【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 則釋放出的 CO2量為： = 而 1m179。CO2在 20℃常壓下重 故釋放出的 CO2的體積為： m? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 物料衡算 設(shè)生產(chǎn) 旺季 200 天，每天糖化 6 次，而淡季 120 天，每天糖化 4 次， 因此，每年總糖化次數(shù)： 200 6+12 4=1680 次 則一次糖化生產(chǎn)成品啤酒量為： kg43 1050000 ??? 而 14176。啤酒 20℃時(shí)密度為 1056 3/mkg ，則一次糖化生產(chǎn)啤酒量： Lm 34 ??? 又生產(chǎn) 100L成品啤酒消耗原料 則糖化一次消耗原料量： ?? 每次 酒花耗用量： ?? 熱麥汁量： ?? 冷麥汁量： ?? 發(fā)酵液量： ?? 濾過酒量： ?? 成品酒量： L2822021010028220 ?? 濕糖化糟量： ?? 濕酒花糟量： ?? 商品干酵母量： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 ?? 二氧化碳量： 釋放 CO2的量 ： 20 ?? 釋放 CO2的體積 ： m?? 32 啤酒生產(chǎn)物料衡算表 物料名稱 單位 對(duì) 100kg 混合原料 對(duì) 100L 成品啤酒 糖化一次 定額量 50000t/a 啤酒生產(chǎn) 混合原料(麥芽 ) kg 100 ? 酒 花 kg ? 熱 麥 汁 L ? 冷 麥 汁 L ? 發(fā) 酵 液 L ? 濾 過 酒 L ? 成 品 酒 L 100 28220 ? 濕糖化糟 kg ? 濕酒花糟 kg ? 商品干酵母 kg ? 游離二氧化碳 kg ? 備注： 14176。 啤酒的密度為 1056kg/m3 實(shí)際年生產(chǎn)啤酒 : 0 0 5 41 0 5 37 ???? ? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 熱量衡算 本設(shè)計(jì)采用的 是 一次浸出糖化法， 其中的投料量為糖化一次的用料量。 1Q 根據(jù)工藝，糖化用水量為： G= 4= 式中 — 糖化一次麥芽用量 ； 4— 料水比采用 1： 4 自來水平均溫度取 1t =18℃ ,而糖化配料用水溫度 2t =50℃ ,故耗熱量為： 1Q =G C (2t 1t )= (5018)= 麥醪t 計(jì)算麥醪的比熱容 麥醪C ： 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ])1 0 0[( 0 wCwC ????谷物 進(jìn)行計(jì)算。 式中 w 為含水百分率； 0C 為絕對(duì)谷物比熱容，取 )/( KkgkJC ?? 則： )/(])6100[( KkgkJC ????????麥芽 ?? ????? ?? GG GCCGC麥芽麥芽麥芽麥醪 )/( KkgkJ ? kgGGG 1 0 7 4 8 5 2 1 4 ????? 麥芽麥醪 5018????????????麥醪麥醪麥芽麥芽麥醪 CGGCCGt =℃ ℃升溫到 63℃耗熱量 2Q )( 1 0 7 0)(2 ??????? 麥醪麥醪 CGQ 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 = 63℃升溫到 70℃耗熱量 3Q kJCGQ 6 9 9 1 8)6370( 1 0 7 0)6370(3 ???????? 麥醪麥醪 70℃升溫到 78℃耗熱量 4Q kJCGQ 7 9 9 0 )7078(4 ??????? 麥醪麥醪 5Q 設(shè)洗糟水平均溫度為 80℃，每 100kg原料用水 450kg,則用水量： kgG ???洗 故 kJCGQ 2 4 6 9 0 7 9 6 3)1880(5 ??????? 洗 6Q 39。39。39。39。39。39。 6666 ??? (1)麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量 39。6Q 由糖化物料衡算表可知， 100kg 混合原料可得 ，并設(shè)過濾完畢麥 汁溫度為 70℃，則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為： (料水比 1： 4) kgG 1 9 9 2 1 4 ???麥汁 又 )/(KkgkJGG GCCGC ???????????? ??麥芽麥芽麥芽麥汁 故 kJCGQ 4 4 5 6 9 1 9 9 3)701 0 0(39。6 ??????? 