管理运营方案年产啤酒物料衡算啤酒工业手册.docx
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管理运营方案年产啤酒物料衡算啤酒工业手册
年产啤酒物料衡算（啤酒工业手册）
第二章工艺计算及车间设备布置
第壹节工艺计算
一、物料衡算
（壹）麦芽生产
1、基础数据（见表7-2-1）
表7-2-1麦芽生产基础数据
项目
%
代号
原大麦含水分
13
W1
浸渍大麦含水分
45
W2
绿麦芽含水分
43
W3
干麦芽含水分
3.3
W4
浮麦含水分
35
Wn
清麦及杂谷分离损失
10
P
分级损失
5
R
浸麦损失
0.8
t
浮麦损失
1
n
发芽损失
7
m
除根损失
4
q
2、100公斤精选大麦生产浅色麦芽的物料计算
（精选大麦为经过粗选，分级工序后的大麦）
（1）浸渍大麦
大麦的干物质含量=（100-W1）=（100-13）
=87（公斤）
浸渍总损失=n+t=（1+0.8）%=1.8%
大麦浸渍后含干物质量=87×（1-1.8%）
=85.43（公斤）
浸渍大麦重量=
=155.3（公斤）
浸渍大麦容重以660公斤/计算
浸渍大麦容积==235.3（升）
（2）绿麦芽
精选大麦浸麦，发芽过程的总损失为
n+t+m=（1+0.8+7）%=8.8%
100公斤精选大麦发芽后，绿麦芽的干物质含量：
87×（1-8.8%）=79.34（公斤）
绿麦芽质量等于==
=139.2（公斤）
绿麦芽的容量以410公斤/计算：
绿麦芽容积=×1000=339.5（升）
精选大麦容重以635公斤/计算：
则精选大麦容量=×1000=157.5（升）
由精选大麦制成半成品绿麦芽的容积增加倍数为：
=2.16（倍）
附：
100公斤精选大麦（G1）的呼吸损失，发芽室水分蒸发和发芽过程二氧化碳释出量：
1 发芽呼吸损失：
S=G1××
=100××
=6.09（公斤）
2 发芽室水分蒸发
W=S（0.55+）
=6.09（0.55+）
=7.94（公斤）
式中0.55—每公斤淀粉燃烧时所蒸发的水分
3 发芽过程二氧化碳释出量
C=1.63×S=1.63×6.09=9.927（公斤）
式中1.63—每公斤淀粉燃烧释出的CO2,
（3）成品麦芽
根据基础数据，干麦芽（成品麦芽）含水分为3.5%
除根损失q=4%
则100公斤精选大麦得麦芽根量：
87×4%=3.48（公斤）
除根后成品麦芽干物质量为：
79.34-3.48=75.86（公斤）
则100公斤精选大麦制成成品麦芽的重量为：
×100=78.6（公斤）
或100××
=78.6（公斤）
成品麦芽容重以500公斤/计算
成品麦芽容积=×1000=157.2（升）
（4）原大麦
根据基础数据：
清麦及杂谷分离损失P=10%
分级损失R=5%
则100公斤精选大麦，需原大麦（即商品大麦）量为：
×100=117.6（公斤）
原大麦容重为650公斤/
原大麦容积为=×1000=181（升）
或分级前大麦重量为：
×100=111.1（公斤）
大麦精选率%=×100%
=×100%=85%
麦芽生成率%=×100%
=×100%=78.6%
成品麦芽对原大麦的生成率为：
×100%=66.8%
生产100公斤成品麦芽需用原大麦量为：
×100=149.7（公斤）
生产100公斤成品麦芽需用精选大麦量为：
×100=127.2（公斤）
（5）浮麦
基础数据浮麦损失n=1%
则100公斤精选大麦中，浮麦为87×1%=0.87（公斤）
浮麦含水分35%
则浮麦重量=×100=1.34（公斤）
设浮麦于空气中干燥后，其水分为13%
则干浮麦重量=×100=1（公斤）
干浮麦容重以500公斤/计算
则100公斤精选大麦得浮麦容积为：
×1000=2（升）
（6）麦根
从（3）得麦根量3.48公斤
设麦根含水分10%
100公斤精选大麦的麦根量为
×100=3.87（公斤）
麦根容重以350公斤/计，其容积为：
×1000=11.06（升）
（7）精选大麦
100公斤精选大麦容积为：
×1000=157.5（升）
3、麦芽生产物料衡算表（表7-2-2）
表7-2-2麦芽生产物料衡算表
物料名称
对100公斤精选大麦
