10万吨啤酒厂糖化车间热量衡算

万吨啤酒厂糖化车间热量衡算1、糖化车间工艺流程示意图图1：啤酒厂糖化车间工程流程示意图2、100000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算表1：100000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算表物料名称单位对100kg混合原料100L12°淡色啤酒糖化一次定额量30000t/a啤酒生产混合原料Kg10018.511480819.25×106大麦Kg7513.881110414.435×106大米Kg254.6337044.815×106酒花Kg1.200.213170.42.215×105热麦汁L574106.385040110.552×106冷麦汁L556.8103.182480107.224×106湿糖化糟Kg96.7817.921433618.637×106湿酒花糟Kg3.450.639511.26.646×105发酵液L551.2102081600106.08×106过滤酒L545.710180800114.4×106成品啤酒L540.2100.0080000104×106备注：12度淡色啤酒的密度为1012kg/m3啤酒厂糖化工艺流程图2：啤酒厂糖化工艺流程图3、糖化用水耗热量Q根据工艺，糊化锅加水量为：G1=（3704+740.8）×4.5=20001.6(kg)式中，3704kg为糊化一次大米粉量，740.8kg为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的20%）而糖化锅加水量为：G2=10363.2×3.5=36271.2(kg)式中，10363.2kg为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即11104-740.8=10363.2(kg)而11104为糖化一次麦芽定额量。故糖化总用水量为：GW=G1+G2=36271.2+10363.2=46634.4(kg)自来水的平均温度取t1=18℃,而糖化配料用水温度t2=50℃,故耗热量为：Q1=(G1+G2)cw(t1-t2)=46634.4×(50-18)4.18=6.238×106(KJ)第一次米醪煮沸耗热量Q2由糖化工艺流程图（图3）可知:Q2=Q21＋Q22＋Q233.2.1糖化锅内米醪由初温t0加热到100℃的耗热量Q21计算米醪的比热容C米醪根据经验公式C容物=0.01[(100-ω)c0+4.18ω]进行计算。式中ω为含水百分率；c0为绝对谷物比热容，取c0=1.55KJ/(Kg·K).C麦芽=0.01[（100-6）1.55+4.18×6]=1.71KJ/(Kg·K)C大米=0.01[（100-13）1.55+4.18×13]=1.89KJ/(Kg·K)C米醪=(G大米C大米=3.76KJ/(Kg·K)(2)米醪的初温t0设原料的初温为18℃，而热水为50℃，则t0=47.其中G米醪=3704+740.8+20001.6=24446.4（kg）（3）把上述结果代如1中，得：Q21=24446.4×3.76（100-47.1）=4862486.746KJ3.2.2煮沸过程蒸汽带出的热量Q22设煮沸时间为40min，蒸发量为每小时5%，则蒸发水量为：GV故Q22=GV1I=814.88×2257.2=式中，I为煮沸温度（约为100℃）下水的汽化潜热（KJ/Kg）3.2.3热损失Q23米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前两次的耗热量的15%，即：Q23=15%（Q21+Q22）3.2.4由上述结果得：Q2=1.15（Q21+Q22）=1.15（4862486.746+1839347.136）=7707108.964KJ3.3第二次煮沸前混合醪升温至70℃的耗热量Q3按照糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪与糖化锅中的麦醪混合后温度应为63℃，故混合前米醪先从100℃冷却到中间温度t0。3.3.1糖化锅中麦醪中的t已知麦芽初温为18℃，用50℃的热水配料，则麦醪温度为：G麦醪=G麦芽+G2=740.8+36271.2=37012kgC=10363.2×1.71+36271.2×4.18t=10363.2×1.71×3.3.2根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪混合前后的焓不变，则米醪的中间温度为：G混合=G米醪+G麦醪=24446.4+37012=61458.4KgC混合=24446.4=3.68kJ/（kg·K）t=G=61458.4=69.07℃3.3.3Q3Q3=G混合C混合（70-63）=61458.4×3.68（70-63）=226159.9123.4第二次煮沸混合醪的耗热量Q4由糖化工艺流程可知：Q4=Q41+Q42+Q433.4.1混合醪升温至沸腾所耗热量Q41（1）经第一次煮沸后米醪量为：G/米醪=G米醪-GV1=24446.4-814.88=糖化锅的麦芽醪量为：G麦醪=G麦芽+G2=37012+36271.2=73283.2(kg)故进入第二次煮沸的混合醪量为：G混合=G/米醪+G麦醪=23631.52+73283.2=96914.72(kg)（2）根据工艺，糖化结束醪温为78℃，抽取混合醪的温度为70℃，则送到第二次煮沸的混合醪量为：G混合（3）麦醪的比热容=740.8×=4.13KJ/(kg.K)混合醪比热容：C混合=23631.52=4.04kJ/（kg·K）（4）故Q413.4.2二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q42煮沸时间为10min，蒸发强度5%，则蒸发水分量为：GV2=26.7%×=215.6(kg)Q42=hG式中，h为煮沸温度下饱各蒸汽的焓（kJ/kg）3.4.3热损失Q43根据经验有：Q42=15%（Q41+Q42）3.4.4把上述结果代入公式（27）得Q4=1.15(Q41+Q42)=1.15×(3136199.105+486652.32)=4166279.139(kJ) 3.5洗槽水耗热量Q5设洗槽水平均温度为80℃，每100kg原料用水450kg，则用水量为:G洗=14808故Q5=G洗Cw(80-18)=66636×4.18×(80-18)=4.131×1063.6麦汁煮沸过程耗热量Q63.6.1麦汁升温至沸点耗热量Q61由表2啤酒厂酿造车间物料衡算表可知，100kg混合原料可得到574kg热麦汁，并设过滤完毕麦汁温度为70℃，则进入煮沸锅的麦汁量为：G麦汁又C麦汁=11104×1.71+故Q61=3.6.2煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发水分为：GV3=G故Q62=hGV3=12750式中：h煮沸温度下饱和蒸汽的焓（KJ/kg）3.6.3热损失为3.6.4把上述结果代入上式得出麦汁煮沸总耗热Q6=1.15(Q61+Q62)=9.822×106+28.779×3.7糖化一次总耗热量Q总Q总3.8糖化一次砂耗用蒸汽用量D使用表压0.3MPa的饱和蒸汽，h=2725.3kJ/kg,则：D=Q式中，i为相应冷凝水的焓（561.47kJ/kg）；η为蒸汽的热效率，取η=95%。3.9糖化过程每小时最大蒸汽耗量Qmax在糖化过程各步骤中，麦汁煮沸耗热量Q6为最大，且已知煮沸时间为90min热效率为95%，故：Qmax=Q61.5相应的最大蒸汽耗量为：Dmax=Q3.10蒸汽单耗据设计，每年糖化次数为1300次，总共生产啤酒105248t.年耗蒸汽总量为：Gr=1300D=1300×33255=43231500(k每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）：Gs=G每昼夜耗蒸汽量（生产旺季算）为：Gd=6D=6×至于糖化过程的