【文章內(nèi)容簡介】 )()85(.)(121 kJTGCQW?????? 糊化鍋中米醪煮沸耗熱量 Q2圖 41 糖化工藝流程簡圖20min70℃自來水 18℃熱水 50℃t(℃ )大米粉 麥芽粉 20min麥芽 ℃ 40min63℃60min70℃25min90℃ 20min麥糟過濾 糖化結(jié)束 78℃ 100℃10min麥汁 煮沸鍋 回旋沉淀槽薄板換熱器冷麥汁酒花 酒花糟熱凝固物 冷凝固物 100℃ 40min13min12min10min5min冷卻90min 煮沸強度 10%料水比 1: 1:5發(fā)酵罐糊化鍋 糖化鍋黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設計） 13 由糖化工藝流程簡圖（圖 41）可知， 2321Q?? 為米醪由初溫即室溫 加熱到煮沸 100℃的耗熱， 為煮沸過程中蒸汽帶走0T2Q的熱量， 為升溫過程中的熱損失。23（1） 糊化鍋內(nèi)米醪由初溫 TO加熱至煮沸的耗熱量 21 )()10(2 aGCQ????????米 醪米 醪① 計算米醪的比熱容 根據(jù)經(jīng)驗公式 進行計算。米 醪 ?????）（谷 物式中 為含水百分率； 為絕對谷物比熱容，取 。W0 )/(???)/(. kgJ??????）（麥 芽 0C?）（大 米 )/( KkgJGCGW????????麥 芽大 米 麥 芽麥 芽大 米大 米米 醪② 米醪的初溫 設原料的初溫為 18℃，而熱水為 50℃，則 0T （ ℃ ））（ 米 醪米 醪麥 芽麥 芽大 米大 米 )(0 ???????CGWkg6.. ?米 醪G把上述結(jié)果代入 中，得：)(a )159634(J).4710(. ???Q（2） 煮沸過程蒸汽帶出的熱量 Q22 設煮沸時間為 40min，蒸發(fā)量為每小時 5%，則蒸發(fā)水量為： (kJ)04%%51 ???????米 醪GV J)27(式中，I 為 100℃飽和氣壓下水的汽化潛熱 )/(g黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設計） 14 （3） 熱損失 Q23 米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前兩次的耗熱量的 15%，即： )%(152123??（4） 由上述結(jié)果得： )2591(kJ)(.)(.212 ????Q 第二次煮沸前混合醪升溫至 70℃的好熱量 Q3（1）糖化鍋中混合醪中的麥醪已知麥芽初溫為 18℃，用 50℃的熱水配料，則麥醪溫度為： ）（麥 芽麥 醪 kgG10678..???? )/( KkgJCCW ????麥 芽麥 芽麥 芽麥 醪 （ ℃ ）麥 醪麥 醪麥 芽麥 芽麥 醪 ??????t（2）米醪的中間溫度根據(jù)熱量衡算，按照糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸的米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應為 63℃，記為 ，故混合前米醪先從 100℃冷卻到中間溫度 。63?混 合t t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：經(jīng)第一次煮沸后米醪量為： )(39。 ????VG米 醪米 醪糖化鍋的麥芽醪量為： ）（麥 醪米 醪混 合 18..72.39。 ?? )/(39。39。 KkgJGCC ???????麥 醪米 醪 麥 醪麥 醪米 醪米 醪混 合 （ ℃ ）米 醪米 醪 麥 醪麥 醪麥 醪混 合混 合混 合 39。 ???ttt溫度比煮沸溫度降了 18℃，自然冷卻不能達到，故需添加一個薄板換熱器。（3） 由上述結(jié)果得： ?????）（混 合混 合 CGQ黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設計） 15 第二次煮沸混合醪的耗熱量 Q4由糖化工藝流程可知： )(43241 bQ???????為混合醪升溫至沸騰所耗熱量， 為第二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量，42為熱損失43Q（1） 混合醪升溫至沸騰所耗熱量 Q41① 根據(jù)工藝，糖化結(jié)束醪溫為 78℃，抽取混合醪的溫度為 70℃，則送到第二次煮沸的混合醪量為： %10701)8(??????????混 合混 合 G② 故 ）（）（混 合混 合 kJQ %.264 ?????（2） 二次煮出過程蒸汽帶走的熱量 4Q煮沸時間為 10min，蒸發(fā)強度 5%，則蒸發(fā)水分量為： ）（混 合 kgV % ???????? )95(式中， 為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓（kJ/kg）③ 熱損失 Q43根據(jù)經(jīng)驗有：Q 43=15%（Q 41+Q42）④ 把上述結(jié)果代入公式 得)(b72054(kJ)).96531.