啤酒工艺学毕业设计

1、第2章 工艺计算2.1 全厂物料衡算2.1.1 原始数据 （1） 定额指标 原料利用率 98% 麦芽水分 6% 大米水分 12% 无水麦芽浸出率 75% 无水大米浸出率 95% （2） 原料配比 大米 30% 麦芽 70%(3） 损失率 冷却损失 3.0% 过滤损失 1.0% 发酵损失 1.0% 装瓶损失 0.5% 总损失 5.5% （4） 生产时间 二三季度为生产旺季，占全年的70%，以170天计算。 全场物料衡算（一）以100原料（大米粉麦芽粉）生产10°P淡色啤酒为依据计算。1、热麦汁量原料麦芽的收得率=0.75×（100-6）=70.5原料大米的收得率=0.95&#

2、215;（100-12）=83.6混合原料的收得率=（70×70.530×83.6）×98=73.93则100原料生产10°P热麦汁的量为：×100=739.30 又因为10°P麦汁在20时的比重为1.04005，而100的热麦汁比20的麦汁体积要增加1.040倍，所以：100原料生产10°P麦汁量的体积为： ×1.040=739.26 （L）冷麦汁的量：79.26×（1-0.03）717.08 （L）发酵液量为： 717.08×（1-0.01）=709.91 （L）过滤酒量为： 709.91&

3、#215;（1-0.01）=702.81 （L）成品酒量为：702.81×（1-0.005）=699.30 （L）（二） 生产100L10°P淡色啤酒的物料衡算 从以上可知100混合原料可以生产成品啤酒699.30L。 1、计算生产100L10°P淡色啤酒的物料衡算生产100L10°P啤酒所需的原料为：×100=14.30 （)麦芽耗用量为：14.30×0.7=10.01 （)大米耗用量为：14.30×0.5=4.29 （） 酒花耗用量为 对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.28/100ml。 所以，对100（)原料，酒花

4、用量为： ×739.26=2.1（) 对100L啤酒，其酒花用量为：×100=0.3（）热麦汁的量为：×100=105.72 （L）冷麦汁的量为：×100=102.54 （L）湿糖化糟量 设排出的湿麦糟的水分含量为80，则湿度糟量为： 麦糟： ×10.01=11.76 （） 米糟： ×4.29=0.94 （） 故湿糖化糟量为： 11.76+0.94=12.70 （)酒花糟量 设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为40，而其酒花糟量水分含量为 80%，则酒花糟量为： ×0.3=0.9 （)酵母量（以商品干酵母记）生产100L啤酒可以得到

5、2的湿酵母泥，其中的一半做生产直接使用，另一半作商品酵母用，即为1。酵母固型物含量为：1×（100-85）÷100=0.15（)则含水分7的商品干酵母量为：×0.15=0.16 （)二氧化碳量10°P（100L啤酒）的冷麦汁102.54L中的浸出物的量为： 1.0400×102.54×10=10.66 （）设麦汁的真正发酵度为60%，则可发酵的浸出物含量为： 10.66×60=6.40（)麦芽糖发酵的化学反应式为： +2 24+4 CO+233.3kJ设麦汁中浸出物均为麦芽糖构成，则CO的量为0.4，则酒中含CO的量为： 1

6、.0400×120.54×=0.43（)则释放出的二氧化碳量为： 2.86÷1.832=1.56 （m³）2、设生产旺季每天生产六次，而且二、三季度为生产旺季，其产量占全年的70，以170天计算，则可以计算出每次生产的啤酒量为：1）已知全年生产70000吨啤酒，则每次生产啤酒的量为： ×1000=48040 （kg/次） 则全年生产次数为： =1547020 （次） 可以知道，全年共要生产1458次。2）由单次产量可以计算出每次投料量等物料衡算。已知10°P淡色啤酒的密度为1.012/L，则每次生产啤酒的体积为： = （L/次）又因为

