年产12万吨浅色啤酒的工厂工艺设计-毕业设计说明书名师资料合集(完整版)资料

年产12万吨浅色啤酒的工厂工艺设计毕业设计说明书名师资料合集（完整版）资料(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）

年产12万吨浅色啤酒的工厂工艺设计毕业设计说明书名师资料合集（完整版）资料(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）1前言1．1啤酒制备工艺简介啤酒是以大麦为主要原料的酿造酒，经粉碎，糖化，发酵等工序制得。啤酒生产过程分为麦芽制造、糖化、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。麦芽制造：大麦浸渍吸水后，在适宜的温度和湿度下发芽，发芽时产生各种水解酶，如蛋白酶、糖化酶、葡聚糖酶等，这些酶可将麦芽本身的蛋白质分解成肽和氨基酸，将淀粉分解成糊精和麦芽糖等低分子物质。发芽到一定程度，经过干燥，制成水份含量较低的麦芽。糖化：麦芽经过粉碎，加入温水，在一定的温度下，利用麦芽本身的酶制剂，进行糖化（主要将麦芽中的淀粉水解成麦芽糖），为了降低生产成本，还可以加入一定比例的辅料（大米、玉米、糖浆等）。制成的麦芽醪，进行过滤，得到麦芽汁，送入麦汁煮沸锅中，将多余的水分蒸发掉，并加入酒花。最后沉淀冷却充氧，为发酵做好充分的准备。发酵：麦芽汁经过冷却后，加入酵母菌，输送到发酵罐中，开始发酵。传统工艺分为前发酵和后发酵，分别在不同的发酵罐中进行，现在流行的作法是在一个罐内进行前发酵和后发酵。前发酵主要是利用酵母菌将麦芽汁中的麦芽糖转变成酒精，后发酵主要是产生一些风味物质，排除掉啤酒中的异味，并促进啤酒的陈熟，这一期间，控制一定的罐内压力，使后酵时产生的二氧化碳保留在啤酒中。过滤灭菌：经过15天左右的发酵，将啤酒进行过滤，除去啤酒中的酵母菌和微小的颗粒，再进行低温冷却，进入清酒罐。包装：包装方式主要有瓶装和罐装，还有桶装等。1．2设计的内容与依据设计题目年产12万吨浅色啤酒的工厂工艺设计1.2.21.2.31.2.3.1（1）厂址选择及论证（2）总体行业生产状况及水平，生产工艺流程选定及论证（3）生产的物料衡算并列表（4）水（地下水）、电（工业用电）、汽、冷、风及热量平衡计算（5）主要工艺设备选型及计算（以国产设备为主）并列出全厂设备一览表（6）人员组织及管理（7）环境保护和三废治理方案和措施（参照有关国家标准进行）（8）相关经济概算（重点是单产消耗和成本概算）1.2.3.2（1）工厂布置图3张：全厂平面布置图、制麦车间平面布置图，制麦车间立面图（2）工艺流程图3张：制麦工艺流程图、糖化工艺流程图、发酵工艺流程图1．3厂址选择和论证1.3.1本厂选在河北省新乐。1.3.1.1石家庄地处大陆性季风气候区,冬季寒冷干燥，多西北风，夏季炎热干燥，多东南风，春秋温和。由风玫瑰图可知，该地区的主导风向为东南风。新乐是石家庄的郊县，位于石家庄的东北角。夏季产量高，正处于风的下游阶段，因此选在此处，不会给居民造成污染。1.3.2新乐市位于河北省中部，南距石家庄39公里，北距北京240公里、天津300公里。地理位置优越，交通便利，历史上称之谓“九省通衢，三辅重地”。京广、朔黄两条铁路、纵横贯穿全境，交通便利，有利于产品的销售。人口密集，有着广阔的消费市场。

地势平坦，有利于工厂总平面布置；

而且可用地面积广阔，土地的征用符合一系列的法规，地下水储量大,埋藏浅,水质优良，适合啤酒生产。1．4原辅料及成品1.4.1主要原料为：大麦.1来源：澳麦澳麦的特点：颗粒粗短，粒大，有光泽，背内少痕迹，麦皮薄，总氮含量适中，浸出率高，溶解性好，库值适中。采用品种优良的二棱大麦。其特点为：麦粒肥大饱满，色泽淡黄，新鲜，用它制麦无水敏性，发芽率高，溶解好，浸出率高，溶解性好，浸出率一般高到78%以上，蛋白质含量一般为11%左右，酿造性好，发酵度高，泡沫性好，细腻持久。优良酿造大麦品种的特点：（1）粒大饱满，皮薄，色浅，体型短（2）高产，低肥，抗病毒（3）成熟期早，休眠期短，浸出率高（4）粒重量高，二棱大麦不低于42克，六棱大麦不低于（5）粉状颗粒，在80%以上（6）吸水能力强，72小时浸渍水分应达47.5%以上（7）蛋白质含量适中，二棱大麦9-11%，六棱大麦10-12%（8）大麦和制成麦芽的酶活性高（9）发芽率不低于95%，溶解良好，制麦收得率高我国啤酒大麦质量标准见表1.1表1.1我国二棱大麦质量标准项目等级一级二级三级外观淡黄色，具有光泽，无病斑粒，无霉味和其它异味淡黄色，具有光泽，无病斑粒，无霉味和其它异味黄色，无病斑粒，无霉味和其它异味千粒重量（g）≥40≥35≥32夹杂物（%）≤1≤1.5≤2发芽率（%）≥95≥90≥85水分（%）≤13≤14≤14无水蛋白质（%）≤12≤13≤141.4.1.2大麦与其它许多植物种子一样,具有特殊的休眠机制,新收获的大麦不但发芽率低,而且发芽不均匀,须经过6～8个星期的后熟期才能正常的发芽力。本厂采用立仓储藏大麦，在立仓中设有通风管道，温度自动记录仪和喷药器的辅助装置。1.4.2辅料选用大米1.4.2.1规格要求：水分愈低愈好，粉碎愈细愈好，不得含有整粒大米，粉碎物品公斤重量为80～90kg/hl。1.4.2我国盛产大米，大米淀粉含量高于其他谷类，添加大米的啤酒色泽浅，口味清爽，泡沫细腻，酒花香味突出，非生物稳定性较好，特别适宜制造下面发酵的淡色啤酒。虽然玉米，大麦、小麦都可以做辅助原料，但是它们都有其不足之处，由于玉米富含油脂，破坏啤酒的泡特性，减弱起泡能力，且产生异味。此外，油脂在贮藏的过程中易氧化，产生不良口味，不能长期存放。用小麦、大麦做辅料，其用量低，而且制成麦汁粘度高。1.4.31.4.3.1规格要求：中华人民共和国国家标准。本厂采用酒花颗粒和酒花制品（酒花浸膏）。1.4.酒花的功能是赋予啤酒香味和爽口苦味，增进啤酒花特性和稳定性，和麦汁共沸时促进蛋白质凝固，有利于澄清，增加麦汁和啤酒的防腐蚀能力。酒花制品的优点：（1）贮运体积大大缩小；（2）可用常温保存；（3）减少麦汁损失；（4）可准确的控制苦味质含量；提高酒花利用率；1.4.41.4.4.11.4.地表水容易受到工农业废水及生活污水污染，因此本厂选用地下水。1.4.1.4.5.1品种：12°Bx、11°1.4.5.2表1.2啤酒感官指标项目优级一级二级外观透明度清凉透明无明显悬浮物和沉淀物澄清、较透明浊度≤1.0≤1.5≤2.0泡沫形态泡沫洁白细腻持久挂杯泡沫洁白细腻较持久挂杯泡沫较洁白泡持性瓶装≥210≥180≥120罐装≥180色度(EBC)14°5.0～11.05.0～14.012°11°10°5.0～9.55.0～11.05.0～12.08°5.0～12.0香气和口味有明显酒花香气，爽口，酒体协调柔和，无异香异味有明显酒花香气，口味纯正，较爽口协调，无异香异味有酒花香气，口味较纯正，无异味表1.3啤酒理化指标级别优级一级二级酒精含量%≥3.7≥3.5≥3.5原麦汁浓度%12±0.3总酸Ml/100mL≤2.6二氧化碳%≥4.0≥0.38≥0.35双乙酰mg/L≤0.13≤0.15≤0.201.4.瓶装，罐装熟啤酒保质期不少于120天（优，一级）60天（二级）瓶装鲜啤酒保质量期不少于7天，罐装，桶装鲜啤保质期不少于3天。1．