啤酒工艺学毕业设计
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目次引言 (1)1 概述 (2)1.1 啤酒介绍 (2)1.2 啤酒酿造工艺流程介绍 (6)2 物料衡算 (12)2.1 糖化工段物料衡算 (12)2.2 麦汁处理物料衡算 (16)2.3 发酵工段物料衡算 (17)2.4 包装工段物料衡算 (19)3 设备计算选型 (22)3.1 糖化工段设备计算选型 (20)3.2 麦汁处理工段设备计算选型 (33)3.3 发酵工段设备计算选型 (37)3.4 啤酒过滤设备计算选型 (42)3.5 其他设备计算选型 (43)4 能量衡算 (46)4.1 耗热量的计算 (46)4.2 耗冷量计算 (55)5 管路和泵的计算选型 (61)5.1 管路计算选型 (61)5.2 泵的计算选型 (62)6 三废处理 (65)6.1 废水处理概况 (65)6.2 废酵母的回收与利用 (66)6.3 二氧化碳的回收与利用 (67)结论 (68)参考文献 (69)致谢 (70)附录 (71)引言培养能够讲科学与技术转化为生产力的工程人才是高等工程教育的主要任务,因此在加、提高学生综合素质的重要教学环节,是对学生进行综合素质与工程实践能力培养的重要过程。
通过毕业设计能培养我们综合运用所学理论基础、专业知识、基本技能的能力,能够提高我们分析与解决问题的能力。
在毕业设计中应注意以下几个方面的培养:1.调查研究,检索中外文献和综述能力。
2.综合运用专业理论、知识分析解决实际问题的能力。
3.研究方案的制定,分析与比较的能力。
4.设计、计算与绘图能力,包括计算机运用的能力。
5.逻辑思维与形象结合的文字(含外文)及语言表达能力。
发酵工业是生物工程的一个分支, 从80年代初至现在,经过近20多年的快速发展,中国啤酒工业已经取得了令人瞩目的成就。
不仅在产量方面跃居世界第二位,而且在质量、技术、装备水平等方面也都有了较大幅度的提高,充分显示了我国啤酒工业强劲的发展势头。
进行该行业的设计不仅能巩固和提高专业及设计基础知识,而且与实际工业生产密切相关,能有机的把理论知识同实际相结合起来,更快更好的融入生产实践。
年产12万吨浅色啤酒的工厂工艺设计1 前言1.1 啤酒制备工艺简介啤酒是以大麦为主要原料的酿造酒,经粉碎,糖化,发酵等工序制得。
啤酒生产过程分为麦芽制造、糖化、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。
麦芽制造:大麦浸渍吸水后,在适宜的温度和湿度下发芽,发芽时产生各种水解酶,如蛋白酶、糖化酶、葡聚糖酶等,这些酶可将麦芽本身的蛋白质分解成肽和氨基酸,将淀粉分解成糊精和麦芽糖等低分子物质。
发芽到一定程度,经过干燥,制成水份含量较低的麦芽。
糖化:麦芽经过粉碎,加入温水,在一定的温度下,利用麦芽本身的酶制剂,进行糖化(主要将麦芽中的淀粉水解成麦芽糖),为了降低生产成本,还可以加入一定比例的辅料(大米、玉米、糖浆等)。
制成的麦芽醪,进行过滤,得到麦芽汁,送入麦汁煮沸锅中,将多余的水分蒸发掉,并加入酒花。
最后沉淀冷却充氧,为发酵做好充分的准备。
发酵:麦芽汁经过冷却后,加入酵母菌,输送到发酵罐中,开始发酵。
传统工艺分为前发酵和后发酵,分别在不同的发酵罐中进行,现在流行的作法是在一个罐内进行前发酵和后发酵。
前发酵主要是利用酵母菌将麦芽汁中的麦芽糖转变成酒精,后发酵主要是产生一些风味物质,排除掉啤酒中的异味,并促进啤酒的陈熟,这一期间,控制一定的罐内压力,使后酵时产生的二氧化碳保留在啤酒中。
过滤灭菌:经过15天左右的发酵,将啤酒进行过滤,除去啤酒中的酵母菌和微小的颗粒,再进行低温冷却,进入清酒罐。
包装:包装方式主要有瓶装和罐装,还有桶装等。