对100公斤成品麦芽
公斤
升
公斤
升
（1）浸渍大麦
155.3
235.3
197.6
299.4
（2）绿麦芽
139.2
339.5
177.1
431.9
（3）成品麦芽
78.6
157.2
100
200
（4）原大麦
117.6
181
149.7
230.3
（5）浮麦
*1
2
1.27
2.54
（6）麦根
3.87
11.06
4.92
14.06
（7）精选大麦
100
157.5
127.2
200.4
*指干燥浮麦含水分13%计。
（二）啤酒生产
1、基础数据见表（7-2-3）
表7-2-3啤酒生产基础数据
项目
名称
%
说明
（1）
定额指标
原料利用率
98.5
麦芽水分
6
大米水分
13
无水麦芽浸出率
75
无水大米浸出率
95
（2）
原料配比
麦芽
75
大米
25
续表
项目
名称
%
说明
（3）
损失率
冷却损失
7
对热麦汁？
发酵损失
1.5
滤过损失
2
包装损失
2
空瓶
0.5
瓶盖
1
商标
0.1
（4）
总损失率
啤酒总损失率
12.5
对热麦汁？
2、100公斤原料（麦芽+大米）生产12度淡色啤酒的物料计算
（1）热麦汁量
原料麦芽收得率=0.75（100-6）%=70.5%
原料大米收得率=0.95（100-13）%=82.65%
混合原料收得率=（0.75×70.5%+0.25×82.65%）98.5%
=72.43%
则100公斤原料产12度热麦汁量为：
×100=603.6（公斤）
12度麦汁于20℃时的比重为1.047
100℃的麦汁比20℃的麦汁体积增加1.04倍
热麦汁体积=×1.04=599.5（升）
（2）冷麦汁量
599.54（1-0.07）=557.69（升）
（3）发酵液量
557.6（1-0.015）=549.2（升）
（4）滤过酒量
549.2（1-0.02）=538.2（升）
（5）成品酒量
538.2（1-0.02）527.59（升）
3、生产100升12度淡色啤酒的物料计算
100公斤混合原料生产成品啤酒量为527.5（升）
（1）则生产100升12度啤酒需用混合原料量为
100×=18.95（公斤）
（2）麦芽耗用量
18.95×75%=14.21（公斤）
（3）大米耗用量
18.95×25%=4.74（公斤）
（4）酒花耗用量
100升热麦汁加入酒花量定为0.2公斤
100××0.2%=0.227（公斤）
（5）热麦汁量
100×=113.7（升）
（6）冷麦汁量
100×=105.7（升）
（7）发酵液量
100×=104.1（升）
（8）滤过酒量
100×=102.0（升）
（9）成品酒量
100×=100（升）
（10）湿糖化糟量
设排出的湿麦糟含水分80%
麦糟量=14.21×=16.68（公斤）
大米糟量=4.74×=1.03（公斤）
湿糖化糟量=16.68+1.03=17.71（公斤）
（11）酒花糟量
设酒花于麦汁中浸出率为40%，酒花糟含水分以80%计，则酒花糟量为：
0.227×=0.68（公斤）
（12）酵母量（以商品干酵母计）
生产100升啤酒可得2公斤湿酵母泥，其中壹半作生产接种用，壹半作商品酵母用，即为1公斤。
湿酵母泥含水分85%
酵母含固形物量=1×=0.15（公斤）
则含水分7%的商品干酵母量为：
0.15×=0.16（公斤）
（13）二氧化碳量
12度的冷麦汁105.7公斤中浸出物量为：
12%×105.7=12.68（公斤）
设麦汁的真正发酵度为55%，则可发酵的浸出物量为：
12.68×55%=6.97（公斤）
麦芽糖发酵的化学反应式为：
C12H22O11+H2O→2CaH12O6
2CaH12O6→4C2H5OH+4CO2+56千卡
设麦芽汁中浸出物均为麦芽糖构成，则CO2生成量为：
6.97×=3.59（公斤）
式中44—CO2分子量
342—麦芽糖（C12H22O11）分子量
设12度啤酒含二氧化碳为0.4%，酒中含CO2量为：
105.7×=0.42（公斤）
则释出的CO2量为，3.59-0.42=3.17（公斤）
1米？
CO2于20℃常压下重1.832公斤
故释出的CO2容积为3.17/1.832=1.74（立方米）
（14）空瓶需用量
