啤酒课程设计计算书-范紫腾完美版

1、目录目 录第1章 工艺计算11.1 计算依据11.2 100Kg混合原料生产11°浅色啤酒物料计算11.2.1糖化物料的计算11.2.2 澄清冷却物料的计算41.2.3 主发酵的计算41.2.4 后发酵的计算41.2.5 成品啤酒的计算51.2.6 换算成100L成品啤酒的各项数据51.2.7 换算成7万吨成品啤酒量各项数据51.2.8 换算成每日生产量各项数据5第2章 设备计算72.1 贮箱计算72.1.1麦芽贮箱.72.1.2玉米贮箱72.1.3玉米粉贮箱82.2 碎机生产能力的计算82.2.1麦芽粉碎机82.2.2 玉米粉碎机92.3 糖化设备92.3.1糖化锅92.3.2过滤

2、槽102.3.3蒸煮锅122.4 旋涡沉淀槽132.4.1漩涡沉淀槽工艺条件132.4.2漩涡沉淀槽工艺计算132.5 薄板冷却器152.5.1薄板冷却器温度计算152.5.2薄板冷却器传热系数计算162.6 水箱182.6.1洗糟水箱182.6.2糖化水箱182.6.3冷水箱182.7 糖化用泵182.7.1倒醪泵182.7.2麦汁泵192.8 发酵设备露天锥形发酵罐计算192.8.1机构尺寸192.8.2锥形发酵罐耗汽量计算202.8.3冷凝剂带出总热量Q计算212.8.4传热系数K的确定222.8.5冷却夹层面积计算242.8.6保温层厚度计算242.8.7锥形罐冷却夹套的分布242.9

3、 硅藻土过滤机252.10 清酒罐25第3章 重点设备及其计算26啤酒糖化发酵设备一览表28I 第1章 工艺计算第1章 工艺计算1.1 计算依据以100Kg混合原料计算，麦芽：玉米=70:30，酿造12°浅色啤酒。工艺损耗以国家颁布的一级企业先进指标为计算依据。基础数据：选澳大利亚麦芽，年产13.5万吨12°浅色啤酒， 麦芽：玉米=70:30，重点设备糖化锅。表1-1 工艺原料数据项目名称代号%说明定额指标原料利用绿麦芽水分玉米水分无水麦芽浸出率无水大米浸出率无水玉米浸出率WmWnEmEn985.212819392.2原料配比麦芽大米mn6535损失率冷却损失发酵损失过滤损

4、失包装损失1.01.01.52.0啤酒总损失率5.5年生产320天，生产旺季每天糖化6次，生产淡季每天糖化3次，每年总糖化次数为1440次。1.2 100Kg混合原料生产11°浅色啤酒物料计算1.2.1糖化物料的计算(1) 谷物清净磨碎损失重量（kg）采用干法粉碎：麦芽清磨损失：gm=m×Pm =65×0.66%=0.429 （kg） 玉米清磨损失：gn=n×Pn=35×0.60%=0.210（kg）总损失：g= gm+ gn=0.64(2) 100kg混合原料中含浸出物重量（G）(湿法粉碎)麦芽：Gm=(m-gm)×(1-Wm)&#

5、215;Em=（65-0.429）×(1-5.2%)×81%=49.58（kg）（干法粉碎） =m(1- Wm）×Em=65×(1-5.2%)×81%=49.91 (kg) (湿法破碎)大米：Gn=(n-gn)×(1-Wn)×En=（35-0.180）×(1-12%)×93%=28.50（kg） （干法粉碎） =n(1- Wm）× En=35×(1-12%)×93%=28.64 (kg) (湿法破碎)则：E=Gm+Gn=49.7+28.3=78(kg)(3) 糖化用水计算（G

6、水）酿造12°浅色啤酒的头号麦汁的浓度一般为12%14%，现取13%，糖化时原利用率=98%，原料含水率和糖化时水分蒸发量忽略不计。G水=（98%×78×（100-13%）/16=477.13（kg）式中 E混合原料混合物重量（kg） B头号麦汁浓度（13%）(4) 麦糟的计算 原料非浸出物=原料重量×（1-原料水分）×（1-原料浸出率）×原料利用率麦芽中非浸出物（gm）为：gm=m×(1-Wm)×(1-Em)× =65%×(1-5.2%)×(1-81%)×98%=12.36

7、(kg)玉米中非浸出物（gn）为：gn=n×(1-Wn)×(1-En)× =35×(1-12%)×(1-93%)×98%=1.81(kg)则：100kg混合原料中含非浸出物g为：g=gm+gn=14.17(kg)设：由过滤糟排出的非浸出物即为麦糟，其含水率为8085%，现取85%则：湿麦糟重量=14.17/（1-85%）=94.4 (kg) (5) 麦糟吸麦汁量当头号麦汁滤出后，残留在麦糟内液体是被原料中非浸出物吸收的头号麦汁，其吸收率即为麦糟的含水率（85%）麦糟吸头号麦汁量为： （94.47×85%）/（1-B）=92.

