年產5萬噸啤酒廠生產車間工藝設計畢業(yè)設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 上面發(fā)酵和下面發(fā)酵兩大類本設計采用目前我國應用最普遍的錐形罐發(fā)酵工藝進行 5 萬 ta 啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量計算 [13] 圖 42 發(fā)酵工藝流程示意圖 工藝技術指標及基礎數(shù)據 年產 11176。淡色啤酒 5 萬噸旺季每天糖化 8 次每個月生產 28 天淡季每天糖化6 次每個月生產 22 天則全年的總糖化次數(shù)為 8 28 66 22 6 1344924 2136次 主發(fā)酵時間 6 天 4 鍋麥汁裝 1 個錐形罐 11176。 Bx 麥汁比熱容 40KJkg K 冷媒用 15 酒精溶液其比熱容可視為 418 KJkg K 麥芽糖化厭氧發(fā)酵熱 q 6136kJkg麥汁發(fā)酵度 55 根據發(fā)酵車間耗冷性質可分成工藝耗冷量和非工藝耗冷量兩類即工業(yè)耗冷 非工業(yè)耗冷 431 工藝耗冷量 1 麥汁冷卻耗冷量 Q1 采用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法使用的冷卻介質為 2℃的冷凍水出口的溫度為 85℃糖化車間送來的熱麥汁溫度為 94℃冷卻至發(fā)酵起始溫度 6℃ 根據表 42 啤酒生產物料衡算表可知每糖化一次熱麥汁 2497938L 而相應的麥汁密 度為 1044kgm3 故麥汁量為 又知 110 Bx 麥汁比熱容 40KJ Kg k 工藝要求在 1h 小時內完成冷卻過程則所耗冷量為 式中分別表示麥汁冷卻前后溫度℃冷卻操作過程時間 h 根據設計結果每個錐形發(fā)酵罐裝 4 鍋麥汁則麥汁冷卻每罐耗冷量為 相應地冷凍介質 2℃的冷凍水耗量為 式中分別表示冷凍水的初溫和終溫℃水的比熱容 [KJkg K] 2 發(fā)酵耗冷量 Q2 ① 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱假定麥汁固形物均為麥芽糖而麥芽糖的厭氧發(fā)酵放熱量為 6136kJkg 設發(fā)酵度為 55 則 1L 麥汁放熱量為 根據物料衡算每鍋麥汁的冷麥汁量為 239802L 則每個錐形罐發(fā)酵放熱量為 由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時間為 6天每天糖化 8鍋麥汁并考慮到發(fā)酵放熱不平衡取系數(shù) 15 忽略主發(fā)酵的升溫則發(fā)酵高溫時期耗冷量為 ② 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷主發(fā)酵后期發(fā)酵后期發(fā)酵液溫度從 6℃緩降到1℃每天單罐降溫耗冷量為 工藝要求此過程在 2 天內完成則耗冷量為麥汁每天裝 2 個錐形罐 ③ 發(fā)酵總耗冷量 ④ 每罐發(fā)酵耗冷量 ⑤ 發(fā)酵用冷媒耗循環(huán)量 發(fā)酵全過程冷卻用稀酒精液作冷卻介質進出口溫度為 8℃和 0℃故耗冷媒量為 3 酵母洗滌用冷無菌水冷卻的耗冷量 Q3 在錐形罐啤酒發(fā)酵過程主發(fā)酵結束時要排放部 分酵母經洗滌活化后重復用于新麥汁的發(fā)酵一般可重復使用 57 次設濕酵母添加量為麥汁量的 1 且使用 1℃的無菌水洗滌洗滌無菌水量為酵母量的 3 倍冷卻前無菌水溫 30℃用 8℃的酒精液作冷地介質由上述條件可得無菌水用量為 每班無菌水用量 假設無菌水冷卻操作在 2h 小時內完成則無菌水冷卻耗量為 耗冷凍介質量為 式中冷凍酒精液熱交換前后的溫度分別為 8℃和 0℃ 每罐用于酵母洗滌的耗冷量 式中 2每班裝罐 2 罐 4 酵母培養(yǎng)耗冷量 Q4 根據工藝設計每月需進行一次酵母純培養(yǎng)培養(yǎng)時間為 12d 即 288h 根據工廠實踐年產 50000t 啤酒酵母 培養(yǎng)耗冷量為則對應的年冷耗量為 