1.2 设计的内容与依据1.2.1 设计题目年产12万吨浅色啤酒的工厂工艺设计1.2.2 课题来源1.2.3 设计要求1.2.3.1 编写设计说明书(1)厂址选择及论证(2)总体行业生产状况及水平,生产工艺流程选定及论证(3)生产的物料衡算并列表(4)水(地下水)、电(工业用电)、汽、冷、风及热量平衡计算(5)主要工艺设备选型及计算(以国产设备为主)并列出全厂设备一览表(6)人员组织及管理(7)环境保护和三废治理方案和措施(参照有关国家标准进行)(8)相关经济概算(重点是单产消耗和成本概算)1.2.3.2 设计图纸(1)工厂布置图3张:全厂平面布置图、制麦车间平面布置图,制麦车间立面图(2)工艺流程图3张:制麦工艺流程图、糖化工艺流程图、发酵工艺流程图1.3 厂址选择和论证1.3.1 选择地点:本厂选在河北省新乐。
黄石理工学院毕业设计(论文)摘要纯生啤酒作为一种口味更加纯正的饮料酒深受消费者的欢迎,其市场需求已经越来越大。
本论文综合运用了大学期间所学的各个学科,针对年产20万吨纯生啤酒的发酵工艺进行了设计。
通过参阅大量的国内外文献,确定了采用下面发酵法,以70%的大麦和30%的大米为原料进行为期20天(主发酵6天,后发酵14天)的分批式发酵。
由物料衡算得出每年需大米9410t、大麦22000t、酒花4700t;由热量衡算得出每年消耗蒸汽9.87107kg;由水衡算得出每生产1t成品啤酒需耗水25.36t,年耗水量为5026608t;由耗冷量的计算得出每年耗冷9.5211010kJ。
并且通过对设备的选型与计算得出需要112.4m3的糖化锅1个,924m3的圆筒体锥底发酵罐40个.另外还需要21圈,分为3组的换热管。
关键词:纯生啤酒;工艺设计;物料衡算;热量衡算;圆筒锥底发酵罐AbstractAs a taste of draft beer to drink wine more pure welcomed by consumers and its market demand has been increasing. In this paper, various disciplines learned in university is integrated for the technological design of beer fermentation process with annual output of 200,000 tons. According to the large number of domestic and foreign literature, 70 percent of the barley and 30 percent of the rice is identified as raw materials and taken it in batches fermentation by the following fermentation for 20 days (the main fermentation 6 days, 14 days latter fermentation). Drawn from the material balance, 9410t rice,22000t barley and 4700t hops is needed yearly; drawn by the heat balance, annual consumption of steam is 9.87×107kg; drawn from the water balance, 25.36 tons beer is consumed for 1 ton, the consumption of total water is 5026608 tons per year; by the calculation of cold consumption , 9.521×1010 kJ of cold is needed yearly. Through the selection of equipment, we can deduce that a pot of