8、30（kg）(6) 头号麦汁收量由100kg混合原料可得11%的麦汁量为：（原料浸出物含量×原料利用率）+糖化用量即：(E×)+W水=(78×98%)+477.13=553.57(kg)由于原料中非浸出物吸收部分麦汁，所以实际头号麦汁收量为：553.57-92.30=461.27（kg）(7) 洗糟用水量计算 由麦汁带走的水量（W4）设：最终麦汁浓度为10%，麦汁煮沸后经沉淀槽和板式热交换器冷却时，由于麦汁自然蒸发，其浓度提高了0.2%所以，在蒸发后麦汁重量=78×99%/9.8%=787.96（kg）设：麦汁在煮沸锅内大蒸发强度为10%，大蒸发时间为1

9、.5h，蒸煮锅内蒸发水分为WxWx=蒸煮前麦汁量×蒸发强度×蒸发时间即：Wx=(Wx +787.96)×10%×1.5所以：Wx=139.05（kg）则：煮沸前麦汁量=787.96+139.05=927.01（kg）煮沸前麦汁浓度（B）为：B（%）=×100%=78×99%/927.01=8.33%过滤槽排出所有麦汁的水分W4为：W4=煮沸前麦汁量-其中浸出物含量=927.01-78×99%=849.79(kg) 麦糟带走的水量（W5）W5=湿麦糟重量-湿麦糟中干物质重量=94.4-14.7=79.7（kg） 原料带走的水量

10、（W3）W3=(65)×5.2%+(30)×12%=7.24 (kg)则：洗糟用水量W2= W5+ W4- W1- W3W2=79.7+849.79-461.27-7.24=460.98 (kg)(8) 热麦汁体积由上计算可知，煮沸结束后得浓度为9.8%的热麦汁，重量为787.96kg，麦汁比重1.004kg/L,而100时热麦汁比20时，其体积膨胀系数为1.04所以，热麦汁的体积v=787.96/1.004×1.04=816.21L(9) 酒花的计算设：酒花用量为每百升热麦汁添加干酒花量为0.10.2kg，现取0.12kg 则：每百升热麦汁的酒花用量=816.2

11、1×0.12/100=0.98（kg）设：酒花在麦汁煮沸时浸出率为40%，湿酒花含水量为80%则：湿酒花糟重=0.98×(1-40%)/(1-80%)=2.94（kg）1.2.2 澄清冷却物料的计算设：澄清冷却损失占热麦汁体积的1.0%，则：冷麦汁产量：816.21×（1-1.0%）=808.05(L)1.2.3 主发酵的计算发酵度计算E=(0.0665A+n)/(100+1.0665A)A=3.3%; E=10%; n=3.53%真正发酵度=（10-3.53）/10 ×100%=64.70% (1) 发酵中排出的CO2量设：10%麦汁比重为1.0040

12、kg/L则：主发酵时被发酵的浸出物（以麦汁糖汁）为：790.33×1.0040×10%×64.70%=51.33（kg）C12H12O114C2H5OH+4CO2分子量 342 4×44则：由反应式可算出发酵生成CO2量WCO2为：342：4×44=49.47：WCO2所以，WCO2=26.42（kg）设：主发酵液（嫩啤酒）中CO2的溶解量为0.350.45%（w/w），现取0.40%则：溶解在嫩啤酒中CO2量为：790.33×1.0040×0.40%=3.17（kg）所以，发酵排出的CO2量WCO2为：26.42-3.17

13、=23.25（kg）设：CO2在20，常压下，1.832kg/m3则：游离的CO2体积=21.80/1.832=12.69 m3(2) 酵母产量设：每百升麦汁在发酵后形成1.52.5kg 的泥状酵母，现取2.0kg则：酵母产量=700.93×2.0/100=15.81kg设：主发酵形成泥状酵母（含水率为85%）平均40%用于再生产菌重，60%用于制造商品干酵母粉（含水率为7%）则：商品干酵母= (3) 主发酵后嫩啤酒产量设：麦汁经过主发酵，由于泡盖，酵母沉淀及输送等体积损失为冷麦汁的2.0%则：嫩啤酒产量=700.93×(1-2.0%)=744.52（L）1.2.4 后发酵

