啤酒糖化车间物料衡算与热量衡算.docx
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啤酒糖化车间物料衡算与热量衡算
#300t/al2°淡色啤酒糖化车间物料衡算与热量衡算）
二次煮出糖化法是啤酒生产常用的糖化工艺，下面就以此工艺为基准进行糖化车间的热量衡算。
由于没有物料数量等基础数据，因此，从物料计算开始。
已知物料定额的基础数据如表，绝对谷物的比热容为
l."55Kj/kg*K,12°a汁在20°C时的相对密度为
1・“084,100°C时热麦汁的体积是20°C时的
富04倍；煮沸温度下（常压100°C）水的气化潜热为匸
2257・”2Kj/kg,加热过程热损失取15%,
O.H3MPa的饱和水蒸气1=
2725・”2Kj/kg,相应冷凝水的焙为
561・“47Kj/kg,蒸汽热效率为
0."95,
项目定额指标名称
原料利用率
麦芽水分
大米水分
无水麦芽浸出率
无水大米浸出率百分比
98.”5613
75
92项目
原料配比
啤酒损失率
（对上一工序）名称
麦芽
大米
冷却损失
发酵损失
过滤损失
装瓶损失
总损失百分比
7525
7.5
1.6
1.5
2・
012."61物料衡算
啤酒厂糖化车间的物料衡算主要项目为原料（麦芽、大米）和酒花用量,热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化糟和酒花糟）等。
1•糖化车间工艺流程示意图
2•工艺技术指标及基础数据
我国啤酒生产现况决定了相应的指标，有关生产原料的配比、工艺指标及生产过程的损失等数据如上表所示。
根据基础数据，首先进行100kg原料生产12。
淡色啤酒的物料计算，然后进行100L120淡色啤酒的物料衡算，最后进行300t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。
3.100kg原料（75%麦芽，25%大米）生产12。
淡色啤酒的物料计算
（1）热麦汁量
麦芽收率为：
0.'75（100-6）-5-100=
70.“5%
大米受率为：
0."92（100-13）4-100=
80."04%
混合原料受得率为：
（
0・'75x
70.“5%+
O.H25x
80."04%）
98.“5%=
71・“79%
由此可得100kg混合原料可制得的12。
热麦汁量为：
（7
1・”79“2）xlOO=
598."3kg
12。
麦汁在20°C时的相对密度为
l.n084,而100°C热麦汁的体积是20°C时的
1・”04倍，故热麦汁（100°C）的体积为：
（5
9
8.H3-r
l.n084）x
1.H04=574（L）
（2）冷麦汁量为
574x（1-
0・”075）=531（L）
（3）发酵液量为：
531x（1-
0."016）=
522."5（L）
（4）过滤酒量为：
52
2."5x（1-
O.nO15）=
514.H7（L）
（5）成品啤酒量为:
51
4."7x（1-
0.n02）=
504・”4（L）
4•生产100L120淡色啤酒的物料衡算
从上可知，100kg混合原料可生产12。
成品淡色啤酒
5O4."4L,故可得：
（1）生产100L120淡色啤酒需耗混合原料量为：
（100/
504・”4）xl00=
19."83kg
（2）麦芽耗用量为：
1
9・”83x75%=
14."78kg
（3）大米耗用量为：
1
9."83x25%=
4・”96kg
（4）酒花耗用量为：
（对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为
0・”2%）
（574/
504・”4）xlOOx
0・”2%=
O."228kg
（5）热麦汁量为：
（574/
504・”4）xl00=
113.n8L
（6）冷麦汁量为：
（531/
504・”4）xl00=
105."3L
（7）湿糖化糟量（设排出的湿麦糟水分含量80%）湿麦糟量为
（（1-
0・”06）（100-75）/（100-80））x
14."87=
17."47kg
而湿大米糟量：
（（1-
0."13）（100-92）/（100-80））x
4・“96=
l.n73kg
湿糖化糟量为：
1
7・”47+
1：
'73=
19."2kg
（8）酒花糟量为：
（麦汁煮沸过程干酒花浸出率40%,酒花糟水分含量80%）（（100-
40）/（100-80））x
0・“228=
0・“684kg
5.300t/al2°淡色啤酒糖化车间的物料平衡计算如下表：
一次糖化定额为混合原料4013kg,一年糖化1500次（旺季每天6次，淡季4次），得：
啤酒糖化车间的物料平衡计算表
物料
名称
混合原料
麦芽
大米
酒花
热麦汁
冷麦汁
湿糖化糟
湿酒花糟
发酵液
过滤酒
成品啤酒单位kg
kg
kg
kgLL
kg
kgLL对100kg
混合原料
100
75
25
1.20
574531
9
6."84
3.45
52
2."5
51
4."7100L12°淡色
啤酒
1
9・”83
1
4・”87
4.96
0.228
11
3・”8
10
5•“
319・”2
0.684
10
3・”6
10
2."1糖化一次
定额量
4013
30
0
9/7
10
0
3."
946."2
23033
213
3887
138
20968
t/a啤酒生产
6.02E6
4.514E6
1.509E6
6.
915E434."
55E631."97E6
5.83E6
2.
076E531."
45E630."99E6L
504."