glycosylated with 112.4m3, 40 Conical bottom cylindrical fermentation tanks with 924m3 needed and also need 21 circles, divided into 3 groups of tubes.Key W ords:draft beer; process design; material cross-operator; heat cross-operator;Fermenter conical bottom cylinder目录1 前言 (1)1.1 啤酒发酵方法简介 (1)1.2 啤酒概述与发展史 (2)1.3 纯生啤酒生产基本工艺介绍 (6)1.4 啤酒的市场前景 (8)2 啤酒发酵工艺设计 (10)2.1 纯生啤酒的酿造基本要求 (10)2.2 原料的选择 (11)2.3 原料的制备 (12)2.4 麦芽的糖化 (13)2.5 麦芽汁的发酵 (14)2.6 成熟纯生啤酒的过滤 (15)2.7 无菌灌装 (16)2.8 CIP系统 (17)2.9人员 (18)2.10工艺流程图 (18)3物料衡算 (20)3.1 啤酒糖化车间工艺流程示意图 (20)3.2 啤酒生产基础数据 (20)3.3 100kg原料生产10度纯生啤酒的物料衡算 (21)3.4 生产100L度纯生啤酒的物料衡算 (22)3.5年产20万吨10度纯生啤酒酿造车间物料衡算表 (23)4热量衡算 (25)4.1 糖化工艺流程示意图 (25)4.2 糖化车间的热量衡算 (26)4.2 糖化车间总热量衡算表 (35)5 水衡算 (36)5.1啤酒厂全厂用水工艺流程示意图 (36)5.2水衡算 (37)5.3 年产20万吨10度纯生啤全厂用水衡算表 (43)6 发酵车间耗冷计算 (44)6.1 发酵工艺流程示意图 (44)6.2年产20万吨10度纯生啤酒厂发酵车间耗冷量计算 (44)6.3年产20万吨10度纯生啤酒厂发酵车间冷量衡算表 (48)7 设备与选型计算 (49)7.1 糖化锅的设计与选型 (49)7.2发酵罐的设计与选型 (50)7.3发酵罐换热器的设计 (52)总结 (55)致谢 (56)参考文献 (57)附录 (58)黄石理工学院毕业设计(论文)1 前言随着经济的发展,人们生活水平的不断提高,啤酒作为一种时尚消费品,已经为人们生活中不可或缺的商品,其市场需求日益渐增。
前言从有关资料了解到,我国啤酒工业发展很快,其产量连续五年保持世界第一,是世界上啤酒市场增长的最快的地区之一。
中国的啤酒消费市场就有极大的增长潜力,这也吸引了全球啤酒业的关注。
自2003年以来,美国AB、南非米勒、比利时英特不鲁、丹麦嘉士伯、荷兰喜力等国际啤酒巨头纷纷以合资合作、收购、并购等形式大举进军中国市场,在中国掀起了第二次投资热潮。
在这种形势下,以青岛和燕京为代表的国内啤酒也不甘示弱,加大了对国内啤酒行业的整合力度,啤酒行业集中度得到了进一步改善。
2005年由于行业取水标准的实行、原料价格的上涨,以及电力短缺引起的拉闸限电,许多中小啤酒企业将面临严峻的经营困境,这为国内外大型啤酒集团的进一步扩张提供了有利时机。
与此同时,大型啤酒企业在稳定自身传统优势的基础上,相互之间争夺更大的市场份额也将在更多的区域市场上展开直接竞争。
对于中小型啤酒厂,面临更大的竞争压力,则要更据当地的实际销售情况进行啤酒的投资及生产。
在我国西南地区,很多城市是中小城市,更据居民的实际消费水平,以及从啤酒的保鲜的角度,建立中小规模生产比较合适。
而且,随着人们的生活水平的提高,中青年人更喜欢饮用鲜啤酒,因为鲜啤酒的口感很好,它没有经过杀菌。
淡色啤酒也越来越受人们的欢迎。
在本次设计中,啤酒糖化生产采用一次煮沸一次浸出糖化法,一段式薄板冷却麦汁,下面发酵法,用锥形发酵罐发酵。
本次设计为7万吨100P淡色啤酒厂的糖化车间的设计,设计过程中,由于本人的知识结构及经验不足,或多或少存在不足之处。