14、的计算设：啤酒在后发酵期间损失为：贮酒桶沉淀为：0.20.5%，桶口溢出损失等为0.20.5%，现取后酵损失为嫩啤酒量的0.5%（v）则：后发酵的啤酒收量=700.93×(1-2%)=686.91（L）1.2.5 成品啤酒的计算(1) 过滤后酒量为：744.52×（1-2.5%）=725.91（L）取成品啤酒损失为后酵啤酒体积的2%(2) 品啤酒产量=725.91×(1-2%)=711.39（L）成品啤酒总收率=成品啤酒量÷热麦汁量=711.39÷798.31=89.11%即：总损失率为=1-89.11%=10.89%(3) 设瓶装啤酒含量：0

15、.64L/瓶瓶装数n=711.39/0.64=1111.55瓶(4) 啤酒吨酒耗粮设10°啤酒每升重1.010kg, 则吨酒耗粮=（100×1000）/(711.39×1.010)=143.1kg/T=11°吨酒耗粮157.41kg/T<158kg/T1.2.6 换算成100L成品啤酒的各项数据生产100L成品啤酒相当于100kg混合原料生产啤酒的倍数：n =100/711.39=0.1406(倍) 所有数据乘以n1.2.7 换算成7万吨成品啤酒量各项数据生产7万吨啤酒相当于100kg混合原料生产啤酒的倍数：n =(70000×1000)

16、 / (711.39×1.010)=97424.66(倍) 所有数据乘以 n1.2.8 换算成每日生产量各项数据设每年生产320天，则每日生产啤酒相当于100kg混合原料生产啤酒的倍数n =(70000×1000) / (320×711.39×1.010)=304.45(倍) 所有数据乘以n表1-2年产7万吨12°浅色啤酒厂物料衡算单位100kg混合原料100L成品啤酒糖化一次定额年产7万吨为基准麦芽用量KKg6511.25507.47.93玉米用量Kg356.032965.524270000酒花用量Kg1.220.211103.3714800

17、0热卖汁量L615.5112.2452150.875100000冷麦汁量L609.35111.1251629.774300000发酵液量L603.25104.685112.8973600000滤过液量L594.2102.0650344.372500000成品啤酒量L582.32100.0249339.572100000本厂年生产日320天,生产旺季每天糖化6次，生产淡季每天糖化3次，每年总糖化次数为1440次。第2章 设备计算设本厂年生产日320天日投料量：（126130 ）72679.5kg其中麦芽量：（81984.50） 50875.65kg玉米量： （44145.50）21803.85k

18、g设日糖化批次：4.5次/天每批次糖化投料量：72679.5/4.5=16151 kg每批次糖化投麦芽量：50875.65/4.5=11305.7 kg每批次糖化投玉米量：21803.85/4.5=4845.3kg2.1 贮箱计算2.1.1麦芽贮箱成品麦芽容重500kg/m3v1=50875.65÷500=101.75 m3设成品麦芽贮箱容积系数=0.8成品麦芽贮箱总容量：v=127.19m3一般采用方形锥底，结构内衬白铁皮，定箱尺寸A=6ma=0.4mB=5.5mb=0.3mH=3.5mh=2mv总=A×B×H+（2A×B+A×b+B

19、5;a+2ab）=138.91m32.1.2玉米贮箱成品大米容量 500kg/m3v1=21803.85÷500=43.61m3设成品大米粉贮箱容积系数=0.8成品大米贮箱总容量：v=62.29m3一般采用方形锥底，结构内衬白铁皮，定箱尺寸A=6ma=0.4mB=5.5mb=0.3mH=2mh=0.2mv总=A×B×H+（2A×B+A×b+B×a+2ab）=68.34m3 2.1.3玉米粉贮箱 =0.7 大米粉比容1.73m3 /吨大米粉贮箱总容量：v=1.73×2.18/0.7=5.39 m3一般采用方形锥底，结构内衬白铁

