干啤酒工廠的生產設備選型分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u13337干啤酒工廠的生產設備選型分析案例 1227531.1斗式提升機的選型 2103531.1.1麥芽斗式提升機選型 3235501.1.2大米提升機的選型 317421.2暫存箱 4290301.2.1麥芽暫貯箱 4323111.2.2大米暫貯箱 522811.3粉碎機 5206281.3.1麥芽粉碎機 5244201.3.2大米粉碎機 620321.5糖化鍋的設計計算 7192181.1.1糖化鍋容積的確定 773711.1.2糖化鍋主體尺寸的確定 786901.1.3糖化鍋重量計算 7174591.1.4攪拌功率的計算 980881.1.5電動機功率的計算 1031381.1.6換熱面積的計算 10127121.6過濾槽的設計與選型 1119131.6.1過濾槽的結構與型式 11234051.6.2糟層厚度 11105091.6.3過濾槽篩板面積S 11180881.6.4過濾槽容積 11245881.6.5過濾槽高度H 1160451.6.6過濾槽直徑 11138031.6.7升氣筒直徑d 12251391.6.8過濾槽內耕糟裝置的轉速 1213361.6.9過濾槽重量計算 12113251.6.10各管路計算 12122551.6.11功率計算 12261.6.12篩板開孔的確定 13282781.7麥汁暫存罐 15299341.7.1暫存罐主體尺寸計算 15247851.7.2罐體總重量 158841.8煮沸鍋 16317611.8.1容積的計算 16302991.8.2主體尺寸的確定 1625751.8.3煮沸鍋重量的計算 16313391.9回旋沉淀槽 17198081.10薄板冷卻器 20135831.11酵母培養(yǎng)罐 23138971.12發(fā)酵罐 26153511.13硅藻土過濾機的設計選型 30144111.13.1硅藻土過濾機的機組組成 30242941.13.2硅藻土過濾機的技術參數(shù) 3033891.13.3硅藻土過濾機的主體尺寸 31319871.14清酒罐 31230521.14.1清酒罐的主體尺寸 31104331.14.2清酒罐的重量 3227081.15洗瓶機 32152221.16裝瓶壓蓋聯(lián)合機 3395231.17殺菌機 33134381.18貼標機 341.1斗式提升機的選型本設計中干啤酒工廠使用的為D型。1.1.1麥芽斗式提升機選型1.1.1.1機型選擇查《發(fā)酵工廠設計概論》常用斗式提升機技術性能表選取D250-深斗S制型斗式提升機[7]。1.1.1.2生產能力計算帶入數(shù)值：所選型號的斗式提升機符合要求。1.1.2大米提升機的選型1.1.2.1機型選擇同理查得,選D160淺斗Q制型[7]。1.1.2.2生產能力計算每小時輸送量：4.368/0.8=6.24＞2.72符合要求則選用的斗式提升機符合要求。