0・”36E63
备注：
12。
淡色啤酒的密度为1012kg/m,实际年产啤酒30724toII热量衡算按一次糖化投料量4013kg计算。
（1）糖化用水耗热量Q1按工艺，糊化锅加水量为G
1=（
1003."9+
200・”8）x
4・”5=
5421."15kg
糖化锅加水量为G
2=
28O8."9x
3・”5=
9831."15kg
总加水量为G=G
1+G
2=
152."3kg
自来水从18°C加热到50°C耗热量为Ql=
152."3x
4."18（50-18）=
2・”04E6kJ
（2）第一次米醪煮沸耗热量Q2Q
2二Q
2GQ
2〃+Q
2，〃
1・糊化锅内米醪由初温t
0（18°C）加热至100°C耗热Q
2[=G
米醪c
米醪（100-t
0）]
（1）求比热容c
米醪
据经验公式c
谷物=
0.n01[（100-W）c
0+
4.n18W[,c
0为绝对谷物比热容=
l・”55cc=
l.H71kJ/（kg*K）
大米=
l."89kJ/（kg*K）
麦芽c米醪=（G
大米c
大米+G
麦芽c
麦芽+G
14."18）/（G
大米+G
1）=
3."76kJ/（kg*K）
⑵米醪的初温tot
0=[（G
大米c
大米+G
麦芽c
麦芽）x18+G
lx
4.n18x50]/（G
米醪c
米醪）=
47.H1°C
⑶Q2，=G
米醪c
米醪（100-t
0）=
6625."85x
3・”76（100-
47."1）=
l.n318E6kJ
2•煮沸过程蒸汽带出的热量Q
2〃
设煮沸时间为40min，蒸发量为每小时5%,则有：
Q2〃=V
1I=G
米醪x5%x40v60x
2257."2=
4."99E5kJ
3•热损失Q
2'〃Q2〃'=15%（Q
2QQ
2"）
4.Q
2=
1."15（Q
2QQ
2"）=
2."09E6kJ
（3）第二次煮沸前混合醪升温至70°C的耗热量Q3按糖化工艺，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°C,故混合前米醪先从100°C冷却到中间温度t
1・糖化锅中麦醪的初温t
麦醪t麦醪=（G
麦芽c
麦芽x]8+G
2x
4.n18x50）/G
麦醪c=
46."67°C
麦芽麦醪
2•求混合前米醪的中间温度t
米醪。
忽略热量损失，米醪和麦醪合并前后的G
麦芽c有G
混合c
混合t
混合=G
米醪c
米醪t
米醪+G
麦醪c
麦醪t
麦醪不变，则t
米醪=（19265x
3・”67x63—
12639."15x
3・”63x
46.”67）4-（6405x
3.**76）=96°C只比煮沸温度低4°C,考虑输送过程热损失，可不加中间冷却器。
3.Q
3=G
混合c
混合（70—63）=
4."95E5kJ
（4）第二次煮沸混合醪的耗热量Q4由糖化工艺流程可知：
Q4=Q
4'+Q
4"+Q
4，〃
1・混合醪升温至沸腾所耗热量Q
4，
（1）经第一次煮沸后米醪量为：
G米醪,=G
米醪一V二
6625・”85・
220・”86二6405kg
糖化锅的麦芽醪量为：
G麦醪=G
麦+G
2=
2808.“9+
9831."15=12640kg
故进入第二次煮沸的混合醪量为：
G混合=G
米醪QG
麦醪=6405+12640=19045kg
（2）据工艺，糖化结束醪温为78°C,抽取混合醪的温度为70°C,则送到第二次煮沸的混合醪量x为：
（1-x）c（78-70）=xc（100-78）
26・“7%
⑶麦醪的比热容c麦醪c麦醪=（G麦芽c
麦芽+G
2x
4.n18）/G
麦醪=
3・”63kJ/（kg*K）
混合醪比热容cc混合
（100-70）=
5・”599E5kJ=
3・”67kJ/（kg*K）
混合
（4）Q
4'=
26・“7%G
混合c
2•二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q
4〃
设煮沸时间为lOmin,蒸发强度5%Q4〃=IV
2=
2257."25xG
混合x5%xl0-r60=
9・”57E5kJ
3•热损失Q
4'〃
取15%（Q
4'+Q
4"）
4.Q
4=Q
4'+Q
4〃+Q
/〃=
l."15（Q
4'+Q
4"）=
7・”54E5kJ
（5）洗糟水耗热量Q5洗糟水平均温度为80°C,每100kg原料用水450kg,则有：
Q5=4013x450xvl00x（80-18）=
4・”68E6kJ
（6）麦汁煮沸过程耗热量Q6Q
6=Q
6'+Q
6'〃
1•麦汁升温到沸点耗热量Q
&
设过滤完毕麦汁温度为70°C,进入煮沸锅的麦汁量为:
G麦汁=4013x
598."3-rl00=24010kgC麦汁=
3・”85kJ/（kg*K）Q6'=G
麦汁xC
麦汁（100-70）=
2・”77E6kJ
2•煮沸过程蒸发耗热量Q
6〃
设煮沸强度10%,时间
l.n5h,则有：
Q6〃=
2257."2x（24010xl0%x
1."5）=
8.n13E6kJ
3•热损失为15%
4.Q
6'+Q
6〃+Q
6'〃=
l.H15（Q
6，+Q
6"）=
1."254E7kJ
（七）糖化一次总耗热量Q总Q
总=
2.n10E7kJ
（八）糖化一次耗用蒸汽量D
使用表压
O.n3MPa的饱和蒸汽，1=
2725."3kJ/kg,i为
561・”7,r]为95%
D=Q
总+[（l-i）q]=10237kg
（九）糖化过程每小时最大蒸汽耗量Q
max
麦汁煮沸耗热量Q
6v（
l.n5x95%）=
8・”80E6kJ/h
相应地耗用蒸汽量为：
Dmax=Q
max-r（l-i）=4066kg/h
（十）蒸汽单耗
每年糖化1500次，产啤酒307241年耗蒸汽总量为Ds
Ds=10237xl500=kg
吨成品耗蒸汽为
4-30724=500kg/t啤酒
最后列出总热量衡算表。
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