( ?????? 洗槽水耗熱量 Q5設洗槽水平均溫度為 80℃，每 100kg 原料用水 450kg，則用水量為）（洗 ????G ）（）（洗 kJCQW43276585 ??? 麥汁煮沸過程好熱量 Q6 )(63261c??????為麥汁升溫至沸點耗熱量， 為煮沸過程蒸發(fā)耗熱量， 為熱損失。62 63Q黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設計） 16 （1）麥汁升溫至沸點耗熱量 61Q由表 2 啤酒廠釀造車間物料衡算表可知，100kg 混合原料可得到 熱麥汁，并設過濾完畢麥汁溫度為 70℃，則進入煮沸鍋的麥汁量為： ）（麥 汁 ???? ??)/( )(21KkgJVGCCCWW?????????）（大 米糖 麥 大 米大 米麥 芽糖 麥麥 汁 ）（）（麥 汁麥 汁 ???（2） 煮沸過程蒸發(fā)耗熱量 62Q煮沸強度 10%，時間 ，則蒸發(fā)水分為： ）（麥 汁 .% ?????故 J)849(（3）熱損失為 )(%156216??（4）把上述結(jié)果代入 得出麥汁煮沸總耗熱(c (kJ))(5.)(.6216 ????Q 糖化一次總耗熱量 Q 總 (kJ) 61? ??i總 糖化一次耗用蒸汽量 D使用表壓 的飽和蒸汽， ,則：kgJI/?18())()( ????iIQD總式中， 為相應冷凝水的焓（） ； 為蒸汽的熱效率，取 =95%。??黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設計） 17 糖化過程每小時最大蒸汽耗熱量 Qmax在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量 為最大，且已知煮沸時間為 90min 熱效6率為 95%，故： /h)90854( ???Q相應的最大蒸汽耗量為： 19(g/) ??iID 蒸汽單耗據(jù)設計，每年糖化次數(shù)為 2136 次，共生產(chǎn)啤酒 ：）（總 kgD2389160185???每噸啤酒成品耗蒸汽（對糖化）： 47/t23960?S每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算）為： )8(kg/d15??dD最后，把上述結(jié)果列成熱量消耗綜合表，如表 43 所示表 43 50000t/a 啤酒糖化車間總熱量衡算表名稱規(guī)格（MPa）每噸消耗定額（kg）每小時最大用量（kg/h）每晝夜消耗量（kg/d）每年消耗量（kg/a）蒸汽 （表壓） 477 4199 89480 23891160 發(fā)酵車間耗冷量計算年產(chǎn) 50000 噸啤酒廠發(fā)酵車間耗冷量計算下面是應用普遍的錐形罐發(fā)酵工藝進行50000t/a 啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量計算。啤酒發(fā)酵工藝有上面發(fā)酵和下面發(fā)酵兩大類，本設計采用目前我國應用最普遍的錐形罐發(fā)酵工藝進行 5 萬 t/a 啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量計算 [13]。 冷卻冷卻至1℃錐形灌發(fā)酵冷麥汁 6℃94℃熱麥汁清酒灌 過濾 貯酒黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設計） 18 圖 42 發(fā)酵工藝流程示意圖工藝技術指標及基礎數(shù)據(jù)年產(chǎn) 11176。淡色啤酒 5 萬噸旺季每天糖化 8 次，每個月生產(chǎn) 28 天，淡季每天糖化6 次，每個月生產(chǎn) 22 天，則全年的總糖化次數(shù)為：8286+6226=1344+924=2136 次。主發(fā)酵時間 6 天；4 鍋麥汁裝 1 個錐形罐；11176。Bx 麥汁比熱容=（kgK） ；冷媒用 15%酒精溶液，其比熱容可視為 = KJ/（kgK） ； 1C 2C麥芽糖化厭氧發(fā)酵熱 q=；麥汁發(fā)酵度 55%。根據(jù)發(fā)酵車間耗冷性質(zhì)，可分成工藝耗冷量和非工藝耗冷量兩類，即： , 工業(yè)耗冷, 非工業(yè)耗冷。nttQ??ntQ 工藝耗冷量（1） 麥汁冷卻耗冷量 Q1 采用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法，使用的冷卻介質(zhì)為 2℃的冷凍水，出口的溫度為 85℃。糖化車間送來的熱麥汁溫度為 94℃，冷卻至發(fā)酵起始溫度 6℃。根據(jù)表 42 啤酒生產(chǎn)物料衡算表，可知每糖化一次熱麥汁 ，而相應的麥汁密度為 1044kg/m3,故麥汁量為： )(???又知 110 Bx 麥汁比熱容 =(Kgk),工藝要求在 1h 小時內(nèi)完成冷卻過程，1C則所耗冷量為： /h)1945(J/)(.2678/)(21 ????tQ式中 分別表示麥汁冷卻前后溫度（ ℃） ， 冷卻操作過程時間（h） 。21t和 ?