啤酒工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第二部分

1、.四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第2章 工藝計(jì)算2.1 全廠物料衡算2.1.1 原始數(shù)據(jù) （1） 定額指標(biāo) 原料利用率 98% 麥芽水分 6% 大米水分 12% 無(wú)水麥芽浸出率 75% 無(wú)水大米浸出率 95% （2） 原料配比 大米 30% 麥芽 70%(3） 損失率 冷卻損失 3.0% 過(guò)濾損失 1.0% 發(fā)酵損失 1.0% 裝瓶損失 0.5% 總損失 5.5% （4） 生產(chǎn)時(shí)間 二三季度為生產(chǎn)旺季，占全年的70%，以170天計(jì)算。2.1.2 全場(chǎng)物料衡算（一）以100原料（大米粉麥芽粉）生產(chǎn)10°P淡色啤酒為依據(jù)計(jì)算。1、熱麥汁量原料麥芽的收得率=0.75×（100-6）=70.

2、5原料大米的收得率=0.95×（100-12）=83.6混合原料的收得率=（70×70.530×83.6）×98=73.93則100原料生產(chǎn)10°P熱麥汁的量為：×100=739.30 又因?yàn)?0°P麥汁在20時(shí)的比重為1.04005，而100的熱麥汁比20的麥汁體積要增加1.040倍，所以：100原料生產(chǎn)10°P麥汁量的體積為： ×1.040=739.26 （L）冷麥汁的量：79.26×（1-0.03）717.08 （L）發(fā)酵液量為： 717.08×（1-0.01）=709.91 （

3、L）過(guò)濾酒量為： 709.91×（1-0.01）=702.81 （L）成品酒量為：702.81×（1-0.005）=699.30 （L）（二） 生產(chǎn)100L10°P淡色啤酒的物料衡算 從以上可知100混合原料可以生產(chǎn)成品啤酒699.30L。 1、計(jì)算生產(chǎn)100L10°P淡色啤酒的物料衡算生產(chǎn)100L10°P啤酒所需的原料為：×100=14.30 （)麥芽耗用量為：14.30×0.7=10.01 （)大米耗用量為：14.30×0.5=4.29 （） 酒花耗用量為 對(duì)淺色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為0.28/100ml

4、。 所以，對(duì)100（)原料，酒花用量為： ×739.26=2.1（) 對(duì)100L啤酒，其酒花用量為：×100=0.3（）熱麥汁的量為：×100=105.72 （L）冷麥汁的量為：×100=102.54 （L）濕糖化糟量 設(shè)排出的濕麥糟的水分含量為80，則濕度糟量為： 麥糟： ×10.01=11.76 （） 米糟： ×4.29=0.94 （） 故濕糖化糟量為： 11.76+0.94=12.70 （)酒花糟量 設(shè)麥汁煮沸過(guò)程中酒花浸出率為40，而其酒花糟量水分含量為 80%，則酒花糟量為： ×0.3=0.9 （)酵母量（以商品干

5、酵母記）生產(chǎn)100L啤酒可以得到2的濕酵母泥，其中的一半做生產(chǎn)直接使用，另一半作商品酵母用，即為1。酵母固型物含量為：1×（100-85）÷100=0.15（)則含水分7的商品干酵母量為：×0.15=0.16 （)二氧化碳量10°P（100L啤酒）的冷麥汁102.54L中的浸出物的量為： 1.0400×102.54×10=10.66 （）設(shè)麥汁的真正發(fā)酵度為60%，則可發(fā)酵的浸出物含量為： 10.66×60=6.40（)麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式為： +2 24+4 CO+233.3kJ設(shè)麥汁中浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則CO的量為