5啤酒厂的环境措施1.5.1麦芽制造和啤酒酿造生产过程中主要的副产品有：麦芽的麦根、糖化的麦糟、冷却的沉淀蛋白质、发酵的酵母和CO2等，麦糟及沉淀蛋白可做饲料；麦根和酵母可利用其所含有效成分，制造药品；CO2可回收再利用。废水处理：废水处理应根据当地市政府要求进行，采用好气性的生物处理系统，利用细菌充分分解有机物。其处理过程大致为：废水流量的平衡；筛分去除固形物；加营养盐和调节PH值；废水的第一次沉降；生物氧化作用；废水的第二次沉降；污泥的排除。采用上流式厌氧污泥床-氧化沟法处理啤酒生产废水。针对啤酒废水特点，吸收和引进国内较成熟的上流式厌氧污泥床生化处理技术，结合本地的实际进行使用。用UASB法作级生化处理，配以氧化沟活性污泥法作二级处理，基本上能满足中等浓度有机废水处理达标排放标准2工艺流程的确定2.1制麦将原大麦制成麦芽习惯称为制麦，它是啤酒生产的开始，麦芽制备工艺决定了麦芽品种和质量，从而决定了啤酒的类型，麦芽质量将直接影响酿造工艺和成品啤酒的质量。工艺流程原大麦→粗选机→立仓贮存→精选分级机→称量贮藏→大麦高位槽→浸麦槽→湿大麦→萨拉丁发芽箱→绿麦芽→单层高效干燥炉→除根机→立仓贮藏→成品麦芽工艺论证.1贮麦:采用立仓贮藏（1）优点:占地面积小，不易受病虫害，倒仓方便，清洁、杀菌方便。（2）要求:①大麦已成熟，新收割的大麦不能马上进仓②干燥大麦含水量必须在12%以下，最高温度极限定为15℃；③大麦必须除尘，除杂物；（3）辅助装置：清洗除尘装置、人工干燥装置、输送装置、通风装置、喷药装置、测麦温装置.2大麦的精选与分级精选：除去大麦中的糠灰，杂谷及金属；分级：为浸渍均匀，发芽整齐创造条件，提高麦芽的浸出率。分级标准如下表:见表2.1大麦分级标准表2.1大麦分级标准分级大麦筛孔规格颗粒腹径用途Ⅰ号大麦25×2.52.5以上制麦用Ⅱ号大麦25×2.22.2以上制麦用Ⅲ号大麦2.2以下饲料用.3浸麦：采用喷淋浸麦法（1）特点:利用水雾供给麦粒氧气和水，简单而经济。耗水量少，供氧充足，发芽速度快，同时相应减少污水处理。可使麦粒接触更多的空气，提前发芽，减少浸麦和发芽时间。总的操作时间48小时，用水量只有一般浸麦法的1/4，同时相应减少了污水处理负担。（2）操作方法：=1\*GB3①投料后水洗浸麦6小时，每隔一小时通风十分钟。=2\*GB3②断水喷雾18小时，每隔1小时通风10分钟。=3\*GB3③水浸2小时，通风搅拌20分钟。=4\*GB3④断水喷雾10小时，每隔1小时通风10分钟。=5\*GB3⑤水浸2小时，通风20分钟。=6\*GB3⑥断水喷雾8小时，每隔1小时通风20分钟。=7\*GB3⑦停止喷雾，空水2小时出槽。（3）浸麦的添加剂:①石灰水1.3Kg/m3作用:先制成饱和石灰乳，然后加入浸麦水中。起杀菌作用，能浸出麦皮中的多酚物质苦味等有害物质，有利于发芽力的提高和改变啤酒色泽、风味和非生物稳定性。②甲醛1～1.5kt/h大麦作用:有杀菌作用，浸出花色苷，提高啤酒的非生物稳定性，抑制根芽生长，降低制麦损失。.4发芽：采用萨拉丁发芽箱特点：=1\*GB3①占地面积小②不受季节影响，全年均可生产=3\*GB3③通风式发芽一般一人即可操作，便于生产机械连续化和自动化=4\*GB3④撒拉丁箱发芽的麦芽制成率较地板式发芽高1～2%=5\*GB3⑤发芽期较地板式发芽法短1～2天=6\*GB3⑥单位面积产量较地板式发芽法高8～15倍.5干燥：采用通风式单层高效干燥炉（1）特点:①炉体结构简单，操作方便，易实现自动控制；②麦层高可达1米，不用翻麦机，其他附属装置也较简单；③干燥时间短，有效时间18～20小时；④回风可加以利用，经济上和工艺上均较合理；⑤占地面积小，便于自动化（2）单层高效干燥炉的一般工艺条件：见表2.2表2.2单层高效干燥炉的一般工艺条件凋萎10～13h麦温40～60水分41～10%40～6510～6%干燥3～4h65～806～5%焙焦3～4h80～855%以下干燥时间20h，干燥后的水分含量为3～3.5%，除根后利用真空输送系统送至麦芽立仓贮存。.6除根：由于麦根中含有不良苦味会导致啤酒风味不良，且麦根具有很强的吸湿性，只有除去后才便于保存麦芽2.2糖化工艺流程大米麦芽↓↓称量称量↓↓粉碎粉碎↓↓大米粉暂存麦芽粉暂存↓↓糊化→糖化↓洗槽水→过滤←麦糟↓煮沸←酒花↓回旋沉淀→热凝固物↓薄板冷却←对麦汁充氧↓发酵工艺论证：.1糖化工艺：采用三次煮出糖化法糖化方法是兼用生化作用和物理作用进行糖化的方法，其特点是将糖化醪液的一部分，分批加热到沸点，然后与其未煮沸的醪液混合，使全部醪液温度分批地升高到不同酶分解所要求的温度，最后达到糖化终了温度。操作方法：糊化锅糖化锅

45℃(20′)↓70℃(20′)37℃(30′)↓15′兑醪↓100℃(30′)—————————→54℃(40′)↓54℃←———————————54℃↓↓100℃(10′)—————————→66℃（无碘反应）↓66℃←———————————66℃↓↓100℃(10′)—————————→78℃→过滤特点：增加麦芽浸渍过程，延长蛋白质分解和糖化时间以加强酶的作用，提高原料利用率。在糊化醪和糖化醪中可适当添加硫酸和盐酸或磷酸来调节PH值，使PH值在最适酸度范围内，再添加石膏以保证α淀粉酶作用更大，以保证啤酒的非生物稳定性。过滤前的麦汁浓度约为为19度，浓度较高，酶活力迟钝，生成的麦芽糖度较少，发酵度低。为避免这个现象发生，则可增加糖化的时间，因此本厂选择三次糖化法糖化车间每天糖化8锅，由糖化工艺确定设备实行七器组合的方式即糊化锅两个，糖化锅两个，过滤槽一个，煮沸锅一个，沉淀槽一个。糖化过程中原辅料配比为60：40（百分比）。麦芽、大米采用对辊式粉碎机。2.2.2.2（1）特点：=1\*GB3①谷皮破而不碎，滤层较松疏，可缩短麦汁的过滤时间；=2\*GB3②对溶解不良的麦芽可提高其浸出物收得率；=3\*GB3③糖化浸出物收得率较干粉碎增加约0.7%；（2）工艺要求：在麦斗中浸渍麦芽的温度为50℃2.2.2.3过滤：技术要求：过滤与洗糟操作应快速进行，防止对酚物质氧化而使麦汁色泽加深；应控制洗糟水的pH值，不宜用碱性水质以防止麦皮中的多酚物质和苦味物质多量溶出，影响麦汁质量。洗糟时，洗糟水应淹没糟层，尽量防止氧化作用。洗糟水温控制在78～80℃，过高则回导致麦汁混浊。2.2.2.目的：稳定麦汁成分，破坏酶的成分，使之停止作用。主要是停止淀粉酶的作用；对麦汁进行杀菌；凝固沉淀的蛋白质，提高啤酒的非生物稳定性。2.2.2.5麦汁冷却目的：降低麦汁温度以适应干发酵的要求；麦汁吸收一定量氧气，促使酵母的繁殖作用；析出和分离麦汁中的热冷凝固物，以及改善发酵原料和提高啤酒质量。薄板冷却器的特点：占地面积小，麦汁不易收污染；清洗和杀菌比较简单；）冷却效果好。2.3发酵工艺流程CO2→水↓经冲氧的冷麦汁→发酵罐→离心分离→冷却过滤→硅藻土过滤→↑酵母培养←酵母实验室培养←酵母菌种→清酒罐→罐装车间工艺论证.1发酵罐：采用露天锥型罐发酵特点：占地面积小，大大缩短了发酵周期，同时还可以回收二氧化碳，酵母添加量为全麦汁的3～7%。添加方法分四次打入发酵罐。第一、三次各添加全部酵母泥的5%，发酵周期为20天，满罐温度不超过7℃，最高发酵温度9℃，维持此温度至5%的发酵度，发酵末期，发酵度距最终发酵度为10%左右，升温至12℃，至双乙酰降至0.064ppm左右时降温排酵母，然后冷却酒温至-1℃发酵罐采用碳钢，内涂树脂，具有投资少质量好的优点，并采用25%的酒精水对发酵的温度进行降温。