糖化车间工艺流程示意图

2.2.1糖化车间工艺流程示意图（图2-1）

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。

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3-1[10]。其D：H1．5—6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=1：2—4的范

围较合适。锥底角α一般采用60°或75°为宜。本设计采用为α为60°。麦汁、酵母、啤酒均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3－2计算[11]。

上述简体面积视圆柱体部分高度可分为2—3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1／3左右，冷却面积区域应小于锥体表面积的1／3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=27740×6=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=237.77m3

c．发酵罐个数的确定：

查表得：公称体积为100m3的发酵罐，总容积为118m3

由公式得：N1=V0τ/（24V总·φ）=237.77×7.24/（24×118×0.7）=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３－２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=0.758D2×2D+π/24D3+３½π／24 D3=118

H=2D解方程得：D=（118/1.83）1/3=4.009m 取D=4m

H=2D=8m；根据附录得[14]，知封头高H封=h a+h b=1000+50=1050mm

验算全容积V

全

V全=V筒+ V上封+V下封

=0.785D2×2D+π/24D3+３½π／24 D3+0.785×42×0.05×2=118.74m3

V全=V全

e. 搅拌器的设计

搅拌器叶径D i=D/3=4/3=1.33m 取d=1.3(m)

叶宽B=0.2d=0.2×1.3=0.26（m）

弧长l=0.375d=0.375×1.3=0.49（m）

底距C=D/3=4/3=1.3（m）

盘径d i=0.75Di=0.75×1.3=0.98（m）

叶弦长L=0.25d=0.25×1.3=0.33（m）

叶距Y=D=4m

弯叶板厚δ=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)/ 20656.616×100%=18.76%

查表得相对密度为1.07[9]。

则糖化有效体积=20656.616/（1.07×1000）=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/(0.785×0.5)

D=3.66(m)

所以H=7.32(m)

糖化锅升气管直径D1:π/4D12=0.02×π/4D2=0.02×π/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5~7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