年产5万吨啤酒厂生产车间工艺设计毕业设计

年产5万吨啤酒厂生产车间工艺设计毕业设计内容摘要：

上面发酵和下面发酵两大类本设计采用目前我国应用最普遍的锥形罐发酵工艺进行 5 万 ta 啤酒厂发酵车间的耗冷量计算 [13] 图 42 发酵工艺流程示意图 工艺技术指标及基础数据 年产 11176。 淡色啤酒 5 万吨旺季每天糖化 8 次每个月生产 28 天淡季每天糖化6 次每个月生产 22 天则全年的总糖化次数为 8 28 66 22 6 1344924 2136次 主发酵时间 6 天 4 锅麦汁装 1 个锥形罐 11176。 Bx 麦汁比热容 40KJkg K 冷媒用 15 酒精溶液其比热容可视为 418 KJkg K 麦芽糖化厌氧发酵热 q 6136kJkg麦汁发酵度 55 根据发酵车间耗冷性质可分成工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类即工业耗冷 非工业耗冷 431 工艺耗冷量 1 麦汁冷却耗冷量 Q1 采用一段式串联逆流式麦汁冷却方法使用的冷却介质为 2℃的冷冻水出口的温度为 85℃糖化车间送来的热麦汁温度为 94℃冷却至发酵起始温度 6℃ 根据表 42 啤酒生产物料衡算表可知每糖化一次热麦汁 2497938L 而相应的麦汁密 度为 1044kgm3 故麦汁量为 又知 110 Bx 麦汁比热容 40KJ Kg k 工艺要求在 1h 小时内完成冷却过程则所耗冷量为 式中分别表示麦汁冷却前后温度℃冷却操作过程时间 h 根据设计结果每个锥形发酵罐装 4 锅麦汁则麦汁冷却每罐耗冷量为 相应地冷冻介质 2℃的冷冻水耗量为 式中分别表示冷冻水的初温和终温℃水的比热容 [KJkg K] 2 发酵耗冷量 Q2 ① 发酵期间发酵放热假定麦汁固形物均为麦芽糖而麦芽糖的厌氧发酵放热量为 6136kJkg 设发酵度为 55 则 1L 麦汁放热量为 根据物料衡算每锅麦汁的冷麦汁量为 239802L 则每个锥形罐发酵放热量为 由于工艺规定主发酵时间为 6天每天糖化 8锅麦汁并考虑到发酵放热不平衡取系数 15 忽略主发酵的升温则发酵高温时期耗冷量为 ② 发酵后期发酵液降温耗冷主发酵后期发酵后期发酵液温度从 6℃缓降到1℃每天单罐降温耗冷量为 工艺要求此过程在 2 天内完成则耗冷量为麦汁每天装 2 个锥形罐 ③ 发酵总耗冷量 ④ 每罐发酵耗冷量 ⑤ 发酵用冷媒耗循环量 发酵全过程冷却用稀酒精液作冷却介质进出口温度为 8℃和 0℃故耗冷媒量为 3 酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量 Q3 在锥形罐啤酒发酵过程主发酵结束时要排放部 分酵母经洗涤活化后重复用于新麦汁的发酵一般可重复使用 57 次设湿酵母添加量为麦汁量的 1 且使用 1℃的无菌水洗涤洗涤无菌水量为酵母量的 3 倍冷却前无菌水温 30℃用 8℃的酒精液作冷地介质由上述条件可得无菌水用量为 每班无菌水用量 假设无菌水冷却操作在 2h 小时内完成则无菌水冷却耗量为 耗冷冻介质量为 式中冷冻酒精液热交换前后的温度分别为 8℃和 0℃ 每罐用于酵母洗涤的耗冷量 式中 2每班装罐 2 罐 4 酵母培养耗冷量 Q4 根据工艺设计每月需进行一次酵母纯培养培养时间为 12d 即 288h 根据工厂实践年产 50000t 啤酒酵母 培养耗冷量为则对应的年冷耗量为 相应的高峰冷冻介质循环量为 5 发酵车间工艺耗冷量 Qt 综上计算可算出发酵车间的工艺耗冷量为 432 非工艺耗冷量 Qnt 