啤酒工艺学毕业设计第二部分

四川理工学院毕业设计 --23-2.12工艺计算2.1.1原始数据〔1〕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〔2〕大米95%30%麦芽(3〕损失率冷却损失70%3.0%过滤损失1.0%发酵损失装瓶损失总损失〔4〕1.0%5.5%0.5%二三季度为生产旺季，占全年的70%，以170天计算。2.1.2 全场物料衡算〕10°P1、热麦汁量①原料麦芽的收得率=0.75×〔100-6〕％=70.5％②原料大米的收得率=0.95×〔100-12〕％=83.6％=〔70％×70.5％＋30％×83.6％〕×98％=73.93％10010°P73.9310 ×100=739.301.04005，100℃20℃的麦1.040①10010°P739.30

1.04005

×1.040=739.26〔L〕

79.26×〔1-0.03〕717.08〔L〕717.08×〔1-0.01〕=709.91〔L〕709.91×〔1-0.01〕=702.81〔L〕702.81×〔1-0.005〕=699.30〔L〕〔二〕100L10°P699.30L。1100L10°P100L10°P100 ×100=14.30〔㎏)699.30

14.30×0.7=10.01〔㎏)14.30×0.5=4.29〔㎏〕0.28/100ml。100〔㎏)原料，酒花用量为：0.28×739.26=2.1〔㎏)100100L2.1 ×100=0.3〔㎏〕669.30

739.30×100=105.72〔L〕699.30717.08×100=102.54〔L〕699.30⑦湿糖化糟量80％，则湿度糟量为：麦糟：米糟：

(16%)(175%)×10.01=11.76〔㎏〕(180)95×4.29=0.94〔㎏〕180%故湿糖化糟量为：11.76+0.94=12.70〔㎏)⑧酒花糟量 80%，则酒花糟量为：10.4×0.3=0.9〔㎏)10.8⑨酵母量〔以商品干酵母记〕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：100 ×0.15=0.16〔㎏)1007⑩二氧化碳量10°P〔100L〕102.54L1.0400×102.54×10％=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响式为：C H O 12 22 11

O→2CH O2 6 12 62CH6 12

O→4C6

HOH+4CO5

+233.3kJ设麦汁中浸出物均为麦芽糖构成，则CO0.4％，则酒中含CO的量为：2 21.0400×120.54×0.4100=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％，1701〕700007000070%×1000=48040〔kg/次〕6170则全年生产次数为：70000103=1547020〔次〕48040可以知道，全年共要生产1458次。10°P淡色啤酒的密度为1.012㎏/L，则每次生产啤酒的体积为：V G 4804047470.36 〔L/次〕 1.012100L100L10°P14.3047470.36

100

14.306788.26 〔㎏)