20、皮，定箱尺寸A=3ma=0.2mB=2mb=0.1mH=1mh=2mv总=A×B×H+（2A×B+A×b+B×a+2ab）=10.25 m3麦芽粉贮箱 =0.7 麦芽粉比容2.56m3 /吨大米粉贮箱总容量：v=2.56×50.88/0.7=186.08m3一般采用方形锥底，结构内衬白铁皮，定箱尺寸A=7m a=0.4mB=6m b=0.3mH=4m h=2mv总=A×B×H+（2A×B+A×b+B×a+2ab）=197.58 m32.2 碎机生产能力的计算2.2.1麦芽粉碎机每天处理

21、麦芽重50875.65kg，每天工作7h则：粉碎机生产能力为=50875.65/6=8479.28kg/h10吨选用六辊型麦芽粉碎机，生产能力为5吨/小时，棍子规格150×1000mm配电机Y160L-611 2千瓦； 970转/分；2台2.2.2 玉米粉碎机每天处理玉米重21803.85kg，每天工作6h则：粉碎机生产能力为=21803.85/6=3633.98kg/h2.3 糖化设备 2.3.1糖化锅糖化锅投麦芽量8500kg/h(1) 糖化加水比m2=4.53(2) 糖化投料量G2=（1+m2）Go2=(1+4.53)×8500=47005kg(3) 糖化T 糊化锅投

22、料量为：34587kg蒸发水分：567kg实际糊化醪量：34587-567=34020kg 糊化锅干物质14.5%淀粉干物质比热C=0.37k cal/kg则：糊化醪比热 C1=0.37×14.5%+(1-14.5%)×1=0.9087 k cal/kg 麦芽醪干物质重量干物质重%=11.18%麦芽醪比热C2=0.37×17.5%+（1-17.5%）×1=0.9296 k cal/kg醪液浓度控制在18左右，基本不影响酶的作用，糖化锅内加入麦芽；50保温,只有pr分解，干物质百分对糖化的影响不大。 糖化醪干物质重量百分比%=18.48% 糖化醪比热C=0

23、.37×18.48%+1×（1-18.48%）=0.88357 k cal/kg 糖化温度 pr休止温度50t=70.69所以m1,m2合理。(4) 糖化锅尺寸 糖化醪量为81025，糖化醪干物质重量百分比11.18%，r=1.025/m3糖化锅有效容积v有效=72.10m3取糖化锅容积系数 =0.8v总=72.10/0.8=90.125m3 各部分尺寸：采用圆柱底式锅 H：D=1：2v总=v体+v底=D2H+（R3）=D3D=1.15×=1.15×=4.79m圆整D=4.80 H=2.40校核：v总= v总=D3=×3.14×（4.

24、80）3=89.95m3=72.10/89.95×100%=80.16% 升气筒直径：同糖化锅，糖化锅蒸汽量不大，取=1/50所以，d=D=2.2×=0.792m圆整d=0.8m 加热面积：糖化锅采用不锈钢，球底为钢质，中有加热夹套（备用）A=a×va取0.8则：A=0.8×79.05×68.81%=43.52m3 锅重计算：锅厚取8mmr钢=7900kg/m3,r铜=8900kg/m3,则：W= 附属设备：电机J02-62-8F 一台：I=25 ，N2=30rPm2.3.2过滤槽(1) 所需容积计算: 按物料衡算，每次糖化总量81025kg,

25、糖化醪干物质重量分数11.18%。查干物 质比重换算得r=1.075/m3v有效=79.05 m3 生产需要1.2的容积系 数 v总=1.2×v有效=94.86m3(2) 过滤面积：采用圆柱平底 F×h=G×yG：每批糖化时，投麦芽量8500kgy：每吨麦芽形成糟量 1.82.0m3/T 取1.8m3/Th：糟层厚度 0.30.45m 取0.4 F=38.25m2(3) 过滤槽的直径高度：D=6.98m 圆整D=7.00mH=2.07H容积高度，一般0.30.4m，取0.3H总=H+H=2.07+0.3=2.37m校核：F=D2=72=38.465m3v总=D2H

26、=×72×2.37=91.16m3=86.72%(4) 升气筒直径d取d=×D所以，d=×D=×7=0.99m圆整d=1m(5) 出料管，做底出料分布，根据啤酒工业手册P435，1个管/1.251.5m2取1个管/1.25m2有出料管n=d=25.5圆整n=26管导出管直径2540mm，取=40mm(6) 过滤槽内耕槽装置转速 耕槽时，为避免麦槽扬起，一般转速为0.250.4r/min，圆周转速0.040.07m/s 槽时转速，根据实际约45r/min，圆周转速0.40.7m/s太快；达不到出槽目的太慢；出槽时间太长。(7) 过滤槽与筛板间距，

