【正文】 量： 6231247。70%=106（kg）(8) 全年濕酒花糟量： 6231247。70%=105（kg）(9) 全年發(fā)酵液量： 6231247。70%=107（L）(10) 全年過濾酒量： 6231247。70%=107（L）(11) 全年成品啤酒量：6231247。70%=107（L）把前述的有關(guān)啤酒物料衡算計(jì)算結(jié)果整理見下表22：表22 物料名稱單位混合原料對100L8176。啤酒糖化一次定額40萬噸萬噸/年啤酒生產(chǎn)混合原料Kg100麥芽Kg80大米Kg20酒花Kg熱麥汁L冷麥汁L濕糖化糟Kg濕酒花糟Kg發(fā)酵液L過濾酒L成品啤酒L843100注：8176。P啤酒的密度為1010kg/m3，實(shí)際年生產(chǎn)啤酒：= 耗熱量的計(jì)算在論證部分，選用二次煮出糖化法生產(chǎn)麥汁，下面就以此工藝為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的熱量計(jì)算。工藝流程示意圖如下圖所示：投料為糖化一次所需原料。操作示意圖21所示： 糖化用水耗熱量根據(jù)工藝設(shè)計(jì)糊化鍋中的料水比為1: ，糖化鍋中的料水比為1:，料水比過大，盡管對糊化有利，但是耗能大，設(shè)備體積大。料水比過小的話，醪液粘稠，需較大的攪拌設(shè)備且及易產(chǎn)生糊鍋的現(xiàn)象。 所以糊化鍋加水量為：G1=（+）=（kg），（為大米量的20%）。糖化鍋加水量為：G2==（kg）（kg），= (kg)。故糖化總用水量為：=+=+=（kg）自來水溫度t1=18176。C，而糖化配料用水溫度t2=50176。C，一次耗熱量為： Q1=GWCW(t2t1)= 32=(kJ) 第一次米醪煮沸耗熱量由流程圖可知：=++℃耗熱= G米醪C米醪（100 t0）（1）計(jì)算米醪的比熱容根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式C容物=[(100W)C0+]進(jìn)行計(jì)算。公式中W為含水量，C0為絕對谷物比熱容，取C0=（kg．K）C麥芽=[(1006) +6]=[ kJ/（kg．K）]C大米=[(10013) +13]=[ kJ/（kg．K）]C米醪=（G大米C大米+G麥芽C麥芽+G1CW）/（G大米+G麥芽+G1） =（++） /（++） =[ kJ/（kg．K）]70℃大米粉 麥芽粉 T(℃，20分鐘)糊化鍋料水比1:4:5麥芽粉 ℃，60分鐘熱水，50℃自來水，18℃料水比1:13分鐘12分鐘7分鐘90℃,20分鐘t℃100℃,40分鐘冷卻10分鐘63℃,60分鐘5分鐘100℃,10分鐘70℃,25分鐘20分鐘78℃糖化結(jié)束回旋沉淀槽薄板冷卻器煮沸鍋過濾麥糟麥汁酒花酒花及熱凝固物冷凝固物冷麥汁發(fā)酵圖21 啤酒廠糖化工藝流程圖（2）米醪初溫t0t0 = [（G大米C大米+ G麥芽C麥芽）18+ G1CW50]/(G米醪C米醪) =[（+）18+50]/ [（++）] =176。C(3) 米醪煮沸耗熱量= G米醪C米醪（） =（++）（） =（kJ）糊化時間定為40分鐘，蒸發(fā)強(qiáng)度為5%，則水分蒸發(fā)量為=5%40247。60=（++）5%40247。60 =（kg）=I==（kJ）式中，I為100176。 米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前兩次耗熱量的15%，即：=（+）15%： =（+）=（+） =（kJ） 第二次煮沸前混合醪液升溫至70℃的耗熱量從示意圖上可以看出，糊化鍋內(nèi)的煮沸米醪和糖化鍋中的麥醪混合后溫度約為63℃，固混合前米醪從100℃降溫到中間溫度t1. 麥醪初溫 已知麥芽粉溫度為18℃，用50℃熱水配料，由前面數(shù)據(jù)可算得麥醪比熱容C麥醪C麥醪=(G麥芽C麥芽+G2CW) 247。(G麥芽+G2) =（+）247。（+） = [ kJ/（kg．K）]結(jié)合前面麥醪的比熱容，可算得麥醪米醪混合后的比熱容C混合=（G麥醪C麥醪+G米醪C米醪）247。（G麥醪+G米醪）G麥醪=+=（kg）C混合=（+）247。（+） =[ kJ/（kg．K）]可以算得麥醪溫度為： t麥醪=（G麥芽C麥芽18+ G2CW50）247。（G麥醪C麥醪） =18+50）247。（） =176。C2. 根據(jù)熱量衡算，且忽視熱損失，米醪與麥醪混合前后的焓不變，則米醪的中間溫度t為：t=（G混合C混合t混合G麥醪C麥醪t麥醪）247。