啤酒工厂工艺设计样本.doc

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题目名称
年产10万吨啤酒工厂设计
学生学院
生物系
专业班级

姓 名

学 号

一、 课程设计的内容
1．我们组的设计任务是: 年产30万吨啤酒厂的设计。
2．根据设计任务, 查阅有关资料、 文献, 搜集必要的技术资料, 工艺参数与数据, 进行生产方法的选择, 工艺流程与工艺条件的确定与论证。
3．工艺计算: 全厂的物料衡算; 糖化车间的热量衡算(即蒸汽耗量的计算); 水用量的计算; 发酵车间耗冷量计算。
4．糖化车间设备的选型计算: 包括设备的容量, 数量, 主要的外形尺寸。
5．选择其中某一重点设备进行单体设备的详细化工计算与设计。
二、 课程设计的要求与数据
1、 生产规模: 年产30万吨啤酒, 全年生产300天。
2、 发酵周期: 锥形发酵罐低温发酵24天。
3、 原料配比: 麦芽75％, 大米25％
4、 啤酒质量指标
理化要求按中国啤酒质量标准GB 4927－1991执行, 卫生指标按GB 4789.1－4789.28执行。
12°啤酒理化指标
外观 透明度: 清亮透明, 无明显悬浮物和沉淀物
浊度, EBC≤1.0
泡沫 形态: 洁白细腻, 持久挂杯
泡持性S≥180
色度 5.0—9.5
香气和口味 明显的酒花香气, 口味纯正、 爽口, 酒体柔和, 无异香、 异味
酒精度％( m/m) ≥3.7
原麦汁浓度％( m/m) 12±0.3
总酸 mL/100mL ≤2.6
二氧化碳％( m/m) ≥0.40
双乙酰 mg/L ≤0.13
三、 课程设计应完成的工作
1．根据以上设计内容, 书写设计说明书。
2．完成图纸: 全厂( 或车间) 工艺流程图(初步设计阶段), 车间设备布置图( 平面图和立面图) , 全厂总平面布置图, 重点单体设备装配图。
四、 课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
1
上午布置及讲解设计任务; 下午查阅资料及有关文献
教室
12月29日
2
有关工艺设计计算
宿舍
12月30日至1月3日
3
答辩及装配图绘制
宿舍
1月3日至1月6日
4
撰写课程设计说明书
宿舍
1月7日至1月9日
五、 应收集的资料及主要参考文献
[1] 金凤,安家彦.酿酒工艺与设备选用手册.北京:化学工业出版社, .4
[2] 顾国贤.酿造酒工艺学.北京:中国轻工业出版社,1996.12
[3] 程殿林.啤酒生产技术.北京:化学工业出版社,
[4] 俞俊堂, 唐孝宣.生物工艺学.上海: 华东理工大学出版社, .1
[5] 余龙江.发酵工程原理与技术应用.北京:化学工业出版社,
[6] 徐清华.生物工程设备.北京:科学出版社,
[7] 吴思方.发酵工厂工艺设计概论.北京:中国轻工业出版社, .7
[8] 黎润钟.发酵工厂设备.北京:中国轻工业出版社,
[9] 梁世中.生物工程设备.北京:中国轻工业出版社, .9
[10] 陈洪章.生物过程工程与设备. 北京:化学工业出版社,
题目名称
年产30万吨啤酒厂的设计
学生学院
轻工化工学院
专业班级

姓 名

学 号

【糖化车间】
一、 300 000 t/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( 麦汁、 大米) 和酒花用量, 热麦汁和冷麦汁量, 废渣量( 糖化槽和酒花槽) 等。
1、 糖化车间工艺流程
流程示意图如图1所示:
水、 蒸汽
↙ ↘
麦芽、 大米→粉碎→糊化→糖化→过滤→麦汁煮沸锅→
↓
麦槽
酒花渣分离器→回旋沉淀槽→薄板冷却器→到发酵车间
↓ ↓ ↓
酒花槽 热凝固物 冷凝固物
图1 啤酒厂糖化车间工艺流程示
2、 工艺技术指标及基本数据
根据中国啤酒生产现况, 有关生产原料配比、 工艺指标及生产过据如表1所示。

