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1、3.6.2 煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发水分为3.6.3 热损失为113.6.4 把上述结果代入上式得出麦汁煮沸总耗热3.7 糖化一次总耗热量Q总3.8糖化一次耗用蒸汽用量D3.9糖化过程每小时最大蒸汽耗量Qmax3.10 蒸汽单耗年产三万吨啤酒厂啤酒发酵工艺设计一、啤酒生产相关知识简介1.1 啤酒酿造工艺流程图1 啤酒酿造图1：原料贮仓2：麦芽筛选机3：提升机4：麦芽粉碎机5：糖化锅6：大米筛选机7：大米粉碎机8：糊化锅9：过滤槽10：麦糟输送11：麦糟贮罐12：煮沸/回旋槽13：外加热器14：酒花添加罐15：麦汁冷却器16：空气过滤器17：酵母培养及添加罐18：发酵罐19：啤酒稳定

2、剂添加罐20：缓冲罐21：硅藻土添加罐22：硅藻土过滤机23：啤酒清滤机24：清酒罐25：洗瓶机26：罐装机27：啤酒杀菌机28：贴标机29：装箱机1.2 酿造啤酒的原料酿造啤酒的主要原料是大麦，水，酵母，酒花。1.3 麦汁的制备其主要过程有原料粉碎，糖化，醪液过滤，麦汁煮沸，麦汁后处理等几个过程。啤酒是发酵后直接饮用的饮料酒，因此，麦汁的颜色，芬香味、麦汁组成有一些会影响啤酒的风味、有一些影响发酵、最终也影响啤酒的风味。麦汁组成中影响发酵的主要因子是：原麦汁浓度、溶氧水平、pH值、麦汁可发酵性糖含量、-氨基酸、麦汁中不饱和脂肪酸含量等。1.4 啤酒的发酵冷却后的麦汁添加酵母以后，便是发酵的开

3、始，整个发酵过程可以分为：酵母恢复阶段，有氧呼吸阶段，无氧呼吸阶段。酵母接种后，开始在麦汁充氧的条件下，恢复其生理活性，以麦汁中的氨基酸为主要的氮源，可发酵糖为主要的碳源，进行呼吸作用，并从中获取能量而发生繁殖，同时产生一系列的代谢副产物，此后便在无氧的条件下进行酒精发酵。二、 30000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算 啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料（麦芽、大米）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化槽和酒花槽）等。2.1 糖化车间工艺流程示意图 根据我国啤酒生产现况，有关生产原料配比、工艺指标及生产过程的损失等数据如表1所示。图2 啤酒厂糖化车间工程流程示意图2.2 工艺技术

4、指标及基础数据根据表1的基础数据，首先进行100kg原料生产11淡色啤酒的物料计算，然后进行100L 11淡色啤酒的物料衡算，最后进行30000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。表1 啤酒生产基础数据项 目名 称百分比（%）定额指标无水麦芽浸出率75原料配比麦 芽大 米25无水大米92啤酒损失率（对热麦汁）冷却损失7.5发酵损失1.6原料利用率98.5装瓶随时2.0麦芽水分过滤损失1.5大米水分13总 损 失12.62.3 100kg原料（75%麦芽，25%大米）生产11淡色啤酒的物料衡算（1）热麦计算 根据表1可得到原料收率分别为：麦芽收率为：0.75（100-6）100=70.75%大米

5、收率为：0.92（100-13）100=80.04%混合原料收得率为：（0.7570.50%+0.2580.04%）98.5%=71.79%由上述可得100kg混合料原料可制得的11热麦汁量为：（71.7911）100=652.6（kg）又知11麦汁在20时的相对密度为1.0442，而100热麦汁比20时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁（100）体积为： （652.61.0442）1.04=649.98（L）（2）冷麦汁量为：649.98（1-0.075）=601.23（L）（3）发酵液量为：601.23（1-0.016）=591.61（L）（4）过滤酒量为：591.61（1-0.015）=