（G,醪C米醪）G,米醪=G米醪V1==（kg）G混合=GW+G麥芽+G大米=++=（kg）t=（）247。（）=176。C3. 混合醪從63℃升溫到70℃所需要的熱量： Q3=G混合C混合（7063）=（7063）=（kJ） 第二次煮沸混合醪液耗熱量1. 由工藝流程可知：經(jīng)過第一次煮沸后米醪量為：G,米醪=G米醪V1==（kg） G麥醪=G麥芽+G2=+=（kg）因此進(jìn)入第二次煮沸的混合醪量為： G混合= G,米醪+ G麥醪=+=（kg）根據(jù)工藝，糖化結(jié)束醪溫為78176。C，抽取混合醪的溫度為70176。C，則送到第二次煮沸的混合醪量為：[G混合（7870）] 247。[(10070)G混合] 100%=[(8) 247。(30)]100%=%因此：=%30=（kJ）2. 第二次煮沸蒸汽帶走熱量煮沸時間為10分鐘，煮沸強(qiáng)度5%，則水分蒸發(fā)量為：V2=%G混合5%10247。60 =%5%10247。60 =（kg）則可算得：=V2I==（kJ）3. 熱損失根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式4. 由上述三項(xiàng)可算出 =（+） =（kJ） 洗糟水耗熱量洗糟水平均溫度為80℃，每100kg原料洗糟用水450kg，則用水量為：G洗=G總247。100450=（++）247。100450 =（kg）則=62=（kJ） 麥汁煮沸過程中耗熱量1. 麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量由糖化物料衡算表可知，過濾后麥汁溫度約為70176。C，則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為：G麥汁=（++）247。100=（kg）熱麥汁比熱容：C麥汁=（G麥芽C麥芽+G大米C大米+GWCW）/(G麥芽+G大米+GW) =（++）/（++） =[ KJ/（KgK）]=30=（kJ）2. 煮沸過程蒸發(fā)耗熱量煮沸強(qiáng)度為10%，則水分蒸發(fā)量為： V3=10%=（kg） 由此可以算得： =V3I==（kJ）3. 煮沸熱損失：4. 綜合以上算得的可得出麥汁煮沸總耗熱： =（+） =（kJ） 一次糖化總耗熱量 =+++++=（kJ） 一次糖化蒸汽耗用量D，熱焓量為I=，相應(yīng)的冷凝水的焓為：i=，氣熱效率為η=95%，則：D=Q總/[（Ii）η]= 247。[() 95%] =(kg) 糖化小時最大蒸汽耗用量糖化操作時，麥芽煮沸時耗熱量最大，熱效率95%， =247。247。95%=（kJ）相應(yīng)最大蒸汽耗用量為：D最大=Q最大247。（Ii）=247。()=(kg/h) 蒸汽單耗根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)，旺季糖化次數(shù)為2316=1386次，設(shè)淡季每天糖化4次，99天共396次，全年糖化總數(shù)為1782次；（占全年的80%），則全年的蒸汽耗熱量為： D每年=1782=（kg）=247。58580=)每晝夜蒸汽消耗量(按旺季算）：D,最大=6=（kg/d）表23 40萬噸啤酒廠糖化車間總熱量衡算表名稱規(guī)格（MPa）噸酒消耗/kg小時最大消耗/kg每晝夜消耗/kg年消耗量/kg蒸汽（表壓） 工藝耗水量計(jì)算 糖化用水糖化鍋加水比為1:，糊化鍋加水比為1:，, .=（kg）每次糊化鍋中用水量為： （+）=單次糖化用水總量為：+=（kg），因此： 每小時最大用水量：247。=（kg/h） 洗糟用水量每100kg混合原料洗糟水用量為450，則洗糟水用量為：450247。100=（kg）則洗糟水最大用量為：247。=（kg/h） 糖化室洗刷用水糖化室及設(shè)備洗刷用水單次定為20噸，清洗時間為2小時，則：洗刷最大用水量為：20/2=10(t/h) 麥汁冷卻器冷卻用水 麥汁冷卻時間定為1小時，麥汁冷卻溫度為95176。C降至10176。C，冷卻水溫度為2176。C升至80176。C。 冷卻用水量 =Q/（） 麥汁放出熱量 Q=G麥汁（） 式中： =95176。C =10176。C =80176。C =2176。C = (kg) =()所以Q=（9510）=（kJ/h） G水=247。