采用三段冷却四段控制方法即在锥底一段，圆柱部分分两段，控制点有四个，并且发酵罐装有CIP清洗系统，用热水，碱水，强力胺清洗发酵罐。也有二氧化碳回收装置。二氧化碳回收时各发酵罐的二氧化碳可串联使用，回收二氧化碳经压缩机进入气体暂存罐，压力不超过6Mp。回收的二氧化碳经KMnO4溶液棉花活性炭过滤并洗涤后可循环使用。.2过滤：采用硅藻土过滤加精滤的组合方式，这样可提高出酒的质量，并且降低吨酒的水耗，冷冻水可循环使用，减低了排放负荷。.2酵母扩培：采用七罐五级扩培（1）洗扩培罐流程：热水→火碱→冷水→热水→强力氨→冰水→取样化验{无大肠杆菌}→背压0.78MP防菌进入→洗下一个（2）扩培：麦汁→2#罐灭菌（115℃维持71～75分钟，再冷却至15℃，恒温恒压到24小时）→1#罐保温48小时→3#罐保温24小时→其它逐级扩培24小时（3）发酵罐清洗：采用“冷酸”CIP清洗常水→温碱→常温酸洗涤→灭菌剂特点：①采用复合酸洗涤②工艺上采用低温（小于40℃）③实现在线测浓度和自动化控制④卫生指标理想热碱CIP工艺（以80～85℃的热碱为主）。耗能大，CIP循环位差大，对发酵罐的视镜，阀门泵等的损坏也大。另外，刚刷完的发酵罐对接种酵母非常不利。为了达到工艺要求还需耗一定的冷量来中和这部分热量，否则容易影响酵母正常发酵。所以选用“冷酸”CIP清洗。2.4灌装进瓶→洗瓶→验瓶瓶盖↓↓清酒→灌装→压盖→杀菌→验酒→贴标→装箱→出厂本灌装线可采用广州轻工厂生产的自动化灌装线。2.5高浓稀释技术本厂采用的是高浓稀释技术，高浓度稀释啤酒简称稀释啤酒。在麦汁制备时先制备高浓度的原麦汁，根据设备平衡条件，在以后的工艺中进行稀释，使达到所要求的浓度，以提高糖化、发酵、贮酒甚至啤酒澄清设备的利用率。优点：糖化设备和发酵设备利用率提高，节省工厂建设投资；生产费用的降低，热能和能源的显著降低，成本的降低；实物劳动生产率的提高；啤酒风味稳定性和非生物稳定性的提高。此工艺可在啤酒过滤前后，本厂采用啤酒过滤前进行稀释，在过滤前稀释，技术条件要求较低。2.6全厂全年生产安排全年生产时间为300天，一月份下旬，二月份上旬和十一月份为大修时间。全年产量请见表2.3表2.3全厂全年生产安排（产量/万吨）月份数值123456789101112平均月生产量111111111111实际月生产量0.70.40.811.151.61.61.61.35100.9一吨啤酒需要混合原料250.9Kg，产酒旺季在6、7和8月，每月产量1.6万吨，其中70%为12度，30%为11度。采用高浓稀释稀释。则每月生产16度的啤酒量为:万吨每天的啤酒产量为：11700/30＝390t/d，则日耗原料390×250.9=97.85t每天糖化8锅，则每锅投料量:97.85/8=12.23t其中麦芽:12.23×60%=7.338t大米:12.23×40%＝4.892t3物料衡算3．1麦芽生产的物料衡算3.1.1表3.1麦芽物料衡算序号项目代号%备注1原大麦含水分W113二棱大麦2浸渍大麦含水分W245二棱大麦3绿麦芽含水分W343二棱大麦4干麦芽含水分W43.5二棱大麦5商品麦芽含水分W55二棱大麦6浮麦含水分Wn35二棱大麦7清理除杂损失P10粗选过程，占原料大麦%8分级损失R5精选过程，占原料大麦%9浮麦损失N1占精选大麦干物质%10发芽损失M7占精选大麦干物质%11浸麦损失T0.8占精选大麦干物质%12除根损失Q4占精选大麦干物质%100kg精选大麦生产淡色麦芽的物料衡算3.1.2.1大麦的干物质含量=100-W1=100-13=87kg浸渍总损失=N+T=1%+0.8%=1.8%大麦浸渍后干物质质量=87×（1-1.8%）=85.43kg浸渍大麦重量=kg浸渍大麦容量以660kg/m3计算浸渍大麦容量=155.33×1000/660=235.3L3.1.2.2绿精选大麦浸麦，发芽过程中的总损失为：N+T+M=(1+0.8+7)%=8.8%100kg精选大麦发芽后，绿麦芽的干物质含量：87×（1-8.8%）=79.34kg绿麦芽重量=kg绿麦芽的容重以410kg/m3计算绿麦芽容积=L精选大麦容重以635kg/m3计算精选大麦容积=L由精选大麦制成半成品绿麦芽的容积增加倍数为：339.5/157.5=2.16倍附：100kg精选大麦（G1）的呼吸损失，发芽室水分蒸发和发芽过程CO2释出量：反应如下：C6H10O5+6O2→6CO2+5H2O16226490（1）发芽呼吸损失：S=G1×(1-W1)×M=100×(1-13%)×7%=6.09kg（2）发芽室水分蒸发：kg式中0.55-每千克淀粉燃烧时所蒸发的水分（3）发芽过程CO2释出量：每千克淀粉燃烧时所释放的CO2：1×264/162=1.63kgC=1.63×S=1.63×6.09=9.272kg3.1.2.3根据基础数据，干麦芽（成品麦芽）含水分3.5%，除根损失Q=4%则100千克精选大麦得麦芽根量：87×4%=3.48kg除根后成品麦芽干物质为：79.34-3.48=75.86kg则100kg精选大麦制成成品麦芽的重量为：kg成品麦芽容重以500kg/m3计算麦芽容积：L3.1.2.4根据基础数据，清麦及杂谷分离损失分别为：P=10%，R=5%则100kg精选大麦需原大麦量为：原大麦容重为650kg/m3计算原大麦容积：116.6/650×1000=181L或分级前大麦重量：100/(1-10%)=111.1kg大麦精选率%=精选大麦重×100%/原大麦重=100×100%/117.6=85%麦芽生成率%=除根后麦芽量×100%/精选大麦重=78.6×100%/100=78.6%成品麦芽对原大麦的生成率=78.6×100%/117.6=66.8%生产100kg成品麦芽需原大麦量：117.6×100/78.6=149.7kg生产100kg成品麦芽需精选大麦量：100×100/78.6=127.2kg3.1.2.5根据基础数据，浮麦损失N=1%则100kg精选大麦中，浮麦的干物质量=87×1%=0.87kg浮麦含水分Wn=35%则浮麦重量=0.87/（1-35%）=1.34kg设浮麦在空气中干燥后，其水分为13%则干浮麦重量=0.87/(1-13%)=1kg，设干浮麦容重为500kg/m3计算则100kg精选大麦得浮麦容积为1×1000/500=2L3.1.2.6从.3中得麦根3.48kg，设麦根含水分10%100kg精选大麦得麦根量为3.48/（1-10%）=3.87kg麦根容重以350kg/m3计算其容积为3.87×1000/350=11.06L麦芽生产物料衡算表表3.2麦芽生产物料衡算表物料名称对100kg精选大麦对100kg成品麦芽千克升千克升浸渍大麦155.3235.3197.6299.4绿麦芽139.2339.5177.1431.9成品麦芽78.6157.2100200原大麦117.6181.0149.7230.3浮麦121.272.54麦根3.8711.064.9214.06精选大麦100157.5127.2200.43．