6、0.4，則酒中含CO的量為： 1.0400×120.54×=0.43（)則釋放出的二氧化碳量為： 2.86÷1.832=1.56 （m³）2、設(shè)生產(chǎn)旺季每天生產(chǎn)六次，而且二、三季度為生產(chǎn)旺季，其產(chǎn)量占全年的70，以170天計(jì)算，則可以計(jì)算出每次生產(chǎn)的啤酒量為：1）已知全年生產(chǎn)70000噸啤酒，則每次生產(chǎn)啤酒的量為： ×1000=48040 （kg/次） 則全年生產(chǎn)次數(shù)為： =1547020 （次） 可以知道，全年共要生產(chǎn)1458次。2）由單次產(chǎn)量可以計(jì)算出每次投料量等物料衡算。已知10°P淡色啤酒的密度為1.012/L，則每次生產(chǎn)啤酒

7、的體積為： = （L/次）又因?yàn)?00L 100L10°P啤酒需要混合原料14.30，則每次生產(chǎn)混合原料為： （)則麥芽的用量為： 6788.26×0.7=751.78 （/次)則大米的用量為： 6788.26×0.3=2036.48 （/次)所以可得 、全年麥芽的用量為: 4751.78×1458=6.93× （kg/a) 、全年大米的用量為： 2036.48×1458=2.97× （kg/a) 、全年原料總用量為： 6788.26×1458=9.90 （kg/a) 酒花用量 每次用量為： 0.3×47

8、470.36÷100=142.41 （/次) 全年酒花耗用量為： 142.41×1458=207633.78 （kg/a)生產(chǎn)熱麥汁的量為 每次生產(chǎn)的熱麥汁的量為： 47470.36×105.72÷100=50185.66 （L/次） 全年生產(chǎn)的熱麥汁的量為： 50185.66×1458=7.32 （L/a）冷麥汁的量 每次生產(chǎn)冷麥汁的量為： 47470.36×102.54÷100=48676.11 （L/次） 全年生產(chǎn)冷麥汁的量為： 48676.11×1458=7.10 （L/a）酒花糟 對(duì)100的混合原料所得的

9、酒花糟為： 0.9×100÷14.30=6029 （） 則每次糖化排出的酒花糟為： 47470.36×0.9÷100=427.23 （) 全年生產(chǎn)排出的酒花糟為： 427.23×1458=6.23× （kg/a)濕糖化糟 對(duì)于100的原料排出的糖化糟為： 100×12.7.÷14.30=88.81 （) 則每次糖化排出的糖化糟為： 47470.36×12.70÷100=6028.74 （/次) 全年排出的糖化糟為： 6028.74×1458=8.79× （kg/a)發(fā)酵業(yè)量

10、對(duì)于100L的啤酒所需要的發(fā)酵液量為： 709.91×14.30÷100=101.52 （L） 則依此生產(chǎn)的糖化發(fā)酵液量為： 48191.91×1458=7.03 （L）過(guò)濾酒 100L啤酒過(guò)濾酒量為： 702.81×14.30÷100=100.5 （L） 則糖化依此定額量為： 47470.36×100.5÷100=47707.71 （L/次） 則全年過(guò)濾酒量為： 47707.71×1458=6.96 （L/a）3、把以上物料衡算列表則可得: 標(biāo)2-1物料衡算表物料名稱單位100kg混合原料10010°P

11、淡色啤酒糖化一次的定額量全年糖化的定額量混合原料10014.306788.269.90×麥芽7010.014751.786.93×大米304.292036.482.97×酒花2.10.3142.41207633.78熱麥汁L739.30105.7250185.667.32冷麥汁L717.08102.5448676.117.10濕糖化糟88.8112.706028.748.79×濕酒花糟6.290.9427.236.23發(fā)酵液L709.91101.5248191.917.03過(guò)濾液L702.81100.5047707.716.96×成品啤酒L69