6788.26×0.7=751.78〔㎏/次)6788.26×0.3=2036.48〔㎏/次)所以可得 Ⅰ、全年麦芽的用量为:4751.78×1458=6.93×106 〔kg/a)Ⅱ、全年大米的用量为：2036.48×1458=2.97×106 〔kg/a)Ⅲ、全年原料总用量为：6788.26×1458=9.90106〔kg/a)②酒花用量每次用量为：0.3×47470.36÷100=142.41106〔㎏/次)全年酒花耗用量为：142.41×1458=207633.78106 〔kg/a)③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=7.32107 〔L/a〕④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=7.10107 〔L/a〕⑤酒花糟1000.9×100÷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=6.23×105 〔kg/a)⑥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=8.79×106 〔kg/a)⑦发酵业量对于100L的啤酒所需要的发酵液量为：709.91×14.30÷100=101.52〔L〕则依此生产的糖化发酵液量为：48191.91×1458=7.03107 〔L〕⑧过滤酒100L702.81×14.30÷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=6.96107 〔L/a〕3、把以上物料衡算列表则可得:2-1物料名称单位100kg混合原料10010°P色啤酒糖化一次的定额量混合原料㎏10014.306788.26麦芽㎏7010.014751.78大米㎏304.292036.48酒花㎏2.10.3142.41热麦汁L739.30105.7250185.66冷麦汁L717.08102.5448676.11湿糖化糟㎏88.8112.706028.74湿酒花糟㎏6.290.9427.23发酵液L709.91101.5248191.91过滤液L702.81100.5047707.71成品啤酒L699.3010047470.36商品干酵母㎏1.1830.1680.98全年糖化的定额量全年糖化的定额量9.90×1066.93×1062.97×106207633.787.321077.101078.79×1066.231057.031076.96×1066.921071.17105CO2㎏2.9990.43204.122.98105从上表可以看出全年实际的啤酒产量为：GV 所以从实际啤酒生产：G=6.92107×1.0120=7.004×106 〔kg/a)全厂热量衡算投料为大米：麦芽=1:1;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。则糊化锅中参与的原料量=大米粉=2036.48〔kg〕1：4.5，则糊化中加水量为：G=2036.48×4.5=9164.16〔kg〕1糊化锅中的糊化醪：G =2036.48+9164.16=11200.64〔kg〕糊化醪取糖化锅中的料水比为1：3.5，而糖化锅中参与的麦芽粉为4751.78kg所以糖化锅中加水的质量为：G4751.783.516631.78 〔kg〕2则糖化锅中的糖化醪液质量为：G 4751.7816631.2321383.01〔kg〕糖化醪2、在本设计中设一次煮出—浸出糖化法过程3、全厂热量衡算设糖化用水量的好热量为Q1GW

GG1

9164.1616631.2325795.39 〔kg〕自来水平均温度取t 18 ℃，而糖化配料温度t 50℃，所以其耗热量为：1 2Q=G1 W

C tW=25795.39×4.181×〔50-18〕=3451216.82〔kJ〕计算糊化醪煮沸的好热量Q2Q2

=Q+Q+Q2 2

ttt2糊化锅自来水，18糊化锅自来水，18℃糖化锅2036.48kg料水比4.5料水比13.5热水，50℃t4751.78kg13分钟10分钟t(℃)70℃ 63℃，60分钟12分钟7分钟5分钟90℃，20分钟10040分钟70℃，25分钟20分钟过滤90分钟78℃100℃，10分钟糖化完毕麦糟麦汁煮沸锅盘旋沉淀槽薄板冷却器冷麦汁10%酒花糟，热凝固物冷凝固物去发酵罐0

100℃耗热量为Q2

Q

=G C t2 米醪 米醪Q，即=Q2

CG米醪 G

×〔100-t〕0①计算米醪的比热容有阅历公式C谷物

=0.0100C0式中 W为谷物的百分含水率C为谷物的比热容0取 C=1.55kJ/kg.k0W麦芽W大米所以：C麦芽C大米

=6%=12%=0.0100554186=1.1〔kJ/kg.k〕010015518187 〔kJ/kg.k〕G C G CG糊化醪

= 大米 大米 1W 1WG糊化醪=2036.481.879164.164.182036.489164.16=3.76〔kJ/kg.k〕18℃，糊化醪的初温为t50C0 0G C G C故 t= 大米 大米 1W 1W0 G糊化醪

C糊化醪=2036.481.87189164.164.18502036.489164.13.76=47.11〔℃〕③把上述结果带入Q则：2Q=11200.64×3.76×〔100-47.11〕Q2=2227430.95 (kg)设煮沸过程中蒸汽带出的热量为Q240min5％，则蒸发量为m1，则：m1G糊化醪×5％×40×60=11200.64×5％×40×60=373.35〔kg〕所以 Q2

=m1

×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热损失Qttt2为Qttt=15％〔QQ〕2 2 2 故Q

