算和设备选型（一）啤酒厂糖化设备的组合方式六器组合方式，一只糊化锅，一只糖化锅，一只过滤槽和两只麦汁煮沸锅，一只回旋沉淀槽，一只麦汁冷却器。（二）糊化设备hkgiI /95.16)47.563.27/(590maxax kgiI23.461）（ 总 kJi 95407Q65432161 总1.功能用途糊化设备是用来加热、煮沸谷物辅料（大米粉或玉米粉）和部分麦芽粉醪液，使淀粉糊化和液
25、化的设备，用于糊化的设备有糊化锅和糊化煮沸锅。3.型号根据 QB91789 和 ZBY9903090 标准的规定，常用的糊化锅产品型号见表 7-2表 7-2 常用糊化锅型号表型号 结构型式成套糖化设备每次糖化热麦汁量（m 3/次）有效容积（m 3）JYQ1416 圆柱形锅身、球形夹套式加热底 14 6JYQ35.513 圆柱形锅身、球形夹套式加热底 35.5 13JYZ35.513 圆柱形锅身、锥形夹套式加热底 35.5 13JJV35.517 矩形锅身、 “V”形加热底 35.5 17JJV5015 矩形锅身、 “V”形加热底 50 15JYG5018 圆柱形锅身、盘管式加热装置 50 18
26、JYV5025 圆柱形锅身、 “V”形加热底 50 25JYZ5020 圆柱形锅身、锥形夹套式加热底 50 20JYZ9027 圆柱形锅身、锥形夹套式加热底 90 27JYZ9043 圆柱形锅身、 “V”形加热底 90 434.根据实际情况，本设计采用 JYV 型糊化锅。（1）锅体 JYV 的锅体是由圆柱形锅身， “V”形加热底和锥形锅盖组成的容器。这种糊化锅是引进德国斯坦尼克公司的技术设计制造的，是我国目前啤酒成套糖化设备一次糖化热麦汁成品量最大的糊化锅之一。虽然圆形糊化锅的“V”形加热底的形状与矩形糊化锅不同，但其基本结构是相同的，即通入蒸汽的气室都是焊在锅底下的许多角钢构成。这种锅在锅身
27、上还装有与其高度相近并带有容量刻度的视镜，设在锅盖上的人空门打开时，电源被切断，搅拌器停止转动。糊化锅的锅体由裙座来支撑，在裙座上开有方形人孔门，供拆装和检查传动装置之用。糊化锅锅体的材质为 0Cr19Ni9，裙座为碳钢。（三）糖化设备1.功能用途糖化设备是用来进行麦芽粉的蛋白分解，并与以糊化的大米醪混合，使醪液保持一定的温度，进行淀粉糖化的设备。用于糖化的设备使糖化锅。如图 72 所示。2.分类糖化锅的品种按啤酒成套糖化设备每次糖化的热麦汁产量划分为 14，25，35.5，50，63，90m 3 等五种。糖化锅的结构形式按锅身形状和介质加热方式划分为六种，见表 7-3表 7-3 糖化锅的分类
28、表结构型式 代号圆柱形锅身、平形夹套式加热底 YP圆柱形锅身、球形夹套式加热底 YQ圆柱形锅身、锥形夹套式加热底 YZ圆柱形锅身、环管式加热装置 YH圆柱形锅身、 “V”形加热底 YV矩形锅身、 “V”形加热底 JV3.型号根据 QB91789 标准的规定，常用的糖化锅产品型号见表 7-4表 7-4 常用糖化锅型号表型号 结构型式成套糖化设备每次糖化热麦汁成品量（m 3/次）有效容积（m 3）JYP1410 圆柱形锅身、平形夹套式加热底 14 10JYQ35.523 圆柱形锅身、球形夹套式加热底 35.5 23JYH35.532 圆柱形锅身、环管式加热装置 35.5 32JJV35.530 矩
29、形锅身、 “V”形加热底 35.5 30JJV5039 矩形锅身、 “V”形加热底 50 39JYZ5037 圆柱形锅身、锥形底 50 37JYV5039 圆柱形锅身、 “V”形加热底 50 39JYH5040 圆柱形锅身、环管式加热装置 50 40JYZ9073 圆柱形锅身、锥形夹套式加热底 90 73JYN9078 圆柱形锅身、 “V”形加热底 90 784. 根据实际情况，本设计采用 JYV 型糖化锅，其锅体结构与特点，搅拌，材料均与本设计中糊化锅相似。5.糖化锅的相关计算根据物料以及热量衡算所得数据可知，一次糖化糖化锅中需要麦芽粉量为 2215.67kg，加水7090.195kg，糊化
