【文章內容簡介】 00 106 大麥 Kg 60 106 大米 Kg 40 106 酒花 Kg 1． 78105 熱麥汁 L 106 冷麥汁 L 106 發(fā)酵液 L 106 過濾酒 L 106 成品啤酒 L 106 共生產啤酒： 106*=90000噸 (備注： 12度 普通 啤酒的密度為 ) 《 釀造酒 工藝學》課程設計 11 第二節(jié) 水熱衡算 熱量衡算 本設計采用二次煮出糖化法糖化工藝流程為 : 糖化用水耗熱量 Q1 根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為 :G1＝（ +） 5＝ 式中： ， (大米的 20％ ) 而糖化鍋中的加水量為： G2＝ 4＝ 式中： 為糖化一次糖化鍋投入的麥芽量，即： － ＝ 綜上所述，糖化總用水量為： Gw＝ G1＋ G2＝ ＋ = 《 釀造酒 工藝學》課程設計 12 自來水平均溫度取 t′＝ 18℃，而糖化配料用水溫度 t″＝ 50℃，比熱容 Cw＝ 故耗熱量 Q1＝ GwCw(t″－ t′ )＝ (50－ 18)＝ 3658018kJ 第一次米醪煮沸耗熱量 Q2 t0加熱至 100℃，耗熱量 :Q2′＝ G 米醪 .C 米醪 (100－ t0) (1)計算米醪的比熱容： C 米醪 由經驗公式 C 谷物 ＝ [（ 100－ W） C0＋ ] 進行計算，式中 w 為含水百分率， C0為絕對谷物比熱容， 取 C0＝ kJ/ C 麥芽 ＝ [(100－ 6) ＋ 6]＝ kJ/ C 大米 ＝ [(100－ 13) ＋ 13]＝ kJ/ C 米醪 ＝ (G 大米 C 大米 ＋ G 麥芽 C 麥芽 ＋ G1Cw)/(G 大米 ＋ G 麥芽 ＋ G1) ＝ ( ＋ ＋ ) 247。（ +＋ ）＝ (2)米醪的初溫 t0 設原料初溫為 18℃，而熱水為 50℃，則 G 米醪 ＝ G 大米 ＋ G 麥芽 ＋ G1 ＝ ＋ ＋ ＝ t0＝ [(G 大米 C 大米 ＋ G 麥芽 C 麥芽 ) 18＋ G1Cw 50]/G 米醪 C 米醪 ＝ [( ＋ ) 18＋ 50]247。 247。 ＝ ℃ (3)代入式 Q2′＝ G米醪 C米醪 （ 100－ t0）＝ （ 100－ ）＝ Q2″ 煮沸時間 40min，蒸發(fā)量為每小時 5％，則蒸發(fā)水份量 V1＝ G 米醪 5％ 40247。 60＝ 5％ 40247。 60＝ 故， Q2″＝ V1I＝ ＝ 式中， I 為煮沸溫度約 100℃下水的汽化潛熱（ kJ/kg） Q2″′ 米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失為前兩次耗熱量的 15％，即： Q2″′＝ 15％（ Q2′＋ Q2″） Q2＝ （ Q2′＋ Q2″）＝ （ ＋ ） ＝ 第二次煮沸前混合醪升溫到 70℃的耗熱量 Q3 按糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸的醪與糖化鍋中的麥醪混 合后 溫度應為 63℃，所以混合前米醪應先從 100℃冷卻到中間溫度 t0 t麥醪 已知，麥芽粉初溫為 18℃，用 50℃熱水配料，則麥醪溫度 t 麥醪 ＝（ G 麥芽 C 麥芽 18＋ G2Cw 50） /G 麥醪 C 麥醪 其中， G 麥醪 ＝ ＋ ＝ C 麥醪 ＝（ G 麥芽 C 麥芽 ＋ G2Cw） /（ G 麥芽 ＋ G2） ＝（ ＋ ） 247。 ＝ t 麥醪 ＝（ 18＋ 50） 247。 247。 ＝ ℃ 《 釀造酒 工藝學》課程設計 13 G 米醪 ′ ＝ G 米醪 － V1＝ － ＝ 進入第二次煮沸的混合醪量 G 混合 ＝ G 米醪 ′＋ G 麥醪 ＝ ＋ ＝ C 混合 ＝（ G 麥醪 C 麥醪 ＋ G 米醪 ′ C 米醪 ） /G 混合 ＝（ ＋ ） 247。 ＝ kJ/ 根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪合并前后 的焓不變，則米醪中間溫度為： t＝（ G 混合 C 混合 t 混合 G 麥醪 C 麥醪 t 麥醪 ）／ G 米醪 ′ C 米醪 ＝（ ） 247。 ( )＝ ℃ 因為此溫度只比煮沸溫度低 20 度多，考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋的輸送過程的熱損失，可不必加中間冷卻器。 綜上可得 :Q3＝ G 混合 C 混合 （ 70－ 63）＝ 7＝ 第二次煮沸混合醪的耗熱量 Q4 據(jù)工藝糖化結束醪溫度 78℃，抽取混合醪的溫度 70℃， 沸的混合醪量 G′ (G 混合 － G′ )（ 78－ 70） C 混合 ＝ G′ C 混合 （ 100－ 78） ∴ G′ /G 混合 ＝ % : Q4′＝ %G 混合 C 混合 （ 100－ 70）＝ % 30 ＝ Q4″ 煮沸時間為 10min，蒸發(fā)強度為 5%，則蒸發(fā)水分量為： V2＝ %G 混合 5% 10247。 60＝ 則： Q 4″＝ IV2＝ ＝ 式中， I 為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓（ kJ/kg） Q4″′ 據(jù)經驗： Q4″′＝ 15%(Q4′ +Q4″ ) ： Q4＝ (Q4′ +Q4″ )＝ (＋ )＝ 洗糟水耗熱量 Q5 設洗糟水平均溫度為 80℃，每 100kg 原料用水 500kg，則用水量： G 洗 ＝ 500247。 100 ＝ Q5＝ G 洗 Cw（ 80－ 18） ＝ 62 ＝ 麥汁煮沸過程耗熱量 Q6 Q6′ 由前物料衡算知： 100kg混合原料可得 ，設過濾完畢麥汁溫度 70℃。則進入煮沸鍋的麥汁量為： G 麥汁 ＝ 247。 100＝ 36232kg 此時麥汁比熱容為 : C 麥汁 ＝（ + + ） 247。 36232 ＝ 《 釀造酒 工藝學》課程設計 14 Q6′＝ G 麥汁 C 麥汁 （ 10070） ＝ 36232 30 ＝ 2．煮沸過程蒸發(fā)耗熱量 Q6 ″ 煮沸強度 10%，時間 90min，則蒸發(fā)水分為： V3＝ 36232 10% 90247。 