型號D150淺斗Q制D250深斗S制輸送量（m3/h）2545料斗寬度（mm）160250料斗容量（L）0.653.2料斗斗距（mm）300400料斗寬度（mm）200300層數(shù)45每米長度料斗及帶質量（kg）4.7210.2料斗運行速度（m/s）11.25轉動滾筒轉速（r/min）47.547.5電機功率（kw）2.21.5表1.1D型斗式提升機技術性能表1.2暫存箱1.2.1麥芽暫貯箱1.2.1.1所需容積計算1.2.1.2箱結構選型1.2.2大米暫貯箱1.2.2.1所需的容積計算1.2.2.2結構尺寸的選定1.3粉碎機麥芽粉碎原理如圖圖1.2物料粉碎原理圖1.3.1麥芽粉碎機1.3.1.1生產能力計算Q=60πnDLbrβ1.3.1.2功率計算1.3.2大米粉碎機1.3.2.1生產能力計算1.3.2.2功率計算項目麥芽粉碎機大米粉碎機輥數(shù)（個）44輥直徑（mm）0.3×1030.3×103輥長度（mm）1.2×1031.2×103輥的轉數(shù)（r/min）250250輥間距（mm）0.50.5生產能力（kg/h）37094748功率（kw）3.894.99表1.2粉碎機技術性能表1.5糖化鍋的設計計算1.1.1糖化鍋容積的確定糖化鍋混醪后的總量為:（kg）混合醪液干物質百分比：查《生物工程工廠設計概論》268頁表9：由內差法得：ρ混醪=1.060（kg/L)[11]則,1.1.2糖化鍋主體尺寸的確定1.1.3糖化鍋重量計算取糖化鍋鍋身壁厚δ1=8mm,鍋底壁厚δ2=10mm,鍋頂厚δ3=3mm,夾套與鍋空隙d0=30mm,升汽筒壁厚δ3=3mm,升汽筒長15m,不銹鋼密度為7900kg/m31.1.3.1鍋身重1.1.3.2鍋頂重1.1.3.3鍋底重1.1.3.4升汽筒重1.1.3.5估計電動機、減速器、攪拌器與管道總重為G5=500（kg）估計電動機、減速器、攪拌器與管道等總重為：G5=500（kg）1.1.3.6整個鍋體重為1.1.4攪拌功率的計算1.1.4.1雷諾準數(shù)1.1.4.2功率準數(shù)其中A=14+（b/D)[670×（d1攪/d-0.6)2+185]1.1.4.3攪拌器功率計算1.1.5電動機功率的計算1.1.6換熱面積的計算項目單位規(guī)格有效容積m363.6總容積m390.86最高工作溫度℃100鍋身直徑mm5580升氣筒直徑mm790鍋身壁厚mm8鍋頂壁厚mm3鍋底壁厚mm10鍋底夾層厚度mm30柱體高mm2790攪拌器直徑mm3720攪拌功率mm9.45電機功率kw41.44實際換熱面積m241.69總重量kg9702.64表1.3糖化鍋基本規(guī)范表1.6過濾槽的設計與選型利用熱水洗滌過濾后的麥糟,叫做二號麥汁或者洗滌麥汁[10]。過濾方法：過濾槽法,壓濾機法,快速滲出法[7]本次設計采用過濾槽法。1.6.1過濾槽的結構與型式槽內設有耕糟裝置,其他有醪液入口,麥汁回流及冷熱水的入口均在弧形頂蓋上開孔,頂蓋部分結構與其他鍋相同。1.6.2糟層厚度厚度需要厚薄居中為最適，本設計中取0.4m。1.6.3過濾槽篩板面積S,查《生物工程工廠設計概論》P268表9：由內差法得,含水80%的濕麥糟密度為[11]1.6.4過濾槽容積1.6.5過濾槽高度H1.6.6過濾槽直徑1.6.7升氣筒直徑dd升=（1/50)1/2D=0.97m.1.6.8過濾槽內耕糟裝置的轉速（1）耕糟時,轉速取0.4r/min.（2）出糟時,轉速取4r/min.1.6.9過濾槽重量計算取槽身壁厚r1=8mm,槽底壁厚r2=10mm,槽頂壁厚及升氣筒壁厚r3=3mm,升氣筒長l=15m,不銹鋼密度7900kg/m3.1.6.10各管路計算1.麥汁過濾管：d=38mm,個數(shù)：設每平方米布置一個管道,則n=25個。2.進水管直徑：d=50mm3.排糟孔直徑：550mm。4.冷凝水出口直徑：20mm1.6.11功率計算1..