×1.005=157.0（个）
（15）瓶盖需用量
×1.01=157.8（个）
（16）商标需用量
×1.001=156.4（张）
4、啤酒生产物料衡算表（见表7-2-4）
表7-2-4啤酒生产物料衡算表
物料名称
单位
对于100公斤混合原料（麦芽+大米）
对于100升成品啤酒
混合原料用量
公斤
100
18.95
麦芽
？
75
14.21
大米
？
25
4.74
酒花
？
1.2
0.227
热麦（芽）汁
升
599.5
13.7
冷麦（芽）汁
？
557.0
105.7
发酵液
？
549.2
104.1
滤过酒
？
538.2
102.0
成品酒
？
527.5
100
湿糖化糟
公斤
.93.41
17.71
湿酒花糟
？
3.69
0.68
商品干酵母
？
0.84
0.10
游离二氧化碳
？
16.72
3.17
空瓶
个
828.5
157.0
瓶盖
个
832.4
167.8
商标
张
825.0
156.4
（三）不同生产规模的物料衡算表
1、不同生产规模的麦芽生产物料衡算表（见表7-2-5）
2、不同生产规模的啤酒生产物料衡算表（见表7-2-6）
表7-2-5麦芽生产物料衡算表
序号
物料名称
麦芽产量
基准
（100公斤精选大麦）
1吨/日
3吨/日
8吨/日
12吨/日
1
精选大麦
100
1.272
3.816
10.18
15.27
2
浸渍大麦
155.7
1.976
5.928
15.81
23.71
3
绿麦芽
139.2
1.780
5.340
14.24
21.36
4
成品麦芽
78.6
1
3
8
12
5
原大麦
117.6
1.496
4.488
11.968
17.952
6
干浮麦
1
0.013
0.039
0.104
0.156
7
麦根
3.87
0.049
0.147
0.392
0.588
表7-2-6啤酒生产物料衡算表
物料名称
单位
基准
（100升成品啤酒）
糖化壹次定额
二千吨/年啤酒厂
五千吨/年啤酒厂
壹万吨/年啤酒厂
二万吨/年啤酒厂
混合原料用量
公斤
18.95
679
1421
1800
3131
麦芽
？
14.21
472
1066
1350
2343
大米
？
4.74
207
356
450
783
酒花
？
0.227
8.49
17.03
21.56
37.65
热麦（芽）汁
升
113.7
4095
8525
10799
18821
冷麦（芽）汁
？
105.7
3763
7928
10042
17563
发酵液
？
104.1
3686
7809
8891
17318
滤过酒
？
102.0
3605
7652
9692
17017
成品酒
升
100
3500
7500
9500
10700
湿糖化糟
公斤
17.71
679
1328
1682
3105
湿酒花糟
？
0.68
24.5
51.0
64.6
113
商品干酵母
？
0.16
5.6
12.0
15.2
26.7
游离二氧化碳
？
3.17
111
238
301
529
空瓶
个
157.0
5520
11777
14918
26333
瓶盖
个
157.8
5576
11830
14992
26603
商标
张
158.4
5548
11730
14858
26469
*二千吨/年基准和其他不同，总损失15%，原料配比70:
30
**二万吨/年基准不同，总损失12%
二、热力衡算
（壹）麦芽生产
以日产麦芽3吨为计算基准
1、麦芽干燥炉热力计算
规格：
三层烘床式
尺寸：
5.46×6.34=34.6（㎡）
生产能力：
日产干麦芽3吨
干燥时间：
每层12小时
每层烘床产量：
G==1.5（吨/12小时）
物料及空气参数，见表7-2-7，表7-2-8。
表7-2-7物料参数
项目
绿麦芽
上层烘床
中层烘床
下层烘床
温度t
14℃
35℃
55℃
85℃
水分w
43%
20%
7%
3.5%
表7-2-8空气参数
项目
温度t（℃）
相对湿度？
（%）
热？
（千卡/公斤）
湿含量X
（克/公斤）
夏季
32℃
56
17.94
X1=17
冬季
－1℃
49
0.77
X2=1.7
排出
32℃
85
23.45
X?
