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1、2.2.1 糖化车间工艺流程示意图（图2-1）水、蒸汽 麦芽、大米粉碎 糊化 糖化过滤 麦槽 麦汁煮沸锅 酒花渣分离器 回旋澄淀槽 薄板冷却器 酒花糟 热凝固物 冷凝固物图2-1啤酒厂糖化车间工艺流程示意图第三章 主要设备计算与选型3.1发酵罐的计算与选型3.1.1 发酵罐的选型圆筒体锥底立式发酵罐（简称锥形罐），已广泛用于上面或下面发酵啤酒生产。它与传统的发酵方式相比有如下特点：a锥形发酵罐具有锥形罐底，所以前发酵结束后回收酵母非常方便。 b 锥形发酵罐在罐体上设有冷却部件，冷却面积能够满足工艺降温要求，锥底部分也设有冷却部件，以利于酵母的沉降和保存。而且膳体自身进行保温处理，大大降低冷耗。
2、 c锥形发酵罐是密封容器，可以进行CO2洗涤，也方便回收CO2，可做发酵罐及贮酒罐。d罐内的发酵液由于罐体的高度而产生的CO2梯度以及冷却方位的控制，可以使发酵液形成自下而上的自然对流。对流情况与罐体的形状、大小和冷却系统都有着密切的关系。 e锥形发酵罐易于实现自动化控制，操作十分方便，还可以进行自动清洗，改善了劳动条件和卫生条件。 f锥形发酵罐向立面发展，节约了大量的站地面积。 锥形发酵罐的规格很多，般常用的规格见表3-110。其D：H156均可取得良好的效果。但从以往的设计和使用情况来看，控制D：H=1：24的范围较合适。锥底角一般采用60或75为宜。本设计采用为为60。麦汁、酵母、啤酒均
3、由锥底口进入或排出，发酵结束后回收酵母方便，所采用的酵母菌株应该是凝集沉淀性好的酵母菌种。锥底表面尽可能打光，这样有利于酵母的沉降和排除。 3.1.2 发酵罐的冷却设备罐体设夹套冷却，冷媒采用25的乙二醇或乙醇间接冷却，也可用液氨直接冷却。冷却面积要能够满足工艺上降温要求。啤酒发酵罐的冷却面积可参考表32计算11。上述简体面积视圆柱体部分高度可分为23段均匀分布，上段冷带的顶部一般设置在工作液面以下150mm；锥体部分也应设一段冷带，冷带面积一般为锥表3-1 锥形发酵耀常用规格 表3-2 发酵耀冷却面积参考值体般设置在工作液面以下150mm；锥体部分也应设一段冷带，冷带面积一般为锥体表面积的1
4、3左右，冷却面积区域应小于锥体表面积的13左右，冷却面积区域应小于锥体表面积的70，冷却区域应尽量靠近锥体底部，以有利于酵母的沉降和保存12,13。3.1.4 发酵罐生产能力，数量和容积的确定a发酵罐溶剂的确定：现以100m3为例。b生产能力的计算：由生产40000t/a啤酒厂的工艺计算得，每糖化一次得到冷麦汁27740L，由于淡季糖化4次/d,旺季6次/d，则取平均每天糖化6次，则每天得到冷麦汁为V冷麦汁=277406=166.44 （m3）设发酵罐的填充示数为70%，则每天需要的发酵罐总容积：V0=V冷麦汁/70%=166.44/0.7=237.77m3c发酵罐个数的确定：查表得：公称体积
5、为100m3的发酵罐，总容积为118m3由公式得：N1=V0/（24V总）=237.777.24/（241180.7）=20.16所以取公称体积100m3的发酵罐21个d. 主要尺寸的计算，现以公称体积100m3的发酵罐计算，按表所示。V全=V筒+V上封+V下封=118m3封头折边忽略不计，以方便计算，则有V全=0.758D22D+/24D3+24 D3=118H=2D解方程得：D=（118/1.83）1/3=4.009m 取D=4mH=2D=8m；根据附录得14，知封头高H封=ha+hb=1000+50=1050mm验算全容积V全 V全=V筒+ V上封+V下封=0.785D22D+/24D3