30、锅中大米麦芽混合物量为（949.58+189.92）1139.5kg，加水 5127.73kg，糊化时蒸发量为 208.91kg。因此第一次煮沸后，糊化醪量+糖化醪量 2215.67+7090.195+1139.5+5127.73-208.9115364.185kg由表 5-1 可知，大米粉含水量为 12，麦芽粉含水量为 6糖化醪干物质 %08.21185.364)3(79%)(9.5068 相对密度为 1.08，则：糖化锅有效体积 )(2.108.34m糖化锅的容量系数在 0.770.82 之间，锅身与高度之比一般取 21。设计估算可以按下式估算 D，设底高部分为空余系数部分，取圆筒直径 D
31、 与高度 H 之比为 21，则所以，D=3.3m圆整 取 D=5.0m H=2.5m取容量系数为 0.8，则糊化锅的全容积为V 全 14.230.8 17.79m3升气管截面积为液体蒸发面积的 1/301/50，取 1/50，则所以 d=0.80m 选搅拌器为二折叶旋浆搅拌器d=2/3D=3.3m =60 n=20r/min=0.33r/s（2）计算 Q、K、A （假设加热用 P=248.4Pa（绝）饱和蒸汽加热。 ）依热量衡算部分数据，在双醪二次煮出糖化法中，最大传热是在第二次煮沸前混合醪由 63升温至70，所需热量为Q3=G 混合 c 混合 （70-63）=396000kJQ=G 混合 c
32、 混合 （7063） =39600012=4752000 kJ/h.560加热面材料取不锈钢板 =8mm， 不锈钢 =17.4W/（mK）总传热系数，由于不锈钢板的导热系数很小，所以 1 和 2 可忽略不计，因此 /754.081）（壁 KmWK考虑实际热效率比理论 K 值降低 20%即 K 实 =21750.8=1740W/（m 2K） 传热面积： ）（ ）（均 43.60713)()6Int23.148432HV有 5012DdAA=Q/KT=4752000*1000/3600*1740*60.43=12.55取 A=13m2（3）搅拌功率计算设搅拌器宽 b=0.40m，锅内液柱高 H 液
33、 =2.9m，按永田公式：设搅拌器折角 =601856.0714.DdbA= .5360=38.71=0.6950DdbB14.5.043.12 427. bP=1.1+4 -2.5 -754.025.034.=1.3112Rem=nd2/= 91.73107.6342nd2.15.06.03Re2Re SinDHBANp bpmm 2.154.03312.6.03 69.957.10695739514 Sin =0.1304 kWdnNP 1.3.14. 553 轴 K6.0.9.01 轴电相关参数：d搅拌浆叶长度（m）n浆叶转数（r/s）流体密度（kg/m 3）流体粘度（Ns/m 2） （
34、Pas）D糊化锅直径（m）b搅拌浆叶宽度（m）H 液 液层高度（m）搅拌浆折叶角，一般为 45或 60传动机构总效率，取 0.4-0.5K电机功率储备系数 1.2-1.4K1搅拌阻力系数 1.1-1.36.根据实际计算，本设计选取 JYV5045 型糖化锅，主要的技术参数为型号 JYV5045 型号 JYV5045全容积（m 3）有效容积（m 3）加热面积工作温度： 加热底（）工作压力：锅内（MPa）加热底（MPa）锅身直径（mm）564541167常压0.655000锅体高度（mm）搅拌器：直径（mm）转速（r/min）电动机：功率（kW）转速设备质量（kg）外型尺寸（直径 高度，不含排气筒
35、） （mm）250033002012.513.513700520082507.安装调试与使用维护均与糊化锅相同。4.2 糊化锅选型因双醪二次煮出糖化法糊化锅煮沸三次，且每次醪液不同，取醪液量最大的一次做为糊化锅的容积。4.2.1 糊化锅容积的确定第一次糊化锅投大米粉为 949.58kg，水为 5127.73kg，糊化醪量为 6267.23kg。（4-1）%132.6705894)1.0(mB%糊 化大 米糊 化 醪 干 物 质查发酵工程工艺设计概论中附表 9 相对密度 -干物质换算表可知相对密度=1000+4B=1052 kg/m 3糊化锅的有效容积 （4-2）3m6.5102.糊 化糊 化有