2啤酒生产物料衡算基础数据表3.3啤酒生产基础数据项目名称代号%备注定额指标原料利用率W198.5麦芽水分W26大米水分W313无水麦芽浸出率E175无水大米浸出率E295原料配比麦芽M60大米N40损失率麦芽磨损和清净损失Pm0.66大米磨损和清净损失Pn0.6冷却损失7对热麦汁而言发酵损失1.5滤过损失2稀释损失1.5包装损失2空瓶损失0.5对瓶装啤酒而言瓶盖损失1商标损失0.1100kg原料(麦芽+大米)生产16度淡色啤酒的物料衡算3.2.2.1原料麦芽收得率：原料大米收得率：混合原料收得率：(0.60×70.5%+0.40×82.65%)98.5%=74.23%则100kg原料产16度热麦汁量为：kg16度的麦汁在20℃的比重为1.065100℃的麦汁比20℃的麦汁体积增加1.04倍热麦汁体积：L3.2.2.2453.05(1-0.07)=421.34L3.2.2.3421.34(1-0.015)=415.02L3.2.2.4415.02(1-0.02)=406.72L3.2.2.5406.72(1-0.02)=398.58L生产100升淡色啤酒的物料衡算100kg的混合原料生成成品啤酒量为398.58L3.2.3.1生成100Lkg3.2.3.225.09×60=15.05kg3.2.3.325.09×40=10.04kg3.2.3.4100L热麦芽汁加入酒花量定为0.2kgL3.2.3.5L3.2.3.6L3.2.3.7L3.2.3.8L3.2.3.9L3.2.3.10设排出的湿麦槽含水分80%麦槽量：kg大米槽量：kg湿糖化槽量：17.68+2.18=19.86kg3.2.3.11设酒花的浸出率为40%，则酒花槽含水量为kg3.2.3.12生产100L啤酒可得2kg湿酵母泥其中一半作生产接种，一半作商品酵母用，湿酵母泥含水量85%酵母含固形物量：kg含水分7%的商品酵母量：kg3.2.3.13CO2设麦汁的真正发酵度为55%则可发酵的浸出物：16%×105.71×55%=9.30㎏麦芽糖发酵的化学反应式为：C12H22O11＋H2O→4C2H5OH＋4CO23424×44设麦芽汁的浸出物均为麦芽糖，则生成CO2量9.30×4×44/342=4.79㎏设16度啤酒含CO2为0.4%，酒中含CO2量105.71×0.4%=0.42㎏则释放出的二氧化碳的量为：4.79-0.42=4.37㎏1m3CO2在20℃常压下重1.832㎏，释放出CO2容积：4.37/1.832=3.2.3.14稀释损失1.5%稀释成12度啤酒的量为：100×16%×70%×（1-1.5%）/12%=91.93稀释成11度啤酒的量为：100×16%×30%×（1-1.5%）/11%=42.98啤酒生产总量为：91.93+42.98=134.91L瓶装啤酒的容量为640ml空瓶需用量：134.91/0.64×1.005=211.85个瓶盖需用量：134.91/0.64×1.01=212.9个商标耗用量：134.91/0.64×1.001=211张啤酒生产物料衡算表表3.4啤酒生产物料衡算表物料名称单位100混合原料100L成品啤酒390t成品啤酒混合原料用量㎏10025.0997.85×103麦芽㎏6015.0558.70×103大米㎏4010.0439.15×103酒花㎏0.9040.2270.8853×103热麦汁量L453.05113.67443.31×103冷麦汁量L421.34105.71412.27×103发酵量L415.02104.12406.07×103滤过酒量L406.72102.04397.96×103成品酒量L398.58100390.0×103湿糖化槽㎏79.1619.8677.45×103湿酒花槽㎏2.710.682.652×103商品干酵母㎏0.640.160.624×103游离CO2㎏17.424.3717.04×103空瓶需用量个844.49211.85826.22×103瓶盖需用量个848.68212.9830.31×103商标耗用量个841.10211822.90×103日产量390t的衡算表表3.5麦芽生产衡算表物料名称基准（100kg成品麦芽）58.70×103kg麦芽浸渍大麦197.6115.99×103绿麦芽177.1103.96×103原大麦149.787.87×103浮麦1.270.7455×103麦根4.922.89×103精选大麦127.274.67×1034热量衡算4．1麦芽干燥过程热量衡算麦芽干燥炉规格:单层高效干燥炉生产能力:产麦芽58.70吨/天基础数据：见表4.1空气参数，4.2单层高效干燥炉技术条件表4.1空气参数项目温度t(℃)相对湿度Φ(%)热焓(kJ/kg)湿含量X(g/Kg)夏季325675.06X1=16冬季-1493.22X2=1.7排出328598.11X0=26表4.2单层高效干燥炉技术条件干燥阶段干燥时间(min)表层温度(℃)调1045～60萎360～65干燥465～80焙焦380～85麦芽干燥炉物料衡算干燥炉20h产58.70t麦芽，含水量3.5%进入干燥炉绿麦芽重量:57.70×177.1/100=102.19t进入干燥炉干物质重量:102.19×(1-43%)=58.25t干燥炉水分蒸发量:102.15-58.25/(1-3.5%)=41.79t4.1.2.1干空气用量L干=W/(X0-X1)=41.79×103/(0.026-0.016)=41.79×10进风量:L1=L干(1+X1)=41.79×105×(1+0.016)=42.46×10比容:ν1=(0.772+1.244X1)(273+32)/273=0.8847(m3/kg绝干空气)V1=L干ν1=42.46×105×0.8847=37.56×10出风量:L2=L干(1+X2)=41.79×105×(1+0.026)=42.88×10比容:ν2=(0.772+1.244X2)(273+32)/273=0.8986(m3/kg绝干空气)∴V2=L干ν2=42.88×105×0.8986=38.53×104.1.2.2干空气用量L干=W/(X0-X1)=41.79×103/(0.026-0.0017)=17.20×10进风量:L1′=L干′(1+X1′)=17.20×105×(1+0.0017)=17.23×10比容:ν1′=(0.772+1.244X1′)×(273-1)/273=0.7902(m3/kg绝干空气)V1′=17.23×105×0.7902=13.62×10出风量:L2′=17.23×105×(1+0.026)=17.68×10比容:ν2′=0.8986(m3/kg绝干空气)V2′=17.68×105×0.8986=15.89×10表4.3干燥炉需要风量项目kg/20h夏季进风42.46×105出风42.88×105冬季进风17.23×105出风17.68×105根据不同的阶段开用不同的鼓风机。单层高效干燥炉喷汽间接加热干燥麦芽，绿麦芽排潮，使水分由41%降至7%，此阶段每小时绝干空气为:P=E/(Xe-Xa)E=SK(Xg-X)式中:Xe-空气离开麦层时的湿含量m3/kg绝干空气Xa-空气进入麦层时的湿含量m3/kg绝干空气E-水分蒸发量S-特定情况下的表面积m2(取300m2Xg-麦芽表层空气湿含量m3/kg绝干空气X-麦芽周围空气湿含量m3/kg绝干空气K-水分从麦芽自内向外迁移时的速率系数，取4.9按工艺要求，空气经过换热器后进入风机再进入干燥炉。4.1.3.1按工艺要求，外界空气经换热器，等温升到50℃，其空气状态为X=0.016kg/kg绝干空气，I=91.8kJ/kg。排潮阶段离开麦层的热空气平均相对湿度为85%。