表1啤酒生产基础数据
项 目
名 称
百分比( %)
项 目
名 称
百分比( %)
定

额

指

标
无水麦芽
浸出率
75
原料配比
麦 芽
75
大 米
25
无水大米
浸出率
92
啤酒损失率( 对热麦汁)
冷却损失
3
发酵损失
1
原料利用率
98.5
过滤损失
1
麦芽水分
6
装瓶损失
1
大米水分
13
总 损 失
6
根据表1的基础数据, 首先进行100kg原料生产12°淡色啤酒的物料计算, 然后进行1000L12°淡色啤酒的物料衡算, 最后进行300000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。
3、 100kg原料( 75%麦芽, 25%大米) 生产12°淡色啤酒的物料衡算
(1)热麦汁计算 根据表1可得到原料收得率分别为:
麦芽收率为: 0.75×(100-6)/100=70.5%
大米收率为: 0.92×(100-13)/100=80.04%
混合原料收得率为:
( 0.75×70.5%+0.25×80.04%) ×98.5%=71.79%
由上述可得100kg混合料原料可制得的12°热麦汁量为:
×100=598.3(kg)
查资料知12°麦汁在20℃时的相对密度为1.084, 而100℃热麦汁比20℃时的麦汁体积增加1.04倍, 故热麦汁( 100℃) 体积为:
598.3/1.084×1.04=574(L)
( 2) 冷麦汁量为: 574×(1-0.03)=556.8 (L)
( 3) 发酵液量为: 556.8×(1-0.01)=551.2 (L)
( 4) 过滤酒量为: 551.2×(1-0.01)=545.7(L)
( 5) 成品啤酒量为: 545.7×(1-0.01)=540.2(L)
4、 生产1000L12°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°淡色成品啤酒540.2L, 故可得以下结果:
( 1) 生产1000L12°淡色啤酒需耗混合原料量为:
×100=185.1(kg)
( 2) 麦芽耗用量为: 185.1×75%=138.8(kg)
( 3) 大米耗用量为: 185.1-138.8=46.3(kg)
( 4) 酒花耗用量: 当前国内苦味较淡的啤酒普遍受欢迎特别是深受年轻人的喜爱。因此对浅色啤酒热麦汁中加入的酒花量为0.2 % 即每1000升热麦汁添加2kg, 故为: ×1000×0.2%=2.13(kg)
( 5) 热麦汁量为: ×1000=1063(L)
( 6) 冷麦汁量为: ×1000=1031(L)
( 7) 湿糖化糟量 设湿麦芽糟水分含量为80%, 则湿麦芽糟量为:
[(1-0.06)×(100-75)]/(100-80)×138.8=163.1(kg)
湿大米糟量为:
[(1-0.13)×(100-92)]/(100-80)×46.3=16.11(kg)
故湿糖化糟量为: 163.1+16.11=179.2(kg)
( 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:
(1-0.4)/(1-0.8)×2.13=6.39(kg)
5、 生产300 000t/a 12°淡色啤酒糖化车间的物料衡算
设生产旺季每天糖化6次, 而淡季则糖化4次, 每年总糖化次数 150×6+150×4=1500(次), 由此可算出每次投料量及其它项目的物料衡算。
(1)查12°淡色啤酒密度为1.012kg/L, 则每次糖化的啤酒量为:
300 000 000÷1500÷1.012=197628L
每次糖化的原料量为:
185.1/1000×197628=36581 (kg)
(2)麦芽量: 36581×75％=27436( kg)
(3)大米量: 36581-27436=9145( kg)
(4)热麦汁量: 574/100×36581=209975( L)
(5)冷麦汁量: 209975×(1-3%)=203676( L)
(6)酒花用量:2.13/1000×197628=420.9(kg)
(7)湿糖化糟量:179.2/1000×197628=35415(kg)
(8)湿酒花糟量: 6.39/1000×197628=1262.8(kg)
(9)发酵液量: 203676×(1-1%) = 39( L)
(10)过滤酒量: 39×(1-1%)=199623( L)
(11)成品啤酒量: 199623×( 1-1%) =197627( L)

把前述的有关啤酒厂酿造车间的三项物料衡算计算结果, 整理成物料衡算表, 如表2所示。
物料名称
单位
对100kg混合原料
1000L12°淡色啤酒
糖化一次定额量( 80kL 12°啤酒)
300 000 t/a啤酒生产量
混合原料
Kg
100
185.1
36581
57750×103
大麦
Kg
75
138.8
27436
43305×103
大米
Kg
25
46.3
9145
14445×103
酒花
Kg
1.2
2.13
420.9
664.5×103
热麦汁
L
574
1063
209975
331656×103
冷麦汁
L
556.8
1031
203676
321672×103
湿糖化糟
Kg
96.78
179.2
35415
55911×103
湿酒花糟
Kg
3.45
6.39
1262.8
1993.8×103
发酵液
L
551.2
1020
39
318240×103
过滤酒
L
545.7
1010
199623
343200×103
成品啤酒
L
540.2
1000
197627
31 ×103
备注: 12度淡色啤酒的密度为1012kg/m3, 实际年产啤酒315744t。