12、9.3010047470.366.92商品干酵母1.1830.1680.981.17游離的CO量2.9990.43204.122.98從上表可以看出全年實(shí)際的啤酒產(chǎn)量為： 已知啤酒的密度為1.0120kg/L所以從實(shí)際啤酒生產(chǎn)： G=6.92×1.0120=7.004× （kg/a)2.2 全廠熱量衡算 1、本設(shè)計(jì)采用雙醪依此煮出浸出糖化法投料為大米：麥芽=1:1;在糊化鍋中加入的原料為大米粉，則與此啊的麥芽粉加入糖化鍋中。根據(jù)前面的物料計(jì)算可知，糖化以次所加的麥芽分全部質(zhì)量為4751.78kg，大米粉質(zhì)量為2036.48kg。（1）則糊化鍋中加入的原料量=大米粉=2036

13、.48 （kg）糊化鍋中去水料比為1：4.5，則糊化中加水量為： =2036.48×4.5=9164.16 （kg）糊化鍋中的糊化醪： =2036.48+9164.16=11200.64 （kg）（2）取糖化鍋中的料水比為1：3.5，而糖化鍋中加入的麥芽粉為4751.78 kg所以糖化鍋中加水的質(zhì)量為： （kg）則糖化鍋中的糖化醪液質(zhì)量為： （kg）2、在本設(shè)計(jì)中設(shè)一次煮出浸出糖化法過(guò)程 糊化鍋 糖化鍋?zhàn)詠?lái)水，18料水比1：4.5料水比1：3.5熱水，50麥芽粉4751.78kg46.7 60分鐘10分鐘63，60分鐘5分鐘70，25分鐘20分鐘100，10分鐘78糖化結(jié)束過(guò) 濾 1

14、3分鐘7012分鐘90，20分鐘7分鐘100，40分鐘t()麥糟麥汁汁 煮沸鍋90分鐘回旋沉淀槽薄板冷卻器冷麥汁煮沸強(qiáng)度10%冷凝固物去發(fā)酵罐 酒花糟，熱凝固物 大米粉2036.48kg(,20分鐘 ) 3、全廠熱量衡算1）設(shè)糖化用水量的好熱量為糖化用水量為: （kg）自來(lái)水平均溫度取，而糖化配料溫度，所以其耗熱量為： = =25795.39×4.181×（50-18） =3451216.82 （kJ）2）計(jì)算糊化醪煮沸的好熱量由前面的工藝流程可知：=+（1）設(shè)糊化鍋內(nèi)米醪由初溫加熱到100耗熱量為，則=，即=×（100-）計(jì)算米醪的比熱容有經(jīng)驗(yàn)公式=0.01進(jìn)行

15、計(jì)算式中 W為谷物的百分含水率 為谷物的比熱容取 =1.55kJ/kg.k =6% =12%所以： =0.01=1.1 （kJ/kg.k） （kJ/kg.k） = = =3.76 （kJ/kg.k）設(shè)原料的初溫為18，糊化醪的初溫為，而所加的熱水溫度為50故 = = =47.11 （）把上述結(jié)果帶入則： =11200.64×3.76×（100-47.11） =2227430.95 (kg)（2）設(shè)煮沸過(guò)程中蒸汽帶出的熱量為設(shè)煮沸時(shí)間為40min，蒸發(fā)量為每小時(shí)5，則蒸發(fā)量為，則： =×5×40×60 =11200.64×5×

16、40×60 =373.35 （kg）所以 =×I=373.35×2257.2=842725.62 （kJ）上式中，I為煮沸溫度下水生物汽化潛熱2257.2kJ/kg（3）熱損失據(jù)經(jīng)驗(yàn)值糊化醪升溫和煮沸過(guò)程的熱損失約為前兩次耗熱量的15，則熱損失為=15（+）（4）故 =+ =1.15（+） =1.15×（2227430.95+842725.62） =3530680.06 （kg）3、浸出前混合醪液升溫至70的耗熱量1）從示意圖上可看出，糊化鍋內(nèi)的煮沸米醪和糖化鍋中的麥醪混合后溫度約為61，故混合前米醪從100降到中間溫度t .（1）麥醪初溫已知麥芽粉溫度

