啤酒工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計第二部分

四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 --23-2.12工藝計算2.1.1原始數(shù)據(jù)〔1〕原料利用率98%麥芽水分6%大米水分12%無水麥芽浸出率75%無水大米浸出率〔2〕大米95%30%麥芽(3〕損失率冷卻損失70%3.0%過濾損失1.0%發(fā)酵損失裝瓶損失總損失〔4〕1.0%5.5%0.5%二三季度為生產(chǎn)旺季，占全年的70%，以170天計算。2.1.2 全場物料衡算〕10°P1、熱麥汁量①原料麥芽的收得率=0.75×〔100-6〕％=70.5％②原料大米的收得率=0.95×〔100-12〕％=83.6％=〔70％×70.5％＋30％×83.6％〕×98％=73.93％10010°P73.9310 ×100=739.301.04005，100℃20℃的麥1.040①10010°P739.30

1.04005

×1.040=739.26〔L〕

79.26×〔1-0.03〕717.08〔L〕717.08×〔1-0.01〕=709.91〔L〕709.91×〔1-0.01〕=702.81〔L〕702.81×〔1-0.005〕=699.30〔L〕〔二〕100L10°P699.30L。1100L10°P100L10°P100 ×100=14.30〔㎏)699.30

14.30×0.7=10.01〔㎏)14.30×0.5=4.29〔㎏〕0.28/100ml。100〔㎏)原料，酒花用量為：0.28×739.26=2.1〔㎏)100100L2.1 ×100=0.3〔㎏〕669.30

739.30×100=105.72〔L〕699.30717.08×100=102.54〔L〕699.30⑦濕糖化糟量80％，則濕度糟量為：麥糟：米糟：

(16%)(175%)×10.01=11.76〔㎏〕(180)95×4.29=0.94〔㎏〕180%故濕糖化糟量為：11.76+0.94=12.70〔㎏)⑧酒花糟量 80%，則酒花糟量為：10.4×0.3=0.9〔㎏)10.8⑨酵母量〔以商品干酵母記〕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：100 ×0.15=0.16〔㎏)1007⑩二氧化碳量10°P〔100L〕102.54L1.0400×102.54×10％=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)反響式為：C H O 12 22 11

O→2CH O2 6 12 62CH6 12

O→4C6

HOH+4CO5

+233.3kJ設(shè)麥汁中浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則CO0.4％，則酒中含CO的量為：2 21.0400×120.54×0.4100=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％，1701〕700007000070%×1000=48040〔kg/次〕6170則全年生產(chǎn)次數(shù)為：70000103=1547020〔次〕48040可以知道，全年共要生產(chǎn)1458次。10°P淡色啤酒的密度為1.012㎏/L，則每次生產(chǎn)啤酒的體積為：V G 4804047470.36 〔L/次〕 1.012100L100L10°P14.3047470.36

100

14.306788.26 〔㎏)

6788.26×0.7=751.78〔㎏/次)6788.26×0.3=2036.48〔㎏/次)所以可得 Ⅰ、全年麥芽的用量為:4751.78×1458=6.93×106 〔kg/a)Ⅱ、全年大米的用量為：2036.48×1458=2.97×106 〔kg/a)Ⅲ、全年原料總用量為：6788.26×1458=9.90106〔kg/a)②酒花用量每次用量為：0.3×47470.36÷100=142.41106〔㎏/次)全年酒花耗用量為：142.41×1458=207633.78106 〔kg/a)③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=7.32107 〔L/a〕④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=7.10107 〔L/a〕⑤酒花糟1000.9×100÷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=6.23×105 〔kg/a)⑥濕糖化糟對于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=8.79×106 〔kg/a)⑦發(fā)酵業(yè)量對于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=7.03107 〔L〕⑧過濾酒100L702.81×14.30÷100=100.5〔L〕則糖化依此定額量為：47470.36×100.5÷100=47707.71〔L/次〕則全年過濾酒量為：47707.71×1458=6.96107 〔L/a〕3、把以上物料衡算列表則可得:2-1物料名稱單位100kg混合原料10010°P色啤酒糖化一次的定額量混合原料㎏10014.306788.26麥芽㎏7010.014751.78大米㎏304.292036.48酒花㎏2.10.3142.41熱麥汁L739.30105.7250185.66冷麥汁L717.08102.5448676.11濕糖化糟㎏88.8112.706028.74濕酒花糟㎏6.290.9427.23發(fā)酵液L709.91101.5248191.91過濾液L702.81100.5047707.71成品啤酒L699.3010047470.36商品干酵母㎏1.1830.1680.98全年糖化的定額量全年糖化的定額量9.90×1066.93×1062.97×106207633.787.321077.101078.79×1066.231057.031076.96×1066.921071.17105CO2㎏2.9990.43204.122.98105從上表可以看出全年實際的啤酒產(chǎn)量為：GV 所以從實際啤酒生產(chǎn)：G=6.92107×1.0120=7.004×106 〔kg/a)全廠熱量衡算投料為大米：麥芽=1:1;的物料計算可知，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。則糊化鍋中參與的原料量=大米粉=2036.48〔kg〕1：4.5，則糊化中加水量為：G=2036.48×4.5=9164.16〔kg〕1糊化鍋中的糊化醪：G =2036.48+9164.16=11200.64〔kg〕糊化醪取糖化鍋中的料水比為1：3.5，而糖化鍋中參與的麥芽粉為4751.78kg所以糖化鍋中加水的質(zhì)量為：G4751.783.516631.78 〔kg〕2則糖化鍋中的糖化醪液質(zhì)量為：G 4751.7816631.2321383.01〔kg〕糖化醪2、在本設(shè)計中設(shè)一次煮出—浸出糖化法過程3、全廠熱量衡算設(shè)糖化用水量的好熱量為Q1GW