6、582.74（L）（5）成品啤酒量为：582.74（1-0.02）=571.09（L）2.4 生产100L11根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产11淡色成品啤酒571.09L，故可得以下结果：（1）生产100L11淡色啤酒需耗混合原料量为：（100/571.09）100=17.51 （kg）（2）麦芽耗用量为：17.5175%=13.13（kg）（3）大米耗用量为：17.51-13.13 =4.38（kg）（4）酒花耗用量：对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故为：（649.98/571.09）1000.2%=0.23（kg）（5）热麦汁量为：100=113.81 （L）（6

7、）冷麦汁量为：（601.23/571.09）100=105.28（L）（7）湿糖化糟量 设热电厂出的湿麦芽糟水分含量为80%，则湿麦芽糟量为：（1-0.06）（100-75）/（100-80）13.13=15.43 （kg）而湿大米糟量为：（1-0.13）（100-92）/（100-80）4.38=1.52（kg）故湿糖化糟量为：15.43 +1.52=16.95（kg）（8）酒花糟量 设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%，则酒花糟量为：（100-40）/（100-80）0.23=0.69（kg）2.5 30000t/a 11淡色啤酒酿造车间物料衡算表设生产旺季每天糖化

8、6次，而淡季则糖化4次，每年总糖化次数为1500次。由此可计算出每次投料量及其他项目的物料平衡。把上述的有关啤酒厂酿造车间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表，如表2所示。表2 啤酒厂酿造车间物料衡算表物料名称单位对100kg混合原料100L11度淡色啤酒糖化一次定额量30000t/a啤酒生产混合原料Kg10017.5133054.96106大麦13.1324793.72大米4.38826.21.24酒花1.440.2347.66.7104热麦汁L649.98113.812277134.16冷麦汁601.23105.282106331.60湿糖化糟96.8216.9532014.89湿酒花

9、糟4.310.69142.52.0105发酵液591.61103.592103031.54过滤酒582.74102.042071430.07成品啤酒571.092030030.45备注：11度淡色啤酒的密度为1012kg/m3，实际年产啤酒30250t三、 30000t/a啤酒厂糖化车间的热量衡算二次煮出糖化法是啤酒常用的糖化工艺，下面就以为基准进行糖化车间的热量衡算。工程流程示意图如图2所示，其中的投料量为糖化一次的用料量（计算参表2）图3 啤酒厂糖化工艺流程图3.1 糖化用水耗热量Q1根据工艺，糊化锅加水量为：G1=（826.23+165.25）4.5=4461.64（kg）式中，826.

10、23为糖化一次大米粉量，165.25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=2313.443.5=8097.05（kg）式中，1850.4为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即2478.69-165.25=2313.44（kg）而2478.69为糖化一次麦芽定额量。故糖化总用水量为：GW =G1+G2=12558.70（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：Q=（ G1+ G2）cw（t1-t2）=12558.7（50-18）4.18=1679851.7KJ） 3.2第一次米醪煮沸耗热量Q2由糖化工艺流程图（图3）可知，Q2= Q

11、21Q22Q23 Q21糖化锅内米醪由初温t0加热到100耗热Q22煮沸过程蒸汽带出的热量Q23热损失3.2.1 糖化锅内米醪由初温t0加热到100耗热Q21Q21=G米醪C米醪（100-t0） （1） 计算米醪的比热容G米醪根据经验公式G容物=0.01（100-W）c0+4.18W进行计算。式中W为含水百分率；c0为绝对谷物比热容，取c0=1.55KJ/（KgK）.C麦芽=0.01（100-6）1.55+4.186=1.71KJ/（KgK）C大米=0.01（100-13）1.55+4.1813=1.89KJ/（KgC米醪=（G大米c大米+G麦芽c麦芽+ G1cw）/（G大米+G麦芽+ G1）