根据I-H图得t出=32℃，Xe=0.024kg/kg绝干空气，表层相对湿度为85%，则Xg=∴(Xg-X)均值=(Xe-Xa)/ln(Xg-Xa)/(Xg-Xe)=0.0043kg/∵干燥炉每20h干燥58.70t，每100Kg干燥面积300m则S=300×58.70×103/100=1.761×10则E=SK(Xg-X)=1.761×105×4.9×4.3×10-3=3710.43kP夏=E/(Xe-Xa)=3710.43/(0.024-0.016)=463803.4k4.1.3.2外界空气经换热器调节后，空气状态为50℃，X=0.0011kg/kg绝干空气，热焓I=53.3kJ/kg仍要求加热空气离开麦层湿度为70%，麦粒边界层相对湿度为85%，那么Xe=0.00122kg/kg绝干空气，由等焓线查的Xg=(Xg-X)均值=4.1×10-3kgE=SK(Xg-X)=1.761×105×4.9×4.1×10-3=3537.85kP冬=E/(Xe-Xa)=3537.85/(0.024-0.016)=442231.12k麦芽干燥各阶段加热空气量4.1.4.1夏季:空气比容:V50=(0.772+1.244X)×(273+t)/273=0.938m3/k进风量:P夏=L干ν50=41.79×105×0.938=39.20×105总通风量:P总夏=P夏×13=509.59×10冬季:空气比容:V50=(0.772+1.244×0.0011)(273+50)/273=0.916m3/k通风量:P冬=17.20×105×0.916=15.76×105总通风量:P冬总=204.82×104.1.4.2夏季:比容:V80=1.025m3P夏=41.79×105×1.025=42.83×105总通风量:P夏总=P夏×4×0.5=85.66×10冬季:比容:V80=1.001m3P冬=17.20×105×1.001=17.22×105总通风量:P冬总=P冬×4×0.5=34.44×104.1.4.3夏季:V85=1.04m3/kP夏=41.79×105×1.04=43.46×105总通风量:P总=P夏×3×25%=32.60×10冬季:比容:V85=1.015m3/kP冬=17.20×105×1.015=17.46×105总通风量:P总=13.09×10干燥炉热量衡算4.1.5.1Q蒸=P(I2-I1)式中:P-蒸发水分需要的热空气量kg/hI2-空气加热后热焓kJ/kgI1-空气加热前热焓kJ/kg则夏季每小时蒸发麦层水分的热量Q蒸夏=41.79×105×()=967.09×105kJ/h冬季每小时蒸发麦层水分的热量:X=0.0011kg/kg绝干空气，t=50℃，I=Q蒸冬=17.20×105×()=864.70×105kJ/h根据单层高效干燥炉工艺设计，前期调萎阶段13h，水分达到6～7%、全风量；干燥阶段4h，水分达到50%、50%风量；焙焦阶段3h，水分达到3%、25%风量。各阶段所需总热量Q蒸=Q50+Q80+Q85夏季:Q50=P蒸(I2-I1)h=12572.20×105kJ/hQ80=41.79×105×()×4×0.5=4022.84×105kJQ85=41.79×105×()×3×0.25=2258.93×105kJ总和:Q夏总=188.54×107kJ/h冬季:Q50=P冬(I2-I1)h=11241.05×105kJQ80=17.20×105×()×4×0.5=2778.34×105kJQ85=17.20×105×()×3×0.25=1107.96×105kJ总和:Q冬=36.02×107kJ4.1.5.2Q升=Ms(tf-tj)式中:Ms-炉内干物质总重量kgtf-加热后麦层温度℃tj-加热前麦层温度℃0.4199-干麦层加热kJ/(kg·℃)Ms=G(1-W%)=58.70×103×(1-3.5%)=56.64×10式中:G-麦芽日产量W-麦芽含水量Q升夏=56.64×103×(85-18)×0.4199=1.59×106kJQ升冬=56.64×103×(85-15)×0.4199=1.66×106kJ4.1.5.3设夏季每吨麦芽炉热损失400kJ，冬季每吨麦芽炉热损失640kJQ损夏=58.70×400=23480kJQ损冬=58.70×640=37568kJ麦芽干燥需要的总热量:Q总=Q蒸+Q升+投夏季:Q总夏=44.89×107+1.59×106+23480=45.05×107kJ冬季:Q总冬=36.02×107+1.66×106+37568=36.19×107kJ耗气量(D)计算:生产用蒸汽全部为2.5Kgf/cm，温度为126.71℃，干燥炉传热效率为50%。耗气量为：i=648.7D夏=Q总夏/〔(i-100)η〕=(45.05×107/4.184)/〔(648.7-100)×0.5=39.25×10D冬=Q总冬/〔(i-100)η〕=31.53×10单位时间内耗气量:d夏=39.25×104/20=19.62×103d冬=15.76×103通风量计算:见表4.4通风量表4.4通风量×105项目凋萎阶段干燥阶段焙焦阶段总计夏季最大通风量m3/h39.2042.8343.46125.49总通风量m3509.5985.6632.60627.85冬季最大通风量m3/h15.7617.227.4640.44总通风量m3204.8234.4413.09252.35热量衡算:见表4.5热量衡算表4.5热量衡算项目总耗热量kJ耗气量kg单位时间耗气量kg/h夏季45.05×10739.25×10419.62×103冬季36.19×10731.53×10415.76×1034．2啤酒生产中蒸汽耗量的计算计算依据以旺季日产16度啤酒97.85吨计每天糖化8锅,每锅糖化投料混合原料12.23t,其中麦芽7.338t,大米4.892t热量计算4.2.3.1生产用最大蒸汽压力为2.5kg/cm2,糖化投料时原水温度为15℃，需加热至40℃才能做投料用水（有热水箱），洗糟水需加热至78℃。（1）糖化用水加热耗热量Q1=G1C1(t2—t1式中G1—糖化用水量C1—水的比热4.18KJ/kg.℃t2—糖化用水温度15℃t1—糖化投料用水温度40℃则Q1=41582×4.18×（40-15）=4.34×106KJ（2）糊化锅煮沸醪耗热量为防止大米醪结及促进液化，在糊化时加入麦芽粉占大米量20%则麦芽粉用量4.892×20%=1.9568t糊化投料量1.9568+4.892=6.8488tC=C。（1-w%）+C水w%式中C。—谷物干物质的比热1.548kJ/kg.℃W—谷物含水量∴C麦芽=1.548×（1-4.5%）+4.184×4.5%=1.667kJ/kg.℃C大米=1.548×（1-13%）+4.184×13%=1.891kJ/kg.℃=1\*GB3①糊化醪比热C糊=（G米C米+G水C水+G麦G麦）/（G米+G水+G麦）=（4892×1.891+19568×4.184+1956.8×1.667）/（4892+19568+1956.8）=3.41kJ/kg.