GG1

9164.1616631.2325795.39 〔kg〕自來水平均溫度取t 18 ℃，而糖化配料溫度t 50℃，所以其耗熱量為：1 2Q=G1 W

C tW=25795.39×4.181×〔50-18〕=3451216.82〔kJ〕計算糊化醪煮沸的好熱量Q2Q2

=Q+Q+Q2 2

ttt2糊化鍋自來水，18糊化鍋自來水，18℃糖化鍋2036.48kg料水比4.5料水比13.5熱水，50℃t4751.78kg13分鐘10分鐘t(℃)70℃ 63℃，60分鐘12分鐘7分鐘5分鐘90℃，20分鐘10040分鐘70℃，25分鐘20分鐘過濾90分鐘78℃100℃，10分鐘糖化完畢麥糟麥汁煮沸鍋盤旋沉淀槽薄板冷卻器冷麥汁10%酒花糟，熱凝固物冷凝固物去發(fā)酵罐0

100℃耗熱量為Q2

Q

=G C t2 米醪 米醪Q，即=Q2

CG米醪 G

×〔100-t〕0①計算米醪的比熱容有閱歷公式C谷物

=0.0100C0式中 W為谷物的百分含水率C為谷物的比熱容0取 C=1.55kJ/kg.k0W麥芽W大米所以：C麥芽C大米

=6%=12%=0.0100554186=1.1〔kJ/kg.k〕010015518187 〔kJ/kg.k〕G C G CG糊化醪

= 大米 大米 1W 1WG糊化醪=2036.481.879164.164.182036.489164.16=3.76〔kJ/kg.k〕18℃，糊化醪的初溫為t50C0 0G C G C故 t= 大米 大米 1W 1W0 G糊化醪

C糊化醪=2036.481.87189164.164.18502036.489164.13.76=47.11〔℃〕③把上述結(jié)果帶入Q則：2Q=11200.64×3.76×〔100-47.11〕Q2=2227430.95 (kg)設(shè)煮沸過程中蒸汽帶出的熱量為Q240min5％，則蒸發(fā)量為m1，則：m1G糊化醪×5％×40×60=11200.64×5％×40×60=373.35〔kg〕所以 Q2

=m1

×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熱損失Qttt2為Qttt=15％〔QQ〕2 2 2 故Q

2=Q2+Q2

+Qttt2=1.15〔Q+Q〕2 2=1.15×〔2227430.95+842725.62〕=3530680.06〔kg〕370℃的耗熱量Q31〕61℃，100℃t.麥醪初溫t麥醪麥芽粉溫度為18℃，用50℃熱水配料，由前面數(shù)據(jù)可算的麥醪比熱容：G C 18G CC 麥芽麥芽 2W W麥醪 G C麥醪 麥醪G C G C而 C 麥芽 麥芽 2W W麥醪 G麥醪=4751.781.7116631.234.1821383.01=3.63〔kJ/kg.k〕則可算得麥醪溫度為：t =4751.781.711816631.234.1850麥醪 21383.013.63=46.67〔℃〕依據(jù)假設(shè)熱量衡算，且無視熱損失，麥醪與麥醪混合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為：G C t G C tt= 混合 混合混合 麥醪 麥醪麥醪G C糊化醪 糊化醪G糊化醪