二、 300 000 t/a啤酒厂糖化车间的热量衡算

麦芽粉
( 25607kg)
46.7℃
60min
2.1 二次煮出糖化法是啤酒生产常见的糖化工艺, 下面就以此工艺为基准进行糖化车间的热量衡算, 工艺流程示意图如图2所示。
大米粉
( 9145kg)
麦芽
( 1829kg) 20 min
自来水18℃
料水比1: 4.5 料水比1: 3.5
热水50℃

70℃ 12min t(℃) 63℃ 60min
7min 冷却
90℃ 20min 100℃ 40min 70℃ 25min

过滤 糖化结束 78℃ 100℃ 10min

麦芽 煮沸锅90min 回旋沉淀槽 薄板冷却器 冷麦汁
酒花

图2 啤酒厂糖化工艺流程图
2.2 热量衡算
⑴糖化用水耗热量
根据工艺设计糊化锅中的料水比为1: 4.5, 糖化锅中的料水比为1: 3.5。料水比过大, 尽管对糊化有利, 可是耗能大, 设备体积大。料水比过小的话, 醪液粘稠, 需较大的搅拌设备且及易产生糊锅现象。
因此糊化锅加水量为:
m1=( 9415+ 1829) ×4.5 = 50598(kg)
式中, 9415为糖化一次大米粉量, 1829为糊化锅加入的麦芽粉量( 为大米量的20%)
而糖化锅加水量为:
m2=25607×3.5 = 89624.5(kg)
式中, 25607为糖化锅投入的麦芽粉量, 即27436-1829=25607( kg) 。而27436为糖化一次麦芽定额量。
故糖化总用水量为:
mw=m1+m2=50598+89624.5=140222.5(kg) 自来水的平均温度取t1=18℃,而糖化配料用水温度t2=50℃,故耗热量为:
Q1=cwmW(t2-t1)=4.18×140222.5×(50-18)=18.756×106(KJ)
⑵第一次米醪煮沸耗热量Q2
由糖化工艺流程图( 图2) 可知,
Q2 = Q21＋Q22＋Q23
Q21 为米醪由初温即室温加热到煮沸的耗热, Q22为煮沸过程中蒸汽带走的热量,
Q23为升温过程中的热损失。
2.1．糊化锅内米醪由初温tO加热至煮沸的耗热量Q21
Q 21= m米醪* c米醪( 100-t0)
( 1) 计算米醪的比热容c米醪根据经验公式C容物=0.1[(100-w)C 0+4.18w]进行计算。式中w为含水百分率; c0为绝对谷物比热容, 取c0=1.55KJ/(Kg·K)
c麦芽=0.01[( 100-6) 1.55+4.18×6]=1.71KJ/(Kg·K)
c大米=0.01[( 100-13) ×1.55+4.18×12]=1.89KJ/(Kg·K)
c米醪=( m大米c大米+m麦芽c麦芽+mwcw) /m大米+m麦芽+ mW)
=( 9145×1.89+1829×1.71+50598×4.18) /( 9145+1829+50598)
=3.76 KJ/(Kg·K)
( 2) 米醪的初温t0设原料的初温为18℃, 而热水为50℃, 则
t0 =[( m大米 c大米+m麦芽c麦芽) ×18+ mW*cW×50]/( m米醪c米醪)
=[( 9145×1.89+1829×1.71) ×18+50598×4.18×50]/( 3.76×61572) =47.1℃ 其中M米醪= M大米+M麦芽+ M1 =9145+1829+50598=61572kg
( 3) 把上述结果代入Q 21= m米醪* c米醪( 100-t0) 中, 得:
Q21=3.76×61572×( 100-47.1) =12.247×106KJ)
2.2 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%, 则蒸发水量为:
mv1=m米醪×5%×40/60=61572×5%×40/60=2052.4( Kg)
Q22= mv1I=2052.4×2257.2=4.633×106(KJ)
式中, I为100℃饱和气压下水的汽化潜热2257.2( KJ/Kg)
2.3 热损失Q23
米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前两次的耗热量的15%, 即:
Q23=15%( Q21+Q22)
2.4 由上述结果得:
Q2=1.15( Q21+Q22) =19.412×106( KJ)
⑶ 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。
3.1 糖化锅中麦醪的初温t麦醪
已知麦芽初温为18℃, 用50℃的热水配料, 则麦醪温度为:
t麦醪=( m麦芽m麦芽×18+ m2××50) /( m麦醪c麦醪)

