10万吨啤酒厂糖化车间热量衡算.docx
《10万吨啤酒厂糖化车间热量衡算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《10万吨啤酒厂糖化车间热量衡算.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
10万吨啤酒厂糖化车间热量衡算
10万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
Kg
100
18.51
14808
19.25×106
大麦
Kg
75
13.88
11104
14.435×106
大米
Kg
25
4.63
3704
4.815×106
酒花
Kg
1.20
0.213
170.4
2.215×105
热麦汁
L
574
106.3
85040
110.552×106
冷麦汁
L
556.8
103.1
82480
107.224×106
湿糖化糟
Kg
96.78
17.92
14336
18.637×106
湿酒花糟
Kg
3.45
0.639
511.2
6.646×105
发酵液
L
551.2
1020
81600
106.08×106
过滤酒
L
545.7
101
80800
114.4×106
成品啤酒
L
540.2
100.00
80000
104×106
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
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）
3.1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＋Q23
3.2.1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-
）c0+4.18
]进行计算。
式中
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=
=
=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
=
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）=4862486.746KJ
3.2.2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：
Kg
故Q22=
I=
×2257.2=1839347.136KJ
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）=7707108.964KJ
3.3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=
+36271.2=37012kg
=
=3.63KJ/（kg.K）
=
=58.798℃
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=
+37012=61458.4Kg
（15）
=
=3.68kJ/（kg·K）
（16）
=
=69.07℃
3.3.3Q3
Q3=G混合
（70-63）=61458.4×3.68（70-63）=226159.912（kJ）（17）
3.4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-
=24446.4-
=23631.52（kg）
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：
（3）麦醪的比热容
=
=4.13KJ/（kg.K）
混合醪比热容：
（24）
=
=4.04kJ/（kg·K）
（4）故
3.4.2二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：
=
=
=215.6（kg）
（kJ）
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
（
+
）=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:
=66636（kg）
故Q5=
Cw（80-18）=66636×4.18×（80-18）=4.131
106（kJ）
3.6麦汁煮沸过程耗热量Q6
3.6.1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：
（kg）
又
=3.852（kJ/kg.k）
故
3.6.2煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发水分为：
（kg）
故Q62=h
=
（KJ）
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）=
+
=44.391
（KJ）
3.7糖化一次总耗热量Q总
（KJ）
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：
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：
（kJ/h）
相应的最大蒸汽耗量为：
（kg/h）
3.10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：
=1300
=1300×
=43231500（kg）
每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）：
（kg/t啤酒）
每昼夜耗蒸汽量（生产旺季算）为：
（kg/d）
至于糖化过程的冷却，如热麦汁被冷却成热麦汁后才送井发酵车间，必须尽量回收其中的热量。
最后若需要耗用冷冻水，则在以下“耗冷量计算”中将会介绍
最后，把上述结果列成热量消耗综合表，如表3
表3100000t/a啤酒厂糖化车间总热量衡算表（耗蒸汽量）
名称
规格
（MPa）
每吨消耗定额（kg）
每小时最大用量（kg/h）
每昼夜消耗量（kg/d）
每年消耗量（kg/a）
蒸汽
0.3（表压）
410.8
14396
199530
43231500
升级会员 