年产0吨12度淡色啤酒厂糖化锅设计12Word文件下载.docx
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这是笔者在实践中对某厂原二器组合糖化系统进行技术改造中尝试过的一种全新的组合方式。
在原有糖化过滤槽和糊化煮沸锅（改造后分别作过滤槽和糊化锅）的基础上,新增2只性能结构完全相同的糖化煮沸锅（使用中分别交替作糖化锅和煮沸锅）共同构成一套四器组合的双元糖化系统，每天可糖化5次以上。
该套组合的特点是设备的平均利用率较高.
2基本工艺条件
1生产规模：
年产量为20000T的生产属于中小规模,在生产旺季每一天的糖化次数按5次进行,在生产淡季每一天的糖化次数按2次进行。
2.2物料参数
1麦芽糖化力与辅料比
麦芽糖化力与辅料比
麦芽糖化力（wk）
辅料比（％）
>
=200
35--38
.>
=250
38—-42
〉=250库值>
=40%
42——45
通常情况下每公斤混合原料应含有1500—200wk糖化力.中等发酵糖化力〉=1500wk。
高发酵糖化力>
=2000wk。
2.2.2麦汁中a—AN量与啤酒中双乙酰含量关系
麦汁中a—AN量与啤酒中双乙酰含量关系
a-AN（mg/L）
143.5
150.1
157
161。
8
166
173
176
183.3
182
VDK（mg/L）
0。
39
31
25
0.24
0.15
0.13
0.12
11
麦汁中a—AN含量，每度麦汁平均氨含量控制在15mg/L,从而可以判定：
13度P麦汁氨基氮含量〉=195mg/L
12度P麦汁氨基氮含量>
=180mg/L
11度P麦汁氨基氮含量〉=165mg/L
10度P麦汁氨基氮含量〉=150mg/L
为了安全起见,生产中可以增加5％-10％氨基氨。
以保证酵母正常发酵.
2.2.3混合后的麦芽质量限定要求：
麦芽汁质量限定值
特征值
最佳范围
极限范围
库尔巴哈值（％）
38—-40
30--33
哈同值（％）
〉=35
=32
总氨（干）％
9——12
8-—14
a—AN（mg/L）
〉=140
=100
糖化力（wk）
=150
4溶解过度麦芽与溶解不良麦芽混配比取3：
2
5溶解良好的麦芽与溶解不良好麦芽混配比取3：
1
2.2.6糖化料水比的确定:
糖化料水比决定了糖化醪浓度，从而影响到酶活性，麦汁收得率及其麦汁组成成分.
就淡色啤酒而言，料水比控制在1：
4-5，第一麦汁度不超过16%为宜。
3设备设计计算及说明
3.1糖化锅总体积的确定
根据所给条件得，所选的糖化锅为圆柱形锅身，球形加热底,且V=50M3
3.2糖化锅基本尺寸的计算
采用圆柱形锅身,直径D是柱高H的2倍，锅底为半球形，锅底高位D/4,则：
得D=4.90m,H=2。
45m，h=1.23，取D=4900mm，H=2450mm，h=1230mm.