36、 效 V第二次糊化锅内糊化醪量为 15383.2Kg。 %19 2.153806.19.08.940.).(mB 糊 化 麦 芽大 米糊 化 醪 干 物 质查发酵工程工艺设计概论中附表 9 相对密度 -干物质换算表可知相对密度=1000+4B=1076kg/m 3糊化锅的有效容积 3m.140762.538m糊 化糊 化有 效 V第三次糊化锅内糊化醪量为 15174.29kg。 %19 29.157406.1.08.9406.).(B 糊 化 麦 芽大 米糊 化 醪 干 物 质查发酵工程工艺设计概论中附表 9 相对密度 -干物质换算表可知相对密度=1000+4B=1076kg/m 3糊化锅的有
37、效容积 3m1.40762.15m糊 化糊 化有 效 V综上：糊化锅的有效体积应为 14.3 ，取充满系数为 0.75，由轻工业技术装备手3册表 14.3-12 糊化锅技术参数可知选用 JYQ146 型号的糊化锅 即圆柱形锅身球形夹套式加热底。糖化锅的容量系数 =0.75（即糊化锅有效容积与全容积之比）则糊化锅总容积为 3m07.195.4总V4.2.2 糊化锅基本尺寸及核算传热面积（1） 设备尺寸取当量直径 D=2.3m， ， 1.8h20.51.hD（2） 传热面积加热介质给热系数 的计算1汽在垂直壁上冷凝给热，糊化锅外加热采用的是夹套加热球锅底的形式。假定冷凝液膜为滞流（R e2100）
38、（4-3）4/131 )(sin3.watvlkg式中 等物性温度取冷凝液平均温度 （4-4）2t壁汽均 t设 t 壁 =110.查得饱和水蒸气 P 绝 =0.25MPa，t=127.2 故6.182017均t在 t 均 =118.6 时水的物性为 =944kg/m 3 =2.4010-4 k=0.6856 ,Pasw/mt=127.2饱和水蒸气汽化潜热 r=2185.4KJ/Kg 设套高 L=1.0m ，夹套倾斜角为 45。 (4-5)7.201.tt汽 壁231/41sin.grlt4/1432 2.170. 850sin689807.3= (4-6)64/wmk核算冷凝液流型 (4-7)
39、21097104.21853.24.6Re1 drtAQ表明假定冷凝液膜为滞流时正确的。醪液给热系数 的计算2糊化醪 5.8069均t80.5时查表得 水 =3.5610-4 ,醪液比粘度为 1.7，则 醪 =6.0510-4 Pas Pas=0.686 比热 CP 醪 =3.74 d=1.6m n=0.5r/s w/mk/KJgKmWndDp /301 6.168.0315.105.67.286. 3.0 403/46.414.03/167.0222 壁则 (4-8)总传热系数 的计算k实加热面材料采用紫铜 =10mm 紫铜 =379.02 KmW/(4-9)KmW221/19470.391
40、6k式中 k传热系数 ;k加热介质给热系数 ;1/醪液给热系数 ;2k加热面材料壁厚 m考虑到实际热效率壁理论 k 值降低 20%，则=18740.8=1558 k实 2/Wm传热面积的计算(4-10)93.4962.175ln ）（）（均t(4-11)20.56.18318.50. mtKQA均实所 需 加 热 面 积复核 t 壁 ，若不计壁内外污垢热阻及壁导热热阻，则(4-12)3015.8642.1712壁壁 内 平壁壁外 平 tt与实际的壁温小于 1 ，验算合格。9.壁t 4.2.3 搅拌功率的计算设搅拌器宽 b=0.26m，锅内液柱高度 =1.0m，D=2.3mH液按永田公式:设搅拌
41、器折角为 60(4-13)2.1)35.(.3 sin)Re210(e DbPPBAN(4-14)61.35185)6.32(7.4.2Ddb(4-15)8091.)3.261(4.)5.0326.(4. )(.).(22DdbB(4-16)456.1)3.260(7)5.326(.).( 42bdbP(4-17)27649105.Re2nd163.0 60sin)3.201()27649(.31089.274.5sin)(Re2.(e 2.1)3.25.(456.02.1)35.06.03 oDbPP HBAN(4-18)（4-19）kwdnNP164.06.150735轴（4-20）符 合