17、為18，用50熱水配料，由前面數(shù)據(jù)可算的麥醪比熱容： 而 = =3.63 （kJ/kg.k）則可算得麥醪溫度為： = =46.67 （）（2）根據(jù)若熱量衡算，且忽視熱損失，麥醪與麥醪混合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為： t= 經(jīng)煮沸后的糊化醪的量為：由前面計(jì)算可知：=373.35 kg，=11200.64kg；所以： =11200.64-373.35=10827.29 （kg）又由前面的計(jì)算可得： = =3.67 （kJ/kg.k）代入各數(shù)據(jù)得： 92.65 （）因此溫度比煮沸的溫度低6.35，由于糊化醪由糊化鍋到糖化鍋的過(guò)程有熱量損失，可以不在此過(guò)程中加中間冷卻器。3）混合醪液從61升溫到

18、70所需熱量: = =32583.64×3.7×9 =1085035.545 （kJ）4、洗槽水耗熱量洗槽水平均溫度為80，酶100kg原料洗槽用水450kg，則洗槽一次的定額用水量為： =6788.26÷100×450 =30547.17 （kg）則 =30547.17×4.18×62 =7916604.58 （kg）5、麥汁煮沸過(guò)程耗熱量 1）麥汁升溫至沸點(diǎn)好熱量由糖化物料衡算表可知，每100kg混合原料可得到熱麥汁739.30kg，過(guò)濾后麥汁溫度約為70，則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為： =6788.26÷100×7

19、39.30=50185.61 （kg）麥汁比熱容： =21383.01+16631.23+30547.17-373.35 =68188.06 (kg） = =4.02 （kJ/kg.k）則 =50185.61×4.02×30 =6052384.57 （kg)2）煮沸過(guò)程蒸發(fā)耗熱量設(shè)煮沸強(qiáng)度10，持續(xù)時(shí)間1.5h，則水分蒸發(fā)量為： =50185.61×10×1.5=7527.84 （kg）由此算得： =I=7527.84×2257.2=16991772.73 （kg）3）煮沸熱損失： =15（+）4）綜合以上三項(xiàng)可算的麥汁煮沸總耗熱： =1.15

20、×(6052384.57+16991772.73） =26500780.89 （kJ）7、一次糖化總耗熱用量 = =3451216.82+3530680.06+10850358.55+7916604.58+26500780.89 =42484317.90 （kJ）8、一次糖化蒸汽耗用量使用表壓為0.3Mp的飽和蒸汽，熱焓為2725.3 kJ/kg，相應(yīng)冷凝水的焓為：=561.47 kJ/kg，汽化效率=95。則： = = =18815.04 （kg）9、糖化過(guò)程每小時(shí)最大蒸汽用量糖化操作中，麥汁煮沸時(shí)耗熱量最大，已知煮沸時(shí)間1.5h，熱效率95，則： =÷1.5÷

21、95 =26500780.89÷1.5÷0.95 =18597039.22 （kg）相應(yīng)最大蒸汽消耗量為： =18597039.22÷（2725.3-561.47） =8594.50 （kg/h)10、蒸汽消耗量根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)，每年糖化次數(shù)為1458次，共產(chǎn)啤酒70040.52 。則全年蒸汽消耗量為： （kg）每噸啤酒蒸汽消耗量為： =27432328.32÷70040.52 =391.67 （kg/t啤酒）旺季每天蒸汽消耗量： =18815.04×6=112890.24 （kg/d）各步熱消耗綜合表如下： 表2-2 7萬(wàn)噸啤酒廠糖化總熱量衡算表