升气管
H＝
D＝2450mm糖化锅升气管的直径为d,根据工艺要求
~
取升气管面积为料液面积的1/40，设升气管直径为d，则
得d=0.775m，取整d=775mm
校核：
V有效＝πD2H/4=46。
20M3〈50M3
3.3。
糖化锅加热面积的计算
3.3。
1垂直壁上蒸汽冷凝的传热系数的计算
3.3.2蒸汽夹套加热面至糊化料液的传热系数的计算
3总传热系数K值的确定
3.4对数平均温度差的计算
TF—主发酵时的发酵温度，℃;
T1、T2—分别为冷却水进出口温度，℃
ΔTm=7。
2℃
5加热面积的计算
Q=1。
85×
10^12F=68121964.15
4搅拌器的设计
搅拌器设计采用近似折叶桨式搅拌器
根据设计要求
D—搅拌器直径D0—糖化锅直径B—搅拌桨叶宽度
则D＝0.7D0＝3430mmB＝0.04D0＝196mm
3.4.1雷诺准数的计算
Re＝
＝
D—搅拌器搅拌叶直径γ—醪液容重n—搅拌器转速μ—液体绝对粘度
ρ—醪液密度取μ＝2厘泊＝0。
002kg/m.s
本设计搅拌器转速取n＝30r/min＝0.5r/s
查《啤酒工业手册》下P423γ＝1068kg/m3
则Re＝2575294
2功率准数的计算
Np＝
式中A、B′、p均可查《啤酒工业手册》下图得到
其中θ—搅拌叶与旋转平面所成的角度本设计为60°
H为锅内液面高度
H＝（21.31*4）/（3.14*4.43^2）＝1。
4
查图得A＝21.5B′＝0。
41p＝1则将数据代入公式得
Np＝0。
095
3搅拌器功率
N需＝
＝1。
7KW
电机功
N电＝
＝8。
13KW
中K＝1.2～1。
4取1.2K1＝1。
1～1.3取1。
3η总＝0.4
若取K＝1。
4则N电＝9.49KW
所以本设计采用10KW电机
3.4。
4电机相关选型
查《材料与零部件》中P856
选用JO2系列小型鼠笼型电动机
电机
型号
额定数据
功率
因数
％
启动
电流
额定
转矩
起矩
最大
重量
kg
JO2—
71—6
容量
KW
电压V
A
转速
r/min
10
380
34.8
970
84
88.5
6。
5
1.4
1.8
236
电机选用轴承：
查《材料与零部件》中P854
机座号非轴伸端1000r/min
71311
轴承选型：
《材料与零部件》中P389
轴承型号dDbrd1D1akr重量kg
31155120293651105621。
37
减速器选用卧式蜗轮减速器查《材料与零部件》下P612
查表4-24—100选用PЧH—180型减速器重量182kg
联轴器查《材料与零部件》中P567
选用联轴器型号为∶SB1101/24-65-4
3.5接管设计
1糖化锅排醪管
查《化工原理》上可知，水及低粘度液体的流速范围为1。
5-3。
0m/s,则取醪液流速为2m/s，工艺设计放醪时间10min，糖化醪有效体积为34.05M3
则πD2/4*2m/s＊600s=34.05
D=0。
19m=190mms=4.5mmL=150mm
3.5.2糖化醪出口罐
至糊化锅的醪液量为：
V=80M3。
取醪液密度为1068Kg/M3醪液流速为u=2。
0m/s工艺设计出醪的时间为90min。
πD2/4＊2m/s＊5400s=80M3
D=0.0971取整D=97mm，s=4。
5mmL=150mm
3.6锅体结构设计
3.6。
设备材料的选择
糖化锅锅身采用不锈钢材料1Cr18Ni9Ti锅底采用紫铜板锅低夹套采用不锈钢1Cr18Ni9Ti
3.6.2工作压力
锅内最高工作压力P最高＝P0＋ρghh—锅内液面高度
P最高工作＝1。
01×
105＋1068×
9.81×
16×
105
3锅身壁厚的计算
锅身采用不锈钢材料1Cr18Ni9Ti查《化工设备机械基础》P299附表5
σb＝520MPσs＝206MP查《化工设备机械基础》P91得钢材的安全系数ｎb≥3.0ｎs≥1.5
则［σ］t＝σb/ｎb＝173MP
＝σs/ｎs＝137MP
取二者中较小者所以[δ]t＝137MP
查《化工设备机械基础》P92焊接接头系数φ＝0.8则
Se=PcD/[（2［σ]t）φ—P]=2。
21mm
则Sn＝Se＋C1＋C2＝2.46mmC1＝0。
25C2＝0
查《化工设备机械基础》P95圆整取Sn＝12mm
水压实验
σT＝
25*0。
121*1*（3870+2。
46）/2＊2.21＝132。
51MP
9φσs＝0。
9×
0.8×
206＝148。
32MP＞132。
满足设计强度要求
锥形封头采用与锅身同一规格设计.
