大连工业大学2011届本科生毕业设计（论文）
表5.5 糊化锅设计参数表 名称 有效容积（m） 总容积（m） 锅内压力（（kg）/cm） 锅底夹层压力（（kg）/cm） 出料阀液压（（kg）/cm） 最高工作温度（℃） 锅身直径（m） 升气筒直径（m） 锅身壁厚（mm） 锅顶壁厚（mm） 锅底壁厚（mm） 柱体高度（m） 锅底夹层厚度（mm） 搅拌器直径（m） 搅拌器转速（r/s） 电动机功率（kw） 重量（（kg）） 33333糊化锅 17.3 26.6 常压 1.5 6 105 3.8 0.54 8 3 10 1.9 30 2.6 0.5 5.13 4226.82
5.4 糖化锅
糖化锅是使麦芽粉的淀粉和蛋白质分解，并与已糊化的大米醪混合，维持醪液在一定的温度，使醪液进行淀粉糊化以制备麦芽汁的设备。
糊化锅是用于加热煮沸大米粉（或其它辅料）和部分麦芽粉醪液，使淀粉糊化和液化的设备。
糖化锅锅体采用不锈钢，圆筒形，直径与筒高D：H=2:1，采用标准椭圆形封头，长半轴的长度为短半轴的两倍。内设搅拌器、锥形盖，外夹套加热，升汽筒、人孔。 5.4.1 主体尺寸的计算 5.4.1.1 糊化醪批量
由前热量衡算可得 52618.5 kg
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5.4.1.2 有效容积
因为 糊化醪干物质百分数
=[6218.5（1-6%）+3348.53（1-13%）]/52618.53100%
=16.645%
查《生物工厂设计概论》 P268 表9 可得 糊化醪密度ρ近似为1069
kg/m3
所以 V有效=G/ρ=52618.5/1069=49.22 m3 5.4.1.3 总容积
糖化锅填充系数η取0.7
因此 V总=V有效/0.7=49.22/0.7=70.32 m3 5.4.1.4 直径
因为 V总=πD3/6
所以 D=（6V总/π）1/3=5.12 m
查《生物工厂设计概论》 P274 表15 糖化锅直径圆整至5200 mm 5.4.1.5 筒高
H=D/2=5200/2=2600 mm 5.4.1.6 升汽筒直径
d=（1/50）1/23D=735.4 mm 取740mm 5.4.2 搅拌功率的计算 5.4.2.1 雷诺准数
因为 密度ρ=1069 kg/m3；转速N=0.5 r/min；选平直叶桨式搅
器，D1=D32/3=520032/3=3.47 m，取3600 mm；醪液粘度μ=0.002 N2s/㎡。
所以 Re=ρND/μ=106930.533.62/0.002=3463560
5.4.2.2 功率准数 Np取0.096 5.4.2.3 搅拌功率
P=Nρ23N33D15=7756.6 W=7.76 kW
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5.4.2.4 电动机功率
P电=k(kiP+P摩)/ η
其中 k取1.3，ki取1.2，P摩=P/10=0.776 kW, η取0.5
则 P电=1.33（1.237.76+0.776）/0.5 =26.23 kW
查《机械设计基础课程设计指导书》 P119 表8.1 选择额定功率为30 kW的电动机，型号为Y250M-8
5.4.3 加热面积的计算
由前热量衡算可知 糊化过程耗热Q=Q3=2742903.5 kJ 查表可得 0.3 MPa的饱和蒸汽温度为132.88 ℃
因此 平均温度差△t=（132.88-78+132.88-65.88）/2=60.94 ℃ 糊化锅的传热系数K取2000 W/（㎡2℃） 设 糊化锅升温速度为1 ℃/min 则 加热时间T=100-65.88=12.12 min 因为 Q=KA0△tT
所以 A0=2742903.5/（2360.94312.12360）=31 ㎡ 实际面积A=（1+20%）A0=37.2 ㎡ 5.4.4 重量计算
设 锅身壁厚为8 mm；锅底内部壁厚为10 mm，外层壁厚8mm，夹层容隙为30 mm；锅顶厚3 mm；升汽筒厚3 mm，高取15 m。 5.4.4.1 锅身重
G1=πDhδρ=3.1435.232.630.00837900=2684.38 kg 5.4.4.2 锅底重
G2=0.5πD2δρ=30.127830.0137900=2380.1 kg 5.4.4.3 锅顶重
G3=2/1.7323πD2/43δρ=581.2 kg 5.4.4.4 升汽筒重
G4=πdhδρ=3.1430.7431530.00337900=826.5 kg
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5.4.4.5 其他
电动机、减速器、搅拌器、CIP管道等总重G5约600 kg 5.4.4.6 糖化锅总重 G=G1+G2+??+G5
=2684.38+2380.1+581.2+826.5+600 =7072.18 kg 5.3.5 接管的计算 5.3.5.1 进出料管的计算
管径d=[52618.5534/（106931.231536033.14）]0.5 =0.241 m=241 mm
查《生物工程工厂设计概论》 P271 表12 YB231-70 选择公称直径为250 mm的无缝钢管，Φ27338 mm。 5.3.5.2 蒸汽进口管
设 糖化锅升温速度为1 ℃/min
则 糖化锅在升温阶段的单位时间耗热量为：
Q升=Q3/（603T）
=2742903.5/（78-65.88）/60=3771.87 kJ/s
选用表压为0.3 MPa的饱和蒸汽，其利用率为95% 因此 升温阶段所需蒸汽流量为
Q3 =0/[（I-i）（78-65.88）30.95] =2742903.531.15360/2165.42/12.12/0.95 =6600.75 kg/h
查《生物工程工厂设计概论》 P269 表11 选择公称直径为250 mm的管。 5.3.5.3 不凝气出口管
因为 不凝气流量为6600.75（1-95%）=330 kg/h
查《生物工程工厂设计概论》 P269 表11 选择公称直径为55 mm的管。 5.3.5.4 冷凝水出口管径 设 冷凝水流速为1 m/s
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则 d水=[（6600.75-330）34/60/931.5/60/3.14]0.5
=0.0488 m=48.8 mm
查《生物工程工厂设计概论》 P271 表12 YB231-70 选择公称直径为50 mm的无缝钢管，Φ5733.5 mm。 5.3.6 支撑方式
因为 G锅+G糊化醪=7072.18+52618.5=59690.68 kg=60 t
查《生物工程工厂设计概论》 P279 表22 选择8个8 t的B型悬挂式支座。
表5.6 糖化锅设计参数表 名称 有效容积（m） 总容积（m） 锅内压力（（kg）/cm） 锅底夹层压力（（kg）/cm） 出料阀液压（（kg）/cm） 最高工作温度（℃） 锅身直径（m） 升气筒直径（m） 锅身壁厚（mm） 锅顶壁厚（mm） 锅底壁厚（mm） 柱体高度（m） 锅底夹层厚度（mm） 搅拌器直径（m） 搅拌器转速（r/s） 电动机功率（kw） 重量（（kg）） 33333糖化锅 49.22 70.32 常压 0.75 6 80 5.2 0.74 8 3 10 2.6 30 3.6 0.5 26.23 7072.18
5.5 过滤槽
过滤槽是用于过滤糖化后的麦醪，使麦汁与麦糟分开从而得到清亮的麦芽汁的设备。
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