7、100L 100L10°P啤酒需要混合原料14.30，则每次生产混合原料为： （)则麦芽的用量为： 6788.26×0.7=751.78 （/次)则大米的用量为： 6788.26×0.3=2036.48 （/次)所以可得 、全年麦芽的用量为: 4751.78×1458=6.93× （kg/a) 、全年大米的用量为： 2036.48×1458=2.97× （kg/a) 、全年原料总用量为： 6788.26×1458=9.90 （kg/a) 酒花用量 每次用量为： 0.3×47470.36÷100=

8、142.41 （/次) 全年酒花耗用量为： 142.41×1458=207633.78 （kg/a)生产热麦汁的量为 每次生产的热麦汁的量为： 47470.36×105.72÷100=50185.66 （L/次） 全年生产的热麦汁的量为： 50185.66×1458=7.32 （L/a）冷麦汁的量 每次生产冷麦汁的量为： 47470.36×102.54÷100=48676.11 （L/次） 全年生产冷麦汁的量为： 48676.11×1458=7.10 （L/a）酒花糟 对100的混合原料所得的酒花糟为： 0.9×1

9、00÷14.30=6029 （） 则每次糖化排出的酒花糟为： 47470.36×0.9÷100=427.23 （) 全年生产排出的酒花糟为： 427.23×1458=6.23× （kg/a)湿糖化糟 对于100的原料排出的糖化糟为： 100×12.7.÷14.30=88.81 （) 则每次糖化排出的糖化糟为： 47470.36×12.70÷100=6028.74 （/次) 全年排出的糖化糟为： 6028.74×1458=8.79× （kg/a)发酵业量 对于100L的啤酒所需要的发酵液

10、量为： 709.91×14.30÷100=101.52 （L） 则依此生产的糖化发酵液量为： 48191.91×1458=7.03 （L）过滤酒 100L啤酒过滤酒量为： 702.81×14.30÷100=100.5 （L） 则糖化依此定额量为： 47470.36×100.5÷100=47707.71 （L/次） 则全年过滤酒量为： 47707.71×1458=6.96 （L/a）3、把以上物料衡算列表则可得: 标2-1物料衡算表物料名称单位100kg混合原料10010°P淡色啤酒糖化一次的定额量全年糖化

11、的定额量混合原料10014.306788.269.90×麦芽7010.014751.786.93×大米304.292036.482.97×酒花2.10.3142.41207633.78热麦汁L739.30105.7250185.667.32冷麦汁L717.08102.5448676.117.10湿糖化糟88.8112.706028.748.79×湿酒花糟6.290.9427.236.23发酵液L709.91101.5248191.917.03过滤液L702.81100.5047707.716.96×成品啤酒L699.3010047470.366

12、.92商品干酵母1.1830.1680.981.17游离的CO量2.9990.43204.122.98从上表可以看出全年实际的啤酒产量为： 已知啤酒的密度为1.0120kg/L所以从实际啤酒生产： G=6.92×1.0120=7.004× （kg/a)2.2 全厂热量衡算 1、本设计采用双醪依此煮出浸出糖化法投料为大米：麦芽=1:1;在糊化锅中加入的原料为大米粉，则与此啊的麦芽粉加入糖化锅中。根据前面的物料计算可知，糖化以次所加的麦芽分全部质量为4751.78kg，大米粉质量为2036.48kg。（1）则糊化锅中加入的原料量=大米粉=2036.48 （kg）糊化锅中去水料比

13、为1：4.5，则糊化中加水量为： =2036.48×4.5=9164.16 （kg）糊化锅中的糊化醪： =2036.48+9164.16=11200.64 （kg）（2）取糖化锅中的料水比为1：3.5，而糖化锅中加入的麦芽粉为4751.78 kg所以糖化锅中加水的质量为： （kg）则糖化锅中的糖化醪液质量为： （kg）2、在本设计中设一次煮出浸出糖化法过程 糊化锅 糖化锅自来水，18料水比1：4.5料水比1：3.5热水，50麦芽粉4751.78kg46.7 60分钟10分钟63，60分钟5分钟70，25分钟20分钟100，10分钟78糖化结束过 滤 13分钟7012分钟90，20分钟