22、名稱規(guī)格（Mpa）每噸酒消耗（kg）每小時(shí)最大消耗量（kg）每晝夜消耗量（kg）年消耗量（kg）蒸汽0.3（表壓）391.678594.50112890.2427432328.322.3 耗水量計(jì)算 由前面計(jì)算我們可知： 1、糖化和糊化用水=68188.06 kg，設(shè)糖化有誰(shuí)的時(shí)間為0.5h，則每小時(shí)的最大用水量為： 68188.06÷0.5=136376.12 （kg/h) 2、洗糟用水量為30547.17kg，設(shè)用水時(shí)間為1.5h，則每小時(shí)的最大用水量為： 30547.17÷1.5=20364.82 （kg/h) 3、糖化室洗槽用水 糖化室及設(shè)備洗槽用水單次用水定為10

23、噸，清洗時(shí)間為2h，則洗槽最大用水量為： 10÷2=5 （t/h） 4、沉淀槽冷卻用水 由公式 在公式中，Q為熱麥汁耗用熱量6054384.57kJ； C為冷水比熱，取4.18 kJ/kg.k =45，=18 所以： G=6052384.57÷4.181÷（45-18） =53161.54 （kg/h) 5、沉淀槽洗刷用水 設(shè)每次洗刷用水3.5t，洗刷時(shí)間為0.5h ,則每小時(shí)的最大用水量為： 3.5÷0.7=7 （t/h） 6、麥汁冷卻器 設(shè)麥汁冷卻時(shí)間為1h，采用一段冷卻的方式，設(shè)冷卻水的溫度為： =2, =78 麥汁的溫度設(shè)為： =96，=8 根據(jù)

24、熱交換定律可得： =50185.6×4.02×（96-8） =17753661.39 （kJ） 所以 =55872.00 （kg） 7、麥汁冷卻器沖刷用水 設(shè)沖刷一次用水為8.0噸，用水時(shí)間為0.5h，則每小時(shí)的最大用水量為： 8÷0.5=16 （t/h） 8、CPI裝置用水 設(shè)沖刷一次用水10t，設(shè)用水時(shí)間往日一個(gè)小時(shí)，則每小時(shí)的最大用水量為： 10÷1=10 （t/h） 9、CPI裝置洗滌用水 設(shè)配一次液用水24t，用水時(shí)間為1h，則最大用水量為： 24÷1=24（t/h） 10、發(fā)酵室洗刷用水 設(shè)每天洗發(fā)酵罐一個(gè)，每天用水12t，洗刷地板

25、用水8t，用水時(shí)間設(shè)為1.5h，則每小時(shí)的最大用水量為： （12+8）÷1.5=13.33 （t/h）11、漢生罐及酵母擴(kuò)大培養(yǎng)罐洗刷用水 設(shè)每次洗刷用水20t，設(shè)用水時(shí)間為1.5h，則每小時(shí)的最大用水量為： 20÷1.5=1.33 （t/h）12、過(guò)濾冷卻器洗刷用水： 設(shè)每次冷卻用水5t，洗刷地面用水4t，用水時(shí)間為0.5h，則每小時(shí)的最大用水量為： （5+4）÷0.5=18（t/h）13、硅藻土過(guò)濾機(jī)用水 設(shè)硅藻土過(guò)濾機(jī)洗刷用水為10t，用水時(shí)間為0.5h，則每小時(shí)的最大用水量為： 10÷0.5=20 （t/h）14、清酒罐洗刷用水 設(shè)每天清洗兩個(gè)清

26、酒罐，共用水12t，洗刷地面用水3t，用水時(shí)間為1.5h，則每小時(shí)的最大用水量為： （12+3）÷1.5=10 （t/h）15、洗瓶機(jī)用水 設(shè)其最大生產(chǎn)能力為：2×瓶/h計(jì)算，沖洗每瓶用水1.5kg，則每小時(shí)的最大用水量為： 2××1.5= 3× （kg/h）16、裝酒機(jī)洗刷用水 設(shè)沖洗一次用水5t，每次用水時(shí)間為40min，則每小時(shí)的最大用水量為： 5×60÷40=7.5 （t/h）17、殺菌機(jī)用水 設(shè)殺菌機(jī)每個(gè)瓶的用水量為1kg，則2×個(gè)瓶的用水量為： 2××1=2×（kg/h）=

