【正文】 失熱 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%4. 由上述各項可得出： =（+）=（+） =（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)驗公式4. 由上述三項可算出 =（+） =（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)設計，旺季糖化次數(shù)為1506=900次，設淡季每天糖化4次，150天共600次，全年糖化總數(shù)為1500次；（占全年的80%），則全年的蒸汽耗熱量為： D每年=1500=43035600（kg）=43035600247。70700=(kg/t)每晝夜蒸汽消耗量(按旺季算）：D,最大=6=（kg/d）表23 7萬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）43035600 工藝耗水量計算 糖化用水糖化鍋加水比為1:，糊化鍋加水比為1:，混合原料每次加入量為9187kg，, .則每次糖化鍋中用水量為：=（kg）每次糊化鍋中用水量為： （+）=（kg）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：9187450247。100=（kg），則洗糟水最大用量為：247。=27561（kg/h） 糖化室洗刷用水糖化室及設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) 硅藻土過濾機洗刷用水設硅藻土過濾機洗刷用水為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)。 洗瓶機用水洗瓶機最大生產(chǎn)能力按2000瓶/h計，則總用水量為：2000247。1000=2(t/h)。 瓶裝機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) 殺菌機用水殺菌機單瓶耗水量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) 其他用水以上未計算的地面用水，管道沖洗用水，每班計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)指標及基礎數(shù)據(jù)年產(chǎn)10176。P淡色啤酒7萬噸旺季每天糖化6次，150天，產(chǎn)量占全年總產(chǎn)量80%，3鍋可裝滿一個錐形發(fā)酵罐，主發(fā)酵時間為6天。10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。 工藝耗冷量的計算 麥汁冷卻耗冷量Q1本設計采用一段式串聯(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，而相應的麥汁密度為1040kg/m3，故麥汁量為：G=1040247。1000=（kg）10176。[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)設計結(jié)果，每個錐形發(fā)酵罐裝3鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為：Qf=3Q1=3=（kJ/罐）相應的冷卻介質(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：=1500247。3= (kJ) 發(fā)酵耗冷量1. 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 假設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，設發(fā)酵度為60%，則1L麥汁放熱量為：q0=10%60%=(kJ)：=3=（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/（2463） =6/（2463）=（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)]=37 =(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2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= +=+=(kJ)5. 發(fā)酵用冷媒耗量（循環(huán)量）發(fā)酵過程冷卻用稀酒精做冷卻介質(zhì)，進出口溫度為8176。C和0176。C，固耗冷量為：=/(c28) =（8）=（kg/h）6. 全年耗冷量為：=1500247。3 =1500247。3=109 (kJ) 酵母洗滌用冷無菌水冷卻耗冷量在錐形罐啤酒發(fā)酵過程中，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)酵一搬可重復使用57次，%，且使用1℃無菌水洗滌，洗滌無菌水量為酵母的3倍，冷卻前無菌水溫度為30℃，用8℃的酒精液做冷卻介質(zhì)。由上面條件可得無菌水的用量為：=6%3=（kJ/d）式中：（kg）每班無菌水用量:=247。3=247。3=(kg/班)假定無菌水冷卻操作2 h內(nèi)完成，則無菌水冷卻耗冷量為：= （）/τ=(301)/2 =（kJ/h）所耗冷凍介質(zhì)量為：= /[()]=(8)=(kg/h)式中：、為冷凍酒精液熱交換前后的溫度0℃和8℃。每罐用于酵母洗滌的耗冷量為：= （）/2=(301)/2 =(KJ) 式中：2為每班裝罐2罐。全年耗冷量為：=1500247。3=1500247。3=（kJ)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)實踐，年產(chǎn)70000噸啤酒工廠酵母培養(yǎng)耗冷量為：=91624（kJ/h）對應的年耗冷量為：=28810=916242880=108（kJ）單罐工藝耗冷量為： =247。（1500247。3） =108247。（1500247。3）=528000（kJ）相應的高峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量為：=/[()] =91624/(8) =（kJ/h） 發(fā)酵車間工藝耗冷量1. 工藝耗冷量為： =+++=+++91624=（kJ/h）2. 全年工藝總耗冷量為：=+++=+109++108=(kJ)3. 單罐工藝耗冷量=+++ =+++528000=(kJ) 非工藝耗冷量 除了上述發(fā)酵過程工藝好冷外，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)成所謂的非工藝好冷量，現(xiàn)在分別介紹。 錐形啤酒發(fā)酵工廠幾乎都是把發(fā)酵罐置于露天，由于太陽輻射，對流傳熱和熱傳導等造成冷量散失，可根據(jù)低溫設備，管道的冷量損失公式計算，通常這部分的冷量散失可由經(jīng)驗數(shù)據(jù)求取。根據(jù)經(jīng)驗，年產(chǎn)70000噸啤酒廠露天錐形發(fā)酵罐冷量損失在1300030000kJ/t啤酒之間，若在南亞熱帶地區(qū)，可取高值，固旺季每天耗冷量為：=30000=630000=11307960(kJ/d)式中：Gb為旺季成品啤酒日產(chǎn)量，t。單罐耗冷量為： =247。（6247。3）=11307960247。（6247。3）=5653980（kJ）年耗冷量為：=1500247。3 =56539801500247。3 =（kJ/a）若白天日曬高峰耗冷量為平均每小時耗冷量的2倍，則高峰耗冷量為： =2/24=211307960/24=942330(kJ/h)冷媒（8℃稀酒精）用量：=/[()] =942330/(8) =(kJ/h)，過濾機及管道等散失冷量因涉及的設備、管路很多，故啤酒廠設計時根據(jù)實驗經(jīng)驗