6、+24 D3+0.785420.052=118.74m3 V全=V全e. 搅拌器的设计搅拌器叶径Di=D/3=4/3=1.33m 取d=1.3(m)叶宽B=0.2d=0.21.3=0.26（m）弧长l=0.375d=0.3751.3=0.49（m）底距C=D/3=4/3=1.3（m）盘径di=0.75Di=0.751.3=0.98（m）叶弦长L=0.25d=0.251.3=0.33（m）叶距Y=D=4m弯叶板厚=12（mm）3.2 糖化锅（或糊化锅）的计算啤酒厂一次糖化的糖化锅中投麦芽粉3049.66kg,麦芽粉糖化用水为10673.81kg,糖化醪量为13723.47kg。一次糖化在糊化锅内
7、投麦芽粉217.34kg,同时投入大米粉1086.7kg,投料（包括大米粉和 麦芽粉）用水为5868.18kg,糊化醪量为7172.22kg。混合后，混合醪为20656.616kg。设麦芽粉和大米粉含水量均为11%。糖化醪干物质%= (1304.04+3049.66)(1-0.11)/ 20656.616100%=18.76%查表得相对密度为1.079。则糖化有效体积=20656.616/（1.071000）=19.3取糖化锅的充满系数为0.7,则：糖化锅的总体积=19.3/0.7= 27.57 （m3）采用平底糖化锅，取糖化锅直径D与高度H之比为2：1。即：H=0.5D则D3=19.3/(0
8、.7850.5)D=3.66(m)所以H=7.32(m)糖化锅升气管直径D1:/4D12=0.02/4D2=0.02/4(3.66)2所以D1=0.52(m)3.3 过滤槽糖化醪的过滤是啤酒厂获得澄清麦汁的一个关键设备。国内对糖化醪过滤主要有两种设备，即有平底筛的过滤槽和板框过滤机。近年来国内外使用的快速过滤器(Nooter strain master)能强化糖化醪的过滤16。图纸过滤槽图中的过滤槽是快速过滤槽，是一种在低真空下操作的新型糖化醪过滤设备。该过滤设备有圆柱形和长方形槽身，低部为锥形，本设计采用圆柱形的槽身。在槽身下部装有57层成网状而互相沟通的的过滤管，上有条形滤孔，每一层过滤管
9、为一独立的过滤单元。过滤操作是：先把糖化醪用泵输送到已用热水预热过的过滤槽中，醪液通过两个分配器均匀地分配到槽内，在滤管上形成滤层。当滤液没过滤管后，开始用泵抽滤。开始流出的麦汁比较混浊，用泵返回过滤槽，待麦汁清凉透明后送入麦汁煮沸锅。一般抽滤时间约为1520min左右。麦槽洗滤多用自动控制，洗涤时间一般为20min。麦槽的排出是利用压缩空气和螺杆泵来完成。快速过滤槽过滤面积比传统的麦汁过滤槽大3倍。因为使用离心泵抽滤，为增加了过滤压力差，过滤速度加快，因此每昼夜周转次数可达1012次。其缺点是麦汁透明度不及传统过滤槽好。第四章 管道布置4.1 车间管道布置设计的任务与原则4.1.1 车间管道
10、布置设计的任务 车间管道布置设计的任务是用管道把由车间布置固定下来的设备连接起来,使之形成一条完整连贯的生产工艺流程图。因此要求确定各个设备管口方位和各个管段（包括阀件）、管件和仪表）在空间的具体位置以及它们的安装、连接和支撑方式等。车间内布置的设备是单独、孤立的单体设备，只有通过工业管道的连接，才能满足生产设备对物料的供须要求，组成完整连贯的生产工艺流程图。因此，工业管道是生产工艺流程。因此，工艺管道是生产工艺流程中不可分割的组成部分，也是车间设计的重要内容之一。4.1.2 车间管道布置设计的原则a. 管道布置设计不仅影响工厂（车间）整齐美观，而且直接影响工艺操作，产品质量，甚至导致杂菌或噬
11、菌体污染，也影响安装检修和经济合理性。因此，管理布置首先应满足生产需要和工艺设备的要求，便于安装、检修和操作管理。b. 尽可能使管线最短、阀件最少。必须避免管道在平面上迂回折返，立面上弯转扭曲等不合理布置。凡是高浓度介质尽可能采用重力自流传送，须保持设备一定真空度的水腿等管线，尽可能保持垂直泻泄状态。c. 车间管道内一般采用明线敷设（与住宅建设不同），安装费用底，检修安装方便，操作人员容易掌握管道的排列和操作。d. 车间内工艺管道布置普遍采用沿墙、楼板底或柱子的成排安装法，使管线成排成行平行直走，并协调各条管道的标高和平面坐标位置，力争共架敷设，使其站空间小。尽量减少拐弯，避免挡板和门窗启闭，