27、20（t/h）18、鮮啤酒桶洗刷用水 設(shè)每個(gè)鮮啤酒桶容量為12kg/桶，沖洗水量為其容量的1.5倍，則每桶鮮啤酒洗桶用水量為： 12×1.5=18 （kg/桶）19、包裝車間地面洗刷用水 設(shè)包裝車間的地面沖洗用水為15t，用水時(shí)間為0.5h，則每小時(shí)的最大用水量為： 15÷0.5=30 （t/h）20、其他用水 其他用水包括以上設(shè)計(jì)計(jì)算的地面沖洗用水，管道沖洗用水，工具洗刷用水，每班用水設(shè)為20t，設(shè)用水時(shí)間為2h，則每小時(shí)的最大的用水量為： 20÷2=10（t/h）2.4 耗冷量的計(jì)算1、發(fā)酵工藝流程96熱麥汁冷麥汁8錐形發(fā)酵罐冷卻到-1貯酒過(guò)濾清酒罐2、工藝技

28、術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 年產(chǎn)10°P淡色啤酒70040.52t； 旺季每天生產(chǎn)6次，淡季每天生產(chǎn)4次，全年共生產(chǎn)1458次； 主發(fā)酵時(shí)間6天； 4鍋麥汁裝一個(gè)錐形發(fā)酵罐； 10°P麥汁的比熱容為：=4.0kJ/kg.k； 10°P麥汁的密度為：1041kg/m³； 冷媒的比熱容為4.18kJ/kg.k； 麥芽糖厭氧發(fā)酵熱q=613.6kJ/kg； 麥汁的發(fā)酵度為60%；根據(jù)發(fā)酵車間好冷的性質(zhì)，可分為工藝耗冷量和非工藝耗冷量。3、工藝耗冷量1）麥汁冷卻耗冷量在本設(shè)計(jì)中，采用一段式冷卻法，由前面的物料衡算可知糖化一次的麥汁的量為50185.66，10°P

29、麥汁的密度為1041 kg/m³，所以得到麥汁的量為： =50185.66×1041÷1000 =52243.3 （kg）而10°P麥汁的比熱溶為=4.0kJ/kg.k，工藝要求在1h內(nèi)完成冷卻，則熱麥汁的耗冷量為： 已知 =96，=8 所以 =52243.3×4.0×（96-8）÷1 =18389641.60 （kJ） 2）發(fā)酵耗冷量 （1）發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 假定麥汁固形物均為麥芽糖，而麥芽糖厭氧發(fā)酵熱q=613.6kJ/kg，設(shè)發(fā)酵度為60%，則1L麥汁的放熱量為： =613.6×10%×60%=36

30、.82 （kJ）根據(jù)前面的物料衡算，每次談話的冷麥汁的量為867.11 L，則每個(gè)錐形發(fā)酵罐發(fā)酵放熱量為： =36.82×48676.11×4 =7169017.48 （kJ）而主發(fā)酵期間為6天，每天生產(chǎn)6次，由于發(fā)酵放熱的不平衡，取系數(shù)為1.5，忽略主發(fā)酵期間的麥汁升溫，則發(fā)酵高峰期的耗冷量為： = =112015.90 (kJ/h）（2）主發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫的耗冷量主發(fā)酵后期，發(fā)酵液溫度從8緩慢降至-1，則每天單罐降溫耗冷量為： =4×52242.30×4.0×9 =7523305.2 （kJ）工藝要求此過(guò)程在2天內(nèi)完成，每天糖化裝1.5個(gè)錐形罐，則耗冷量為： =235094.85 （kJ/h）（3）發(fā)酵總耗冷量 =112015.90+235094.85 =347110.75 （kJ/h）（4）單罐發(fā)酵耗熱量 =7169017.48+7523035.2 =14692052.68 （kJ）3）酵母洗滌用冷無(wú)菌水冷卻的耗能量 在錐形