=26
（1）物料平衡
干燥炉每十二小时产干麦芽1.5吨（含水分3.5%）
麦根产量=0.147吨/日0.147×12/24=0.0735（吨/12小时）
故干燥炉实际产物料量=1.5+0.0735
=1.5735（吨/12小时）
绝干物料量=×1000≈1518（公斤/12小时）
入上层烘床绿麦芽量为：
G0=≈2664（公斤/12小时）
入中层烘床麦芽量（即上层烘床下料量）：
G1=≈1898（公斤/12小时）
入下层烘床麦芽量（即中层烘床下料量）：
G2=≈1633（公斤/小时）
下层烘床排料量（即焙燥麦芽量）：
G3=≈1574（公斤/12小时）
干燥炉水分蒸发量W：
上层烘床水分蒸发量：
W上=G0-G1
=2664-1898=766（公斤/12小时）
中层烘床水分蒸发量：
W中=G1-G2
=1898-1633=265（公斤/12小时）
下层烘床水分蒸发量：
W下=G2-G1
=1633-1574=59（公斤/12小时）
干燥炉水分总蒸发量：
W=W上+W中+W下
=766+265+59
=1090（公斤/12小时）
（2）夏季用空气量计算
干空气用量L干==
=121155（公斤/12小时）
进风量：
L1=L干（1+X1）=121155（1+0.017）
≈123215（公斤/12小时）
排风量：
L0=L干（1+X0）=121155（1+0.026）
≈124305（公斤/12小时）
空气比容v=（0.773+1.24X）（立方米/公斤）
以空气参数代入：
进风比容：
V1=（0.773+1.244×0.017）
=0.887（立方米/公斤）
进风容量：
V1=123215×0.887
≈109291（立方米/12小时）
≈9108（立方米/时）
或相当于：
109291×100/1500=7286（立方米/100公斤产品）
排风比容：
V0=（0.773+1.244×0.026）
≈0.9（立方米/公斤）
排风容量：
V0=124305×0.9
≈111875（立方米/12小时）
≈9323（立方米/时）
或相当于：
111875×100/1500=7458（立方米/100公斤产品）
（3）冬季用空气量计算：
干空气用量：
L干==
≈44872（公斤/12小时）
进风量：
=44872（1+0.0017）
≈44949（公斤/12小时）
排风量：
=44872（1+0.026）
≈46039（公斤/12小时）
空气比容：
V2=（0.773+1.244×0.0017）
≈0.77
进风容量：
V2=44949×0.77≈34611（/12小时）
≈2.884（/时）
或相当于：
34611×100/1500=2307（立方米/100公斤产品）
排风比容：
=（0.773+1.244×0.026）≈0.9
排风容量：
=46039×0.9≈41435（立方米/12小时）
≈3453（立方米/时）
或相当于：
41435×100/1500=2762（立方米/100公斤产品）
表7-2-9干燥炉需用风量表
项目
风量
公斤/12小时
立方米/12小时
立方米/时
立方米/100公斤产品
夏季
进风
123215
109291
9108
7286
排风
124305
111875
9322
7458
冬季
进风
44949
34611
2884
2307
排风
46039
41435
3453
2762
注：
根据经验数据，生产100公斤麦芽所需风量为3500~9000立方米。
（4）热量平衡计算
1 每层烘床消耗热量计算（夏季）：
上层烘床：
=1898（公斤/12小时）
C1=0.34×+
≈0.34×+
=0.472（千卡/公斤℃）
Q上=1898×0.472（35-14）
≈18813（千卡/12小时）
中层烘床：
Q中=G2C2（t2-t1）
G2=1633（公斤/12小时）
C2=0.34×+≈0.386（千卡/公斤℃）
Q中=1633×0.386×（55-35）
≈12605（千卡/12小时）
下层烘床：
Q下=G3C3（t3-t2）
G3=1574（公斤/12小时）
C3=0.34×+
≈0.363（千卡/公斤℃）
Q下=1574×0.363×（85-55）
≈17135（千卡/12小时）
2 夏季热损失：
取：
上层烘床热损失65000（千卡/8小时）
上层烘床热损失115000（千卡/8小时）
下层烘床热损失170000（千卡/8小时）
合计：
350000（千卡/8小时）
此资料适用于8小时产量5吨的麦芽干燥炉
本设计为12小时产量1.50吨，故散失于周围介质的热损失较大，现拟增加30%计算：