希望各位老师提出宝贵的建议,在以后的工作中,我再加以改进。
第1章全厂工艺论证1.1麦芽汁制备1.1.1原理麦芽汁制备是利用麦芽所含的各种水解酶,在适宜的条件(温度、PH值、时间)下,将麦芽和其辅助原料中的不容性高分子物质(淀粉、蛋白质、半纤维素及其中的分解产物等),逐步分解为可溶性的低分子物质,这个分解过程称为麦芽汁的制备,所得的浸出物溶液称为麦芽汁。
第3章 糖化车间主要设备选型及计算3.1 粉碎机选用在本设计中,选用江苏正昌集团有限公司生产的SSLG 二辊式粉碎机。
其技术条件如下:型号: SSLGS15×80 产量(t/h ): 3.5 功率(kW ): 4.5 重量(kg ): 4503.2 设备选型与计算3.2.1 麦芽暂贮箱1、由前面的物料衡算可知: 每次投料量:G=4751.78 kg 麦芽容重为:500=ρkg/m ³ 有效容积系数:8.0=ϕ所需容积:ρϕGV==8.050078.4751⨯=11.88m ³ 2、结构见下图本设计采用方形锥底,木结构内衬白铁皮,则箱体的尺寸定位: A=2.80m a=0.45m B=2.30m b=0.30m H=1.50m h=1.50m 则总容积: )22(6ab Ab aB AB h ABH V ++++==2.80×2.30×1.5+)30.045.0230.245.030.080.210.280.22(65.1⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯=13.42 (m ³) 富裕量为:=-88.1188.1142.1313%,能满足产量要求。
下图(3—1)为麦芽暂贮箱的示意图:3.2.2 麦芽粉暂贮箱1、所需容积计算已知单次投料量为:4751.78kg 麦芽粉的比容:C=2.560m ³/t有效容积的系数取为:7.0=ϕ,则所需容积为: ϕGCV ==7.010560.278.47513-⨯⨯=17.38 (m ³)2、结构采用方形锥底,木结构,内衬白铁皮,则定箱尺寸为: A=3.50m a=0.50m B=2.00m b=0.30m H=2.00m h=2.0m 则其总容积为: )22(6ab aB Ab AB h ABH V ++++==3.50×2.00×2.00+32(2×3.50×2.00+3.50×0.30+0.50×2.00+2×0.50×0.30)=19.12 (m ³) 富裕量为:38.1738.1712.19-×100%=10%,能满足产量要求。
大学酿造啤酒课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能掌握酿造啤酒的基本原理,理解麦芽、啤酒花、酵母和水质在啤酒酿造过程中的作用。
2. 学生能了解啤酒的种类、风格及其代表性酿造工艺。
3. 学生能掌握啤酒酿造过程中的关键参数,如温度、时间、pH值等,并理解其对啤酒品质的影响。
技能目标:1. 学生能独立完成麦芽的制备、糖化、发酵和啤酒的包装等酿造过程。
2. 学生能熟练使用酿造设备,进行啤酒酿造实践操作。
3. 学生能通过品尝、分析,评估啤酒品质,并提出改进措施。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对酿造啤酒的热爱,增强对传统酿造工艺的尊重和保护意识。
2. 学生树立食品安全观念,注重酿造过程中的卫生和安全。
3. 学生培养团队协作精神,学会在酿造过程中与他人沟通、协作,共同解决问题。
课程性质:本课程为实践性课程,结合理论教学,注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点:大学阶段学生具有较强的自主学习能力、动手能力和创新意识。
教学要求:教师应引导学生主动参与实践,注重理论与实践相结合,提高学生的酿造技能和综合素质。