60＝ 由上可得 Q6 ″＝ IV3＝ ＝ Q6″′ : Q6″′＝ 15%(Q6′ +Q6″ ) Q6″′＝ 15%(Q6′ +Q6″ ) ＝ (+) ＝ kJ 糖化一次總耗熱量 Q 總 Q 總 ＝ 3658018+++++ ＝ 糖化一次耗用蒸汽量 D 使用表壓為 的飽和蒸汽 I＝ ＝ Q 總 /(Ｉ ｉ )η＝ i為相應冷凝水的焓 （《化工工藝設計手冊》上 2297） η為蒸汽的熱效率，取η＝ 95% 糖化過程每小時最大蒸汽量 Qmax 在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量 Q6最大，且知煮沸時間為 90min，熱效率 95%， 故 Qmax＝ Q6/(90/60) 95%＝ 相應的最大蒸汽耗熱量為 :Dmax＝ Qmax／ (Ｉ ｉ )= 蒸汽單耗 據(jù)設計，每年糖化次數(shù)為 2460 次，共生產啤酒 90000 噸 每年耗蒸汽總量為 :DT＝ 2460/70%＝ 每噸啤酒成品耗蒸汽（對糖化） :Ds＝ 247。 **1000＝ 啤酒每天耗蒸汽量（按生產旺季計算） :Dd＝ 8＝ 綜上可得， 10 萬噸 /a啤酒廠糖化車間總熱量衡算表： 全廠糖化車間熱量衡算 名稱 規(guī)格 MPa 每噸產品消耗定額kg 每小時最大用量kg/h 每天耗量kg/d 年耗 kg/a 蒸汽 《 釀造酒 工藝學》課程設計 15 耗水量的計算 糖化用水 100kg 混合原料糖化大約需用水量 1:4，糊化 1:5。 糊化鍋用水量為 : G1＝（ +） 5＝ 糖化鍋用水量為： G2＝ 4＝ 糖化用水時間設為 小時。 洗糟用水量 100kg 混合原料約用洗糟水 500kg，則需水量為： 500247。 100＝ 用水時間為 小時。則 每小時洗糟最大用水量為 : 247。 ＝ 糖化室洗刷用水量 一般糖化室及設備每糖化一次洗刷用水約 10噸 用水時間約 2h 故：洗刷最大用水量為 10247。 2＝ 5t/h 沉淀槽冷卻用水量 G＝ Q/C(t2－ t1) (冷卻時間為 ) 熱麥汁放出熱量 Q＝ GpCp(t1′－ t2′ ) 熱麥汁比重 C＝ 熱麥汁量 Gp＝ ＝ kg/h 熱麥汁比熱 Cp＝ ℃ 熱麥汁溫度 t1′＝ 100℃ t2′＝ 55℃ 冷麥汁溫度 t1＝ 18℃ t2＝ 45℃ 冷卻水比熱 C＝ 1 Q＝ (100－ 55)＝ G＝ 247。 1 (45－ 18)＝ 沉淀糟洗刷用水 每次洗刷用水 2噸 .沖洗時間設為 ， 則每天最大用水用水量為 2247。 =8 t/h 麥汁冷卻器冷卻用水 麥汁冷卻時間為 1 小時 麥汁溫度： 94℃ 6℃ 冷凍水溫度： 2℃ 85℃ 耗用冷凍水量為 :M1＝ ㎏ /h 麥汁冷卻器沖刷用水 沖刷一次 ,用水 2t 用水時間為 , 則每次最大用水量為 :2247。 ＝ 8噸 /h 《 釀造酒 工藝學》課程設計 16 酵母洗滌用水 (無菌水 ) 在計工藝耗冷量時得無菌水 ,冷卻操作 1h內完成 則 無菌水耗用量為 發(fā)酵室洗刷用水 每天洗刷二個發(fā)酵室 ,每個用水 1t 洗刷地面共用 1噸 .每天用水 2 1＋ 1＝ 3 噸設時間 最大用水量 : 3247。 ＝ 4t/h 貯酒室洗刷用水 每天沖刷貯酒桶一個，用水為 1噸，管路及地面沖刷用水為 ，沖刷時間為 小時。最大用水量為 :(1＋ ) 247。 ＝ 3t/h 清酒罐洗刷用水 每天用 4 桶 ,沖洗一次 .共用水 4t, 時間 40 分鐘，則最大用水量 4 60/40＝ 6t/h 過濾機用水 過濾機兩臺 ,每臺沖刷一次 ,用水 (包括頂酒用水 )使用時間 , 則最大用水量 : 2 247。 ＝ 4 t/h 洗瓶機用水 按設備規(guī)范表，洗瓶機最大生產能力為 1500 瓶 /時，沖洗每個瓶需水 。則用