耕刀數(shù)量計算設耕糟糟器橫梁距離槽壁為0.05m,則橫梁長度為6.86-0.1=6.76m,利用4臂耕糟機1/3半徑內,耕刀間距為229mm1/3-2/3半徑范圍內,耕刀間距為220mm,相對兩側耕刀的分布并不對稱,其運動軌跡具有互補性,則耕刀數(shù)為58個2.攪拌功率的計算（1).雷諾準數(shù)的計算（2).攪拌器功率阻力系數(shù)的確定：查《啤酒工藝手冊》P439圖8-2-13得：ε′=0.86,ε=0.86×2=1.72[8]1.6.12篩板開孔的確定取（0.4-0.7）×（30-50）取0.6×40=24（mm)項目單位規(guī)格總容積m390.86槽內壓力kg/cm2常壓油壓罐液壓kg/cm26最高工作溫度℃85槽身直徑mm6860升氣筒直徑mm970槽身壁厚mm8槽頂壁厚mm3槽底壁厚mm10攪拌器直徑mm6760攪拌功率mm7.8電機功率kw34.9耕糟轉速r/min0.4出糟轉速r/min4麥汁過濾管徑mm38麥汁過濾管個數(shù)個25進水管直徑mm50排糟孔直徑mm550冷凝水出口直徑mm20篩板開孔mm24總重量kg9061表1.4過濾槽主要規(guī)范表1.7麥汁暫存罐1.7.1暫存罐主體尺寸計算查《生物工程工廠設計概論》P274表15,取公稱直徑D=3400mm,則罐身高度為6800mm,曲面高度h1=850mm,直邊高度h2=50mm,內表面積13.0m2,容積為1.6m3[11].1.7.2罐體總重量項目單位規(guī)格總容積m369.44罐內壓力kg/cm2常壓罐身直徑mm3400罐身壁厚mm10罐身高度mm6800總重量kg7789.1表1.5麥汁暫存罐規(guī)范表1.8煮沸鍋有不同岸加熱方式分有兩種內加熱與外加熱,以形狀分的話有圓形,橢圓形等。其中內加熱式的煮沸鍋可提升煮沸的效率調高產量，本廠使用內加熱式煮沸鍋。1.8.1容積的計算查《發(fā)酵工廠工藝設計概論》P310,得密度為1.084[7]則：1.8.2主體尺寸的確定煮沸鍋外型與糊化鍋基本相同,底部為標準橢圓封頭,頂部為120度錐角的圓錐頂蓋,并帶有升氣筒,材料為不銹鋼。取筒體的徑告比D:H=2:1,內加熱杯的直徑與筒體的直徑取1：4,且D杯：H杯=3：21.8.3煮沸鍋重量的計算取煮沸鍋鍋身壁厚δ1=8mm,鍋底內壁厚δ2=10mm,夾層與鍋空隙d0=30mm,鍋頂壁厚及升氣筒壁厚δ3=3mm,升氣筒長L=10m,不銹鋼密度7900kg/m31.8.3.1鍋身重（kg）1.8.3.2鍋頂重1.8.3.3鍋底重1.8.3.4升汽筒重1.8.3.5整個鍋體重為：（kg)名稱煮沸鍋單位有效容積51.55mm鍋身直徑5200mm圓柱高度2600mm升汽筒直徑720mm槽身壁厚8mm槽底壁厚10mm槽頂壁厚3mm總重量8699.03kg表1.6煮沸鍋主要規(guī)范表1.9回旋沉淀槽回旋沉淀槽是一個平底的密閉柱形容器,槽身的直徑應大于槽內麥汁液面的高度,麥汁的進口應位于距液面1/3-1/2處,一般都有三根出口導管,并應設有人孔,溫度計,視鏡和液位管及清洗裝置[18]。1.9.1容積的計算取容積系數(shù)φ=0.8,則,1.9.2主體尺寸的確定麥汁液面高度與槽體直徑比一般為1：（2-3）,取1：2,則：,得液面高H麥汁=2.77m<3m,符合要求。平底斜率取2%,切向麥汁及洗滌水一側傾斜1.9.3回旋沉淀槽的重量計算ρ鋼=7900㎏/m31.9.4鍋身重1.9.5鍋底重1.9.6鍋頂重1.9.7升汽筒重1.9.8估計其他重400㎏1.9.9回旋沉淀槽的總重量（kg)1.9.10管路計算回旋沉淀槽的管路需要計算麥汁進料口位置,出料管直徑,麥汁出口高度等。