[(802)]=(t/h) 澄清槽洗刷用水單次洗刷耗水量為8t，則有：洗刷最大用水量為：8/=16(t/h) 麥芽汁冷卻器清洗用水假設(shè)一次沖洗用水6t，則：最大用水量：6/=12(t/h) CIP裝置洗滌用水設(shè)配洗液一次用水6t，用水時間為1小時，則：最大用水量為：6/1=6(t/h) CIP系統(tǒng)配洗液用水配洗液用水每次用水20t，用水時間為1小時，則： 最大用水量為：20/1=20(t/h) 過濾冷卻器洗刷用水過濾冷卻器洗刷用水為4t,洗刷地面用水為2t,，則：最大用水量（4+2）/=4(t/h) 硅藻土過濾機(jī)洗刷用水設(shè)硅藻土過濾機(jī)洗刷用水為10t，地面洗刷用水2t，用水時間1小時，最大用水量為12(t/h)。 清酒罐洗刷用水每天洗刷清酒罐2個，用水量10t，地面清洗用水3t，用水時間1小時，則最大用水量為13(t/h)。 洗瓶機(jī)用水洗瓶機(jī)最大生產(chǎn)能力按2000瓶/h計(jì)，則總用水量為：2000247。1000=2(t/h)。 瓶裝機(jī)洗刷用水每沖洗一次用水5 t，沖洗時間為40分鐘，則最大耗水量為：560247。40=(t/h) 殺菌機(jī)用水殺菌機(jī)單瓶耗水量1kg，總耗水量為：200001247。1000=2(t/h)。包裝車間地面洗刷用水為15 t，則最大用水量為:15247。=30(t/h) 發(fā)酵罐洗刷用水一個發(fā)酵罐用水為3 t， 最大用水量為：3247。=6(t/h) 其他用水以上未計(jì)算的地面用水，管道沖洗用水，每班計(jì)20 t, 用水時間2小時，則 每小時的用水量為：20247。2=10(t) 工藝耗冷量的計(jì)算 發(fā)酵車間工藝流程94℃熱麥汁→冷麥汁（6℃）→錐形罐發(fā)酵→過冷卻1℃→貯酒→過濾→清酒罐 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年產(chǎn)8176。旺季每天糖化8次，231天，產(chǎn)量占全年總產(chǎn)量80%，6鍋可裝滿一個錐形發(fā)酵罐，主發(fā)酵時間為6天。8度Bx麥汁比熱容c1=[kJ/()]冷媒用15%酒精稀溶液，比熱容可視為c2=[kJ/()]麥芽糖厭氧發(fā)酵熱q=麥汁發(fā)酵度為60%根據(jù)發(fā)酵車間耗冷性質(zhì)，可分為工藝耗冷量和非工藝耗冷量兩類。即：Q=Qt+Qnt。 工藝耗冷量的計(jì)算 麥汁冷卻耗冷量Q1本設(shè)計(jì)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℃的冷卻水，出口溫度為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)物料衡算可知，，故麥汁量為：G=247。1000=（kg）8176。[kJ/()]，工藝要求在1h內(nèi)完成冷卻過程。則麥汁冷卻每鍋耗冷量:Q1=Gc1(t2t1)/ τ=(946)/1=(kJ/h)式中： tt1分別為麥汁冷卻前后溫度94176。C和6176。C τ為冷卻操作過程時間1h根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，每個錐形發(fā)酵罐裝6鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為：Qf=3Q1=6=（kJ/罐）相應(yīng)的冷卻介質(zhì)（2176。C的冷水）耗量為：M1=Q1247。[(t2t1)]= 247。(83) =(kg/h)式中：t2 t1分別為冷凍水的初溫和終溫85176。C、2176。C 為水的比熱容，[kJ/()]全年耗冷量為：=1880247。6= 1010 (kJ) 發(fā)酵耗冷量1. 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 假設(shè)麥汁固形物為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵熱發(fā)酵量為q= KJ/kg，設(shè)發(fā)酵度為60%，則1L麥汁放熱量為：q0=8%60%=(kJ)：=6=（kJ）由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時間為6天，每天糖化6鍋麥汁，并考慮到放熱的不平衡，則發(fā)酵高峰的耗冷量為：=6/（2466） =8/（2466）=（kJ/h）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1℃。每天單罐降溫耗冷量為：=3[6(1)]=67 =(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10個發(fā)酵罐）：=2/(242) =2（242）=（kJ/h）3. 發(fā)酵總耗冷量=+=+=(kJ/h)4. 每酵用冷媒耗量