根據(jù)設計結(jié)果，每個錐形發(fā)酵罐裝 4 鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為： J)367182(k91454???f相應地冷凍介質(zhì)（2℃的冷凍水）耗量為： )45(g/h)28()(39。39。211 ??tCQMW式中， 分別表示冷凍水的初溫和終溫（℃）, 水的比熱容[KJ/（kgK）]39。39。1和 WC黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設計） 19 （2） 發(fā)酵耗冷量 Q2① 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 ，假定麥汁固形物均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵放熱量1為 。設發(fā)酵度為 55%，則 1L 麥汁放熱量為：(kJ)%???q根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為 ,則每個錐形罐發(fā)酵放熱量為：)3862(由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時間為 6 天，每天糖化 8 鍋麥汁，并考慮到發(fā)酵放熱不平衡，取系數(shù) ,忽略主發(fā)酵的升溫，則發(fā)酵高溫時期耗冷量為： )092(kJ/ ????② 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷 主發(fā)酵后期，發(fā)酵后期，發(fā)酵液溫度從 6℃緩降到2Q1℃。每天單罐降溫耗冷量為： ??)920736()1(6402 ?????GCQ工藝要求此過程在 2 天內(nèi)完成，則耗冷量為（麥汁每天裝 2 個錐形罐）：)/(1/93)/(022 h?③ 發(fā)酵總耗冷量 )2065(kJ/178212 ???Q④ 每罐發(fā)酵耗冷量 0 )89(J933456201⑤ 發(fā)酵用冷媒耗（循環(huán)量） 2M發(fā)酵全過程冷卻用稀酒精液作冷卻介質(zhì)，進出口溫度為8℃和 0℃，故耗冷媒量為： )/()(2065)8/(2 hkgCQMW????（3） 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)束時要排放部分酵母，經(jīng)洗滌活化后重復用于新麥汁的發(fā)酵，一般可重復使用 5—7 次。設濕酵母添加量為麥汁量的 1%，且使用 1℃的無菌水洗滌，洗滌無菌水量為酵母量的 3 倍。冷卻前無菌水溫 30℃。用8℃的酒精黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設計） 20 液作冷地介質(zhì)。由上述條件，可得無菌水用量為： 469(kg/d)3%1260783139。 ?????GW每班無菌水用量： 班 ）（539。GW?假設無菌水冷卻操作在 2h 小時內(nèi)完成，則無菌水冷卻耗量為： )/(9482/)130()(39。3 hkJtCQwW???????耗冷凍介質(zhì)量為： ??)/(7)./(9)(/123 gtM式中， 冷凍酒精液熱交換前后的溫度，分別為 8℃和 0℃。1t和每罐用于酵母洗滌的耗冷量：式中 2每班裝罐 2 罐)(94852/)130()(39。3 kJtCGQwW??????（4） 酵母培養(yǎng)耗冷量 Q4根據(jù)工藝設計，每月需進行一次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為 12d，即 288h。根據(jù)工廠實踐，年產(chǎn) 50000t 啤酒酵母培養(yǎng)耗冷量為 ，則對應的年冷耗量為：)/(6974hkJQ? (J)39。 ?????Q 相應的高峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量為： ??)/(3).4/()(/124 hkgtCMW??（5） 發(fā)酵車間工藝耗冷量 Qt綜上計算，可算出發(fā)酵車間的工藝耗冷量為： /h)954603(kJ79485206917454 ?????itQ 非工藝耗冷量 Qnt除了上述的發(fā)酵過程工藝耗冷量外，發(fā)酵罐外壁、運轉(zhuǎn)機械、維護結(jié)構(gòu)及管道等均會耗用或散失冷量，構(gòu)成所謂的非工藝耗冷量，現(xiàn)分別介紹 [1416]。（1）露天錐形罐冷量散失 Q5錐形罐啤酒發(fā)酵工廠幾乎都把發(fā)酵罐置天露天，由于太陽輻射，對流傳熱和熱傳導等造成冷量散失。通常，這部分的冷量由經(jīng)驗數(shù)據(jù)求取。根據(jù)經(jīng)驗，年產(chǎn) 5 萬噸啤黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設計） 21 酒廠露天錐形罐的冷量散失在 2202250000kJ/t 啤酒之間。故旺季