1.9.11麥汁進口位置的確定最初設在距離底面1m處,每隔1m一個[18]。1.9.12出料管直徑取80mm1.9.13麥汁出口高度1.9.14進料管直徑項目單位規(guī)格有效容積m366.4224總容積m3101.6槽身直徑mm5540槽體高度mm2980麥汁高度mm2770進料口直徑mm120出料管直徑mm80表1.7回旋沉淀槽數(shù)據(jù)表1.10薄板冷卻器1.10.1麥汁換熱量1.10.2傳熱系數(shù)K的確定流道數(shù)m的確定麥汁的流速選用流道內流速,跟據(jù)經驗麥汁在薄板換熱器的流速為0.5m/s因為在0.25-0.9m/s之間,滿足要求。1.10.3麥汁的傳熱膜系數(shù)α1（熱流體傳熱系數(shù)）1.10.4冷水膜的傳熱系數(shù)α2式中ρ—水在42℃下的密度,查《化工原理》書,0.632（mpa˙s)[12]μ—水在42℃下的粘度,查《化工原理》書,991.38（kg/m3)[12]將各數(shù)據(jù)代入上式得：1.10.5總傳熱系數(shù)的確定δ—壁厚,1mm,λ—不銹鋼熱導率,16w/m˙℃δ/λ—管壁熱阻1.10.6傳熱面積的確定Q=KFtmtm=QUOTE95-80-（6-3）㏑（則1.10.7薄板換熱器的板數(shù)和組合方式的計算板數(shù)n的計算：薄板換熱器的板數(shù)：（片)1.10.8薄板的程數(shù)：（i）i=（n-1）/2m=（453-1）/（2×16)=15程校核實際板數(shù)：每段前后兩片都是板,故板數(shù)為總之數(shù)加一,即（片)項目單位規(guī)格薄板間隙hmm4薄板厚度δmm1總傳熱系數(shù)Kw/m2˙℃2274.4傳熱面積Fm21572.5實際板數(shù)n片481薄板程數(shù)i程15表1.8回旋沉淀槽數(shù)據(jù)表1.11酵母培養(yǎng)罐1.11.1各級培養(yǎng)罐容積的計算細胞濃度取個/ml漢生罐后面的擴大培養(yǎng)比為1：51.11.2各級培養(yǎng)罐主體尺寸的計算包括三級罐,二級罐,一級罐,漢生罐,酵母添加罐等的計算。1.11.3三級培養(yǎng)罐主體尺寸查《生物工程工廠設計概論》P274表15：公稱直徑取3800mm,曲邊高度950mm,直邊高度50mm,內表面積16.2m2,容積7.75m3[11]。1.11.4二級培養(yǎng)罐主體尺寸總容積V=10.3/0.8=12.875m3取徑高比H:D=1.2:1,所以V=π/4×D2H+π/12×D3=9.2π/24×D3=12.875m3得D=2.2m,H=2.64m查《生物工程工廠設計概論》P274表15,公稱直徑為2300mm,得曲面高度575mm,直邊高度40mm,內表面積6m2,容積為1.76m3[11]。1.11.5一級培養(yǎng)罐主體尺寸查《生物工程工廠設計概論》P274表15,公稱直徑為1300mm,得曲面高度325mm,直邊高度40mm,內表面積1.99m2,容積為0.341m3[11]。1.11.6漢生罐主體尺寸查《生物工程工廠設計概論》P274表15,公稱直徑為800mm,得曲面高度200mm,直邊高度40mm,內表面積0.792m2,容積為0.08711m3[11]。