故热损失：
上层：
q上=65000×130%=84500（千卡/12小时）
中层：
q中=115000×130%=149500（千卡/12小时）
下层：
q下=170000×130%=221000（千卡/12小时）
=455000（千卡/12小时）
③冬季热损失：
根据经验数据冬季热损失为：
上层烘床q上=495000（千卡）
中层烘床q中=304000（千卡）
下层烘床q下=329000（千卡）
=1128000（千卡）
④每层水分蒸发后获得热量：
=766×14=10724（千卡/12小时）
=265×35=9275（千卡/12小时）
=59×55=3245（千卡/12小时）
⑤夏季每层烘床实际所需热量：
上层烘床=-q上-Q上
=10724-84500-18813=－92589（千卡/12小时）
中层烘床=-q中-Q中
=9275-149500-12605
=－152830（千卡/12小时）
下层烘床=-q下-Q下
=3245-221000-17135
=－234890（千卡/12小时）
总热量消耗=++
=（－92589）+（－152830）+（－234890）
=－480309（千卡/12小时）
=－40024（千卡/时）
或－32019（千卡/100公斤产品）
⑥冬季每层烘床实际所需热量：
=10722-18813-495000
=－503091（千卡/12小时）
=9286-12605-304000
=－307319（千卡/12小时）
=3257-17135-329000
=－342878（千卡/12小时）
总热量消耗=++
=（－503091）+（－307319）+（－342878）
=－1153288（千卡/12小时）
=－96107（千卡/小时）
或－76886（千卡/100公斤产品）
表7-2-10干燥炉热平衡总表
项目
热量消耗
千卡/12小时
千卡/小时
千卡/100公斤产品
夏季
480309
40024
32019
冬季
1153288
96107
76886
（5）麦芽干燥炉最大生产能力
入上层烘床绿麦芽量=2664公斤/12小时
绿麦芽容重以410公斤/计
上层烘床绿麦芽容量为：
V=2664/410=6.49（立方米）
当下烘床面积为34.6㎡
故绿麦芽于上层烘床厚度为：
？
=6.49/34.6≈0.188（米）=18.8厘米
若按烘床最大麦层厚度25厘米计算：
则绿麦芽容量为V=34.6×0.25=8.65（立方米）
绿麦芽重量G0=8.65×0.41=3.55（吨/12小时）
麦芽干燥炉最大日产量可达：
x=3×≈4.0（吨/日）
夏季所需最大风量：
9108×3550/2664≈12139（立方米/时）
冬季所需最大热量：
96107×3550/2664
≈128100（千卡/时）
2、浸麦用水量衡算
本车间最大用水量为浸麦槽，故用水平衡以浸麦槽为计算基准。
浸麦槽每槽大麦体积V=3.816/1.25=3.05（立方米）
大麦比重以1.25吨/计算
浸麦后的体积=3.05×1.5=4.575（立方米）
（1.5为浸渍后大麦得膨胀系数，235.3/157.5=1.5）
浸麦开始时槽中水量=浸麦槽容量-每槽大麦体积
=10-3.05=6.95（立方米）
则浸渍完毕后槽中的水量=10-4.575=5.425（立方米）
根据生产经验：
平均浸渍时间60小时共换水7次
（1）每槽所需浸渍水量
W1=6.95+5.425+=43.31（立方米）
（2）每槽溢流浮麦用水量
于浸渍过程中，浸溢水三次，排去水面浮物，每次用水量为平均水量的15%。
共用水量W2=×0.15×3
=2.784（立方米）
每槽浸渍大麦共用水量：
W0=W1+W2+10%W1
=43.31+2.784+43.31×10%
=50.425（立方米）（10%为浸渍水的宽裕量）
（3）设浸渍时间为60小时，平均每小时用水量为
50.425/60=0.84（立方米/时）
（4）如考虑同时有俩个槽用水（即另壹槽换水）：
则用水量=×2=12.375（立方米）
（5）浸渍工段洗地用水
取大清洗时间用水3立方米，壹小时用完。
（6）发芽地板洗刷用水（箱式发芽则为洗筛板用水）
每天壹次，每次用水4立方米，壹小时用完。
（7）其他用水壹吨
（8）麦芽车间每小时最大用水量
W=12.375+3+4+1=20.375（立方米）
（不包括空调用水及真空泵房用水）
（9）平
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