42、 要 求轴电 kwK13.4.052.式中 K储存系数，因启动时功率增加 一般考虑 K=1.21.4 此时取 K=1.4；K1阻力系数，根据糊化锅锅体结构及附件取 K1=22.4 此时取 K1 =2.4；传动机总效率 =0.40.5 此时取 =0.4（四）麦汁过滤设备1.概述：糖化过程结束后，必须于最短的时间内将麦汁与麦糟分离，因为麦汁与糟长时间混贮会使麦汁质量下降。麦汁过滤设备就是用来过滤糖化醪，使麦汁与麦糟迅速分离而得到澄清麦汁的设备。常用的设备有过滤槽，压滤机和快出渗出槽。本设计采用过滤槽，它是最广泛使用的麦汁过滤设备，当糖化过程结束后，进入过滤槽的醪液，先聚集在槽内过滤板上部，经沉降后
43、，麦糟形成过滤层，麦汁则流经麦糟过滤层和过滤板，并经过出料阀而被送往麦汁煮沸锅。从麦汁流经麦糟过滤层到麦汁煮沸锅的整个过滤过程，形成一种缓慢交替的流态平衡，由于麦糟过滤层堵塞致使阻力增大，麦汁流量调节不当或吸力太强等原因而受到破坏时，麦汁过滤便会受阻或中断，此时排出的麦汁渐见混浊。（五）麦汁煮沸设备1.功能用途麦汁煮沸设备是用来对麦汁进行煮沸、灭菌、析出热变性凝固蛋白质，蒸发掉多余的水分，使麦汁浓缩到规定的浓度，并加入酒花，使酒花所含的苦味和芳香物质进入麦汁的设备，用于麦汁煮沸的设备主要有麦汁煮沸锅。但为了提高煮沸锅的煮沸强度和设备利用率，近代化的煮沸系统除麦汁煮沸锅外，还附有各种类型的加热装
44、置和附属容器如麦汁预贮槽。（七）麦糟输送设备1.概述 糖化间过滤槽过滤出来的麦糟，既是啤酒厂需要排放的废渣，也是价值很高的副产品。由于糖化间产的麦糟量比较多，洗糟结束后必须及时排糟，排糟的方式有直落式，螺旋输送式与压送式等。其中以直落式最为简便，即将过滤槽安装在糖化间的外侧，在一定高度安装一个贮糟斗，麦糟从过滤槽的排糟孔排出直接落入贮糟斗，然后运走，贮糟斗的容量至少应能容纳两次糖化排出的麦糟量，一般为中小型啤酒厂采用，为了将来的扩大生产，本设计采用螺旋输送机，又称搅龙。 （八）管道管径及主要泵的计算1.在实际生产中,酿造用水、醪液及麦汁进入设备均为泵输送，所以管道流速可不用遵循管内流速常用范围
45、。一般符合进料时间即可，在生产中，管径范围应尽量控制在108mm。2.在本设计中，根据实际生产经验，糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、回旋沉淀槽等主要设备的进水进料管均选用公称直径为 100mm 的 YB23170 钢管，外径 108mm，壁厚 4mm。3.糊化锅进水管管径计算4. 糊化锅出醪管，糖化锅进醪管管径计算：5.糖化锅进水管管径计算6.糖化醪出料管管径计算7.过滤槽的出醪管管径计算8.煮沸锅进料管管径计算9.主要泵的选型（1）倒醪泵选型倒醪泵是用来糊化醪和糖化醪输送到过滤槽的设备。倒醪泵输送的是相对密度为 1.08 的醪液，粘度约为 5.17104Pas，温度在 78左右。啤酒具有一定
46、的腐蚀性，所以选用离心式耐腐蚀泵。由于糊化，糖化进水、进料以及糖化锅到过滤槽进料都使用同一个泵，而此过程流量最大是在糖化醪出料时的流量，因此选取流量为 228.04 m3/h，扬程均为 6m 左右，查表（见文献 2） ，可以选择 IS150125250 型离心泵。压头为gH=10809.86=0.1Mpa查表（见文献 2） ，可以选择 IS150125250 型离心泵。技术参数为（2）麦汁泵选型在本设计中，涉及两个麦汁泵，一个是将从过滤槽出来的麦汁泵到麦汁检测器上，再到煮沸锅中；一个是将从煮沸锅出来的麦汁泵到回旋沉淀槽中。从过滤槽出来的麦汁，要经过麦汁检测器，然后再进入煮沸锅中，其流量根据煮沸
47、锅进料管管径计算中的值 179.28m3/h，扬程约为 8m 查表（见文献 2） ，可以选择 IS150125250 型离心泵。压头为gH=10809.88=0.1Mpa查表（见文献 2） ，可以选择 IS150125250 型离心泵。（九）CIP（ clean-in-place）清洗系统啤酒厂必须像玻璃房一样透明、干净，且没有脏角。小型企业清洗设备主要使用手刷和地板刷，大中型企业则使用 CIP 清洗系统，这样可按照原位清洗的方法对设备进行清洗，节约很多宝贵的工作时间。通过自动开关，一股强大的液流从这些容器中被泵入连接好了容器和管道。其中时间、流量和温度等根据生产经验来确定。以下是清洗时间的大致范围： 使用上一次循环的后冲洗回收水进行预清洗 35min 排水 13min 使用浓度
