【正文】 小時(shí)內(nèi)完成冷卻過程，則所耗冷量為： Q1 =[MC（ t1t2） ]/τ =[1336839(94 6)]/1 =*106 (KJ/h) 式中 t1和 t2—— 分別表示 麥汁冷卻前后溫度（℃） τ —— 冷卻操作過程時(shí)間（ h） 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，每個(gè)錐形發(fā)酵罐裝 4 鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為： Qf=4Q1=4*10 6 =*106 (kJ) 發(fā)酵耗冷量 Q2 （ 1）發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 Q21，假定麥汁固形均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵房熱量為。冷卻前無菌水溫 30℃。 Q5 錐形罐啤酒發(fā)酵工廠幾乎都把發(fā)酵罐置天露天，由于太陽(yáng)輻射，對(duì)流傳熱和熱傳導(dǎo)等造成冷量散失。通常，取 t %126 ? ，所以： Q6=12％ Qt=12％ =(KJ/h) 冷媒（ 8℃稀酒精）用量： M6=Q6/[cw(t2t1)]=( 8)=(KJ/h) 30000t/a 啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表 將上述計(jì)算結(jié)果，整理后可得 30000t/a 啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表，如表 4所得 表 4 啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表 耗冷分類 耗冷項(xiàng)目 每小時(shí)耗冷量 (kJ/h) 冷媒用量 (kJ/h) 工 藝 耗 冷 量 麥汁冷卻 Q1 (M1) 發(fā)酵耗冷 Q2 (M2) 無菌水冷卻 Q3 *106 (M3) 工藝總耗冷 Qt *106 ————— 非工藝 耗冷量 錐形罐冷損 Q5 170000 (M5) 管道等冷損 Q6 (M6) 非工藝總耗冷 Qnt ————— 合計(jì) 總耗冷 Q ————— 單耗 年產(chǎn) 15萬噸 12 度啤酒的用 水量計(jì)算 1. 糖化用水量 每 100kg 混合原料糖化用水 380kg，混合原料每次投料量為 22212kg, 糖化用水時(shí)間每次 小時(shí)。 每小時(shí)洗刷洗沉淀槽最大用水量 =4/=8(t/h) 5. 酵母洗滌用水（無菌水） 每天需酵母泥約 噸，洗水量為酵母泥的 6倍，設(shè)備用水時(shí)間 1 小時(shí)。 每小時(shí)最大洗滌過濾機(jī)用水量 2*6/=（ t/h） 9. 麥汁冷卻器冷卻水 按公式 m=Q/c*(t1t2),冷卻 1小時(shí)，計(jì)算出平均用水 34（ t/h） 10. 麥汁冷卻器洗水 每次用水 3 噸，時(shí)間 小時(shí)，每小時(shí)最大用水量 6（ t/h） 11. 洗瓶機(jī)用水 洗瓶機(jī)最大生產(chǎn)能力 20210 瓶 /小時(shí)，每瓶用水量 1kg。 2．建筑外形采用長(zhǎng)方形。本廠的車間全部采用帶塑料窗簾的門。 8． 地坪的確定 車間全部采用石板地板，并設(shè)有地溝排污設(shè)施。 廠庫(kù)環(huán)境衛(wèi)生 （ 1）嚴(yán)禁在酒廠內(nèi)部規(guī)劃有礙啤酒衛(wèi)生的區(qū)域，廠區(qū)內(nèi)不得兼營(yíng)、生產(chǎn)、存放有礙生的其他物品。 廠區(qū)設(shè)施衛(wèi)生 車間的設(shè)計(jì)面積要與生產(chǎn)相適應(yīng)，布局合理，排水通暢，車間地面要做到無積水，保持清潔。 （ 3）人員和物料進(jìn)口處采取防蟲設(shè)施，采用滅蟲燈。 八 .環(huán)境保護(hù)與綜合利用 環(huán)保治理工藝的設(shè)計(jì)原則： (1)、本著綜合治理，力求環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益之統(tǒng)一的原則，采用節(jié)能降耗的新技術(shù)。 三廢處理 啤酒的生產(chǎn)，雖然不產(chǎn)生有害的廢水、廢渣、廢氣，但由于所建的啤酒廠的規(guī)模較大，廢水、廢渣又特別的多，嚴(yán)重影響著生態(tài)環(huán)境。②清洗廢水如漂洗酵母水、洗瓶水、生產(chǎn)裝置清洗水等，這類廢水受到不同程度 污染。鑒于我廠產(chǎn)量較小 ,產(chǎn)生的廢水通過管路輸送到開發(fā)區(qū)污水處理中心，集中處理。廠里共設(shè) 43 人，各個(gè)部門人員數(shù)如下。 土建投資 共用地 12021 ㎡，按每平方米 125 元計(jì)算，則需 1500 萬。 