100t糖化罐的设计

发酵工程课程设计

题目：啤酒厂糖化罐设计（10t）

院系：化学工程与技术学院

组别：第一组

班级：生物工程0801

姓名：马红霞

学号：200822153034

指导老师：杨忠华

目录

1前言 (2)

2课程设计任务 (3)

3设计方案的拟定 (3)

4几何尺寸的确定 (3)

4.1 机械搅拌通风式生物反应器的总体结构 (3)

4.2 几何尺寸的确定 (4)

5罐体主要部件尺寸的计算及型号选择 (6)

5.1罐体 (6)

5.2罐体壁厚 (6)

5.3封头壁厚计算 (6)

5.4搅拌器 (7)

5.5人孔和视镜 (7)

5.6接口管 (8)

5.7轴封 (8)

5.8除沫装置 (9)

5.9支座选择 (9)

6冷却装置设计 (10)

6.1冷却方式 (10)

6.2热量的相关计算 (10)

7搅拌器轴功率的计算 ······························································错误！未定义书签。

7.1不通气条件下轴功率

P的计算····································错误！未定义书签。

7.2 通气搅拌功率

P的计算··············································错误！未定义书签。

g

7.3电机及变速装置的选用·················································错误！未定义书签。8参考文献

1.前言

啤酒是全世界分布最广，也是历史最悠久的酒精性饮料，它的酒精度低、营养丰富、有益于人的健康，因而有“液体面包”之美称，受到众人的喜爱。啤酒，发酵过程中，大体可以分为四大工序：麦芽制造；麦汁制备；啤酒发酵；啤酒包装与成品啤酒。其中麦汁制造即糖化是啤酒生产的重要环节，它包含了对原料的糊化、液化、糖化、麦醪过滤和麦汁煮沸等处理工艺。

糖化是利用麦芽自身的酶（或外加酶制剂代替麦芽）将麦芽及辅助原料中淀粉和蛋白质等不溶性大分子物质分解为可溶性的糖类、糊精、氨基酸、多肽等低分子物质，为酵母菌的繁殖和发酵提供必需的营养物质。

糖化方法有多种。煮出糖化法是指麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用，使有效成分分解和溶解，通过部分麦芽醪的热煮沸、并醪，使醪液逐步梯级升温至糖化完毕。部分麦芽被几次煮沸即为几次煮出法。根据煮沸的次数可分为一次、二次、三次煮出法。本设计采用一次煮出法。

麦芽糖化过程用到的主要生产设备有糊化锅、糖化锅、过滤槽和煮沸锅。糊化锅作用将糊化和液化淀粉，其糊化后的醪液进入到糖化锅；糖化锅是用于水解淀粉及蛋白质，并对糊化醪液进行糖化的设备，其得到为糖化醪进入过滤槽，经过滤槽出的醪液进入煮沸锅，煮沸锅内进行麦汁煮沸，添加酒花，使麦汁达到一定浓度。

其中,糖化设备一般采用标准式糖化锅，是蛋白质分解和淀粉糖化的场所，广泛采用不锈钢制作，也有碳钢或铜板制造的。这里采用不锈钢板制作。锅底周围设置一两圈通蒸汽的蛇管或者装设蒸汽夹套以保持糖化醪糖化所需的温度，锅内设有搅拌器以保持糖化醪液的浓度和温度均匀，使酶充分地发挥作用。糖化锅中，装有涡轮式、螺旋桨式或平桨式搅拌器。由轴中心至搅拌器边缘的长度应为糖化锅直径的15%~18%。

2．课程设计任务

设计啤酒厂装100t糖化醪的糖化罐。

3．设计方案的拟定

根据生产设计的要求，由100t糖化醪，即糊化醪液和糖化醪液的混合后醪液为100t,计算出所需原料的质量。由生产实习知，生产中用到的原料为70%的麦芽量和30%的大米量。求所用麦芽的质量和大米的质量。再进行物料衡算和热量衡算计算，最后求出糖化锅的的结构尺寸等。

5. 物料衡算

生产中，糊化锅的原料为大米和部分麦芽粉，其中麦芽粉的质量占大米的

20%。其经糊化，糊化醪输送到糖化锅。本设计采用一次煮出糖化法工艺流程为：

糊化锅糖化锅

大米粉麦芽粉

4.5 料水比 1﹕3.5

麦芽粉℃,30min

20min 10min 70℃， 10min t℃

65℃,20min

20min 冷却 5min 10min

92℃, 30min 100℃ 10min 68℃，20min

10min

糖化结束75℃ 100℃

5.1生产100t糖化醪所需的大米用料及麦芽用料的计算

假设大米用料为x kg,麦芽用料为y kg。则糊化锅中的麦芽料量为20%x。

糊化锅中的根据工艺生产知，糊化锅中醪液经第一次煮沸时，蒸发的水分量每小

时为原醪液量的5%。煮沸10min。

由上工艺流程图知，糊化醪液量为（x+20%x）*（1+4.5）,沸腾时的醪液量

为[（x+20%）*（1+4.5）-(x+20%)*(1+4.5)*5%*10/60]

糖化锅中麦芽汁量为y*(1+3.5)则糊化醪液和糖化醪液的混合后醪液为

由物料守衡，知

[（x+20%x）*（1+4.5）-(x+20%x)*(1+4.5)*5%*10/60]+（y-20%x）

*(1+3.5)=100t

求得，x=6193kg y=14450kg

糊化锅中所加的麦芽料为20%x=1238.6kg

5.2 糖化用水量的计算

根据工艺，糊化锅加水量为:

G1＝（6193+1238.6）×4.5＝33442.2kg

式中，6193为糖化一次的大米粉量，1238.6kg为糊化锅中加入的麦芽粉量