除了上述的发酵过程工艺耗冷量外发酵罐外壁运转机械维护结构及管道等均会耗用或散失冷量构成所谓的非工艺耗冷量现分别介绍 [1416] 1 露天锥形罐冷量散失 Q5 锥形罐啤酒发酵工厂几乎都把发酵罐置天露天由于太阳辐射对流传热和热传导等造成冷量散失通常这部分的冷量由经验数据求取根据经验年产 5 万吨啤酒厂露天锥形罐的冷量散失在 2202050000kJt 啤酒之间故 旺季每天耗冷量为 旺季成品啤酒日产量 t 若白天日晒高峰耗冷为平均每小时耗冷量的 2 倍则高峰耗冷量为 冷媒 8℃稀酒精用量 2 清酒罐过滤机及管道等散失冷量 Q6 因涉及的设备管路很多若按前面介绍的公式计算十分繁杂故啤酒厂设计时往往根据实验经验选取通常取所以 冷媒 8℃稀酒精用量 将上述结果整理后可得 50000ta 啤酒厂发酵车间冷量衡算表如表 44 所示 表 44 啤酒发酵车间冷量衡算表 耗冷分类 耗冷项目 每小时耗冷量 kJh 冷媒用量 kgh 每 罐 耗 冷 kJ 年耗冷量 KJ 工艺 耗冷量 麦汁冷却 9179456 26458 36717824 196 1010 发酵耗冷 202625 6059 6805298 363 109 无菌水冷却 94855 2837 94855 507 107 酵母培养 69667 2083 202040 20 108 工艺总耗冷 9546603 43818617 2349 1010 非工艺 耗冷量 锥形罐冷损 780893 23352 4685358 2502 109 管道等冷损 1145592 34258 5258234 2808 109 非 工 艺 总 耗 冷 1614128 9943592 531 109 合计 总耗冷 11160731 53762209 288 1010 单耗 575555kJt 第 5 章 主要设备选型及计算 51 主要设备计算 511 糖化锅 糊化锅投料量 11123722247 133484kg 糊化醪量 133484 5133484 8009kg 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 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 糖化醪的密度为 1065 ㎏ m3 则糖化锅有效容积 设糖化锅充满系数为 07 则糖化锅的总容积 其圆筒直径 D 与高度 H 之比为 21 即 H 05D 故取直径 D 4mH 2m 512 糊化锅 一般糊化锅的轮廓比例为 取糊化锅的有效容积为糖化锅的 12 到 23 因此取其体积为 15m3 故取直径 D 34mH 17m 513 煮沸锅 按物料衡算每次糖化物料总量 糖化醪的密度为 1065kgm3 生产需要 14 的空余系数 故所需容积 DH 21 故取直 径 D 4mH 2m 514 过滤槽 由经验得底面为 1m2 能容纳的麦芽量约为 125～ 250kg 一般计算取 200kg 则 G＝ 200FF 259553200 1298m2 式中 G 每次糖化所用的麦芽量 kgF 所需槽底的面积 m2 由经验得底面为 1m2能容纳麦芽 200公斤采用一个过滤槽过滤槽将容纳糖化原料加一次洗糟水 经计算底面积 13m2底面半径 18米高 2米添充系数 07设计体积 35 m3此设计为由底部进醪和麦汁集中中心排放的过滤槽麦糟厚度 0304米过滤槽底与筛板间距 15cm 至少大于槽底管 口直径的 14 耕糟器器臂横梁距锅壁15cm 采用四臂式臂间距 15cm 共 20 个耕刀刀长 50cm 底部有 20 个滤管和滤孔内径 50mm。