1.11.7酵母添加罐主體尺寸查《生物工程工廠設計概論》P274表15,公稱直徑為1300mm,得曲面高度325mm,直邊高度40mm,內表面積1.99m2,容積為0.341m3[11]。1.11.8各級培養(yǎng)罐重量的計算包括三級罐,二級罐,一級罐,漢生罐,酵母添加罐等的計算。1.11.9三級培養(yǎng)罐重量由公稱直徑及壓力查《生物工程工廠設計概論》δ1=7mm[11]1.11.10二級培養(yǎng)罐重量由公稱直徑及壓力查《生物工程工廠設計概論》δ2=5mm[11]1.11.11一級培養(yǎng)罐重量由公稱直徑及壓力查《生物工程工廠設計概論》δ3=4mm[11]1.11.12漢生罐重量由公稱直徑及壓力查《生物工程工廠設計概論》δ4=3mm[11]1.11.13酵母添加罐重量由公稱直徑及壓力查《生物工程工廠設計概論》δ5=4mm[11]1.12發(fā)酵罐1.12.1發(fā)酵罐的結構與形式具有罐體，罐頂部件，冷卻夾套，保溫層材料等部分1.12.2發(fā)酵罐的主體尺寸取容積系數(shù)φ=0.75,每4批次裝一罐。V總=V椎體+V筒體+V封頭=1/3×（QUOTEcotα2cotα2×QUOTED2×π/4×D2D2=（QUOTE33+25）/24×3.14×D3=343.63（m3)1.12.3發(fā)酵罐的重量計算取圓錐底及標準橢圓封頭壁厚δ1=10mm,柱體壁厚δ2=8mm,ρ=7900kg/m31.12.3.1罐身重量1.12.3.2封頭重量1.12.3.3錐底重量G3=πD2δ1ρ/（4QUOTEcos60cos60°)=3.14×4.7×4.7×0.01×7900/（4×0.5)=2740（kg)1.12.3.4總重量1.12.4發(fā)酵罐數(shù)量發(fā)酵周期按20天計,旺季每天6批次,四批次裝一個罐,則：發(fā)酵罐數(shù)量N=（20×6/4）+2=30個1.12.5發(fā)酵熱的計算1.12.1.1第一階段：發(fā)酵液升溫吸熱主降糖階段,溫度8℃-10℃,糖度從11°-6°發(fā)酵液升溫吸收熱：1.12.1.2第二階段：發(fā)酵液升溫吸熱高溫還原雙乙酰,溫度從10℃-12℃,糖度從6°-4°放熱：1kg麥芽糖分解產熱682kJ第一階段為3天,1.12.1.3第三階段：發(fā)酵液降溫放熱降溫階段,溫度從12℃-0℃,糖度從4°-3°1.12.1.4各階段冷卻劑帶出的熱下列計算均按最大的第三部分計算冷卻。1.12.6冷卻劑用量其中,乙醇用量：（-4—-1）所以1.12.7換熱溫差的計算發(fā)酵液與冷卻層的溫差：△tm=12+4?（1）㏑（16）1.12.8保溫層厚度的確定采用聚氨酯泡沫塑料為保溫層,厚度為180mm項目單位規(guī)格有效體積m3257總容積-343.6總體積m3190.875罐體直徑m4.7罐柱體高m18.8總重量Kg21645發(fā)酵罐數(shù)量個30換熱溫差m21.41表1.9發(fā)酵罐數(shù)據(jù)表1.13硅藻土過濾機的設計選型啤酒的初次過濾使用的是硅藻過濾機，泵入啤酒,并填入硅藻土,如濾液仍有雜質,可返回混合罐,重復直到無雜質時結束。1.13.1硅藻土過濾機的機組組成土漿罐,添加泵等。1.13.2硅藻土過濾機的技術參數(shù)過濾能力：500L/m2h預涂硅藻土用量：0.5kg/m2二次預涂1kg/m2總耗土量：1.2kg/m2過濾繼許用壓力0.6Mpa每次過濾時間為10小時。1.13.3硅藻土過濾機的主體尺寸1.13.3.1過濾面積的計算1.13.3.2框尺寸