麥汁麥汁 (2)煮沸過程蒸發(fā)耗熱量 39。39。6Q 煮沸強(qiáng)度 10%，時(shí)間 ，則蒸發(fā)水分為： kgV % 1 9 9 3 ???? 故 kJIVQ 0 8 3 2 3 4 7 9 2 5 739。39。6 ???? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 (3)熱損失為： kJQ 1 4 1 7 0 6) 0 8 3 2 3 4 4 4 5 6 9 4(%15)39。39。39。(%1539。39。39。 666 ??????? (4)麥汁煮沸總耗熱： kJ 6 4 1 9 7 4 1 4 1 7 0 0 8 3 2 3 4 4 4 5 6 9 439。39。39。39。39。39。 6666 ??????? 總Q kJi i 1???????? ??總 D 使用表壓為 的飽和蒸汽， I=，則 : kgiI QD %95)( )( ?????? ?總 式中 i— 相應(yīng)冷凝水焓 。 ? — 蒸汽的熱效率 ? =95% maxQ 在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量 6Q 為最大，且知煮沸時(shí)間為 90min，熱效率為 95%，故 : hkJ /% % 6m a x ????? 相應(yīng)的最大蒸汽耗量為： hkgiIQD / a xm a x ????? 據(jù)設(shè)計(jì) ，每年糖化次數(shù)為 1680 次，共生產(chǎn)啤酒 噸，年耗蒸汽總量為： kgD T ??? 每噸啤酒成品耗蒸汽（對(duì)糖化）為： 啤酒tkgD s / 16 ?? 每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算）為： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 dkgD d / 8 1 0 4 6 8 3 ??? 將上述計(jì)算結(jié)果列成熱量消耗綜合表，如表 33 所示 33 50000t/a 啤酒廠糖化車間總熱量衡算表 名稱 規(guī)格 MPa 每噸產(chǎn)品消耗定額 kg 每小時(shí)最大用量 kg/h 每晝夜消耗量 kg/d 年消耗量kg/a 蒸汽 (表壓 ) 24668616 水平衡計(jì)算 100kg原料大約需用水量為 400kg 糖化用水量： 4 ?? 糖化用水時(shí)間設(shè)為 ，故： 每小時(shí)最大用水量： hkg / ? 100kg原料約用水 450kg，則需用水量： 4 ?? 用水時(shí)間設(shè)為 ，則每小時(shí)洗糟最大用水量： hkg / ? 用水 一般糖化室及設(shè)備洗刷用水每糖化一次，用水約 6 噸，用水時(shí)間為 2h，故： 洗刷最大用水量： ht/326? )( 12 ttC QG ??(冷卻時(shí)間設(shè)為 1h) 式中，熱麥汁放出熱量 )39。39。( 21 ttCGQ pp ???? 熱麥汁比重 ?麥汁C 熱麥汁量 hkgG p / 1 5 8 0 2 8 0 ??? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 熱麥汁比熱 pC = KJ/kg℃ 熱麥汁溫度 10039。1?t ℃ 。 39。2t =55℃ 冷卻水溫度 1t =18℃ 。2t =45℃ 冷卻水比熱 c=1 hKJQ / 3 9 2 7 7 0)55100( 1 5 8 2 ????? hkgttC QG /)1845(1 )( 12 ?????? 麥汁冷卻時(shí)間設(shè)為 1h，麥汁冷冷卻溫度為 ℃ 至 6℃ 分二段冷卻，第一段：麥汁溫度 55℃ 至 25℃ 冷水溫度 18℃ 至 30℃ 麥汁放出熱量 hKJt ttCGQ pp / 851 31 )2555( 582)39。39。( 21 ????????? 冷卻水用量 hkgttC QG /)1830(1 )( 12 ?????? （無菌水） 每天酵母泥最大產(chǎn)量約 300L，酵母貯存期每天換水一次，新收酵母洗滌 4 次， 每次用水量為酵母的二倍，則連續(xù)生產(chǎn)每天用水量： L30002300)14( ???? 設(shè)用水時(shí)間為 1h，故最大用水量為 3t/h 每天洗刷發(fā)酵罐 2 個(gè)，第個(gè)用水 2t，洗刷地面共用水 2t，每天用水量： t6222 ??? 用水時(shí)間設(shè)為 ，最大用水量 : ht/ ? 每天沖洗一個(gè)貯酒罐，用水為 2t，管路及地面沖刷用水 1t，沖刷時(shí)間為 1h，最大用水量： ht /312 ?? 