其中m麦醪=m麦芽+m2=25607+89624.5=115231.5( kg)
t麦醪=( m麦芽c麦芽×18+ m2×50) /( m麦醪c麦醪)
=( 25607×1.71×18+89624.5×4.18×50) /( 115231.5×3.63)
= 46.67℃
3.2 米醪的中间温度t
M混合=M/米醪+M麦醪 =61572+115231.5=176803.5kg
根据热量衡算, 且忽略热损失, 米醪与麦醪混合前后的焓不变, 则米醪的中间温度为:

其中, 麦醪的比热容
c麦醪=[( m麦芽c麦芽) +( m麦芽+m2*cW) ]/m麦醪
=( 25607×1.71+89624.5×4.18) /115231.5
= 3.63[KJ/(kg.K)]
混合醪的比热容
c混合=( m米醪c米醪+m麦醪c麦醪) /( m米醪+m麦醪)
=( 24433.2×3.76+46645.2×3.63) /( 24433.2+46645.2)
=3.67 [kJ/( kg·K) ]
t=( m混合c混合×t混合-m麦醪c麦醪×t麦醪) /( m米醪c米醪)
=92.87℃
因此中间温度比煮沸温度只低不到7.13℃, 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。
由上述结果得 Q3
Q3=m混合c混合( 70-63) =4.542×106( kJ)
⑷ 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+Q43
Q41 为混合醪升温至沸腾所耗热量, Q42为第二次煮沸过程蒸汽带走的热量, Q43 为热损失
4.1 混合醪升温至沸腾所耗热量Q41
( 1) 经第一次煮沸后米醪量为:
m/米醪=m米醪- mv1=176803.5-2052.4=174751.1(kg)
故进入第二次煮沸的混合醪量为:
m混合=m’米醪+m麦醪 = 174751.1+115231.5=289982.6( kg)
（2） 根据工艺, 糖化结束醪温为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:
[m混合(78-70)]/[m混合(100-70)]×100%=26.7%
故Q41=26.7%m混合c混合( 100-70) =0.267×289982.6×3.67×30=8.525×106( kJ)
4.2 二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q42
煮沸时间为10min, 蒸发强度5%, 则蒸发水分量为:
mV2=26.7%m混合×5%×10/60
=26.7%×289982.6×5%×10/60
=645.2(kg)
Q42=hmV2=2257.2×645.2=1.456×106(kJ)
式中, h为煮沸温度下饱和蒸汽的焓( kJ/kg)
4.3 热损失Q43
根据经验有: Q43=15%( Q41+Q42)
4.4 把上述结果代入公式( 27) 得
Q4=1.15( Q41+Q42) =11.478×106( KJ)
⑸ 洗槽水耗热量Q5
设洗槽水平均温度为80℃, 每100kg原料用水450kg, 则用水量为
m洗=36581×450/100=164615( kg)
Q5=m洗cW(80-18)= 164615×4.18×62=42.661×106(KJ)
⑹ 麦汁煮沸过程耗热量Q6
Q6 =Q61 +Q62 +Q63
6.1 麦汁升温至沸点耗热量Q61
由表2啤酒厂酿造车间物料衡算表可知, 100kg混合原料可得到574kg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:
m麦汁=( 574/100) ×36581=209975( kg)
又c麦汁=(27436×1.71+9145×1.89+36581×4.18×6.4)/( 36581×7.4) =3.852KJ/( Kg*K)
Q61=m麦汁c麦汁( 100-70) =24.265×106, 则蒸发水分为:
MV3=209975×0.1×1.5=31496( Kg)
Q62= hmV3 = 2257.3×31496=71.093×106( KJ)
6.2 热损失为
Q63=15%( Q61+Q62)
6.3 把上述结果代入上式得出麦汁煮沸总耗热
Q6 = Q61+Q62+Q63 =1.15( Q61+Q62) =109.662×106( KJ)
⑺ 糖化一次总耗热量Q总
Q总 = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6
=(18.756+19.412+4.542+11.478+42.661+109.662)×106=206.511×106( KJ)
(8)耗气量衡算
8.1 糖化一次耗用蒸汽用量D
使用表压0.3MPa的饱和蒸汽, h=2725.3kJ/kg,则:
D=Q总/[(h-i)×η]=100461kg
式中, h为相应冷凝水的焓(561.47kJ/kg); η为蒸汽的热效率, 取η=95%。
8.2 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, 且已知煮沸时间为90min
热效率为95%, 故:
Qmax=Q6/(1.5×95%)=76.96×106 kj/h