℃=2\*GB3②糊化醪加热至100℃耗热量Q′2Q′2=（6848.8+19568）×3.41×（100-45）=4.95×106kJ=3\*GB3③煮沸30分钟时，水分蒸发耗热量Q”2设在敞口容器中煮沸时，每小时蒸发量为5%，则煮沸30分钟水分蒸发量为W蒸=（6848.8+19568）×0.05×30/60=660.42kg水的汽化潜热为2259.36KJ/kgQ”2=2259.36×660.42=1.49×106kJ=4\*GB3④糊化时煮沸时耗热量Q2Q2=Q′2+Q”2=4.95×106+1.49×106=6.44×106kJ=5\*GB3⑤加热糊化锅耗热量Q3糊化锅容积为35m3，设糊化锅底部为厚8毫米的球形铜板，密度为900kg/m3，比热为0.502kJ/kg.℃；筒部为厚6mm的不锈钢板，密度为8800kg/mV筒=л/4(D+2d1)²×H-л/4×D²×H=л/4(3.77+2×0.006)²×1.885-л/(4×3.77²)×1.885=0.15899m³V底=3л/4（D+2d2）³×1/8×1/2-3л/4D³×1/8×1/2=3л/4(3.77+2×0.008)³×1/8×1/2-3л/4×3.77³×1/8×1/2=0.0966m³M筒=0.15899×8800=1399.12kgM底=0.0966×7900=763.5kgM总=1399.12+763.5=2162.61kgQ3=(1399.12×0.406+763.5×0.502)×(100—45)=5.23×104kJ（3）第二次煮沸时的耗热量Q4=1\*GB3①经过一次煮沸后的醪量为G醪′=26416.8-660.42=25.76×103糖化醪的量G麦醪=7.338-1.9568+22.014=27.40t米醪与糖化醪的混合数G混=25.76+27.40=53.16t二次煮沸取混合醪的40%煮沸时间为10min，蒸发量为每小时5%Q4′=GC混（100-54）式中：G=53.16×40%=21.26tC糊醪=3.41kJ/kg.℃C麦醪=（G麦C麦+G水C水）/（G麦+G水）=（5.38×1.667+22.014×4.2）/27.40=3.70kJ/kg.℃C混=（G麦醪C麦醪+G糊醪C糊醪）/G混=（27.40×3.70+25.76×3.41）/53.16=3.56kJ/kg.℃Q4′=3.16×3.56×（100-54）×103=8.70×106kJ蒸发量21.26×103×5%×10/60=177.17kgQ4′′=2259.36×177.17=4×106Q4=Q4′+Q4′′=8.70×106+4×106=12.70×106kJ=2\*GB3②第二次煮沸时的耗热量Q5经过二次煮沸后的醪量为G醪′=25.76×103-177.17=25.58×10三次煮沸取混合醪的40%煮沸时间为10min，蒸发量为每小时5%Q5′=GC混（100-54）式中：G=25.58×40%=10.23tC混=3.56kJ/kg.℃Q5′=10.23×3.56×（100-66）×103=1.24×106kJ蒸发量10.23×103×5%×10/60=85.25kgQ5′′=2259.36×85.25=1.93×105kJQ5=Q5′+Q5′′=1.24×106+1.93×105=1.26×106kJ=3\*GB3③加热糖化锅耗热量Q6设糖化锅底部为厚10毫米的不锈钢板，密度为8800kg/m3，比热为0.406kJ/kg.℃；筒部为厚8毫米的不锈钢板，密度为8800kg/m3，比热为0.406kJ/kg.℃V筒=л/4(D+2d1)²×H-л/4×D²×H=л/4(4.7+0.008)2×2.35-л/4×4.72×2.35=0.2779mV底=3л/4（D+2d2）³×1/8×1/2--3л/4D³×1/8×1/2=3л/4(4.7+2×0.01)³×1/8×1/2-3л/4×4.7³×1/8×1/2=0.3478mM总=(0.2779+0.3478)×8800=4947.1kgQ6=4947.1×0.406×(78-50)=5.62×104kJ（4）洗糟用水耗热量Q7煮沸后的麦汁量48.75×1.015×1.07=52.94t设煮沸锅蒸发10%，蒸发1.5h则蒸发的水分量52.94×10%×1.5=7.94kg煮沸前的麦汁量52.94-7.94=45.0t洗糟用水量45-25.58=19.42t设原水温度为15℃，要求加热到78℃作为洗糟水故实际需热量Q7=19.42×103×4.184×（78-15）=5.12×106kJ（5）麦汁煮沸耗热量Q8煮沸前麦汁初温为75℃，比热为3.657kJ/kg.℃加热麦汁耗热量45×103×3.657×(100-75)=4.11×106kJ煮沸麦汁耗热量2268×7.94=1.8×104kJQ8=4.11×106+1.8×104=4.13×106kJ（6）加热煮沸锅耗热量Q9煮沸锅材料为10mm后的不锈钢板V大柱=л/4(D+2d)²×H-л/4×D²×H=л/4(5.2+2×0.01)2×2.6-л/4×5.22×2.63V小柱=л/4(d+2d)²×h-л/4×d²×h=л/4(1.3+2×0.01)2×1.73-л/4×1.32×1.73=0.1014mV台=[(D+2×0.01)/2×tga×(D+2×0.01)2×1/3×л/4-(D+2×0.01)/8×tga×(D+2×0.01)2×1/3×л/4]-[D/2×tga×л/12×D2-D/8×tga×л/12×D2]=[（5.2+2×0.01）/2tg15°×л/4(5.2+0.01×2)2/3-л/4×(5.2+2×0.01)2×1/3×(5.2+2+0.01)×tg15°]-[5.2/2×tg15°×л/12×5.22-5.22×tg15°×л/12×5.2/8]=8.125890-2.089304-[8.0473581-2.08031124]=0.078539m∴M=(0.5950+0.1014+0.078539)×7900=6122.01kg设初温为30℃，则Q9=6122.01×0.502×(100-30)=2.15×105kJ（7）煮沸时总耗热量损失为15%Q10=(Q8+Q9)×1.15%=(4.13×106+2.15×105)×1.15%=4.75×106kJ（8）糖化一次需要蒸汽量D=(∑Q)/[（i-418.4）η]=(Q1+Q2+…+Q7+Q10)/[(i-418.4)η]式中D—糖化一次蒸汽量i—是压力为2.5kg/cm2饱和蒸汽量648.7×4.184=2714.6kJ/kgη—间接蒸汽加热效率，取0.95D=34.72×106/[0.95×(2714.16-418.4)]=15.92×10（9）糖化时最大蒸汽用量糖化过程中以第二次煮沸时耗热量最大，麦汁煮沸时耗热量为12.70×106kJ，煮沸时间为10h，取热效率为D=95%.Dmax=[Q4/T]/[(2714.16-418.4)×0.95]=[12.70×106×60/10]/[(2714.16-418.4)×0.95]=34.94×103kJ/h.2其他工段蒸汽耗量的计算（1）酵母培养耗热量D设酵母培养中麦汁杀菌和汉省罐杀菌一般每月进行一次，使用蒸汽量每次约用900kg,使用时间为2h，则D=1/2×900=450kg/h（2）洗瓶机蒸汽用量D7=JN式中J—每1000瓶洗瓶时每小时所耗蒸汽量，经验数取58kgN—千瓶数，每一千瓶为1每锅糖化后灌装啤酒瓶数：103.28×103个若洗瓶机生产能力为10000瓶/小时，则洗瓶机每小时最大蒸汽用量D7max=jn=58×103.28=5990kg/h（3）啤酒杀菌机用蒸汽量D=j.n式中j—经验数据150kg/1000瓶.hD=150