14、7分钟100，40分钟t()麦糟麦汁汁 煮沸锅90分钟回旋沉淀槽薄板冷却器冷麦汁煮沸强度10%冷凝固物去发酵罐 酒花糟，热凝固物 大米粉2036.48kg(,20分钟 ) 3、全厂热量衡算1）设糖化用水量的好热量为糖化用水量为: （kg）自来水平均温度取，而糖化配料温度，所以其耗热量为： = =25795.39×4.181×（50-18） =3451216.82 （kJ）2）计算糊化醪煮沸的好热量由前面的工艺流程可知：=+（1）设糊化锅内米醪由初温加热到100耗热量为，则=，即=×（100-）计算米醪的比热容有经验公式=0.01进行计算式中 W为谷物的百分含水率

15、为谷物的比热容取 =1.55kJ/kg.k =6% =12%所以： =0.01=1.1 （kJ/kg.k） （kJ/kg.k） = = =3.76 （kJ/kg.k）设原料的初温为18，糊化醪的初温为，而所加的热水温度为50故 = = =47.11 （）把上述结果带入则： =11200.64×3.76×（100-47.11） =2227430.95 (kg)（2）设煮沸过程中蒸汽带出的热量为设煮沸时间为40min，蒸发量为每小时5，则蒸发量为，则： =×5×40×60 =11200.64×5×40×60 =373.

16、35 （kg）所以 =×I=373.35×2257.2=842725.62 （kJ）上式中，I为煮沸温度下水生物汽化潜热2257.2kJ/kg（3）热损失据经验值糊化醪升温和煮沸过程的热损失约为前两次耗热量的15，则热损失为=15（+）（4）故 =+ =1.15（+） =1.15×（2227430.95+842725.62） =3530680.06 （kg）3、浸出前混合醪液升温至70的耗热量1）从示意图上可看出，糊化锅内的煮沸米醪和糖化锅中的麦醪混合后温度约为61，故混合前米醪从100降到中间温度t .（1）麦醪初温已知麦芽粉温度为18，用50热水配料，由前面数

17、据可算的麦醪比热容： 而 = =3.63 （kJ/kg.k）则可算得麦醪温度为： = =46.67 （）（2）根据若热量衡算，且忽视热损失，麦醪与麦醪混合前后的焓不变，则米醪的中间温度为： t= 经煮沸后的糊化醪的量为：由前面计算可知：=373.35 kg，=11200.64kg；所以： =11200.64-373.35=10827.29 （kg）又由前面的计算可得： = =3.67 （kJ/kg.k）代入各数据得： 92.65 （）因此温度比煮沸的温度低6.35，由于糊化醪由糊化锅到糖化锅的过程有热量损失，可以不在此过程中加中间冷却器。3）混合醪液从61升温到70所需热量: = =32583

18、.64×3.7×9 =1085035.545 （kJ）4、洗槽水耗热量洗槽水平均温度为80，酶100kg原料洗槽用水450kg，则洗槽一次的定额用水量为： =6788.26÷100×450 =30547.17 （kg）则 =30547.17×4.18×62 =7916604.58 （kg）5、麦汁煮沸过程耗热量 1）麦汁升温至沸点好热量由糖化物料衡算表可知，每100kg混合原料可得到热麦汁739.30kg，过滤后麦汁温度约为70，则进入煮沸锅的麦汁量为： =6788.26÷100×739.30=50185.61 （

19、kg）麦汁比热容： =68188.06 (kg） = =4.02 （kJ/kg.k）则 =50185.61×4.02×30 =6052384.57 （kg)2）煮沸过程蒸发耗热量设煮沸强度10，持续时间1.5h，则水分蒸发量为： =50185.61×10×1.5=7527.84 （kg）由此算得： =I=7527.84×2257.2=16991772.73 （kg）3）煮沸热损失： =15（+）4）综合以上三项可算的麦汁煮沸总耗热： =1.15×(6052384.57+16991772.73） =26500780.89 （kJ）7、一

