糖化设备搅拌器的实验选型与数值模拟

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1、糖化设备搅拌器的实验选型与数值模拟林兴华，陈志平，胡锡文，周睿（浙江大学，浙江杭州310027）摘要：6种搅拌器在直径为300醐、375mm和575mm的搅拌梢内进行了实验研究，从搅拌器的功率、混合特性二个方面來评判各搅拌器的性能。经放大实验后，选择丫功耗低、混合性能好的火双斜叶桨应川于生产。对实际应用的直径力4200mm糖化设备进行了数值模拟，结果表明与生产实际相吻合，搅拌器能满足糖化的工艺耍求。关键词：糖化设备搅拌器数但模拟中图分类号：TQ027.2文献标识码：BTheselectionofagitatorsinmashequipmentsbasedonexperim

2、entsandnumericalsimulationLINXing-hucbHUXi-wen9ZHOURuhCHENZhi-ping(ZhejiangUniversity,ZhejiangHangzhou310027)Abstract：Thestudyofsixtypesofagitatorshasbeendoneinthreestirredtankswith300nm],375mmand575mmindiameterrespectively.Theperformanceoftheagitatorsisinvestigatedfromtheperspectiveofpow

3、erconsumptionandmixingcharacteristics.Thelarge-double-obliqueimpellerhasbeenselectedbasedonitsleastpowerconsumptionandminimummixingtimenumber.Simulationhasbeencarriedoutwithdouble-obliqueimpelleronmashequipmentswith4200mmindiameter.Theresultshowsthatflowfieldandvelocityfieldareinconformit

4、ywithrealsituation.Theagitatorcanmeetthetechnicalrequirement.Keywords：mashequipment;agitator;numericalsimulation糖化设备是啤酒生产的关键设备之一。糖化是一个复杂的生化反应过程,在糖化设备中，通过加热和搅拌，调节酶的最适宜的温度和PH值，使很多不溶性物质在酶的作用下转变为可溶性物质Ifij溶解出来，制成符合要求的麦芽汁，提高糖化浸出物的收得率。糖化设备的搅拌要求低转速、低剪切、低吸氧，使锅内醪液混合均匀，乂要把夹套内蒸汽热景传导给醪液，使筒体内的温度分布均匀，从卫

5、生角度乂不希望筒体内设置挡板。随着糖化设备的大型化，对提商生产效率，降低能耗等提出丫更高的要求。因此选择搅拌均匀，传热效果好，功率小的搅拌器就十分重要。木文从实验研宄、理论分析以及数值模拟等方面对糖化没备的搅拌器进行研允、选用。根据糖化没备对搅拌的要求，以及糖化没备内不设置挡板，蒸气从夹套的上部进入，冷凝水由夹套底部出的结构特点，糖化设备的最佳搅拌流型应为图1所示。搅拌器的旋转作用，使糖化设备内中心部分的流体在内桨叶的作用下，在旋转的同时向下流动，而在外浆叶作川下流体沿糖化设备内壁向上流动，造成筒体内物料的大循环流动，与夹套成逆流换热，加快A外壁流体的换热，增强传热效果，

6、有利于把夹粲的热S均匀传递到整个糖化设备。Fig.1Thebestmillmodelofmashequipment1糖化设备搅拌器的选型与实验研究糖化醪液是固液悬浮流体，用于固液悬浮的搅拌器有径向流型的，也有轴向流型。在此选择丫45°斜桨以及双斜45°桨叶等6种轴向流搅拌器进行比较实验研究。其中双斜45°桨叶属于斜叶桨的改型，在45°斜桨的前端增加一个与主桨倾斜90°的小斜叶，经搅拌轴的旋转，在槽内形成中心液流向下，周边液流向上的轴向循环流。1.1实验介绍实验用搅拌槽直径为300mm,375mm和575mm的椭圆底有机玻璃槽[1][2]。搅拌器由螺钉固定在搅拌轴上，方便拆

7、换。扭矩通过扭矩传感器获得信号，经动态电阻应变仪进行测量；转速通过光电传感器拾取信号，经整形电路输入A/D采集卡；温度通过温度传感器（搅拌槽内设罝三个信号采集点）输出的电信号，由温度变送器经A/D采集卡，再输入计算机处理，进行实时测量、显豕和存储数据。1.2选用的搅拌器结构搅拌器的直径、叶片的宽度以及外叶片的形状等不同，其结构形状如图2所示。实验主耍从各搅拌器的桨型考察其功耗、混合特性等，并比较其开孔的影响。STNC桨45度斜叶桨小双斜叶桨双斜三叶桨I1U斜叶桨大双斜叶桨HUM斜叶桨（存孔）大双斜叶桨（有孔）图2搅拌器的结构F