相应的最大蒸汽耗量为:
Dmax=Qmax/(h-i)= 35566.56kg/h
8.3、 蒸汽单耗
据设计, 每年糖化次数为1500次, 每糖化一次生产啤酒300000/1500=200t,
年耗蒸汽总量为:
D总=100461×1500=150.692×106kg
每吨啤酒成品耗蒸汽( 对糖化) :
D1=100461/200=502.3kg/t
每昼夜耗蒸汽量( 生产旺季算) 为:
Dd=100461×6=602766kg/d
至于糖化过程的冷却, 如热麦汁被冷却成热麦汁后才送进发酵车间, 必须尽量回收其中的热量。最后若需要耗用冷冻水, 则在以下”耗冷量计算”中将会介绍

8.4、 整理列表
最后, 把上述结果列成热量消耗综合表, 如表
表3 300000t/年啤酒厂糖化车间总热量衡算表
名称
规格
( MPa)
每吨消耗定额( kg)
每小时最大用量( kg/h)
每昼夜消耗量( kg/d)
每年消耗量( kg/a)
蒸汽
0.3( 表压)
502.3
35566.56
602766
150.692×106
5、 设备计算及选型
5.1、 糊化锅容积的计算及基本尺寸
5.1.1、 糊化锅容积计算
糊化锅投料量=9415+1829=11244kg
糊化醪量=11244×(4.5+1)=61842(kg)
查表得100℃热糊化醪的相对密度为1.0712kg/L .
则, 糊化锅的有效容积=61842/( 1.0712×1000) =57.73( m3)
设糖化锅充满系数为0.8,则:
糊化锅的总容积=57.73/0.8=72.2( m3)
故糊化锅设备的容积应选50m3, 所需数量2 个
5.1.2、 糊化锅基本尺寸计算
取D/H=2/1(糊化锅直径与圆筒高度之比), 升气管面积为料液面积1/40, 采用球形底, 则

取D=5.0m, H=D/2=2.5m
汽升管直径d=*D=×5＝0.79m, 取d=0.80m
V总=π/4*D*H+πh(D/2+h/3)
60=π/4*5*2.5+πh2(5/2+h/3)
解得: h=1.5m
5.1.3、 加热面积
在一次糖化法中, 糊化锅的最大传热是糊化醪从45℃加热至70℃这一过程, 则
最大热负荷Q==1.93×106kcal/h
0.25Mpa压力下蒸汽温度为126.9 ℃
==56.44 ℃
按经验K取1500kcal/mh℃
F===22.78 m
锅实际加热面积
F′=πDh=3.14×5×1. 5＝23.55m＞22.78m
5.2、 糖化锅容积的计算及基本尺寸
5.2.1、 糖化锅容积的计算
设糊化锅煮沸时, 每小时蒸发5%的水分, 操作时第一次煮沸40min, 则
蒸发量=61572×0.05×( 40/60) =2052.4( kg)
第一次煮沸的糊化醪量=61572-2052.4=59519.6( kg)
糖化醪量=25607×(3.5+1)=115231.5( kg)
查表得糖化醪的相对密度为1.065kg/L, 则:
糖化锅有效容积=115231.5/( 1.065×1000) =108.2( m3)
设糖化锅充满系数为0.8, 则:
糖化锅的总容积=108.2/0.8=135.25( m3)
故糖化锅设备的容积应选100m3, 所需数量2 个
5.2.2、 糖化锅基本尺寸计算
取D/H=2/1(糊化锅直径与圆筒高度之比), 升气管面积为料液面积1/50, 采用球形底, 则