通过课程学习,使学生具备独立酿造啤酒的能力,为未来从事相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 酿造啤酒的基本原理:包括麦芽的制备、糖化过程、发酵原理、啤酒的成熟与后熟过程。
教材章节:第一章 酿造啤酒的基本原理2. 啤酒原料与工艺:介绍麦芽、啤酒花、酵母、水质等原料的选择和使用,以及不同种类啤酒的酿造工艺。
教材章节:第二章 啤酒原料与工艺3. 酿造设备与操作:学习酿造设备的使用、维护与操作方法,包括糖化锅、发酵罐、冷却器等。
教材章节:第三章 酿造设备与操作4. 啤酒酿造实践:分组进行酿造实践,从麦芽制备到啤酒包装,体验整个酿造过程。
教材章节:第四章 啤酒酿造实践5. 啤酒品质评估:学习如何品尝、分析啤酒,评估其品质,并提出改进措施。
教材章节:第五章 啤酒品质评估6. 酿造过程中的食品安全与质量控制:强调酿造过程中的卫生、安全和质量控制措施。
第1章绪论1.1 设计选题的目的啤酒最早出现于公元前3000年左右,于古埃及和美索不达米亚(今伊拉克)地区。
公元6世纪,啤酒的制作方法由埃及经北非、伊比利亚半岛、法国传入德国。
1830年左右,德国的啤酒技术人员分布到了欧洲各地,将啤酒工艺传播到全世界,进而进入亚洲。
啤酒作为世界性饮料酒,越来越受到人们的欢迎。
目前,我国人均啤酒消费量虽然已接近22升,而世界平均水平目前是30升,欧美国家人均年消费啤酒已超过80升。
我国是一个人口众多的发展中国家,经济发展的潜力大,消费品市场发展的潜力也大。
啤酒作为营养性、低酒度饮料的消费品,随着城乡居民生活不断改善,啤酒的消费市场必将进一步扩大。
[1]1.2 设计工作的意义啤酒以麦芽,酒花,水为基本原料,经过酵母发酵作用酿造而成的饱和二氧化碳的低酒精度酒。
啤酒素有“液体面包”之称,即为营养食品。
青岛作为国内最著名的啤酒城由来已久,啤酒也一直作为青岛人消费首选的酒种。
虽然作为海滨城市的青岛夏季气温并不是很高,但近年来,夏日的青岛人越来越喜欢喝啤酒,尤其在大排档消费场所,人们更是纷纷争“鲜”,啤酒生意可谓十分火爆,啤酒销售量更是相当可观。
通过这次的选题,查阅资料,现场实习,使我们在设计中进一步掌握了啤酒的工艺方法为今后走上工作岗位打下了坚实的基础。
1.3 课题研究的内容和方法1.3.1 厂址的选择1.地理位置一般工厂厂址选在城镇的郊区,考虑微生物发酵工厂对环境因素的特殊要求,需要地势平坦,利于排水,有丰富的水源[2]。
2.气象资料是工厂总平面布置的重要依据之一。
厂址应该接近原料产地,保证供应方便,减少运输损失。
3.环保方案工厂应有严密的环保方案,远离市中心,由于酿造用水需要指标相对比较高,应远离化工厂,避免大气污染和水质污染,三废排除应符合国家要求标准。
1.3.2 工艺选择1.保证产品质量符合国家的标。
2.尽量采用成熟的,先进的技术和设备。
3.选择生产方法主要依据原料的来源,种类和性质。
哈尔滨理工大学学士学位论文1.1 课题背景 (1)第2章啤酒发酵工艺及控制要求 (2)2.1 啤酒发酵工艺简介 (2)2.2 系统的控制要求 (2)2.3 本章小结 (3)第3章系统总体方案的设计 (4)3.1 发酵罐测控点的分布及管线结构 (4)3.2 检测装置和执行机构 (4)3.3 控制规律 (5)3.3.1 PID算式加特殊处理 (5)3.3.2 Smith补偿控制算法 (6)3.3.3 啤酒发酵过程控制的数学模型分析 (7)3.4 控制系统的硬件 (9)3.5 控制系统的软件 (9)3.6 本章小结 (10)第4章硬件电路设计 (11)4.1 89C52单片机特点简介 (11)4.2 主电路 (12)4.2.1 采样电路 (12)4.2.2 I/V变换电路 (14)4.2.3 A/D转换电路 (15)4.3 显示电路与按键 (16)4.4 控制电路 (17)4.5 本章小结 (17)第5章软件程序设计 (18)5.1 概述 (18)5.1.1 软件设计思想 (18)5.1.2 系统构成 (18)5.1.3 系统中89C52中断源的使用 (19)5.2 程序中有关参数的设定 (20)5.3 主程序MAIN (23)5.3.1 主程序介绍 (23)5.3.2 掉电保护 (24)5.4 外部中断服务子程序JINT (25)5.4.1 数据采集模块DATA (26)5.4.2 数据处理模块PROM (26)5.5 定时/计数器T0中断服务子程序JT0 (28)5.6 按键处理子程序KEY (29)- I -哈尔滨理工大学学士学位论文5.8 显示子程序DSP (32)5.9 本章小结 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录A AD与单片机接口电路 (36)附录B显示与按键电路 (37)附录C控制电路与通讯电路 (38)附录D文献及翻译 (39)- II -哈尔滨理工大学学士学位论文啤酒发酵过程计算机控制系统摘要啤酒发酵是整个啤酒生产过程最重要的环节,啤酒发酵罐内的发酵温度是决定啤酒质量的关键所在。
第3章 糖化车间主要设备选型及计算3.1 粉碎机选用在本设计中,选用江苏正昌集团有限公司生产的SSLG 二辊式粉碎机。
其技术条件如下:型号: SSLGS15×80 产量(t/h ): 3.5 功率(kW ): 4.5 重量(kg ): 4503.2 设备选型与计算3.2.1 麦芽暂贮箱1、由前面的物料衡算可知: 每次投料量:G=4751.78 kg 麦芽容重为:500=ρkg/m ³ 有效容积系数:8.0=ϕ所需容积:ρϕGV==8.050078.4751⨯ =11.88m ³ 2、结构见下图本设计采用方形锥底,木结构内衬白铁皮,则箱体的尺寸定位: A=2.80m a=0.45m B=2.30m b=0.30m H=1.50m h=1.50m 则总容积:)22(6ab Ab aB AB hABH V ++++==2.80×2.30×1.5+)30.045.0230.245.030.080.210.280.22(65.1⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯ =13.42 (m ³)富裕量为:=-88.1188.1142.1313%,能满足产量要求。
下图(3—1)为麦芽暂贮箱的示意图:3.2.2 麦芽粉暂贮箱1、所需容积计算已知单次投料量为:4751.78kg 麦芽粉的比容:C=2.560m ³/t有效容积的系数取为:7.0=ϕ,则所需容积为: ϕGCV ==7.010560.278.47513-⨯⨯=17.38 (m ³)2、结构采用方形锥底,木结构,内衬白铁皮,则定箱尺寸为: A=3.50m a=0.50m B=2.00m b=0.30m H=2.00m h=2.0m 则其总容积为:)22(6ab aB Ab AB hABH V ++++==3.50×2.00×2.00+32(2×3.50×2.00+3.50×0.30+0.50×2.00+2×0.50×0.30)=19.12 (m ³)富裕量为:38.1738.1712.19-×100%=10%,能满足产量要求。
3.2.3 大米暂贮箱1、所需容量计算每次投料量为:G=2036.48kg 大米容重为:800=ρkg/m ³ 有效容积系数:8.0=ϕ所需容积: ρϕGV ==8.080048.2036⨯=3.19 (m ³)2、采用方形锥底,木结构,内衬白铁皮。
定箱尺寸为: A=1.50m a=0.25m B=1.30m b=0.25m H=1.50m h=1.30m)22(6ab aB Ab AB hABH V ++++==1.50×1.30×1.50+630.1×(2×1.50×1.30+0.25×1.30+0.25×1.30+2×0.25×0.25)=4.028 (m ³)富裕量为:19.319.3028.4-×100%=26%,能满足生产要求。