相應的高峰冷凍介質循環(huán)量為 5 發(fā)酵車間工藝耗冷量 Qt 綜上計算可算出發(fā)酵車間的工藝耗冷量為 432 非工藝耗冷量 Qnt 除了上述的發(fā)酵過程工藝耗冷量外發(fā)酵罐外壁運轉機械維護結構及管道等均會耗用或散失冷量構成所謂的非工藝耗冷量現(xiàn)分別介紹 [1416] 1 露天錐形罐冷量散失 Q5 錐形罐啤酒發(fā)酵工廠幾乎都把發(fā)酵罐置天露天由于太陽輻射對流傳熱和熱傳導等造成冷量散失通常這部分的冷量由經驗數(shù)據求取根據經驗年產 5 萬噸啤酒廠露天錐形罐的冷量散失在 2202050000kJt 啤酒之間故 旺季每天耗冷量為 旺季成品啤酒日產量 t 若白天日曬高峰耗冷為平均每小時耗冷量的 2 倍則高峰耗冷量為 冷媒 8℃稀酒精用量 2 清酒罐過濾機及管道等散失冷量 Q6 因涉及的設備管路很多若按前面介紹的公式計算十分繁雜故啤酒廠設計時往往根據實驗經驗選取通常取所以 冷媒 8℃稀酒精用量 將上述結果整理后可得 50000ta 啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表如表 44 所示 表 44 啤酒發(fā)酵車間冷量衡算表 耗冷分類 耗冷項目 每小時耗冷量 kJh 冷媒用量 kgh 每 罐 耗 冷 kJ 年耗冷量 KJ 工藝 耗冷量 麥汁冷卻 9179456 26458 36717824 196 1010 發(fā)酵耗冷 202625 6059 6805298 363 109 無菌水冷卻 94855 2837 94855 507 107 酵母培養(yǎng) 69667 2083 202040 20 108 工藝總耗冷 9546603 43818617 2349 1010 非工藝 耗冷量 錐形罐冷損 780893 23352 4685358 2502 109 管道等冷損 1145592 34258 5258234 2808 109 非 工 藝 總 耗 冷 1614128 9943592 531 109 合計 總耗冷 11160731 53762209 288 1010 單耗 575555kJt 第 5 章 主要設備選型及計算 51 主要設備計算 511 糖化鍋 糊化鍋投料量 11123722247 133484kg 糊化醪量 133484 5133484 8009kg 設糊化鍋煮沸時每小時蒸發(fā) 5 的水分操作時第一次煮沸 40min 則 蒸發(fā)量 8009 005 4060 267kg 第一次煮沸的糊化醪量 8009267 7742kg 糖化醪量 237306830571 10679kg 混合醪的量 106797742 18421kg 糖化醪的密度為 1065 ㎏ m3 則糖化鍋有效容積 設糖化鍋充滿系數(shù)為 07 則糖化鍋的總容積 其圓筒直徑 D 與高度 H 之比為 21 即 H 05D 故取直徑 D 4mH 2m 512 糊化鍋 一般糊化鍋的輪廓比例為 取糊化鍋的有效容積為糖化鍋的 12 到 23 因此取其體積為 15m3 故取直徑 D 34mH 17m 513 煮沸鍋 按物料衡算每次糖化物料總量 糖化醪的密度為 1065kgm3 生產需要 14 的空余系數(shù) 故所需容積 DH 21 故取直 徑 D 4mH 2m 514 過濾槽 由經驗得底面為 1m2 能容納的麥芽量約為 125～ 250kg 一般計算取 200kg 則 G＝ 200FF 259553200 1298m2 式中 G 每次糖化所用的麥芽量 kgF 所需槽底的面積 m2 由經驗得底面為 1m2能容納麥芽 200公斤采用一個過濾槽過濾槽將容納糖化原料加一次洗糟水 經計算底面積 13m2底面半徑 18米高 2米添充系數(shù) 07設計體積 35 m3此設計為由底部進醪和麥汁集中中心排放的過濾槽麥糟厚度 0304米過濾槽底與篩板間距 15cm 至少大于槽底管 口直徑的 14 耕糟器器臂橫梁距鍋壁15cm 采用四臂式臂間距 15cm 共 20 個耕刀刀長 50cm 底部有 20 個濾管和濾孔內徑 50mm