PDF《第九章》

15 15 (3)传热总系数K值的确定 ? 传热总系数可由两部分组成. C 发酵液到蛇管壁的传热分系数α1 C 从冷却管壁到冷却水的传热系数α2

16 16 ? α1一般依据生产经验数据或直接测定 为准,对酒精发酵液而言,其α1值可 取2300~2700千焦/米2.小时.?C

17 17 ? α2可分为两种情况计算. 若采用蛇管冷却,以水为冷却剂: α2 :蛇管的传热分系数(千焦/米2.小时.?C ) A:常数,在水温为20 ?C时,可取6.45 ρ:水的密度(公斤/米3) ω:蛇管内水的流速(米/秒) d:蛇管直径(米) R:蛇管圈半径(米) )

77 .

1 1 (

186 .

4 2 .

0 8 .

0 ) (

2 R d d A + = ρω α

18 18 若采用罐外壁喷淋冷却,则α2为: G:喷淋密度(公斤/米.小时) Dm:罐外径(米) 本公式适应范围:喷淋密度在100~1500 公斤/米.小时.

6 .

0 4 .

0 167

2 m D G = α

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三、计算举例 某酒精工厂,每发酵罐的进料量为24吨/小时 ,每4小时盛满一罐,发酵周期为72小时,冷却 水的初、终温分别为20?C和25 ?C,若罐内采用 蛇管冷却,试确定: 发酵罐的结构尺寸, 罐数, 冷却水耗量, 冷却面积和冷却装置的主要结构尺寸.(糖化醪 密度为1076公斤/米3).

20 20 l,发酵罐的个数和结构尺寸的确定

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23 23 2,冷却面积和冷却装置主要结构尺寸的 确定

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26 26 (2)冷却水耗量的计算

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第二节 啤酒发酵设备及计算 ? 传统的啤酒发酵设备是由分别设在发酵间的发酵池 和贮酒间内的贮酒罐组成的. ? 目前圆筒体锥底罐(C.C.T)在露天大罐工艺中使用 最为普遍.简称露天锥形发酵罐.

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一、圆筒体锥底罐(C.C.T)的结构及 特点 ? C.C.T发酵最大特点 在于大型化,容积从 100~600m3(国内也有 60m3小型的).

32 32 1,设备的外型特点 ? 外筒体蝶形或拱形盖,锥形体底,罐筒体壁和锥底 有各种形式的冷却夹套. ? 筒体直径(D)和筒体高度(H)是主要特性参数.对单 酿罐一般是D:H=1:1~2.对两罐法的发酵罐D :H=1:3~4,对两罐法的贮酒罐D:H=1:1~2 ,也有采用直径为3~4m的卧式圆简体罐作贮酒罐 .增加H有利于加速发酵,降低H有利于啤酒的自 然澄清. ? 发酵罐锥底角,考虑到发酵中酵母自然沉降最有利 ,取排出角为73~75?(一定体积沉降酵母在锥底中 占有最小比表面积时摩接力最小),对于贮酒罐, 因沉淀物很少,主要考虑材料利用率常取锥角为 120~150 ? .

33 33 2,罐材料 ? 大型C.C.T均采用碳钢加涂料或不锈钢 两种材料制成.啤酒是酸性液体,能 造成铁的电化学腐蚀,啤酒发酵时产 生的H2S、SO2对铁材料会造成氧化还 原腐蚀.

34 34 3,冷却夹套 ? 先进的C.C.T均采用换热片 式(爆炸成型)一次性冷媒直 接蒸发式换热,一次性冷媒 (如氨蒸发温度为-3~-4℃)蒸 发后的压力在 1.0MPa~1.2MPa,也就是说 换热片需耐高压. ? 发酵罐或单酿罐内的冷却夹 套一般分成三段,上段距发 酵液面15cm向下排列,中 段在筒体的下部距支撑裙座 15cm向上排列,锥底段尽 可能接近排酵母口,向上排 列.

35 35 4,隔热层和防护层 ? 绝热层材料应具有:导热系数低、体积质量低、 吸水小、不易燃等特性. ? 啤酒C.C.T绝热层常用如下材料:聚酰氨树脂和自 熄式聚苯乙烯泡沫塑料.采用上述两种绝热材料 只需厚度150~200mm.膨胀珍珠岩粉和矿渣棉价 格低,因吸水性大需增加厚度200~250mm. ? 外防护层一般采用0.7~1.5mm厚的合金铝板或 0.5~0.7mm的不锈钢板,特别是瓦楞型板更受欢迎 .