毕业设计啤酒厂设计 - 重点设备 - 糖化锅(6)

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每班无菌水用量：

GW?GW'5712.03??1904.01kg/班 33假定无菌水冷却操作在2小时内完成，则无菌水冷却耗冷量为：

Q3?GW?C?(tW?tW')??1904.01?4.18?(30?1)?115402.05kJ/h

2所耗冷冻介质量为：

M3?Q3115402.05??3451.02kg/h

C(t2?t1)4.18?[0?(?8)]式中 t1，t2—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为：

Q3?GW?C?(tW?tW')1904.01?4.18?(30?1)??153869.39kJ

1.51.5式中 1.5—每班装罐1.5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12×24=288h。根据工厂实践，年产5万吨啤酒工厂酵母培养耗冷量：Q=69666.7 kJ/h 对应的年耗冷量为：

320320?Q4?Q4?288??69666.7?288??2.14?108kJ

3030相应的高峰冷冻介质循环量为：

M4?Q469666.7??2083.33kg/h

C(t2?t1)4.18?[0?(?8)]5.发酵车间工艺耗冷量Qt

综上计算，可求算出发酵车间的工艺耗冷量为：

Qt??Qi?11170192?132870.98?115402.05?69666.7?11488131.73kJ/h

i?143.4.4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、围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。

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1.露天锥型罐冷量散失Q5

锥型罐啤酒发酵工厂几乎都是把发酵罐至于露天，由于太阳辐射、对流传热和热传导等造成冷量散失，可根据前面介绍的低温设备、管道的冷量散失公式计算。通常，这部分的冷量散失可由经验数据求取。根据经验，年产5万吨啤酒厂露天锥型罐的冷量散失在22000-50000KJ/t啤酒之间，若在北方地区设厂，可取低值。故旺季每天耗冷量为：

?Q5?Gb?22000?28220?10?3?1020?10?3?6?22000?3799540.8kJ/d

式中 Gb—旺季成品酒日产量（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：

Q5?2Q52?3799540.8??316628.4kJ/h 2424冷媒（-8℃稀酒精）用量：

M5?Q5316628.4??9468.55kJ/h

C(t2?t1)4.18?[0?(?8)]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践经验选取，通常取Q6?12%Qt，所以：

Q6?12%Qt?0.12?11488131.73?1378575.81kJ/h

冷媒（-8℃稀酒精）用量：

M6?Q61378575.81??41225.35kJ/h

C(t2?t1)4.18?[0?(?8)]3.4.5年耗冷量计算

1.因麦汁冷却每罐耗冷量为Qf?44680768kJ

则麦汁冷却年耗冷量：（4锅麦汁装一发酵罐，一年糖化1680次）

168044680768??1.88?1010kJ

42.发酵年耗冷：

16801680Q0??9073693.27??3.81?109kJ

443.无菌水冷却年耗冷：

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Q3?16801680?153869.39??6.46?107kJ 444.酵母培养年耗冷：2.14?108kJ 因此，年耗冷：

Qt?1.88?1010?3.81?109?6.46?107?2.14?108?2.29?1010kJ

5.锥形罐年冷损：

?因旺季每天耗冷量Q5?3799540.8kJ/d，糖化每班装罐1.5罐，

?Q53799540.8??2533027.2kJ 则每罐冷耗：1.51.5则年耗冷量：2533027.2?6.管道等年冷损：

1680?1.06?109kJ 4因Q6?12%Qt?0.12?2.29?1010?2.75?109kJ 所以，（年耗冷）：

1.06?109?2.75?109?3.81?109kJ

年总耗冷：

Qt?Qnt?2.29?1010?3.81?109?2.67?1010kJ

单耗：

2.67?1010?533419.6kJ/t啤酒

50054.4将上述计算结果，整理后可得50000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表，如表3-5所示：

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齐齐哈尔大学毕业设计(论文) 3-5 啤酒发酵车间冷量衡算表

耗冷分类

工艺耗冷量

耗冷项目

每小时耗冷量（kJ/h） 11170192

冷媒用量（kg/h） 32196.32(2℃的冷水) 3973.41 3451.02

年耗冷量（kJ）

麦汁冷却Q1

发酵耗冷Q2 无菌水冷却

1.88?1010

132870.98 115402.05

3.81?109 6.46?107

Q3

酵母培养Q4 工艺总耗冷

69666.7 11488131.73

2083.33 41704.08

2.14?108 2.29?1010

Qt

非工艺耗冷

量

锥形罐冷损

316628.4

9468.55

1.06?109

Q5

管道等冷损

1378575.81

41225.35

2.75?109

Q6

非工艺总耗冷Qnt

1695204.21

50693.9

3.81?109

合计总耗冷

Q 单耗

13183335.94 —

2.67?1010

2.67?1010?533419.6KJ/t啤酒

50054.4

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第4章 啤酒生产设备选型计算

4.1 啤酒生产设备论证

4.1.1设备的组合方式论证

本设计选用的是二器组合的生产方法，对于此方法来说，年产5万吨的啤酒厂的生产能力完全可以达到。而且此方法对糖化锅原料利用率较高。

4.1.2糖化设备组合方式的综合比较

通过对糖化设备采用3种不同组合方式的技术经济分析，可以得到如何下结果,如表4-1

4-1 糖化设备采用3种不同的组合方式的技术经济结果

序号 组合方式 生产批次设备平均 投资系数 投资效率比

（批/次） 利用率（%） 1 2 3

二器组合 四器组合 四器＋缓冲罐组合

2.7 4.0 6.0

89 80 80

0.5 1.0 1.2

5.4 4.0 5.0

因此，二器组合方式投资少，设备平均利用率高，生产效率。使用于小型啤酒厂。

4.2 啤酒生产设备选型计算

4.2.1麦芽暂贮箱

1.所需容量计算 每次投料量 G=6214.04kg 麦芽容重 r=500kg/m3 有效容积系数??0.8 所需容积

V?G6214.04??15.54m3r??500?0.830

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