27、至少应大于槽底管中直径的1/4查手册（下）P438表82.3间距为：d+58，取×40+7=17mm(8) 洗糟用水量：由物料衡算W=365.57×14158.13/100=51757.88kg/次(9) 附属设备：电机J03/60S-4T2 一台：转速120转/分2.3.3蒸煮锅(1) 锅容积确定，以每批次麦汁为准v成品=24×10000×1000÷（320×8×1016）=92.27m3啤酒生产总损失为：7.5%v2=99.76 m3蒸发水分百分率：a=e×t=1.5×10%=15%(蒸煮1.5h)蒸

28、煮前麦汁体积：v1= =101.28m3设蒸煮锅容积分数=0.6锅容积v=168.80m3采用内加热式煮沸锅，忽略加热器中麦汁量H：D=1：2D=1.15×=1.15=6.36圆整D=6.40mm H=D=3.20mm(2) 升气筒直径：与糊化锅相同，蒸汽量大，取（）2=所以，d=D=×6.40=1.17m(3) 煮沸锅加热面积的计算煮沸前麦汁浓度B×1= B×2=10.7=10.64B由酿造酒工艺学Fv=1.31.41 取1.351F=1.35×101.28=136.73采用内加热式煮沸锅设加热管直径100mm，长1.5m,加热器直径1.5m

29、,加热面积136.73m2,加热管数n×0.12×1.5n+×1.5×1.5+2××1.52-n××0.12/4=113.4m2得n=2009个 所以：n=2009个 成三角形排列(4) 洗涤器用50×5mm不锈钢管一圈，设在柱体与球缺盖的交接处，管子距锅壁 100毫米，其上对着锅比壁，开有小孔，当洗锅时把泵加压的水管（橡胶）接在该管管口，利用压力使水从小孔喷出，刷洗锅壁。(5) 锅重 取壁厚=8毫米 r=7900kg/m3W=×D×H×r×+×D

30、5;R×r×2.4 旋涡沉淀槽2.4.1漩涡沉淀槽工艺条件麦制制备完成后，得到适宜浓度的麦汁，将麦汁中热凝固蛋白质分离，同时在冷却时使麦汁吸收，溶解一部分氧气，以利发酵。槽底可用平底（斜度2%）或锥型底麦汁泵入槽内时间10-20分，切线速度为10-25m/s，喷嘴直径为40-80mm，加工成收缩喷嘴，安装在槽底1/3液面下，为使麦汁中沉淀物质析出，热麦汁在槽内静止20-40分，而去往冷却器，沉淀物用水洗涤至下水道。为保证槽内麦汁旋转速度的要求，热麦汁输送管内液体压力不小于6/2，同时为测定麦汁输送管内的液体压力，可安装液体压力计，旋涡沉淀槽技术条件要求(1) 槽体高度：直径

31、=1：1.14 液面高：槽直径=1：1.76(2) 麦汁进口速度：15m/s(3) 进料时间20min(4) 麦汁停留时间20min(5) 麦汁深度一般3m（2.44m）(6) 麦汁进口位置：约在麦汁高度的1/31/2处（即0.81m） (7) 麦汁在槽内回转速度10r/min左右(8) 麦汁出口位置：上部出口位置在麦汁高度的2/3处，主要出口在麦汁高度的1/10处，并有阀门控制底部出口，第一位置 1.63m，第二位置 0.24m。(9) 槽壁：要求光滑，否则易产生旋涡，干扰自由流动。旋涡沉淀槽顶部为封头，中部为圆柱体，底采用2%斜底，有两个进料管（同一水平线上，相差1800）,出口管在槽体2

32、个。槽底1个。2.4.2漩涡沉淀槽工艺计算(1) 有效容积：按每次处理一锅麦汁定v有=99.76m3 ,取空余系数1.2设麦汁进口切线速度为16m/s 1-(rg/R)2=v液/R2 a由W=vR/rR ， vp=WR 得：vR=vp×rR/R b rR=0.512 c将b，c代入a得：(vp×0.5×R /R)2×1-(rR/R)2=v液/R23vp2/32g=v液/R2 R= R=/vp=/15=3.84m圆整取 3.80m D=2×R=2×3.8=7.60m(2) 液柱高h=v液/R2=2.20m入口处高度h1=1/3h=1/3