×103.28=15492kg（4）锥形罐洗涤蒸汽耗设每次冲洗锥形罐需17t水，水温为60℃，冷水初温为15℃加热至60℃需加热量Q=17000×4.184×(60-15)=3200760kJ用为2.5kgf/cm2的蒸汽量直接加热，蒸汽用量D=3200760/[（2714.16-418.4）×0.95]=1476.6kg/h设加热时间为30分钟，则每小时最大用汽量Dmax=1476.6/30×60=2953.2kJ/h总的蒸汽耗量的确定：∑M=13099.451η式中η—同时系数取0.8∑M=13099.451×0.8=10479.56kJ/h锅炉选型：双锅筒水管锅炉SHC-16-A型蒸发量为10吨/小时，工作压力为16kgf/cm2,蒸汽温度为“饱和温度”配套辅机规格：鼓风机：型号4-72-11型NO.8右90°，风压252mmH2O柱，风量17920m3/h,转速1600r/min,风机JO2-71-引风机：型号Y9-35-12型，NO.151/2D0°,风压205mm水柱，风量32160m3/h,转速730r/min,电机JO2-91-8型，功率40电动给水泵：2GC-5×6型蒸汽给水型：QB-4型生产厂家：上海四方锅厂4.3啤酒生产耗冷计算麦汁冷却时耗冷量计算依据以每次投料12.23t,按物料衡算计算结果得冷麦汁的量为49.23t麦汁冷却在薄板换热器中进行，采用一段冷却法，冷却介质采用4℃的冰水，冷却时间为2小时，则冰水4℃→75℃,95℃→55℃..1麦汁冷却放热Q1Q1=VrCp（t2-t1）式中V—冷麦汁的体积r—麦汁的比重Cp—麦汁的比热t2—冷却起始温度，t1—麦汁冷却终温则Q1=49.23×103×1.065×4.116×（95-55）/2=4.32×106kJ/h.2冷却介质冰水耗量（m1）设冰水初温为t1=4℃，终温t2=75℃冰水比热为4.184kJ/kg·℃则m1=Q1/〔C(t2-t1)〕=14.52×103主发酵过程冷却的耗冷量.1主发酵的放热量Q2（1）主发酵期间发酵放热量（Q2′）设主发酵时16°Bx麦汁的真正发酵度为55%，主发酵时被发酵掉的麦芽糖为W：W=49.23×103×1.065×55%×0.16=4.61×10麦芽糖发酵反应总方程式如下：C12H22O11+H2O+4ATP+4Pi→4C2H5OH+4CO2+4ADP+热量每克分子麦芽糖发酵时将释放出48.8～72kJ的自由能，并转化成热量使麦汁升温，现取平均放热量为251.04kJ/g分子,麦芽糖的分子量为342主发酵时发酵放热量（Q2′）Q2′=4.61×103×251.04×103/342=3.38×106kJ（2）主发酵液降温放热量（Q2″）主发酵结束，嫩啤酒温度从12℃降至5℃，进入贮酒阶段Q2″=VrCp（t2-t1）=49.23×103×1.065×4.116×（12-5）=1.51×106kJ主发酵总放热量（Q2）Q2=Q2′+Q2″=4.89×106kJ.2主发酵时冷却介质需要量计算设主发酵冷却介质采用-8℃～-4℃的酒精水溶液，取冷却介质温度为-5℃，冷却后升温至则D=Q2/（C△t）=4.89×106/(4.351×3)=0.37×10主发酵为五天，D′=2.87×106/(24×5)==3.12×10.3后发酵耗热量Q3（1）后发酵时的发热量（Q3′）设后发酵时麦汁的真正发酵度由主发酵时的55%提高到65%则被发酵掉的麦芽糖量W2为：W2=VrB（f后-f主）式中V-嫩啤酒体积，r-嫩啤酒比重，为1.019B-麦汁原始浓度，16%f后、f主-后酵和主酵的真正发酵度（%）∴W2=49.23×103×0.16×（65%-55%）×1.019=802.64则Q3′=802.64×734.04=5.89×105kJ（2）啤酒在后酵期间酒温从5℃降至-1℃放出的热量（Q3″）Q3″=VrC啤（t2-t1）式中C啤—后酵啤酒的比热，取3.774kJ/kg·℃则Q3″=49.32×103×1.019×3.774×[5-（-1）]=1.14×106kJ∴Q3=Q3′+Q3″=1.73×106kJ.4啤酒在过冷却器中冷却耗冷量Q4设啤酒在装瓶前为了稳定CO2，啤酒需经过冷却器使酒温从2℃降至-1℃，此冷却介质是25%的酒精混合水溶液。Q4=VrC啤（t2-t1）式中V—后发酵结束啤酒收量，r—啤酒的比重，取1.012C啤—啤酒的比热，取3.996kJ/kg·℃∴Q4=48.75×103×1.012×3.996×（2+1）=5.91×105kJ.5酒精水溶液耗量m4为：m4=Q4/[C（t2′-t1′）]=5.91×105/[4.351×（-2-（-5））=4.53×104设啤酒过滤每班工作6h，最大日生产能力为4.08t/h成品啤酒。则在过冷却器中每小时最大耗量为：M4max=GCB（t2-t1）/[TC（t2′-t1′）]=4.08×103×3.996×（2+1）/[6×4.351×（-2+5）]

=624.52kg.6酵母洗涤无菌冷水耗冷量设①每锅麦汁酵母添加量为冷麦汁的0.8%； ②酵母洗涤用水是1℃无菌冰水每天洗涤用水量为酵母量的3.6倍，酵母洗涤时间平均为4天；③无菌水由15℃降至1℃，冷却用酒精水，是由-5℃升至-1℃。每锅麦汁的酵母洗涤用水量W5为W5=49.23×103×0.8%×3.6×4=5.67×10酵母洗涤水降温时放热量（Q5）Q5=5.67×103×4.184×（15-1）=3.32×105kJ酒精水用量m5=3.32×105÷4.351÷(-1+15)=5.45×10每小时最大酒精水用量（Mmax）设酵母培养时，麦汁冷却杀菌和发酵罐发酵冷却均采用酒精水（2℃→6℃）冷却，此冷耗经验数据为29288kJ/h∴Mmax=1750kg/h制麦空调用水 由设备计算知水温为15℃，空调用水5℃，冰水循环使用t2=8℃，空调用水量为w=1051115kg/h，则制麦车间空调用水耗冷Q=1051115×4.184×（8-5）=13193595.5kJ整个制麦车间耗冷量：冷却介质：酒精水-8℃→-2℃D=13193595.5/[4.351×（-2+8）]=505385.6kJ/hb.冷间围护耗冷：取经验数据20920kJ/hc.罐间辐射耗冷：取经验数据2092000kJ/hd.操作制冷量：取经验数值33472kJ/h制冷机总负荷QJ=0.7Q+Q′(0.7为比例系数)Q=17781857.43Q′=20920+2092000+33472=2146392kJ/hQJ=14593692.2KJ/h则吨酒量耗QJ×24/55.8992=261101kJ/h表4.6耗冷量一览表耗冷名称每锅麦汁耗冷量kJ/h冷却介质温度每锅冷却总耗冷量kg/h麦汁冷却4.32×106冰水4℃→75℃1.45×104主发酵冷却4.89×10425%酒精-2℃→-5℃3.12×103后发酵冷却5.91×104啤酒过程冷却5.91×10525%酒精-2℃→-5℃4.53×104酵母洗涤3.32×105冰水-1℃→5℃5.45×103酵母培养29288冰水-2℃→6℃1750制麦空调1.20×10625%酒精-8℃→-2℃4.6×105冷间维护20920罐体辐射操作334725主要设备的计算及选型5．1麦芽生产车间主要设备5．1．