12、适当照顾美观。e. 管架标高应不影响车辆和人行交通，管底或管架梁底距行车道路面高度要大于4.5m，人行道要大于2.2m，车间次要通道最小净空高度为2m，管廊下通道的净空要大于3.2m，有泵时要大于4m。f. 分层布置时，大管径管道、热介质管道、气体管道、保温管道和无腐蚀性管道在上；小管径、液体、不保温、冷介质和有腐蚀性介质管道在下。引支管时，气体管从上方引出，液体管从下方引出。g. 管径大的、常温的、支管少的、不常检修的和无腐蚀性介质的管道靠墙；管径小的、热力管道、常检修的支管多的和有腐蚀性介质的管道靠外。h. 管道穿过楼板、墙壁时，应预先留孔。穿过楼板或墙壁的管道，其法兰或焊口均不得位于楼板
13、或墙壁中。i. 易堵塞管道在阀门前接上水管或压缩空气管。j. 管道应避免经过电动机或配电板上空，以及两者的邻近。k. 输送腐蚀性介质管道的法兰不得位于通道的上空；与其他介质管道并列时，应保持一定距离，且略低。l. 阀门和就地仪表的安装高度应满足操作和检查的方便。如果阀门位置过高，可接长阀杆，使开关手轮或手柄位于适合操作的位置。m. 室外架空管道的走向宜平行于厂区干道和建筑物。n. 不锈钢管道不得与碳钢支架或管托架长期直接接触，以免形成腐蚀核心。必须在管托上涂漆或衬以不锈钢块予以隔离。o. 一般的上下水管及废水管适用于埋地敷设，埋地管的安装深度应在冰冻线以下。4.2 发酵车间管道布置发酵工厂车间
14、管道布置（见图纸发酵车间流程图），除了必须遵守上述的设计原则外，还必须考虑到发酵工厂对无菌要求的特殊性。如果对发酵工厂的生产特点，对染菌的概念理解不够，按一般化工厂管道的常规要求进行管道布置，将会给生产带来严重影响，造成重大损失。所以，对发酵工厂车间管道布置的特殊要求，必须十分重视。尤其是发酵车间，更应考虑到车间管道布置必须符合防止微生物污染的特殊要求。下面是发酵车间管道布置的特点：a. 选择恰当的管材和阀门由于发酵液具有一定的酸度和含有某些腐蚀性强的物质，管道阀门容易受到腐蚀引起渗漏，造成染菌。因此，选择恰当的管材和阀门是防止污染，保证正常生产的重要环节。b. 选择正确的管道连接除上下水管可
15、以用螺纹连接外，其余管道以焊接或法兰连接为宜。因螺纹连接由于管道受冷、热、震荡等的影响。活接头的接口易松动，使密封面面不能严密而造成渗漏。如在接种、输液时，因液体快速流动造成局部真空，在渗漏处将外界空气吸入，空气中的菌就被带入发酵罐中造成染菌。焊接方法简便而且可靠，所以培养液灭菌系统和物料管道以焊接连接为好。 需要经常拆卸检修处用管法兰连接。c. 合理布置管道发酵车间的管道布置，除满足生产工艺流程要求外，还要考虑满足清洗和灭菌彻底的要求。因此，除管道和阀门本身不漏外，还要考虑以下各点：. 尽量减少管道，一方面节省投资，另一方面减少染菌机会。管道越短越好，安装要整齐美观。与发酵罐连接的管道有进气
16、罐、进料罐、出料罐、取样管和排气管等，其中一些尽可能合并后与发酵罐连。. 要保证发酵罐罐体和有关管道都可用蒸汽灭菌，即保证蒸汽能够达到所有需要灭菌的地方。对于某些蒸汽可能达不到的死角（如阀）要装与大气相通的旁路。. 发酵罐的排气管不能连接在总管上，排污管也是。d. 消灭管道死角死角是指灭菌时因某些原因使灭菌温度达不到或不易达到的局部位置。管道中如有死角存在，必然会因死角内潜伏的杂菌没有杀死而引起连续染菌，影响正常生产。管道中常发现的死角有：管道连接的死角、种子罐放料管的死角和排气管的死角。4.3 糖化车间管道布置糖化车间管道布置不同于发酵车间，不用考虑有无染菌，因此只需遵守设计原则即可。车间管道布置合理、正确，管道运转就顺利通畅，设备运转就顺畅，就能使整个车间或工段，甚至整个工厂的生产操作卓有成效。
