发布时间 : 星期六 文章100t糖化罐的设计更新完毕开始阅读22adeb215901020207409c77
(大米的20％)
而糖化锅中的加水量为
G2=(14550-1238.6)×3.5＝46239.9kg
式中,13311.4kg为糖化一次糖化锅投入的麦芽量，即 14550-1238.6＝13311.4kg
综上所述，糖化总用水量为：Gw＝G1＋G2＝33442.2＋46239.9= 79682.1kg 6. 热量衡算
6.1 糖化用水耗热量Q1
由生产工艺条件，知自来水平均温度取t′＝18℃，而糖化配料用水温度t″＝50℃
比热容 Cw＝ 4.18kJ/kg.K [1] 故耗热量
Q1＝GwCw(t″－t′)＝79682.1×4.18×(50－18)＝10658277.7kJ 6.2．第一次米醪煮沸耗热量Q2
1.糊化锅内米醪由初温t0加热至100℃，耗热量:
Q2′＝G米醪.C米醪(100－t0)
(1)计算米醪的比热容：C米醪
由经验公式 C谷物＝0.01[（100－W）C0＋4.18w]进行计算，
式中w为含水百分率，C0为绝对谷物比热容，去C0＝1.55 kJ/kg.K[2]
C麦芽＝0.01[(100－6)1.55＋4.18×6]＝1.71 kJ/kg.K C大米＝0.01[(100－12)1.55＋4.18×12]＝1.87 kJ/kg.K C米醪＝(G大米C大米＋G麦芽C麦芽＋G1Cw)/(G大米＋G麦芽＋G1)
＝(6193×1.87＋1238.6×1.71＋33442.2×4.18)/（6193
＋1238.6＋33442.2）
＝3.76kJ/kg.K
(2)米醪的初温t0
设原料初温为18℃，而热水为50℃，则
G米醪＝G大米＋G麦芽＋G1＝6193＋1238.6＋33442.2 ＝40873.8kg
t0＝[(G大米C大米＋G麦芽C麦芽)×18＋G1Cw×50]/G米醪C米醪
＝(6193×1.87＋1238.6×1.71＋33442.2×4.18)/ 40873.8×
3.76
＝47.08 ℃
(3)代入式Q2′＝G米醪C米醪（100－t0）
＝40873.8×3.76×（100－47.08） ＝8133036.02kJ
2.煮沸过程蒸汽带出的热量Q2″，此时的热损失为锅壁传热损失。
煮沸时间10min，蒸发量为每小时5％，则蒸发水份量
V1＝G米醪×5％×10 /60＝40873.8×5％×10/60
＝340.62kg
故，
Q2″＝V1I＝340.62×2257.2＝768836.18 kJ
式中，I=2257.2 kJ/kg为煮沸温度约100℃下水的汽化潜热。[1] 3.热损失Q2″′
米醪升温和第一次煮沸过程的热损失为前两次耗热量的15％，即：
Q2″′＝15％（Q2′＋Q2″）
4.综上可得
Q2＝1.15（Q2′＋Q2″）＝1.15（8133036.02＋768836.18）
＝9441410.53kJ
6.3 糖化锅中混合醪升温到68℃耗热量Q3
按糖化工艺，来自糊化锅中的煮沸醪与糖化锅中的麦醪混合后温度为65℃，所以混合前米醪应先从100℃冷却到中间温度t。 1. 糖化锅中麦醪的初温t
已知，麦芽粉初温为18℃，用50℃热水作配料，则麦醪温度
t麦醪＝（G麦芽C麦芽×18＋G2Cw×50）/G麦醪C麦醪
其中，G麦醪＝13311.4＋46239.9＝59551.3kg C麦醪＝（G麦芽C麦芽＋G2Cw）/（G麦芽＋G2）
＝（13311.4×1.71＋46239.9×4.18）/（13311.4＋46239.9） ＝3.63 kJ/kg.K
t麦醪＝（13311.4×1.71×18＋46239.9×4.18×50）/(59551.3×3.63)
＝46.7 ℃
2. 经第一次煮沸后米醪量为
G′米醪＝G米醪－V1＝40873.8－340.62＝40533.18kg
进入第二次煮沸的混合醪量
G混合＝G米醪′＋G麦醪＝40533.18＋59551.3＝100084.48kg
混合醪比热容
C混合=（G麦醪C麦醪＋G米醪′C米醪）/G混合
＝（59551.3×3.63＋40533.18×3.76）/100084.48 ＝3.68 kJ/kg.K
根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪合并前后的焓不变，则米醪中间温度为：
t＝（G混合C混合t混合—G麦醪C麦醪t麦醪）／G米醪′C米醪 ＝（100084.48×3.68×65—59551.3×3.63×46.7）
／40533.18×3.76
＝90.8℃
因为此温度只比煮沸温度低9℃多，考虑到米醪由糊化锅到糖化锅的输送过程的热损失，可不必加中间冷却器。
综上可得:
Q3＝G混合C混合（68－65）＝100084.48×3.68×3＝1104932.66kJ
7. 糖化锅的结构设计 7.1
糖化锅的计算
7.1.1 糖化锅的容积V1 糖化锅是圆柱形器身略向中央倾斜的平底容器，其容积 可按圆柱体近似计算 V
式中，V
总
=
?DH42[2]
总——糖化锅容积，m3 ； D——糖化锅直径，m ；
H——糖化锅圆柱部分高度，m。
糊化锅糊化醪量根据前面物料计算可得：18713.59kgg
第一次煮沸后糊化醪量G米醪′=40533.18kg 第一次煮沸后糖化锅中醪液量为：
G混合＝G米醪′＋G麦醪＝40533.18＋59551.3＝100084.48kg 糖化醪中干物质量%＝
14450?(1?6%)?6193?(1?12%)100084.48?100%
＝19.01%
查《发酵工厂工艺设计概论》P310得糖化醪相对密度为1.076g/cm3[3]
则糖化锅有效容积＝
1000001.076?1000＝92.94m3
取糖化锅充满系数为0.7，则
糖化锅的总容积V总＝92.94/0.7＝132.77m3
本设计采用平底糖化锅，上封头采用120°锥形封头。取糖化锅径高比为2﹕1 ，有利于液体的循环及加热效率的提高。 则
D＝3132.770.785?.5＝6.97m
圆整取 D＝7000mm
?DH423.14x7.0x3.52校核: D＝7000mm时，V设计总=满足设计要求。
糖化锅圆柱部分高度为H＝
12=
4=134.63 m3 >V总
D＝3500mm，其中H取人孔以下500mm。
7.1.2封头的设计
封头的结构形式有椭圆形、蝶形、锥形等，最广泛采用的是椭圆形封头。当介质
的黏度较大时，为利于出料一般采用锥形。这里上封头采用120°锥形封头。
D故计算上锥形封头距锅身h=
2?tan60= 7.0/23?2.02m
7.1.3 糖化锅升气管的直径d的计算
由《生物过程工程与设备》知，糖化锅的截面积与锅体截面积的关系为
dD22?13022～
150[4]
若取
dD?130则d＝
130?7.02=1.28m
圆整 d=1.3m 校核
dD22dD22?1.37.022=0.0345>
150150且大于
130显然不满足。
若取
?150则d＝
?7.02=0.989m
圆整取d=1.0m 校核
dD22?1.07.02?14950?1且小于130显然满足要求。
故升气管直径d=1000mm