2=Q2+Q2

+Qttt2=1.15〔Q+Q〕2 2=1.15×〔2227430.95+842725.62〕=3530680.06〔kg〕370℃的耗热量Q31〕61℃，100℃t.麦醪初温t麦醪麦芽粉温度为18℃，用50℃热水配料，由前面数据可算的麦醪比热容：G C 18G CC 麦芽麦芽 2W W麦醪 G C麦醪 麦醪G C G C而 C 麦芽 麦芽 2W W麦醪 G麦醪=4751.781.7116631.234.1821383.01=3.63〔kJ/kg.k〕则可算得麦醪温度为：t =4751.781.711816631.234.1850麦醪 21383.013.63=46.67〔℃〕依据假设热量衡算，且无视热损失，麦醪与麦醪混合前后的焓不变，则米醪的中间温度为：G C t G C tt= 混合 混合混合 麦醪 麦醪麦醪G C糊化醪 糊化醪G糊化醪

G m糊化醪 1m1

=11200.64kg；所以：G糊化醪

=11200.64-373.35=10827.29〔kg〕又由前面的计算可得：G CC 麦醪 醪混合

GG

C糊化醪混合=21383.013.6311200.643.7621383.0111200.64=3.67〔kJ/kg.k〕代入各数据得：32583.653.676121383.013.6346.67t 10827.293.7692.65〔℃〕损失，可以不在此过程中加中间冷却器。3〕6170℃所需热量Q:3Q=G混合

C 混合=32583.64×3.7×9=1085035.545〔kJ〕4、洗槽水耗热量Q4450kg，则洗槽一次的定额用水量为：G =6788.26÷100×450洗=30547.17〔kg〕则 Q G洗

C〔8018〕W=30547.17×4.18×62=7916604.58〔kg〕5、麦汁煮沸过程耗热量Q5 Q Q Q5 5 5

Qttt5麦汁升温至沸点好热量Q570℃，则进入煮沸锅的麦汁量为：G =6788.26÷100×739.30=50185.61〔kg〕麦汁麦汁比热容：G C G C G CC 麦芽麦芽 大米 大米 水 水麦汁 G G G麦芽 大米 水G GG水 1 2

G m洗 1=21383.01+16631.23+30547.17-373.35=68188.06(kg〕C =4751.781.712036.481.8768188.064.181麦汁 4751.782036.4868188.06=4.02〔kJ/kg.k〕则 Q5

G 麦汁

麦汁=50185.61×4.02×30=6052384.57〔kg)煮沸过程蒸发耗热量Q10％，1.5h，则水分蒸发量5为：m =50185.61×10％×1.5=7527.84〔kg〕2由此算得：Q=m I=7527.84×2257.2=16991772.73 〔kg〕5 2煮沸热损失Qttt：Qttt=15％〔Q5

5综合以上三项可算的麦汁煮沸总耗热：Q 115%(Q5 5

Q)5=1.15×(6052384.57+16991772.73〕=26500780.89〔kJ〕7、一次糖化总耗热用量Q总Q =QQ总 1 2

QQ Q3 4 5=3451216.82+3530680.06+10850358.55+7916604.58+26500780.89=42484317.90〔kJ〕8D使用表压为0.3Mp的饱和蒸汽，热焓为2725.3kJ/kg，相应冷凝水的焓为：i=561.47kJ/kg，汽化效率=95％。则：QD= 总〔Ii〕= 38676912.662725.3561.40.95=18815.04〔kg〕9、糖化过程每小时最大蒸汽用量Q最大糖化操作中，麦汁煮沸时耗热量Q5

1.5h，95％，则：Q =Q最大 5

÷1.5÷95％=26500780.89÷1.5÷0.95=18597039.22〔kg〕相应最大蒸汽消耗量为：(D Q最大 Ii)(最大=18597039.22÷〔2725.3-561.47〕=8594.50〔kg/h)10、蒸汽消耗量70040.52。则全年蒸汽消耗量为：D 〔kg〕每年每吨啤酒蒸汽消耗量为：D =27432328.32÷70040.52吨酒旺季每天蒸汽消耗量：D =18815.04×6=112890.24〔kg/d〕每天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〔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0.3〔表压〕391.678594.50112890.2427432328.32耗水量计算由前面计算我们可知：1、糖化和糊化用水G最大用水量为：