3.2.4 大米粉暂贮箱1、所需容量计算每次投料量计算:G=2036.48kg 大米粉比重为:G=1.73 m ³/t 有效容积系数为:7.0=ϕ所需容积:ρϕGV ==7.073.11048.20363⨯⨯-=5.03 (m ³)2、采用方形锥底,木结构,内衬白铁皮。
其结构尺寸为: A=1.50m a=0.30m B=1.50m b=0.30m H=1.50m h=1.50m)22(6ab aB Ab AB hABH V ++++==1.50×1.50×1.50+650.1×(2×1.50×1.50+1.50×0.30+0.30×1.50+2×0.30×0.30)=5.175 (m ³)富裕量为:03.503.5175.5-×100%=2.8%,能满足生产要求。
3.2.5 糖化锅的设计由于糖化锅是圆柱形器身略向中央倾斜的平底容器,其容积计算可以按圆柱体近似计算。
1、理论容积的计算 糖化锅所需的容积,按每100kg 的麦芽粉投料量为计算的单位,则糖化锅的容器约为700~800L ,本设计中糖化锅中投入麦芽粉量为4751.78kg ,则糖化锅所需的容量为:理V =4751.78×800÷100×310- =38.02 (m ³)又因为:12785.0h D V =,而1h D :=2:1; 所以:=⨯=2785.02D D V 理论)(3302.382785.0m D = 解得:D=4.60m ,m D h 30.221==2、有效容积的计算按国内生产的设计情况,有效容积取人孔边以下0.5m 处来计算,则: )有效5.0(785.02-=h D V=0.785×260.4×(2.30-0.50) =29.90 (m ³) 有效V >理论V ,符合要求。
3.2.6 过滤槽过滤槽用于过滤糖化后的醪液,使麦汁与麦醪分开而得到清亮的麦芽汁。
以每100kg 麦芽所需的过滤体积为0.7~0.8 m ³计算基准进行计算,麦芽投料量为4751.78kg ,则过滤的体积为:=V 4751.78×0.8÷100=38.02 (m ³)而1 ㎡槽底面积所能容纳的麦芽量约为125~250kg ,在本设计中取200kg/㎡来计算:槽底S G 200=式中:G —每次糖化所用的麦芽量 S —所需槽底面积则: 200G S ==20078.4751=23.76 (㎡)而:==4,422D D S π即π23.76,解得D=5.50 (m ) 4/2hD V =,即23.76h=38.02,解得h=1.60 (m )又因为过滤槽底部要安装滤板,设其高度为1h =0.3m ,则过滤槽的高度为: 1h h H +==1.60.+0.30=1.90 (m ) 所以过滤槽的尺寸为: D=5.50 m, H=1.90m3.2.7 麦汁煮沸锅1、作用麦汁煮沸锅用于麦汁煮沸和浓缩,蒸发掉多余的水分,使麦汁达到一定的浓度,并加入酒花,使酒花中所含的苦味及芳香物质进入麦汁中。
2、计算如果以100kg 麦芽量作为计算单位,则麦汁煮沸锅容量约为800~900L ,再加上25~30%作为麦汁运动的空间。
(1)理论体积的计算现在以100kg 麦芽作为计算单位,设麦汁煮沸锅所需容积为900L ,而每次投入的麦芽量为4751.78kg ,则所需,爱知煮沸锅的体积为:需V =4751.78×900÷100×310-=42.77 (m ³) 取空余系数为1.30,则:V '=1.30×42.77=55.60 (m ³) (2)全容积的计算煮沸锅的形状和糊化锅相似,则采用圆筒体器身,椭圆形的底,其容积计算为:原著部分的体积: 121785.0h D V =椭圆形底的体积: 22232ah V π=式中:D h 211=,D h D a 41,212== 1V —圆柱部分的体积 2V —椭圆形底的体积 1h —圆柱部分的高度 2h —椭圆形底的高度 a —椭圆形长边而 21V V V +=全,代入数据解得:m h m a m h m D 25.150.250.20.521====,,,22122132785.0ah h D V V V π全+=+==0.785×20.5×2.5+32×3.14×2.5×225.1=57.25 (m ³) 其结构如下图所示:取锅身入孔0.5 m 以下计算,则:2212325.0785.0ah h D V π)(有效+-=2225.15.214.3325.05.20.5785.0⨯⨯⨯+-⨯⨯=)( =47.43 (m ³)富裕量为:77.4277.4243.47-×100%=10.9%则符合要求。