參考文獻(xiàn) 顧國(guó)賢，釀造酒工藝學(xué)，中國(guó)輕工業(yè)出版社， 1996 戴忠厚，花相軍，食品工業(yè)科技， 1997（ 1） 26~28 劉俊紅 .酒學(xué)研究與開發(fā)， 1999（ 12） 。 十．總結(jié) 綜上所述，該項(xiàng)目投資少、占地小、周期短、效益高，在 技術(shù)、市場(chǎng)各方面均可行 啤酒行業(yè)的發(fā)展，能促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，帶動(dòng)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的振興，同時(shí)響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，吸納了當(dāng)?shù)氐氖Ｓ鄤趧?dòng)力，增加了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的收入，還帶動(dòng)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展。年產(chǎn) 15萬噸啤酒，年利潤(rùn)為 4800 萬元。對(duì)于二氧化碳，我廠將對(duì)其進(jìn)行回收利用。剩余酵母等，這類廢水含有大量有機(jī)懸浮性固體。 （ 1）對(duì)廢水的處理 啤酒廢水按有機(jī)物含量可分為 3類：①清潔廢水如冷凍機(jī)冷卻水，麥汁冷卻水等。 ． (3)、盡量 使工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，管理方便，便于操作與維修。 魯東大學(xué)工廠設(shè)計(jì) 23 （ 2 ）更衣室要 采用符合標(biāo)準(zhǔn)的更衣柜，一人一個(gè)。 廠區(qū)內(nèi)在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)設(shè)有足夠的洗手、消毒、烘干設(shè)備或用品，水龍頭采用非手動(dòng)開關(guān)。 （ 3）廠區(qū)衛(wèi)生建設(shè)有沖水、洗手、防蠅、防蟲、防鼠的設(shè)施，墻壁要保持清潔。 七 . 啤酒工廠衛(wèi)生 工廠設(shè)計(jì)規(guī)范 啤酒生產(chǎn)從原料的采集到生產(chǎn)加工整個(gè)過程都必須進(jìn)行衛(wèi)生監(jiān)控。 6． 對(duì)采光窗的要求 車間要求采光系數(shù)達(dá)到 ，車間主要開側(cè)窗和天窗，天窗采用三角習(xí)形天窗。 4，對(duì)門窗的設(shè)計(jì) 每個(gè)分車間至少有兩個(gè)以上的門，作為人流、貨流和機(jī)械設(shè)備的出入口。 最大用水量 =2/=4（ t/h） 13. 殺菌機(jī)用水 按每瓶用水 計(jì)，則用水量 =20210*（ t/h） 14. 冷凍機(jī)冷卻水 按公式 m=Q/c(t2t1)計(jì)算，每小時(shí)需冷卻水 36噸 15. 鍋爐房用水量 蒸汽量 10（ t/h）的鍋爐 6 臺(tái)，裕量系數(shù) 鍋爐用水量 =10*6*=72（ t/h） 16. 其他用水量 以每班其他用水量 10 噸計(jì)，每小時(shí)平均 （ t/h） 上述各項(xiàng)之和最大總用水量，即 （ t/h） =平均每噸啤酒最大 用水量 （ 150000/320） = 噸 式中 320—— 年生產(chǎn)天數(shù) 總?cè)莘e 200 立方米啤酒錐底發(fā)酵罐計(jì)算 V有效 = V 總 =200*=160（ m3） 設(shè)圓柱高 H=4D，圓錐角 a=60 度，則： 錐高： h=D/[2tg(a/2)] V總 =（π /4） D*D*H+（π /12） D*D*H 200=π *D*D*D+（π /24） D3/tg30 D=(m) H=4D=4*=(m) 封頭高： h0=D/4=（ m） 圓錐高： h=D/（ 2tg30） =（ m） 發(fā)酵罐總高： H 總 =H+ho+h=++=（ m） 冷卻面積取 Q大值來計(jì)算 A=Q/（ K△ tm） m2 魯東大學(xué)工廠設(shè)計(jì) 20 (1) 設(shè)啤酒在 天內(nèi)從 12℃冷卻至 5℃，則放出的熱量為： Q1=mc(t1t2)=160*1040**[7/(*)] =(2) 設(shè)啤酒最后在 1天內(nèi)出 5℃冷卻至 1℃，則放出的熱量為： Q2= mc(t1t2)=160*1040**（ 6/24） =153920kJ/h 式中 160發(fā)酵罐有效體積（ m） 1040發(fā)酵液密度（ kg/m） （ kJ/kg） 因 Q2Q1，故 Q2計(jì)算。 每小時(shí)最大洗刷發(fā)酵罐用水量 =4/=8（ t/h） 7. 