=68188.06kg，设糖化有谁的时间为0.5h，则每小时的水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102h，则洗槽最大用水量为：10÷2=5〔t/h〕4、沉淀槽冷却用水由公式GQC〔t2

t)1在公式中，Q6054384.57kJ；C4.18kJ/kg.kt=18℃2 1所以： G=6052384.57÷4.181÷〔45-18〕=53161.54〔kg/h)5、沉淀槽洗刷用水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，承受一段冷却的方式，设冷却水的温度为：T=2℃,T1 2

=78℃麦汁的温度设为：t=96℃，t=8℃1 2依据热交换定律可得：Q Q麦汁 冷水Q C G 〔tt〕麦汁 麦汁 麦汁 1 2=50185.6×4.02×〔96-8〕=17753661.39〔kJ〕Q C G 〔TT〕冷水 冷水 冷水 1 2G Q水 冷水

C 冷水

T〕2所以 G水

=55872.00 〔kg〕7、麦汁冷却器冲刷用水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10÷1=10〔t/h〕9、CPI装置洗涤用水24t1h，则最大用水量为：24÷1=24〔t/h〕10、发酵室洗刷用水则每小时的最大用水量为：〔12+8〕÷1.5=13.33〔t/h〕11、汉生罐及酵母扩大培育罐洗刷用水20÷1.5=1.33〔t/h〕12、过滤冷却器洗刷用水：4t0.5h，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10t0.5h，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12t3t1.5h，则每小时的最大用水量为：〔12+3〕÷1.5=10〔t/h〕15、洗瓶机用水设其最大生产力气为：2×104瓶/h1.5kg，则每小时的最大用水量为：2×104×1.5=3×104 〔kg/h〕16、装酒机洗刷用水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1kg2×104个瓶的用水量为：2×104×1=2×104〔kg/h〕=20〔t/h〕18、鲜啤酒桶洗刷用水1.5酒洗桶用水量为：12×1.5=18〔kg/桶〕19、包装车间地面洗刷用水15t0.5h，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20t2h，则每小时的最大的用水量为：20÷2=10〔t/h〕耗冷量的计算1、发酵工艺流程

8℃→锥形发酵罐→冷却到-1℃→贮酒→过滤→清酒罐2、工艺技术指标及根底数据年产10°P淡色啤酒70040.52t；14586410°PC1

=4.0kJ/kg.k；4.18kJ/kg.k；60%；依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Qt1〕麦汁冷却耗冷量Q11041kg/m³，所以得到麦汁的量为：GV=50185.66×1041÷1000=52243.3〔kg〕10°PC1

=4.0kJ/kg.k，工艺要求在1h内完成冷却，则热麦汁的耗冷量为：Q1

GC〔t1

t/12 =96℃，t =8℃1 2所以 Q1

=52243.3×4.0×〔96-8〕÷1=18389641.60〔kJ〕2〕发酵耗冷量Q2发酵期间发酵放热Q2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601Lq=613.6×10%×60%=36.82〔kJ〕0867.11L，则每个锥形发酵罐发酵放热量为：Q=36.82×48676.11×40=7169017.48〔kJ〕661.5，无视主发酵期间的麦汁升温，则发酵顶峰期的耗冷量为： Q1.56Q 0 2 2464=7169017.481.562464=112023.90 (kJ/h〕主发酵后期发酵液降温的耗冷量Q2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：0 1=4×52242.30×4.0×9=7523305.2 〔kJ〕工艺要求此过程在2天内完成，每天糖扮装1.5个锥形罐，则耗冷量为： 1.5QQ 0 2 242=235094.85 〔kJ/h〕发酵总耗冷量Q2Q Q2 2

Q2=112023.90+235094.85=347110.75〔kJ/h〕单罐发酵