4锅底壁厚的计算
查《化工设备机械基础》P8紫铜的导热系数λ＝384。
95
弹性模量E＝1.12×
夹套中通入的蒸汽压力为0。
3MP而锅内最高工作压力为0。
121MP所以计算锅底厚度采用外压容器壁厚计算方法计算
设锅底厚度为20mm
夹套蒸汽P＝0。
3MPPc＝1。
1P＝0.33MP
锅底外半径：
R0＝
Di＋Se＝3780/2＋20＝1910mm
A＝
＝0.125/（1910/20）＝0。
00131
B＝2/3×
1.12×
105×
0.00131＝97。
8MP
［P]＝97.8/（3.78/0.02）＝0。
517MP＞P＝0。
3MP且十分接近P
所以取Se＝20mm
则Sn＝Se＋C＝20mmC＝0
5加热夹套设计
夹套采用的是和锅身一样的不锈钢材料1Cr18Ni9Ti
S＝
＝［4430*0。
3/（4＊137*0。
8—0。
3）］+0。
＝2。
84
取C1＝0。
Sn＝S＋C=2.87+1=3。
87mm
在材料加工是取夹套厚度为10mm
6支座设计
1锅体重量的计算
锅体重量分为：
升汽筒，锥形封头，锅身，锅底,夹套的重量的总和.
升汽筒重量的计算：
升汽筒式一个不锈钢圆筒。
选用厚度8mm长度：
13。
70m直径为:
700mm
V＝3。
14×
［（0。
708/2）2－（0。
7/2）2]×
7＝0.12m3
查《化工设备设计基础》P291材料密度为：
7900kg/m3
m1＝0。
12×
7900＝948kg
锥形封头重量的计算：
锥形封头是采用的120°
锥形。
高为：
27m直径为:
43m厚度取与锅身一样的12mm近似算作圆锥的体积。
则
V＝
×
14［（4。
442/2）2－（4.43/2）2]×
1.27＝0.03m3
m2＝0.03×
7900＝238。
5kg
锅身重量的计算
锅身是圆筒形厚：
12mm高：
1.89m直径:
4.43m
[（4。
1.89＝0。
135m3
m3＝0。
135×
7900＝1065。
0kg
锅底重量的计算
锅底采用略带锥形的平底,采用紫铜作材料。
厚度:
20m直径:
4.43m近似看作平底计算.
查《化工设备机械基础》P8得紫铜的密度为：
8900kg/m3
（4.43/2）2×
0.02＝0。
308m3
m4＝0.308×
8900＝2741。
2kg
夹套重量的计算
夹套也使采用略带锥形的平底，采用不锈钢做材料。
厚度：
12mm直径：
48m
近似看作平底计算。
V＝3.14×
（4.48/2）2×
012＝0。
189m3
m5＝0。
189×
7900＝1493.1kg
锅体总重量计算
M＝948＋238。
5＋1065＋2741.2＋1493.1＝6486kg
糖化一次的糖化醪量为：
60*1068=64080kg
则糖化一次糖化锅的总重量为：
M总＝6486＋64080＝70566kg
6.2支座的选取：
查《化工设备设计基础》
选用B型耳式支座
糖化锅示意图
注：
锅身直径D=4。
43m,高H=2.21m,排气管直径d=0.700m，锅底高=1。
105m
搅拌直径D=3。
101m，宽度B=0。
172,锅壁厚度d=0。
020m
参考文献
［1］管敦仪。
啤酒工业手册［M]。
中国轻工业出版社，1998.
［2］梁士中。
生物工程设备[M］.中国轻工业出版社，2011。
[3]吴思方。
发酵工厂工艺设计概论［M].中国轻工业出版社，1995.7。
［4］顾国贤。
酿造酒工艺学［M].中国轻工业出版社，1996。
12。
［5]中国石化集团上海工程有限公司编.化工工艺设计手册（上）［M］.化学工业出版2002.8。
［6]杨祖荣。
化工原理。
化工工艺出版社
［7］《化工设备设计全书》
[8］《机械工程手册》（第二版）
［9]《材料与零部件》
D=4.43mH=2。
21m77
D=3.101m2。
21m2。
21m1.105m1。
105m
不蒸冷
凝气凝
气入水
出口出
口口
不蒸冷
凝气凝
气入水
出口出
口口
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