33、×2.20=0.73m(3) 旋涡时液体边缘最高处H=h+1/2h=1.5h=3.3m选此数为主体高度D:H=7.6：3.3=2.30：1(4) 总容积取=0.7v总=v有/=99.76/0.7=142.51m3(5) 升气管直径，蒸汽量不大，选D则：d=×7.60=1.07m 圆整取d=1.1m(6) 进口管径确定v=520m/s 取v=15m/s进料时间取20min(4/)d2vt=v液 d=0.084m 取d=85mm进料管个数2个实际外径d=90mm核算流速u=14.66m/s(7) 出口位置确定第一位置 h1=2/3h=(2/3)×2.20=1.47m第

34、二位置 h2=1/10h=1/10×2.20=0.22m(8) 出口管径确定：设液体流出速度2m/s,在1h内冷却完/4d2ut=v d=0.133m 取d=130mm核算流体流速 u=v/4×d2t=4×99.76/3.14×0.1332×3600=2.09 m/s体积流量Q=2.00×3.14/4×0.1332=0.0283/s=99.76m3/h(9) 凝固物与清水管径d取150mm(10) 升气管沿有调节气流装置 =600mmA. 冷凝水排出管管径取 =25mm 由上部液槽引出B. 人孔选用，常压不锈钢制人孔J04-

35、0045 ， DY500 选两个C. 选两个液面计L=1200 HG5-226-65-16D. 洗槽管管径 d取60mmE. 取样口，用来检查沉淀情况PG6 G3/4F. 底座用混凝土制成用20#工字钢将槽体架在混凝土底座上G. 保证入槽麦汁切线速度的最大压头H0=up2/2g=14.662/2×9.81=10.95mH. 泵出口全压 设h核=25mv流量=/4d2u=3.14/4×0.052×14.66=0.0288 m3/s=103.57m3/h选F100-57 型泵两个Q150 m3/h；H扬程42.5；转速2910转/分；轴功率24.23KW；配用电机功率

36、40KW；泵效率=62%，允许吸上真空度4m。2.5 薄板冷却器2.5.1薄板冷却器温度计算温度的确定：冷却时间1h(1) 由物料平衡计算可知：100kg混合原料得：708.60L 热麦汁每批麦汁量为：708.60×3280/100=100375kg每小时冷却麦汁量为100375kg/h取3台薄板冷却器，2台正常工作，备用1台每台每小时工作量为100375/2=50187.5kg/h·台(2) 麦汁比热 c=0.37×11%+1×（1-13%）=0.9107kcal/kg 图2-1 麦汁温度变化图(3) 冷水段：冷水段换热量设麦汁冷却至7 ，中间温度 3

37、0 ， 采用18深井水，3冷水冷却的麦汁 Q1=50187.5×0.911×(90-30)=2742345.38kcal/h Q2=50187.5×0.911×(30-7)=1051232.39kcal/h(4) 冷水段 冰水段终温 冷水用量是麦汁的3倍 （经验数据）t2=t1+Q1/G1C1×3=18+2742345.38/50187.5×3×0.999)=36.23t2=t1+Q2/G2C2×3=3+1051232.39/50187.5×1.002×3)=9.97(5) 冷水 ，冰水平均温度

38、冷水：tm1=33.39冰水：tm2=10.872.5.2薄板冷却器传热系数计算(1) 传热系数K(冷水段) 流通系数m的确定m=G/fu 经验取薄板冷却的流速u=0.3m/sm每程并联流通数 G流体流量（/h）流体密度（/m3）取麦汁1000f每一流道横截面积 0.285×0.003m2 w流体平均流速（m/s）根据经验取0.20.9m/s,取0.3m/sm=54.3554个 校正麦汁流速u=0.302m/s 冷水麦汁，计算麦汁平均温度为60查发酵生产设备 =1040/m3,u=0.99Cp,C=0.9364kcal/,=0.5184kcal/khRe=2hu/=2×0.