20、次糖化总耗热用量 = =3451216.82+3530680.06+10850358.55+7916604.58+26500780.89 =42484317.90 （kJ）8、一次糖化蒸汽耗用量使用表压为0.3Mp的饱和蒸汽，热焓为2725.3 kJ/kg，相应冷凝水的焓为：=561.47 kJ/kg，汽化效率=95。则： = = =18815.04 （kg）9、糖化过程每小时最大蒸汽用量糖化操作中，麦汁煮沸时耗热量最大，已知煮沸时间1.5h，热效率95，则： =÷1.5÷95 =26500780.89÷1.5÷0.95 =18597039.22 （kg

21、）相应最大蒸汽消耗量为： =18597039.22÷（2725.3-561.47） =8594.50 （kg/h)10、蒸汽消耗量根据生产设计，每年糖化次数为1458次，共产啤酒70040.52 。则全年蒸汽消耗量为： （kg）每吨啤酒蒸汽消耗量为： =27432328.32÷70040.52 =391.67 （kg/t啤酒）旺季每天蒸汽消耗量： =18815.04×6=112890.24 （kg/d）各步热消耗综合表如下： 表2-2 7万吨啤酒厂糖化总热量衡算表名称规格（Mpa）每吨酒消耗（kg）每小时最大消耗量（kg）每昼夜消耗量（kg）年消耗量（kg）蒸汽0

22、.3（表压）391.678594.50112890.2427432328.322.3 耗水量计算 由前面计算我们可知： 1、糖化和糊化用水=68188.06 kg，设糖化有谁的时间为0.5h，则每小时的最大用水量为： 68188.06÷0.5=136376.12 （kg/h) 2、洗糟用水量为30547.17kg，设用水时间为1.5h，则每小时的最大用水量为： 30547.17÷1.5=20364.82 （kg/h) 3、糖化室洗槽用水 糖化室及设备洗槽用水单次用水定为10吨，清洗时间为2h，则洗槽最大用水量为： 10÷2=5 （t/h） 4、沉淀槽冷却用水 由公

23、式 在公式中，Q为热麦汁耗用热量6054384.57kJ； C为冷水比热，取4.18 kJ/kg.k =45，=18 所以： G=6052384.57÷4.181÷（45-18） =53161.54 （kg/h) 5、沉淀槽洗刷用水 设每次洗刷用水3.5t，洗刷时间为0.5h ,则每小时的最大用水量为： 3.5÷0.7=7 （t/h） 6、麦汁冷却器 设麦汁冷却时间为1h，采用一段冷却的方式，设冷却水的温度为： =2, =78 麦汁的温度设为： =96，=8 根据热交换定律可得： =50185.6×4.02×（96-8） =17753661.3

24、9 （kJ） 所以 =55872.00 （kg） 7、麦汁冷却器冲刷用水 设冲刷一次用水为8.0吨，用水时间为0.5h，则每小时的最大用水量为： 8÷0.5=16 （t/h） 8、CPI装置用水 设冲刷一次用水10t，设用水时间往日一个小时，则每小时的最大用水量为： 10÷1=10 （t/h） 9、CPI装置洗涤用水 设配一次液用水24t，用水时间为1h，则最大用水量为： 24÷1=24（t/h） 10、发酵室洗刷用水 设每天洗发酵罐一个，每天用水12t，洗刷地板用水8t，用水时间设为1.5h，则每小时的最大用水量为： （12+8）÷1.5=13.33

25、（t/h）11、汉生罐及酵母扩大培养罐洗刷用水 设每次洗刷用水20t，设用水时间为1.5h，则每小时的最大用水量为： 20÷1.5=1.33 （t/h）12、过滤冷却器洗刷用水： 设每次冷却用水5t，洗刷地面用水4t，用水时间为0.5h，则每小时的最大用水量为： （5+4）÷0.5=18（t/h）13、硅藻土过滤机用水 设硅藻土过滤机洗刷用水为10t，用水时间为0.5h，则每小时的最大用水量为： 10÷0.5=20 （t/h）14、清酒罐洗刷用水 设每天清洗两个清酒罐，共用水12t，洗刷地面用水3t，用水时间为1.5h，则每小时的最大用水量为： （12+3）