G m糊化醪 1m1

=11200.64kg；所以：G糊化醪

=11200.64-373.35=10827.29〔kg〕又由前面的計算可得：G CC 麥醪 醪混合

GG

C糊化醪混合=21383.013.6311200.643.7621383.0111200.64=3.67〔kJ/kg.k〕代入各數(shù)據(jù)得：32583.653.676121383.013.6346.67t 10827.293.7692.65〔℃〕損失，可以不在此過程中加中間冷卻器。3〕6170℃所需熱量Q:3Q=G混合

C 混合=32583.64×3.7×9=1085035.545〔kJ〕4、洗槽水耗熱量Q4450kg，則洗槽一次的定額用水量為：G =6788.26÷100×450洗=30547.17〔kg〕則 Q G洗

C〔8018〕W=30547.17×4.18×62=7916604.58〔kg〕5、麥汁煮沸過程耗熱量Q5 Q Q Q5 5 5

Qttt5麥汁升溫至沸點好熱量Q570℃，則進入煮沸鍋的麥汁量為：G =6788.26÷100×739.30=50185.61〔kg〕麥汁麥汁比熱容：G C G C G CC 麥芽麥芽 大米 大米 水 水麥汁 G G G麥芽 大米 水G GG水 1 2

G m洗 1=21383.01+16631.23+30547.17-373.35=68188.06(kg〕C =4751.781.712036.481.8768188.064.181麥汁 4751.782036.4868188.06=4.02〔kJ/kg.k〕則 Q5

G 麥汁

麥汁=50185.61×4.02×30=6052384.57〔kg)煮沸過程蒸發(fā)耗熱量Q10％，1.5h，則水分蒸發(fā)量5為：m =50185.61×10％×1.5=7527.84〔kg〕2由此算得：Q=m I=7527.84×2257.2=16991772.73 〔kg〕5 2煮沸熱損失Qttt：Qttt=15％〔Q5

5綜合以上三項可算的麥汁煮沸總耗熱：Q 115%(Q5 5

Q)5=1.15×(6052384.57+16991772.73〕=26500780.89〔kJ〕7、一次糖化總耗熱用量Q總Q =QQ總 1 2

QQ Q3 4 5=3451216.82+3530680.06+10850358.55+7916604.58+26500780.89=42484317.90〔kJ〕8D使用表壓為0.3Mp的飽和蒸汽，熱焓為2725.3kJ/kg，相應(yīng)冷凝水的焓為：i=561.47kJ/kg，汽化效率=95％。則：QD= 總〔Ii〕= 38676912.662725.3561.40.95=18815.04〔kg〕9、糖化過程每小時最大蒸汽用量Q最大糖化操作中，麥汁煮沸時耗熱量Q5

1.5h，95％，則：Q =Q最大 5

÷1.5÷95％=26500780.89÷1.5÷0.95=18597039.22〔kg〕相應(yīng)最大蒸汽消耗量為：(D Q最大 Ii)(最大=18597039.22÷〔2725.3-561.47〕=8594.50〔kg/h)10、蒸汽消耗量70040.52。則全年蒸汽消耗量為：D 〔kg〕每年每噸啤酒蒸汽消耗量為：D =27432328.32÷70040.52噸酒旺季每天蒸汽消耗量：D =18815.04×6=112890.24〔kg/d〕每天各步熱消耗綜合表如下：表2-2 7萬噸啤酒廠糖化總熱量衡算表名稱〔Mpa〕每噸酒消耗〔kg〕每小時最大消耗量〔kg〕每晝夜消耗量〔kg〕年消耗量〔kg〕蒸汽0.3〔表壓〕391.678594.50112890.2427432328.32耗水量計算由前面計算我們可知：1、糖化和糊化用水G最大用水量為：