每天使用 4 桶，沖洗一次，共用水 4t，沖刷時(shí)間為 40min，則最大用水量： ht /660404 ?? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 包括沖洗地板、管道沖刷、 洗 濾布等，每班需用水 10t，設(shè)用水時(shí)間為 2h，則每小時(shí)用水量： ht/5210? 將上述結(jié)果列于表 34 34 啤酒用水量衡算表 項(xiàng)目 水質(zhì)需要 最大 用水量 t/h t/次 糖化用水 自來水 洗糟用水 自來水 糖化室洗刷用水 自來水 沉淀槽冷卻用水 自來水 麥汁冷卻器冷卻用水 自來水 酵母洗滌用水 無菌水 發(fā)酵室洗刷用水 自來水 貯酒室洗刷用水 自來水 清酒罐洗刷用水 自來水 其他用水 自來水 耗冷量計(jì)算 發(fā)酵工藝流程示意圖 94℃熱麥汁 — 冷麥汁（ 5℃） — 錐形罐發(fā)酵 — 過冷卻至 1℃ — 貯酒 — 過濾 — 清酒罐。 年產(chǎn) 14176。黑啤酒 噸； 旺季每天糖化 6次，淡季 4 次，每年共糖化 1680 次； 主發(fā)酵時(shí)間 15天； 4鍋麥汁裝 1 個(gè)錐形發(fā)酵罐； 14BX 麥汁比熱容 1C = kJ/()； 冷煤用 15%酒精溶液，比熱容可視作 2C =()； 麥芽糖厭氧發(fā)酵熱 q =(kJ/kg)； 麥汁發(fā)酵度 60%； 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?jī)深?，即? ntt Q ?? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 tQ 1Q 近幾年來普遍使用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法，使用的冷卻介質(zhì)為 2℃的冷凍水，出口溫度 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)啤酒生產(chǎn)物料衡算表，可知每糖化一次得熱麥汁 ， 而相應(yīng)的麥汁密度為 1048 3/mkg ,故麥汁量為： kgG 1 7 3 0 2 8 01 0 4 8 3 ???? ? 又知 14176。麥汁的比熱容為 ()，工藝要求在 1h內(nèi)完成冷卻過程，則所耗冷量為： hkJttCGQ /11 17 019 21 )594()( 211 ????????? ? 式中 1t , 2t — 麥汁冷卻前后的溫度（℃）； ? — 冷卻操 作過程的時(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 ： kJ f 4 4 6 8 0 7 6 81 1 1 7 0 1 9 244 1 ???? 相應(yīng)的冷凍介質(zhì)（ 2℃的冷水）耗量為： hkgttC QM m /)285( 11 17 0192)39。39。( 12 11 ?????? 式中 39。1t 和 39。2t — 分別為冷凍水的初溫和終溫 (℃ )； mC — 水的比熱容 [kJ/()] 2Q (1)發(fā)酵期間發(fā)酵 放熱量 39。2Q 假定麥汁固形物均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵放熱量為 ，設(shè)發(fā)酵度為 60%，則 1L 麥汁放熱量為： kJq %60% 1 30 ???? 根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為 ，則每錐形罐發(fā)酵放熱量 為 ： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 kJQ 39。0 ???? 由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時(shí)間為 15 天，每天糖化 6鍋麥汁，并考慮到發(fā)酵放熱不平衡，取系數(shù) ，忽略主發(fā)酵期的麥汁溫升，則發(fā)酵高峰期耗冷量為： hkJ / 67041524 272 7741524 39。39。 02 ??? ????? ??? (2)發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷 39。39。2Q 主發(fā)酵后期，發(fā)酵液溫度從 5℃緩慢降到 1℃，每天單罐降溫耗冷量為： kJCGQ 3 0 4 6 4 1 1 7 3 34)]1(5[439。39。0 ????????? 工藝要求此過冷過程在 2天內(nèi)完成，則耗冷量為（麥汁每天裝 個(gè)錐形罐）： hkJ / 39。39。39。39。 02 ?????? (3)發(fā)酵總