39、003×0.302×1040/0.99×10-3=1903.52Pr=1000C/=1000×0.9364×0.99×10-3×40187/0.5184×1.163=6.44w/mk1=0.1×/de(Re)0.7(Pr)0.43(Pr/Prc)0.25=0.1××(1903.52)0.7×(6.44)0.43×0.95=4200.76 水面2的计算，平均温度为27.21查得:=997.00/m3=0.9101CP=0.522kcal/w.h. C=4.177KJ/

40、u水=3u=3×0.302=0.906m/sRe=2hu/=2×0.003×0.906×997.00/0.9101×10-3=5955.05Pr=1000C/=1000×0.998×4.187×0.9101×997/0.522×1.163=6.262=0.1×0.522×1.163×(5955.05)0.7×(6.26)0.43×1.05/2×0.003=9773.40 K值计算K1=2488.87w/m2k 冷水段F1,Z1,i1换热

41、面积F1=Q1/K1tm1=38.38m2板片数Z1= F1/f设每片薄板有效换热面积f=0.21m2则板片数Z1=38.38/0.21=182.76183片麦芽计程数i1= (Z11)/2m=(183-1)/2×54=1.692程(2) 冰水段传热系数K 冰水段麦汁平均温度为18.5，1的计算查得：=1048.8/m3 C=0.916kcal/ =2012Cp =0.5kcal/m2hkRe=2×0.003×0.302×1048.8/2.12×10-3=944.55Pr=1000×0.916×4.187×2.12

42、×10-3/0.5×1.163=13.981=0.1××(944.55)0.7×(13.98)0.43×0.95=3462.16 冰水段2的计算 冰水段平时温度为6.52查得：=999.8/m3C=1.003KJ/=150.22×10-5kgf/m2 =56.635×10-2w/mq则： Re=2×0.003×0.906×999.8/150.22×10-5=3617.97 Pr=1000×1.003×4.187×1.5×10-3/（0.

43、487×1.163）=11.122=0.1×(3617.97)0.7×(11.12)0.43×1.05=8647.63 K2的计算 K2=2146.41 冰水段F2,Z2,i2F2=Q2/K2tm2=52.40m2Z2=F2/f=52.4/0.21=249.5250片i2=(250-1)/2×54=2.312程 共用薄板Z=Z1+Z2=183+250=433片冷却面积F=F1+F2=38.38+52.40=90.78m2 故选用BR3-82-38板式换热器三台 冷水耗量G1=Q1/C1(t2-t1)= 2742345.38/0.997×

44、;(36.23-18)=150883.00/h台 =150.88 T/台h 冰水耗量G2=Q2/C2(t2-t2)= 1051232.39/1.002×(9.97-3) =150521.39/h台150.52T/台h2.6 水箱 2.6.1洗糟水箱水温度为80，贮水量按可供二次糖化之用取105吨 5000×7000×3000毫米3 设在糖化间三楼取深水井，用泵打入洗糟水箱中，升高度为18米左右选型：选用离心式潜水泵 3BA-6A 总扬程50米，转数2900r/min配用电机功率15KW2.6.2糖化水箱水温度为50，取四次糖化用水270吨尺寸：9000×

45、6000×5000毫米3水箱取40米选型：选用离心式潜水泵 3BA-6A 总扬程44.5米，转数2900r/min配用电机功率18.5KW2.6.3冷水箱取155 m3 ；7×5×5m。2.7 糖化用泵2.7.1倒醪泵考虑到倒醪高度10m左右，并限制在一定时间内完成(10min)，以糊化醪量计算：=193.95m3/h选F型耐腐蚀离心泵F80-15 Q=69.84 m3/h H=11.6 m配用电机：J02-42-4 N=5.5KW 转速2960转/分2.7.2麦汁泵煮沸后麦汁量为99.32m3/批，要求20min内打入旋涡沉淀槽故泵流量为=99.32×

46、3m3/h=297.96m3/h 旋涡沉淀槽设在一楼，则选F型耐腐蚀离心泵F100-25 Q=300m3/h H=1.75 m配电机：功率N=17KW 转速2960转/分2.8 发酵设备露天锥形发酵罐计算2.8.1机构尺寸一批次冷麦汁体积是701.51=99.32m3醪液入一个发酵罐发酵液容积：v1=8×99.32=794.57 m3设有效容积系数=0.85v总=v1/=794.57/0.85=934.78 m3 用比拟法，a=H/D,b=h/D,c=h2/D,设=60 H：D=（61）：1，取H：D=4：1 初步估算D=6.50mh2=D/2×ctg(60/2)= =5.