12、 =826.231.89+165.251.71+4461.644.18/（661.23+165.25+4461.64） =3.76 KJ/（Kg（2） 米醪的初温t0设原料的初温为18，而热水为50，则 t0 =（G大米c大米+G麦芽c麦芽）18+ G1cw50/（ G米醪C米醪） =（826.231.71） 18+4461.444.1850/（5453.12*3.76）=47.1（3）把上述结果代如1中，得： Q21=5453.123.73（100-47.1）=1084737.44KJ3.2.2 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： V1=

13、G米醪5%40/60=5453.1240/60=181.77Kg 故Q22= V1I=181.772257.2=410292.75KJ 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（1084737.44+410292.75）=1495030.187（kJ） 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

14、醪先从100冷却到中间温度t0。G混合=G米醪+G麦醪=（5453.12-181.77）+10410.49=15681.84Kg G麦醪=（G麦芽C麦芽+G2Cw）/（G麦芽+G2）=（2313.441.71+8097.054.18）/（2313.44+8097.05） =3.63KJ/（kg.K） C混合=（G米醪C米醪+G麦醪C麦醪）/（G米醪+G麦醪） =（5271.353.76+10410.493.63）/（5271.35+10410.49）=3.67kJ/（kgQ3=G混合C混合（70-63）=15681.843.67（70-63）=402866.47（kJ） 3.4 第二次煮沸混合

15、醪的耗热量Q4由糖化工艺流程可知：Q4=Q41+Q42+Q43 3.4.1 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-V=5453.12-181.77=5271.35（kg） 糖化锅的麦芽醪量为：G麦醪=G麦芽+G2=2313.44+8097.05=10410.49（kg） 故进入第二次煮沸的混合醪量为：G混合=G/米醪+G麦醪=5271.35+10410.49=15681.84（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（78-70）/G混合（100-70）100%=26.7% （3）麦醪的比热

16、容 C麦醪=3.63kJ/（kg混合醪比热容：C混合=3.67kJ/（kg（4）故Q41=26.7%G混合c混合（100-70）=460994.35（kJ） 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：Q42=G加热10/60 =26.7%15681.8410/60 =34.89（kJ）故Q42=IV2=2257.234.89=78758.43（kJ） 式中，I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3.5 洗槽水耗热量Q5设洗槽水平均

17、温度为80，每100kg原料用水450kg，则用水量为故3.6 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626.1kg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=3304.93649.98/100=21481.38（kg）故Q61=G麦汁+C麦汁（100-70）=21481.383.85（100-70）=2481099.39（kJ）3.6.2 煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发水分为：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=115%（Q61+Q62）=1.

18、15（2481099.39+8033179.55）=10514278.94 （kJ）3.7 糖化一次总耗热量Q总Q总=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6= 18567018.467 （kJ） 3.8 糖化一次耗用蒸汽用量D使用表压03MPa的饱和蒸汽，I=2725.3kJ/kg,则： D=Q总/（I-i） =18567018.467/（2725.3-561.47）95%=9032.24（kg） 式中，i为相应冷凝水的焓（561.47kJ/kg）；为蒸汽的热效率，取=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

19、95%，故：Qmax=Q6/（1.595%）=10514278.94/（1.595%）=7378441.36 （kJ/h）相应的最大蒸汽耗量为：Dmax=Qmax/（I-i）= 7378441.36/（2725.3-561.47）=3409.9 （kg/h）3.10 蒸汽单耗据设计，每年糖化次数为1500次，总共生产啤酒30250t.年耗蒸汽总量为：Dt=9032.241500=13548360 （kg）每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）：Ds=13548360/30250=447.88（kg/t啤酒）每昼夜耗蒸汽量（生产旺季算）为：Dd=9032.246=54193.44 （kg/d）最后，把上述结果列成热量消耗综合表，如表3表3 30000t/a啤酒厂糖化车间总热量衡算表名称规格（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）447.883409.954193.4413548360