3.2.8 麦芽暂贮罐100kg 麦芽产生800~900L 麦汁,这里取900L ,而一次糖化投入麦芽量为4751.78kg ,则生产麦汁的量为:麦汁V =900×4751.78÷100=42766.02 (L ) =42.77 (m ³) 麦汁暂贮槽的体积为:51.2295.077.422195.021=⨯==麦汁V V (m ³) )(ππ直边高度罐D h D H D V 61424122++= )::(取ππ21124132=+=H D D H D 则: 321241D H D ππ+=22.51解得: D=2.31(m )H=2D=2.31×2=4.62( m )设计为椭圆形封头,则封头:a=1.165m ,b=0.583m3.2.9 回旋沉淀槽1、由物料衡算表可知,糖化一次煮沸后所得到的麦汁量为50185.66L=50.87m ³,设液面高度与槽底直径比为: h :d=1:2由h D V 241π=得:D D V 21412⨯=π=50.87解得:D=5.06m ,H=2.53m3.2.10 麦汁冷却器把经过回旋沉淀后的冷麦汁冷却到发酵温度,一般都采用薄板冷却器。
在本设计中采用一段式冷却,用薄板冷却器把麦汁从96℃冷却到8℃,冰水初温2℃,最终温度为78℃.1、求麦汁放出的热量Q)(终初麦汁麦汁t t C Q Q -==50185.61×3.93×(96-8) =16961732.47 (kJ )设麦汁冷却时间为1h ,则麦汁放出的热量为: 16961732.47÷1=16961732.47 (kJ/h ) 2、计算所需的冷却面积tK QS ∆=t ∆—对数平均温度K —传热系数,取为11000kJ/㎡.h. ℃ 2121lnt t t t t ∆∆∆-∆=∆=92.10287896ln )28()7896(=----- (℃) 则: t K Q S ∆==21.1411100092.1047.16961732=⨯ (㎡) 设薄板每片的换热面积为1㎡,则所需的薄板数为: N=141.21÷1=142(片) 3.2.11 主体设备糊化锅的计算与选型 3.2.11.1 容积计算1、糊化醪液的密度计算已知糊化醪的量为11200.64kg 干物质含量: %100⨯=糊化醪液的量干物质的量G G ρ=%10064.11200%12148.2036⨯-⨯)(=16.0%根据计算数据查表《发酵工厂设计概论》附表9,得糊化醪的相对密度为:ρ'=1.067(t/m ³) 2、糊化锅体积的计算由糊化醪的密度和重量可以计算出糊化醪的体积ρ/m V =,所以: =醪V 310067.164.11200⨯=10.50 (m ³)取空余系数为0.7,则糊化锅的全容积为:00.157.050.10==全V (m ³)(1)糊化锅圆柱部分的体积为: 121785.0h D V = (2)椭圆形底的计算:22232ah V π=(3)锅的全体积为:1532785.0221221=+=+=ah h D V V V π全式中:D=21h ,D a h D a 4121212===,解得:m h m a m h m D 8.0,6.16.12.321====,,3、糊化锅有效容积的计算根据国内生产的实际情况,有效容积取人孔边0.5m 以下来计算,则:2212325.0785.0ah h D V π)(有效+-= =238.06.114.332)5.06.1(2.3785.0⨯⨯⨯+-⨯=10.99 (m ³)富裕量为:=-50.1050.1099.10 4.67%,所以糊化锅的设计符合要求。