47、63mv=v锥+v柱=×(6.5)2×H+×(6.5)2×5.63所以，=26.31m 图2-2 发酵罐示意图/D=26.31/6.5=4.05,在（46）：1的范围内锥罐高H=h2+ =31.94m发酵罐个数，鲜啤酒占年产量的10%季节占全年产量百分率产品合计（吨）熟啤酒（吨）34天鲜啤酒（吨）12天春季夏季秋季冬季20%30%30%20%43200吨64800吨64800吨43200吨4800吨7200吨7200吨4800吨48000吨72000吨72000吨48000吨=1/90(64800×24+7200×12)=18240N

48、=/ v1=18240/794.57=23个把锥形罐排成3排，每排8个罐，共设24个罐。2.8.2锥形发酵罐耗汽量计算设发酵过程降糖速率相等(1) 主酵阶段：温度由710，糖度11B×7B×,时间6天定性温度：8.5C，定性糖度；8.0 B×升温所需要热量Q=Gc(t1-t2) G罐内液体量794.57m3c=0.37×8.5%+1×(1-8.5%)=0.9465kal/kg.1=794.57×103×1.0400×0.9465（10-7）=2.35×106 kal/kg.发酵产生的热量：反应式： C12

49、H22O11+H2O 4C2H5OH+4CO2+Q/由发酵工艺第四章第一节可知，每克分子麦芽糖发酵时，将释放出-48.8-72kal的自由能1，自由能将转化成热量，使麦汁升温，现取平均放热量58kal/g分子，每公斤麦芽糖发酵放出热量q为：q =(58/342)×1000=169.6kal/kgQ2发酵=G(B×1-B×2)q=794.57×1000×1.04×（11%-7%）×169.6 =4.20×106kal/kg.发酵时间为5天：则每小时放热量为q/=Q2/tq/=4.20×106/（24

50、5;5）=3.5×104 kal/kg.升温所需时间为t/= Q/ / q/=2.35×106/3.5×104=67.14 h故发酵阶段所需冷凝剂带出的热量Q1=4.20×106-2.35×106/（24×6-67.14） =34998.11 kal/ h(2) 高温还原双乙酰阶段：温度由10 12C，定性温度11C，糖度由7Bx 5 Bx ，定性糖度6 Bxc=0.37×6%+(1-6%)×1=0.9622kcal/kg C,升温所需热量Q2/=Gc(t2-t1)=794.57×103×1.0

51、4×(12-10)×0.9622 =1.59×106 kcal发酵放热Q2/=G(B×1-B×2)q=2.80×106kcal设从发酵结束到双乙酰还原完毕所需时间为5天，则每小时放出的热量q/=2.80×106/（24×5）=22358.24kcal所需时间为t2=1.59×106/22358.24=71.11 h则第二阶段高温还原双乙酰所需冷凝剂带出的热量为：Q=(3) 降温阶段：温度由12 -1，糖度由5.0 4.4 B×定性温度：6.5定性糖度：4.7B×比热c=0.37

52、5;4.7%+1×(1-4.7%)=0.9704kcal/kgC则降温放出热量：794.57×1.400×0.9704×（12+1）×1000=1.04×10 7 kcal发酵放出的热量：794570×1.0400×（5.0%-4.4%）×169.6=8.41×105kcal设降温所需时间为2天，则降温阶段所需冷凝剂带出的热量为：=234185.35 kcal1:发酵工艺第四章第一节2.8.3冷凝剂带出总热量Q计算通过计算可知，第三阶段冷凝剂带出的热量最多，故以下各部分以第三段为依据Q=Q3+Q

53、辐+Q传 Q辐的计算：查化工手册上卷1070 c0辐射系数4.96kcal/m20黑度 0=0.94T1大气温度，以夏季为准28F罐表面积367.061m2t1罐温度，-1则Q辐= 4.96×0.94×769.22×(28+273)/1004-(-1+273)/1004=98085.08kcal/h(1) Q传热Q传=F×k1×(T 外T内)k1-罐壁（包括保温层）的传热系数，取0.3kcal/m2.h. T外-外壁温度，28T内-内壁温度，-1Q传=769.22×0.3×(28+1) =6927.111kcal/h则Q总=Q3+Q辐+Q传=234185.35+98085.08+6927.11=339197.54kcal/h2.8.4传热系数K的确定锥罐罐体厚度取7mm(1) 1确定： 冷凝剂总量的计算：1为冷凝剂在夹层的传热膜系数（kcal/h.m2. ），取a=30mm,b=120mm冷凝剂流量vs计算：Q=vs×c×(t2-t1)冷凝剂采用乙醇水（25%）进口温度-4，出口温度-1冷凝剂比热 c=1.012kcal/kg. 凝剂流速u的计算： =968kg/m3,查发酵生产设备u=30.97/（0.968×1000&