Вместимость конического днища: р · 3,34² · 3,125/12 = 9,127 м³.

Высота цилиндрической части: 4 · (96,228 - 9,127) / (р · 3,34²) = 9,941 м.

Общая высота: 3,125 + 9,941 = 13,066 м.

Теплообменные аппараты

Теплообменные аппараты необходимы для подогрева сусла перед кипячением и для охлаждения осветлённого охмелённого сусла.

Подогрев сусла должен осуществляться во время его перекачивания из сборника сусла и промывной воды в сусловарочный аппарат в течение 20 минут (0,33 ч).

Необходимая производительность теплообменного аппарата: 60/0,33 = 180 м³/ч.

Принимаем теплообменный аппарат пластинчатый разборный АНВИТЭК АХ-20.

Техническая характеристика:

Максимальный расход	200 м3/ч
Площадь поверхности пластины	0,375 м2
Габаритные размеры: высота ширина длина максимальная	1540 мм 550 мм 1558 мм
Максимальное количество пластин	160 шт.
Вес	1190 кг

Охлаждение осветлённого сусла осуществляется в течение 40 минут (0,67 ч).

Наибольший объём горячего сусла получается при производстве пива Жигулёвское:

61, 1996 · 9000/100 = 5508 дал

Необходимая производительность теплообменного аппарата:

55,1/0,67 = 82,24 м³/ч

Принимаем теплообменный аппарат пластинчатый разборный АНВИТЭК АХ-10.

Техническая характеристика:

Максимальный расход	100 м3/ч
Площадь поверхности пластины	0,2 м2
Габаритные размеры: высота ширина длина максимальная	1080 мм 390 мм 975 мм
Максимальное количество пластин	150 шт.
Вес	450 кг

5. Расчёт расхода воды и тепла в варочном цехе

5.1 Расход воды

5.1.1 Расход горячей воды

1. На затирание зернопродуктов.

Максимальное количество воды расходуется при производстве наименее плотного пива Жигулёвское. Примем, что для получения начального сусла концентрацией 11% необходимо получить первое сусло концентрацией 15%. Из 100 кг зернопродуктов в сусло переходит 67,5915 кг экстракта.

67,5915 кг	-	15%
х кг	-	(100 - 15) %	х = 383 л воды

С учётом испарения некоторого количество воды при кипячении отварок примем количество воды 4 м³ на 1 т зернопродуктов.

На 1 варку: 4 · 9 = 36 м³.

Суточный расход: 39 · 9 = 324 м³.

2. Для заливки сит фильтрационного аппарата.

Определяется по объёму подситового пространства. В подобранном фильтрационном аппарате Pegasus площадь фильтрации - 41 м³, высота подситового пространства - 20 мм.

Суточный расход: 41 · 0,02 · 9 · 9 = 6,48 м³.

3. На промывку пивной дробины.

Принимается равным количеству, расходуемому на главный налив - 324 м³.

4. На вымывание хмелевой дробины и белкового отстоя из гидроциклонного аппарата.

На 1 кг вымываемого продукта расходуется 4 л воды.

Наибольшее количество хмелевой дробины и белкового отстоя получается при производстве пива Рижское - 7,75 кг на 100 кг затираемых зернопродуктов.

На 1 варку: 7,75 · 90 = 697,5 кг.

Суточный расход воды: 697,5 · 4 · 9/1000 = 25,11 м³.

5.1.2 Расход холодной воды и энергии на её охлаждение

Холодная вода расходуется на охлаждение сусла перед брожением с 98°С до 12°С - температуры начала брожения в ЦКБА, при этом вода с 2°С нагревается до 80°С.

Теплоёмкость сусла: С_сус = (G_СВ · С_СВ + G_в · С_в) / G_сус, где

С_СВ - удельная теплоёмкость сухих веществ солода;

С_сол = 1,42 кДж/ (кг·К);

С_в - удельная теплоёмкость воды; С_в = 4,19 кДж/ (кг·К);

G_сус, G_СВ, G_в - масса сусла и входящих в него сухих веществ и воды;

G_в = 614,5 - 67,6 = 546,9 кг;

С_сус = (67,6 · 1,42 + 546,9 · 4, 19) / 614,5 = 3,885 кДж/ (кг·К).

Наибольшее количество сусла охлаждается при производстве пива Жигулёвское:

612 · 90/1000 = 55,08 м³ с одной варки.

Количество охлаждающей воды:

G_{охл. в.} = (G_сус · С_сус · ?t_сус) / (С_в · ?t_в) = 55,08 · 3,885 · (98 - 12) / (4,19 · (80 - 2)) = 56,3 м³.

Суточный расход: 56,3 · 9 = 506,7 м³.

Суточные затраты энергии на охлаждение воды до температуры 2°С:

Q_охл = G_в · С_в · ?t = 506 700 · 4,19 · (12 - 2) = 21 230 730 кДж.

5.2 Расход пара

Расход тепла на 1 варку:

1. Нагревание заторной массы с 45°С до 53°С.

Q₁ = G_{з. м.} ?C_{з. м.} ??t, где

?t - разность начальной и конечной температур заторной массы;

G_{з. м. -} масса нагреваемой заторной массы, кг;

G_{з. м.} = G_в + G_сол = 36 000 + 9 000 = 45 000 кг;

С_{з. м. -} удельная теплоёмкость заторной массы, кДж/ (кг·К);

С_{з. м.} = (G_сол · С_сол + G_в · С_в) / G_{з. м}, где

С_сол - удельная теплоёмкость солода;

С_сол = С_СВ · (100 - W_сол) / 100 + С_в · W_сол / 100,

где W_сол - влажность солода;

W_сол = 5,6 · 0,85 + 15 · 0,15 = 7%;

С_сол = 1,42· (100-7) /100 + 4, 19· 7/100 = 1,61 кДж/ (кг·К);

С_{з. м.} = (9 000·1,61 + 3 6000·4, 19) / 45000 = 3,674 кДж/ (кг·К);

Q₁ = 45 000_. ? 3,674_. ? (53 - 45) = 1 322 640 кДж.