26、47;1.5=10 （t/h）15、洗瓶机用水 设其最大生产能力为：2×瓶/h计算，冲洗每瓶用水1.5kg，则每小时的最大用水量为： 2××1.5= 3× （kg/h）16、装酒机洗刷用水 设冲洗一次用水5t，每次用水时间为40min，则每小时的最大用水量为： 5×60÷40=7.5 （t/h）17、杀菌机用水 设杀菌机每个瓶的用水量为1kg，则2×个瓶的用水量为： 2××1=2×（kg/h）=20（t/h）18、鲜啤酒桶洗刷用水 设每个鲜啤酒桶容量为12kg/桶，冲洗水量为其容量的1.5倍，则

27、每桶鲜啤酒洗桶用水量为： 12×1.5=18 （kg/桶）19、包装车间地面洗刷用水 设包装车间的地面冲洗用水为15t，用水时间为0.5h，则每小时的最大用水量为： 15÷0.5=30 （t/h）20、其他用水 其他用水包括以上设计计算的地面冲洗用水，管道冲洗用水，工具洗刷用水，每班用水设为20t，设用水时间为2h，则每小时的最大的用水量为： 20÷2=10（t/h）2.4 耗冷量的计算1、发酵工艺流程96热麦汁冷麦汁8锥形发酵罐冷却到-1贮酒过滤清酒罐2、工艺技术指标及基础数据 年产10°P淡色啤酒70040.52t； 旺季每天生产6次，淡季每天生产4

28、次，全年共生产1458次； 主发酵时间6天； 4锅麦汁装一个锥形发酵罐； 10°P麦汁的比热容为：=4.0kJ/kg.k； 10°P麦汁的密度为：1041kg/m³； 冷媒的比热容为4.18kJ/kg.k； 麦芽糖厌氧发酵热q=613.6kJ/kg； 麦汁的发酵度为60%；根据发酵车间好冷的性质，可分为工艺耗冷量和非工艺耗冷量。3、工艺耗冷量1）麦汁冷却耗冷量在本设计中，采用一段式冷却法，由前面的物料衡算可知糖化一次的麦汁的量为50185.66，10°P麦汁的密度为1041 kg/m³，所以得到麦汁的量为： =50185.66×104

29、1÷1000 =52243.3 （kg）而10°P麦汁的比热溶为=4.0kJ/kg.k，工艺要求在1h内完成冷却，则热麦汁的耗冷量为： 已知 =96，=8 所以 =52243.3×4.0×（96-8）÷1 =18389641.60 （kJ） 2）发酵耗冷量 （1）发酵期间发酵放热 假定麦汁固形物均为麦芽糖，而麦芽糖厌氧发酵热q=613.6kJ/kg，设发酵度为60%，则1L麦汁的放热量为： =613.6×10%×60%=36.82 （kJ）根据前面的物料衡算，每次谈话的冷麦汁的量为867.11 L，则每个锥形发酵罐发酵放热量

30、为： =36.82×48676.11×4 =7169017.48 （kJ）而主发酵期间为6天，每天生产6次，由于发酵放热的不平衡，取系数为1.5，忽略主发酵期间的麦汁升温，则发酵高峰期的耗冷量为： = =112015.90 (kJ/h）（2）主发酵后期发酵液降温的耗冷量主发酵后期，发酵液温度从8缓慢降至-1，则每天单罐降温耗冷量为： =4×52242.30×4.0×9 =7523305.2 （kJ）工艺要求此过程在2天内完成，每天糖化装1.5个锥形罐，则耗冷量为： =235094.85 （kJ/h）（3）发酵总耗冷量 =112015.90+235094.85 =347110.75 （kJ/h）（4）单罐发酵耗热量 =7169017.48+7523035.2 =14692052.68 （kJ）3）酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗能量 在锥