=68188.06kg，設(shè)糖化有誰的時間為0.5h，則每小時的水68188.06÷0.5=136376.12 〔kg/h)2、洗糟用水量為30547.17kg，設(shè)用水時間為1.5h，則每小時的最大用水量為：30547.17÷1.5=20364.82 〔kg/h)3、糖化室洗槽用水102h，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GQC〔t2

t)1在公式中，Q6054384.57kJ；C4.18kJ/kg.kt=18℃2 1所以： G=6052384.57÷4.181÷〔45-18〕=53161.54〔kg/h)5、沉淀槽洗刷用水0.5h,則每小時的最大用水量為：3.5÷0.7=7〔t/h〕6、麥汁冷卻器設(shè)麥汁冷卻時間為1h，承受一段冷卻的方式，設(shè)冷卻水的溫度為：T=2℃,T1 2

=78℃麥汁的溫度設(shè)為：t=96℃，t=8℃1 2依據(jù)熱交換定律可得：Q Q麥汁 冷水Q C G 〔tt〕麥汁 麥汁 麥汁 1 2=50185.6×4.02×〔96-8〕=17753661.39〔kJ〕Q C G 〔TT〕冷水 冷水 冷水 1 2G Q水 冷水

C 冷水

T〕2所以 G水

=55872.00 〔kg〕7、麥汁冷卻器沖刷用水0.5h，則每小時的最大用水量為：8÷0.5=16〔t/h〕8、CPI裝置用水10÷1=10〔t/h〕9、CPI裝置洗滌用水24t1h，則最大用水量為：24÷1=24〔t/h〕10、發(fā)酵室洗刷用水則每小時的最大用水量為：〔12+8〕÷1.5=13.33〔t/h〕11、漢生罐及酵母擴大培育罐洗刷用水20÷1.5=1.33〔t/h〕12、過濾冷卻器洗刷用水：4t0.5h，則每小時的最大用水量為：〔5+4〕÷0.5=18〔t/h〕13、硅藻土過濾機用水10t0.5h，則每小時的最大用水量為：

10÷0.5=20〔t/h〕14、清酒罐洗刷用水12t3t1.5h，則每小時的最大用水量為：〔12+3〕÷1.5=10〔t/h〕15、洗瓶機用水設(shè)其最大生產(chǎn)力氣為：2×104瓶/h1.5kg，則每小時的最大用水量為：2×104×1.5=3×104 〔kg/h〕16、裝酒機洗刷用水40min，則每小時的最大用水量為：5×60÷40=7.5〔t/h〕17、殺菌機用水1kg2×104個瓶的用水量為：2×104×1=2×104〔kg/h〕=20〔t/h〕18、鮮啤酒桶洗刷用水1.5酒洗桶用水量為：12×1.5=18〔kg/桶〕19、包裝車間地面洗刷用水15t0.5h，則每小時的最大用水量為：15÷0.5=30〔t/h〕20、其他用水其他用水包括以上設(shè)計計算的地面沖洗用水，管道沖洗用水，工具洗刷用20t2h，則每小時的最大的用水量為：20÷2=10〔t/h〕耗冷量的計算1、發(fā)酵工藝流程

8℃→錐形發(fā)酵罐→冷卻到-1℃→貯酒→過濾→清酒罐2、工藝技術(shù)指標(biāo)及根底數(shù)據(jù)年產(chǎn)10°P淡色啤酒70040.52t；14586410°PC1

=4.0kJ/kg.k；4.18kJ/kg.k；60%；依據(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Qt1〕麥汁冷卻耗冷量Q11041kg/m3，所以得到麥汁的量為：GV=50185.66×1041÷1000=52243.3〔kg〕10°PC1

=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：Q1

GC〔t1

t/12 =96℃，t =8℃1 2所以 Q1

=52243.3×4.0×〔96-8〕÷1=18389641.60〔kJ〕2〕發(fā)酵耗冷量Q2發(fā)酵期間發(fā)酵放熱Q2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601Lq=613.6×10%×60%=36.82〔kJ〕0867.11L，則每個錐形發(fā)酵罐發(fā)酵放熱量為：Q=36.82×48676.11×40=7169017.48〔kJ〕661.5，無視主發(fā)酵期間的麥汁升溫，則發(fā)酵頂峰期的耗冷量為： Q1.56Q 0 2 2464=7169017.481.562464=112023.90 (kJ/h〕主發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫的耗冷量Q2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：0 1=4×52242.30×4.0×9=7523305.2 〔kJ〕工藝要求此過程在2天內(nèi)完成，每天糖扮裝1.5個錐形罐，則耗冷量為： 1.5QQ 0 2 242=235094.85 〔kJ/h〕發(fā)酵總耗冷量Q2Q Q2 2

Q2=112023.90+235094.85=347110.75〔kJ/h〕單罐發(fā)酵