2. Нагревание I отварки с 53°С до 100°С.

Q₂ = G_Iотв. · C_{з. м.} · ?t, где

G_{Iотв. -} масса первой отварки, т.е. такое количество отбираемого затора, при добавлении которого с температурой 100°С к основному затору с температурой 53°С, температура последнего повысилась бы до 62°С;

G_Iотв. = (62 - 53) · 45 000/ (100 - 53) = 8 617 кг;

Q₂ = 8617 · 3,674 · (100 - 53) = 1 487 966 кДж.

3. Нагревание II отварки с 62°С до 100°С.

Q₃ = G_IIотв. · C_{з. м.} · ?t,

где

G_{IIотв. -} масса второй отварки, т.е. такое количество отбираемого затора, при добавлении которого с температурой 100°С к основному затору с температурой 62°С, температура последнего повысилась бы до 76°С;

G_Iотв. = (76 - 62) · 45 000/ (100 - 62) = 16 579 кг;

Q₃ = 16 579 · 3,674 · (100 - 62) = 2 314 627 кДж.

4. Кипячение отварок.

Q₄ = G_{I и II отв.} · 0,02 · r, где

0,02 - доля выпариваемой влаги;

r - удельная теплота парообразования; r = 2 257 кДж/кг;

Q₄ = (8 617 + 16 579) · 0,02 · 2 257 = 1 137 347 кДж.

5. Кипячение сусла с хмелем.

Q₅ = G_сус · 0,05 · r = 614,5 · 90 · 0,05 · 2 257 = 6 241 169 кДж.

Общее количество теплоты с учётом потерь тепла в окружающую среду 5%:

Q = (1 322 640 + 1 487 966 + 2 314 627 + 1 137 347 + 6 241 169) / 0,95 = 13 161 841 кДж.

Суточный расход: 13 161 841 · 9 = 118 456 569 кДж.

Расход греющего пара определяется из условия, что конденсат греющего пара в аппаратах охлаждается до 100°С.

D = Q / (i_г - i_к), где

i_г - энтальпия греющего пара; i_г = 2 731,5 кДж/кг;

i_к - энтальпия конденсата; i_к = 419 кДж/кг;

D = 118 456 569/ (2 731,5 - 419) = 51 224,4 кг.

6. Расчёт площади складских помещений

6.1 Склад карамельного и жжёного солода

Карамельный и жжёный солод поступает на завод в мешках и хранится на складе. Запас карамельного и жжёного солода должен обеспечивать работу завода в соответствии с установленным режимом в течение 1 недели.

Карамельный и жжёный солод используется в количестве 900 кг на 1 варку.

Количество солода на 1 неделю - 900 · 9 · 7 = 56 700 кг.

Удельная нагрузка на пол - 750 кг/м².

Коэффициент запаса площади - 0,5.

Необходимая площадь помещения: 56 700/ (750 · 0,5) = 151,2 м².

Выбираем помещение прямоугольной формы со сторонами 6 х 25,2 м.

6.2 Склад хмеля

Хмель гранулированный поступает на завод также в мешках и хранится на складе. Запас хмеля должен обеспечивать работу завода в течение 3 месяцев.

Расход хмеля на 3 месяца с учётом наиболее напряжённой работы завода в летние месяцы: 89008,5 · 0,3 · 3/3 = 26 702,55 кг.

Удельная нагрузка на пол - 400 кг/м².

Коэффициент запаса площади - 0,5.

Температура внутри помещения - +1°С.

Необходимая площадь помещения: 26 702,55/ (400 ·0,5) = 133,5 м².

Принимаем помещение прямоугольной формы со сторонами 6 х 22,25 м. Толщина теплоизоляции - 80 мм.

Список использованной литературы

1. Федоренко Б.Н. Пивоваренная инженерия: технологическое оборудование отрасли. - Спб.: Профессия, 2009. - 1000 с.

2. Кунце В., Технология солода и пива. - СПб.: Профессия, 2003. - 912 с.

3. Балашов В.Е. Дипломное проектирование предприятий по производству пива и безалкогольных напитков. - М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1983, - 288 с.

4. Буренин В.А. Основы промышленного строительства и санитарной техники. Ч.1. Основы промышленного строительства: Учеб. для технич. вузов, 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984. - 216 с.

5. Нормы технологического проектирования предприятий пивоваренной промышленности. ВНТП 10-91. - Главагропромнаучпроект, Москва, 1991.

6. Рекламные каталоги фирм: Anton Steinecker Maschinenfabrik GmbH), Schmidt-Seeger GmbH.

7. Мельничное и элеваторное оборудование России и Украины.

http://www.agromash-nn.ru/prod/others/k_ko/

8. Каталог весоизмерительного оборудования. http://www.urtp.ru/catalog/20

9. Типоразмеры разборных пластинчатых теплообменников АНВИТЭК. http://anvitek.ru/item96/

10. Калькулятор толщины теплоизоляции зданий и сооружений. http://tutteplo.ru/138/

11. Строительные материалы. http://seods.ru/bezbalochnoe_perekrytie

12. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. - 496 с.

Размещено на Allbest.ru