【正文】 酵的化學(xué)反應(yīng)式為： C12H22O11+H2O→2C6H12O6 2C6H2O6→4C2H5OH+4CO2+56KJ設(shè)麥芽汁中的浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則CO2生成量： 444247。%啤酒中其含量有：%=（kg）則釋放出的CO2量： =（kg）而1m3 CO2在20176。= m3 年產(chǎn)7萬(wàn)噸10176。150=(噸/天)設(shè)生產(chǎn)旺季每天糖化6次，旺季總糖化次數(shù)為6150=900次（淡季根據(jù)需要酌情調(diào)整糖化次數(shù)），可算得每次糖化可產(chǎn)成品啤酒量（灌裝后）為：247。（11%）247。70=（kg）3. 大米用量：247。=（L）6. 冷麥汁量： 247。=（kg）8. 濕酒花糟量： 247。=（L）10. 過(guò)濾酒量： 247。=（kg）由于生產(chǎn)旺季占到全年產(chǎn)量的80%，由此可算得全年產(chǎn)量：6150247。80%=106（kg）2. 全年麥芽耗用量： 6150247。80%=106（kg）4. 全年酒花耗量： 6150247。80%=106（L）6. 冷麥汁量：6150247。80%=106（kg）8. 全年濕酒花糟量： 6150247。80%=106（L）10. 全年過(guò)濾酒量： 6150247。80%=106（L）把前述的有關(guān)啤酒物料衡算計(jì)算結(jié)果整理見(jiàn)下表32：表22 7萬(wàn)噸啤酒廠糖化車(chē)間物料衡算表物料名稱(chēng)單位對(duì)100㎏混合原料對(duì)100L 10176。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(chē)間的熱量計(jì)算。操作示意圖如下所示：自來(lái)水，18℃糊化鍋 糖化鍋大米粉 麥芽粉 料水比 1: 料水比 1: 麥芽粉 T(℃，20分鐘) 熱水 50℃ ℃ 60分鐘 13分鐘 10分鐘 70℃ 63℃，60分鐘 T(℃) 12分鐘 5分鐘 90℃，20分鐘 7分鐘 100℃，40分鐘 70℃，25分鐘 20分鐘 過(guò)濾 糖化結(jié)束 78℃ 100℃，10分鐘 麥糟 酒花糟，熱凝固物 冷凝固物 90分鐘 麥汁 煮沸鍋 回旋沉淀槽 薄板冷卻器 酒花 去發(fā)酵罐 冷麥汁 糖化用水耗熱量Q1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(guò)大，盡管對(duì)糊化有利，但是耗能大，設(shè)備體積大。 所以糊化鍋加水量為：G1=（+）=（kg），（為大米量的20%）。故糖化總用水量為：=+=+=（kg）自來(lái)水溫度t1=18176。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：=++1. 糊化鍋內(nèi)米醪由初溫加熱到100℃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。C(3)米醪煮沸耗熱量= G米醪C米醪（） =（++）（） =（kJ）2. 煮沸過(guò)程蒸汽帶走的熱量糊化時(shí)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。3. 損失熱 米醪升溫和第一次煮沸過(guò)程的熱損失約為前兩次耗熱量的15%，即：=（+）15%4. 由上述各項(xiàng)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。（+） =[ 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。（+） =[ kJ/（kg．K）]可以算得麥醪溫度為： t麥醪=（G麥芽C麥芽18+ G2CW50）247。（） =176。（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。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(guò)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，則送到第二次煮沸的混合醪量為：[G混合（7870）] 247。(30)]100%=%因此：=%30=（kJ）2. 第二次煮沸蒸汽帶走熱量煮沸時(shí)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 =（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 =（kg）則=62=（kJ） 麥汁煮沸過(guò)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(guò)濾后麥汁溫度約為70176。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/（Kg[() 95%] =(kg) 糖化小時(shí)最大蒸汽耗用量糖化操作時(shí)，麥芽煮沸時(shí)耗熱量最大，熱效率95%， =247。95%=（kJ）相應(yīng)最大蒸汽耗用量為：D最大=Q最大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1506=900次，設(shè)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。=（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。=27561（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(shí)間為2小時(shí)，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(shí)間定為1小時(shí)，麥汁冷卻溫度為95176。C，冷卻水溫度為2176。C。C =10176。C =2176。[(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(shí)間為1小時(shí)，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(shí)間為1小時(shí)，則： 最大用水量為：20/1=20(t/h) 過(guò)濾冷卻器洗刷用水過(guò)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(guò)濾機(jī)洗刷用水設(shè)硅藻土過(guò)濾機(jī)洗刷用水為10t，地面洗刷用水2t，用水時(shí)間1小時(shí)，最大用水量為12(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。 瓶裝機(jī)洗刷用水每沖洗一次用水5 t，沖洗時(shí)間為40分鐘，則最大耗水量為：560247。1000=2(t/h)。=30(t/h) 發(fā)酵罐洗刷用水一個(gè)發(fā)酵罐用水為3 t， 最大用水量為：3247。2=10(t) 工藝耗冷量的計(jì)算 發(fā)酵車(chē)間工藝流程94℃熱麥汁→冷麥汁（6℃）→錐形罐發(fā)酵→過(guò)冷卻1℃→貯酒→過(guò)濾→清酒罐 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年產(chǎn)10176。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(chē)間耗冷性質(zhì)，可分為工藝耗冷量和非工藝耗冷量?jī)深?lèi)。 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(chē)間送來(lái)的熱麥汁溫度為94℃，冷卻至發(fā)酵起始溫度6℃。1000=（kg）10176。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 τ為冷卻操作過(guò)程時(shí)間1h根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，每個(gè)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(yīng)的冷卻介質(zhì)（2176。[(t2t1)]= 247。C、2176。3= (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=10%60%=(kJ)：=3=（kJ）由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時(shí)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℃。C和0176。3 =1500247。由上面條件可得無(wú)菌水的用量為：=6%3=（kJ/d）式中：（kg）每班無(wú)菌水用量:=247。3=(kg/班)假定無(wú)菌水冷卻操作2 h內(nèi)完成，則無(wú)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℃。全年耗冷量為：=1500247。3=（kJ)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)，每月需進(jìn)行一次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間為12d,即288h，根據(jù)實(shí)踐，年產(chǎn)70000噸啤酒工廠酵母培養(yǎng)耗冷量為：=91624（kJ/h）對(duì)應(yīng)的年耗冷量為：=28810=916242880=108（kJ）單罐工藝耗冷量為： =247。3） =108247。3）=528000（kJ）相應(yīng)的高峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量為：=/[()] =91624/(8) =（kJ/h） 發(fā)酵車(chē)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(guò)程工藝好冷外，發(fā)酵罐外壁，運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械，維護(hù)結(jié)構(gòu)及管道等均會(huì)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。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，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。（6247。（6247。3 =565398015002