清酒罐洗刷用水（無菌水） 魯東大學(xué)工廠設(shè)計(jì) 19 每罐耗水 3 噸，洗滌 小時(shí)。 每小時(shí)最大用水量 =22212*（ 200/100） /=(t/h) 3. 糖化洗刷用水量 糖化室及糖化設(shè)備洗刷用水；每糖化一鍋用水 1 噸，用水時(shí)間 2 小時(shí)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，年產(chǎn) 15 萬噸啤酒廠露天錐形罐的冷量在 900020210kJ/t 啤酒之間，若在南方亞熱地區(qū)設(shè)廠，可取高值。 由中述條件，可得無菌水用量為： Mw′ =123720 6 % 3=(kg/d) 式中 123720—— 糖化一次的冷麥汁量（ kg） 每班無菌水量： Mw= Mw′ /3=(kg/每班 ) 假無菌水冷卻操作在 2h 小時(shí)內(nèi)完成，則無菌水冷卻耗量為： Q3=[MwMm(twtw′ )]/r =[ (301)]/2 = (kg/h) 每罐用于酵母洗滌的耗冷量： Q3=[MwMm(twtw′ )]/=[ (301)]/ =(kJ) 式中 —— 每班裝罐 罐 酵母培養(yǎng)耗冷量 Q4 根據(jù)工藝設(shè)計(jì)，每月需進(jìn)行一次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間為 12d，即 288h。每天單罐降溫耗冷量為： Q02=4MC1[6（ 1） ]=4 133683 7=14972496(KJ) 工藝要求此過程在 2天內(nèi)完成，則耗冷量為（麥汁每天裝 個(gè)錐形罐）： Q22=（ ） /(24 2)=( 14973496)/(24 2)=(KJ/h) （ 3）發(fā)酵總耗冷量 Q2 魯東大學(xué)工廠設(shè)計(jì) 17 Q2=Q21+Q22=341622+= kg/h (4)每罐用冷媒耗冷量 Q0 Q0=Q01+Q02=*106 +14972496=*106kg/h 酵母洗滌用冷無菌水冷卻的耗冷量 Q3 在錐形罐啤酒發(fā)酵過程，主發(fā)酵結(jié)束時(shí)要排放部分酵母，經(jīng)洗滌活化后重復(fù)用于新麥汁的發(fā)酵，一般可重復(fù)使用 5— 7 次。使用的冷卻介質(zhì)為 2℃的冷凍水，出口的溫度為 85℃。旺季每天糖化 6 次，淡季為 4次，每年共糖化 1300 次 。不同的發(fā)酵工藝，其耗冷量也隨之改變。 糖化鍋中麥醪中的 t 已知麥芽初溫為 18℃，用 50℃的熱水配料，則麥醪溫度為： m 麥醪 =m 麥芽 +m2=*= kg c 麥醪 =（ m 麥芽 C 麥芽 +m2Cw） /（ m 麥芽 +m2） =（ + ） /（ +） =() t 麥醪 =（ m 麥芽 C 麥芽 18+m2Cw 50） /（ m 麥醪 C 麥醪 ） =（ 18+ 50） /（ ） =℃ 根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪混合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為： m 混合 =m 米醪 +m 麥醪 =+= Km 魯東大學(xué)工廠設(shè)計(jì) 14 C 混合 =（ m 米醪 C 米醪 +m 麥醪 C 麥醪 ） /（ m 米醪 +m 麥醪 ） =（ kg?K） t=（ m 混合 C 混合 t 混合 m 麥醪 C 麥醪 t 麥醪 ） /（ m 米醪 C 米醪 ） =（ ） /（ ） =℃ 因此溫度只比煮沸溫度低 度，考慮到米醪到糊化鍋到糖化鍋輸送過程的 熱損失，可 不必加中間冷卻器。度淡色啤酒 糖化一次定額量 30000t/a 啤酒生產(chǎn) 混合原料 Kg 100 22212 *106 大麥 Kg 75 16656 21653*106 大米 Kg 25 5556 *106 酒花 Kg 魯東大學(xué)工廠設(shè)計(jì) 12 熱麥汁 L 574 1063 12756 165828*106 冷麥汁 L 1031 123720 160836*106 濕糖化糟 Kg 21504 *106 濕酒花糟 Kg *106 發(fā)酵液 L 1020 122400 159120*106 過濾酒 L 1010 121200 157560*106 成品啤酒 L 1000 120210 156000*106 備注： 12度淡色啤酒的密度為 1012kg/m3 150000t/a 啤酒廠糖化車間的熱量衡算 二次煮出糖化法是啤酒常用的糖化工藝，下面就以為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的勢(shì)量衡算。淡色啤酒釀造車間物料衡算表 設(shè)生產(chǎn)旺季每天糖化 6 次，而淡季則糖化 4 次，每年總糖化次數(shù)為 1300 次。 ( 1000) 1000 =574(L) (2)冷麥汁量為： 574 ()=(L) (3)發(fā)酵液量為： ()=(L) (4)過濾酒量為