1立仓5.1.1.1设贮仓存有两个月制麦用的大麦，由物料衡算部分可知,日生产麦芽58.70t,则两个月制麦所需的原大麦量为87.87×2×30=5272.2t原大麦的容重为635kg/m3∴V=5272.2×103/635=8.30×10取充满系数为0.9,则V总＝8.30×103/0.9=9.22×10取立仓的直径D＝8.4m,锥高2m,柱高20m∴V=π/3×(8.4/2)2×2+π×(8.4/2)2×20=1139.35m取大麦立仓个数为n=9.22×103/1139.35=8.092∴取立仓个数为9个。5.1.1.2商品麦芽的容重为550kg/m3,则贮存两个月的麦芽总体积58.70×2×30=3522t取充满系数为0.9,∴V总＝3522×103/(0.9×550)=7.12×10∴需要麦芽立仓的个数为n=7.12×103/1139.35=6.245∴n=7个5．1．2粗选机设每班生产生产8小时（包括辅助时间）实际生产7小时，每天生产两班，每天生产的麦芽量为58.70t则每天投原大麦量87.87t则粗选机设备生产能力87.87/(7×2)=6.28t/h选用设备生产能力为3.5吨／小时的粗选机两台。精选机设大麦精选时间每天两班，每班8小时（包括辅助时间），实际操作时间７小时工作时间每天需处理精选大麦量为74.67t则设备生产能力为74.67/(7×2)=5.33t选用设备生产能力为6t/h的分级机一台，配转速120-200r/min的电机浸麦槽5.1.4.1精选大麦容重为660kg/m３，有效容量系数φ取0.85，每天生产3槽浸渍槽所需有效容量：m3浸渍槽全容量为169.04/0.85=198.87m取浸渍后大麦的填充系数为0.9，每天生产3槽，则每个浸麦槽容积为198.87/(3×0.9)=73.66m浸麦槽的尺寸：浸麦槽圆锥部分H，为圆柱直径的一倍，圆锥h=0.5D因为浸麦槽直径不宜太高，麦层过厚，通风阻力大V=π/4D2H+π/3×hD2H=π/6D3∴D=(6V/π)1/3=(6×73.66/π)1/3=5.20取D=5.2m，h=D/2=2.60m∴V实＝π／6×D3=73.62m浸麦采用喷雾浸麦法，操作周期是48小时∴所需浸麦槽个数N=nt/24=3×48/24=6即浸麦槽尺寸，直径5.2m，柱高2.6m，锥高2.6m，共6个5.1.4.2大麦比重取1.25t/m3，则74.67t大麦体积为Vg1=74.67/1.25=59.74m∴第一次加水体积为Vw1′=V-Vg1=73.62×3-59.74=161.12m由于益流除杂等原因第一次实际用水量应考虑安全系数1.2则第一次实际用水量为Vw1=Vw1′×1.2=1.2×161.12=193.34m浸渍过程中大麦体积逐步膨胀至原来的1.5倍，则最终大麦体积为Vg2=1.5×Vg1=1.5×59.74=89.61m3最终浸麦槽内水体积为Vw2=73.62×3—89.61=131.25m设大麦体积变化按等速情况增加，则每次换水按算术级数递减（在整个浸麦过程中，交替进水三次，第一次加水，后两次换水）a=145.3l=113.8n=62s=(a+l)n/2=(145.3+113.8)2/2=259.1m喷雾用水量5L／T.h，共喷雾36h∴喷雾用水量为Vg3=74.67×5×36/1000=13.44m全部耗水量Vw=193.34+131.25×2+13.441=469.28m5.1.4.3每100kg15min12次20min18次通风15分钟所需风量:q1=74.67×103×0.03×15×12/100=4032.18m通风18分钟所需风量:q2=74.67×103×0.03×20×18/100=8064.36m每天6槽同时通风，每小时耗风量：q=74.67×103×0.03×60×2/100=2688.12m3每天浸麦槽需通风量Q=(q1+q2)/2=6048.27m通风机类型：选用9-19-4.5A高70离心机，转速2900r/min,全压4599-4640pa,风量2000-4000m3发芽设备5.1.5.1采用萨拉丁发芽箱，按物料衡算，100kg精选大麦制得精选大麦用3个撒拉丁发芽箱，即一个浸麦槽对应于一个发芽箱绿麦芽体积：V=74.67×103/100×0.35=261.34m取原麦厚0.85(0.8-1.5)m，即h=0.85m则发芽箱底面积：f=V/h=261.34/(3×0.85)=102.49m设发芽箱宽为4.0m，则长为102.49/4.0=25.62m发芽周期为5天，每天出3箱，则发芽箱个数5×3+3=18个5.1.5.2依据:①湿大麦装箱温度：冬12～13℃，夏15～16℃②调节空气12℃，相对湿度100%③废气平均温度15℃，相对湿度90%④发芽温度16～17℃⑤新鲜空气温度12℃，相对湿度50%⑥发芽周期5天根据发芽箱体系的热量衡算可导出通风量的计算公式。假定发芽过程是稳定的，根据热量衡算得:热量输入+热量产生=热量带出（1）热量输入输入的热量由进入发芽箱的大麦热量和通入空气的焓之和构成。大麦热量：Q1=G1C1TG1-浸渍大麦重量(kg)T1-进入发芽箱的浸渍大麦温度(K)，12～16℃C1-浸渍大麦比热(kJ/(kg·K))C1=C0(1-w%)+Cw%式中C0-绝干大麦比热1.42kJ/(kg·K)C-水比热4.184kJ/(kg·K)w-浸渍大麦含水百分数C1=C0(1-w%)+Cw%=1.42×(1-43%)+4.184×43%=2.608kJ/kg·KQ1=G1C1T1=115.99×103×2.608×(16+273)/3=29.14×106k（2）通入空气焓Q2=LI1式中:L-发芽过程通入绝干空气(kg)I1-进入麦芽室前空气的热焓(kJ/kg绝干空气)（3）发芽过程产生呼吸热Q3=1.75×104×S式中1.75×104是大麦呼吸消耗1kS-发芽过程中干物质的消耗量(kg)。通常为大麦干物质的5%Q3=1.75×104×74.67×103×87%×5%/3=18.95×106kJ（4）带出的热量：由卸料排除绿麦芽所含热量Q4和空气带走热量Q5构成Q4=G2C2T2=103.96×103×2.0×(273+15)/3=19.96×106k式中:G2-绿麦芽产量(kg)C2-绿麦芽比热取2.0kJ/(kg·K)T2-绿麦芽温度(K)，15～17℃Q5=LI2式中:I2-离开麦层的空气热焓(kJ/kg绝干空气)（5）发芽过程热损失(Q6)设备带进热量和带出热量基本相同，所以Q6可以忽略不记。（6）通风量V的确定进入麦层空气相对湿含量为:φ1=100%，t1=16℃排出后空气相对湿含量为:φ2=90%，t2=15℃查I-H图，I1=52kJ/kgI2=55kJ/kg由式Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6L=(Q1+Q3-Q6-Q4)/(I2-I1)=9.38×106(kg绝干空气)L/T=9.38×106/(5×24)=78.13×103(kg绝干空气/h)射风机出口处空气湿含量为X(kg/kg绝干空气)湿空气比容:VH=(0.772+1.244X)×(t+273)/273×1.013×105/P式中:VH-湿空气比容(m3/kg绝干空气)P-点压(Pa)t-温度(℃)查X-I图知，16℃φ=100%时，X=0.015kg/所以VH=0.8370(m3/kg绝干空气)因为实际发芽过程热传递，并非绝对稳定，考虑到热量产生和输出的高峰等因素，通风量有一定的阈值，所以实际通风