取D=5.5( m) , H=0.5×5.5=2.75( m)
汽升管直径d=*D=×5.5＝0.78m, 取d=0.80m
V总=π/4*D*H+πh(D/2+h/3)
100=π/4*5.5*2.75+πh2(5.5/2+h/3)
解得: h=1.80m
5.2.3、 加热面积
由前面计算可知,糖化锅最大蒸汽耗用量为并醪后醪液由68.39 ℃升至78 ℃这一过程, 则
Q==3.24×106kcal/h
==53.56 ℃
根据经验,糖化锅K可取 kcal/mh℃
加热面积 F===30.2m
锅底加热面积: F′=πDh=3.14×5.5×1.80＝31.09m＞30.2m
5.3、 煮沸锅加热面积的计算
加热面积F=Q/k△t
按热量衡算: Q=13.35×106/1.5=8.90×106( KJ/h)
△t=t1-t2=126.79-100=26.79℃
( t1为加热蒸汽在绝对压力为2.5kg/㎡时的温度, t2为麦计煮沸时的温度)
传热系数k值的计算: k=( kcal/h C°㎡)
5.3.1、 α2从加热面到糖化物料的给热系数的计算
α2=0.36()2/3( ) 1/8 ( )0.14
λ—麦汁的导热系数,在100℃时为0.5(kcal/mh℃)
d—搅拌器奖叶直径4.0m
D—夹套内直径5m
n—搅拌器转数60/60=1(转/秒)
ρ—麦汁浓度12°的麦汁密度为1.084㎏/m³
ρ=1.084×10³/9.81=110.50(㎏s²/m4)
g—重力加速度9.81m/ s²
C—热麦汁比热容, 12°时为0.98 kca1/㎏. ℃
μ=麦汁粘度 水在100℃时μw=0.248/9810(㎏.s/㎡)测定得麦汁比粘度为1.5,
μ麦汁=1.5×0.248/9810=4.35×10﹣5(㎏s/㎡)
=1.5 ()0.14≈1 则:
α2 =0.36××()2/3 ×()1/8 ×1
=4841.72(kcal/㎡h ℃)
5.3.2、 夹套内蒸汽凝结的给热系数的计算
蒸汽在传热锅底的凝结状态的膜状冷凝考虑
α1=0.068×()1/2
在平均温度100℃时,水的物理系数为:
γ=958㎏/m³
μ=(0.248/9810)㎏.s/㎡
λ=0.578(kcal/m.h.℃)
C=1 kcal/㎏. ℃
在3.5㎏/cm²绝对压力下:
β=513.1 kcal/㎏
t=138.19℃,壁温为95℃
Δt=138.19-95≈43℃
得α1=0.068×()1/2
=5260(kcal/m².h.℃)
由于锅底是球形, α倾=α直 θ=45º
α1=5260=4840(kcal/m².h.℃)
5.3.3、 加热面积计算
已知S—加热面材料厚度,不锈钢板12mm,
λ—加热材料导热系数330.
k==2224.63(kcal/m².h.℃)
实际热效率比理论降低20﹪ 既k=2224.63×80﹪≈1779.70(kcal/m².h.℃)
所需加热
F=Q/K=13.72×106 /( 26.79×1779.70) =288 m²
5.4、 糖化过滤槽所需容积计算
按物料计算每次糖化物料总量:
G=糊化醪量+糖化醪量-水损失量=( 61572+115231.5) ×( 1-10%) =159123.15( kg)
糖化醪的密度为1065㎏/m³。
生产需要1.2的空余系数,故所需容积:
V=159123.15/1065×1.2=179.29(m³)
设槽层厚度为36cm,则对应每吨混合原料所需过滤面积为4.6m2,比负何为225Kg.m-2 /h
有:179.29/(4.6×0.36)=108个单位过滤体积,故要求过滤机的生产能力为
108×225=24361kg/h =24.361t/h
5.5、 麦汁冷却器冷却面积计算
采用一阶段冷却(冷却介质为深井水)
麦汁温度96℃→8℃
冷水温度2℃→80℃
冷却时间1h
Q1=CWM醪(t1-t2)/T=159123.15×0.98×(96-8)/1=13722780.46(kcal/h)
CW=0.98 kcal/㎏·℃, M醪=61572㎏
t1=96℃, t2=8℃, tı′=2℃, t2′=80℃
Δt===10.20( ℃ )
现取用薄板冷却器冷却,其传热系数K值取 kcal/m²·h·℃, 则
F=Q/K=13722780.46/( ×10.20)=672.7
总的换热面积F=672.7( m2)
5.6、 酒花分离器的选择
( 1) 型式: 采用圆柱锥底
( 2) 主要尺寸: 直径4m, 圆柱高1.5 m, 锥底高0.5m
工作压力: 1.5㎏/cm²
搅拌器转速: 60r/min
(3)配用电动机: 型号: JQ2 32-6, 功率: 3000瓦, 转速: 1000r/min

附图: