年产量15万吨啤酒厂工艺计算.doc

目录
摘 要 3
1 啤酒生产工艺 3
1、1 啤酒生产工艺简介 3
1、2 产品方案 4
1、2、1 生产规模 4
1、2、2 主要原料规格 4
1、2、3 生产品种及数量 4
1、3劳动定员 5
2 啤酒厂糖化车间得物料衡算 5
2、1 啤酒生产基础数据 5
2、2物料衡算 6
2、2、1 100kg原料(75%麦芽,25%大米)生产11°啤酒得基础物料衡算 6
2、2、2 生产100L,11°啤酒消耗原料物料衡算 7
2、2、3 年产150000吨11°啤酒得物料衡算表 8
3 啤酒厂糖化车间得热量衡算 11
3、1糖化工艺流程图 11
3、1、1糖化用水耗热量Q1 11
3、1、2第一次米醪煮沸耗热量Q2 12
3、1、3第二次煮沸前混合醪升温至70°C得耗热量Q3 13
3、1、4第二次煮沸混合醪得耗热量Q4 14
3、1、5洗糟水耗热量Q5 15
3、1、6麦汁煮沸过程耗热量Q6 15
3、1、7糖化一次总耗热量Q总 16
4 糖化蒸汽耗用量计算 16
4、1一次糖化蒸汽耗用量 16
4、2 糖化小时最大蒸汽耗用量Dmax 16
4、3 吨酒蒸汽耗用量 16
4、4 150000t/年啤酒厂糖化总热量衡算表 17
5工艺耗水量计算(含冷却水) 17
5、1糖化用水 17
5、2 洗槽水用量 17
5、3糖化室洗刷用水 17
5、4 澄清槽洗刷用水 17
5、5 CPI装置洗涤用水 18
5、6过冷却器洗洗刷用水 18
5、7硅藻土过滤机洗刷用水 18
5、8清酒罐洗刷用水 18
5、9洗瓶机洗刷用水 18
5、10 杀菌机用水 18
5、11包装车间地面用水 18
5、12 鲜啤酒桶洗刷用水量 18
5、13其她用水 18
6 150000t/年啤酒厂发酵车间耗冷量计算 18
6、1发酵工艺流程示意图: 19
6、2、工艺技术指标及基础数据 19
7 工艺耗冷量Qt 19
7、1工艺技术指标及基础数据 19
7、2麦汁冷却耗冷量Q1 20
7、3发酵耗冷量Q2 20
7、4 酵母洗涤用冷无菌水冷却得耗冷量Q3 21
7、5 酵母培养耗冷量Q 22
7、6 发酵车间工艺耗冷量Q 22
8 非工艺耗冷量 23
8、1 露天锥形罐冷量散失Q 23
8、2清酒罐,过滤机及管道等散失冷量Q6 23
9 150000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表 24
设 计 总 结 24
参 考 文 献 25
摘 要
啤酒得整个酿造过程,大概可以分为四大工序:麦芽制造、麦汁制备、啤酒发酵、啤酒包装。其中麦汁制备就是啤酒生产得重要环节,它包含了对原料得粉碎、糖化、麦汁过滤与煮沸等工艺。本文设计得工厂采用3班倒得工作制,每天工作24小时,除去设备清洗与升温时间4小时,实际生产时间按20小时计,啤酒厂年产量15万吨,主要说明得工艺计算括物料衡算,糖化车间热量衡算,水衡算,发酵车间冷量衡算四大部分,完成初步计算,以利于整个啤酒厂设计得后续进行。
关键词:工艺计算,物料衡算,热量衡算,水衡算,冷量衡算
1 啤酒生产工艺
1、1 啤酒生产工艺简介
浸渍大麦在理想控制得条件下发芽,生成适合啤酒酿造所需要得新鲜麦芽,麦芽干燥后再将根芽除掉。经6~8周时间得贮藏,使其后熟,然后加入大米一起用粉粹机粉碎,麦汁进入糊化锅,糊化后进入入糖化锅与工艺水与蒸汽混合,使羧肽酶充分作用,形成低分子含氮物质。淀粉经糖化后分解为葡萄糖、麦芽糖及糊精等;麦芽中含有内肽酶、羧肽酶等分解蛋白质得酶类将蛋白质分解。糖化结束后,将糖化醪泵入过滤槽或压滤机进行压滤,除去麦芽皮,麦芽皮可作优质饲料。将过滤得到得麦汁与原麦汁混合于煮沸锅中,煮沸过程中分2~3次添加酒花或其制品,使其中得有效成分溶解出来,而使蛋白质与单宁凝结起来,形成热凝固物析出,同时对麦汁进行了杀菌。
麦汁经煮沸后,进入酒花分离器,分离掉酒花,再进入回旋沉淀槽,分离出热凝固物,经过板式换热器,冷却介质为2~4℃得水,经过换热,麦汁温度可从95℃降到5～7℃,冷却结束后,冷麦汁进入发酵罐。
麦汁进发酵罐时,同时添加酵母,然后进行发酵。在发酵得过程中,人工培养得酵母将麦芽汁中可发酵得糖份转化为酒精与二氧化碳,生产出啤酒。整个过程中,需要对温度与压力做严格得控制。当然啤酒得不同、生产工艺得不同,导致发酵得时间也不同。通常,贮藏啤酒得发酵过程需要大约6天,淡色啤酒为5天左右。
发酵结束以后,绝大部分酵母沉淀于罐底。酿酒师们将这部分酵母回收起来以供下一罐使用。除去酵母后,生成物“嫩啤酒”被泵入成熟罐。在此,剩余得酵母与不溶性蛋白质进一步沉淀下来,使啤酒得风格逐渐成熟。成熟得时间随啤酒品种得不同而异,一般在7~21天。
将成熟啤酒用啤酒过滤机进行过滤后,即可装入瓶内、罐内或桶内,得到成品啤酒。传统桶装啤酒不经灭菌即为生啤酒,现装桶前多先经无菌处理制成无菌生啤酒;瓶装啤酒或罐装啤酒或者在灌装后进行巴士灭菌,或者在灌装前进行无菌过滤,保质期在6个月左右。
1、2 产品方案 
1、2、1 生产规模 
啤酒厂年产量为150000 t 
1、2、2 主要原料规格 
本工艺采用符合我国啤酒麦芽标准QB1686得优质麦芽与优质大米。
1、2、3 生产品种及数量 
产品名称:瓶装啤酒 
年产量:150000t 
产品规格:11度淡色啤酒
生产天数:280天／年
班产量 200t×3
1、2、4 产品质量及标准
GB191 包装储运图示标志 
GB2758 发酵酒卫生标准
GB4544 啤酒瓶 
GB4789、1~4789、28 食品卫生检验方法 微生物学部分 
GB4928 啤酒实验方法 
GB5739 啤酒塑料周转箱 
GB6543 瓦楞纸箱 
GB10344 饮料酒标签标准 
GB4927-91 啤酒质量标准
1、3劳动定员
(1)啤酒厂生产车间配置200人,其她部门60人。
(2)工作制度
全年生产,实行单双周轮休制,采用3班倒得工作制,每天工作24小时。厂正常生产时间按照淡旺季生产周期安排。
2 啤酒厂糖化车间得物料衡算
2、1 啤酒生产基础数据
通过对各步工艺要点得计算,得出各物料得量见表3-1:
表 2-1 啤酒生产基础数据
表1 啤酒生产基础数据
名 称
百分比(%)
项 目
名 称
百分比(%)
无水麦芽
浸出率
85
原料配比
麦 芽
75
大 米
25
无水大米
浸出率
93
啤酒损失率(对麦汁)
冷却损失
2
发酵损失
2
原料利用率
98
过滤损失
2
麦芽水分
6
装瓶损失
2
大米水分
10
总 损 失
8
2、2物料衡算
水 大米 酒花 酵母

糖化

发酵

麦芽 热麦汁 冷麦汁 待虑酒
(发酵液总量)
酵母 二氧化碳
灌装
过滤

成品酒 清酒
2、2、1 100kg原料(75%麦芽,25%大米)生产11°啤酒得基础物料衡算
(1)热麦汁量: 根据表2-1可得到原料利用率分别为:
(2)麦芽利用率:0、85(100－6)÷100=79、9％
(3)大米利用率:0、93(100－10)÷100=83、7％
(4)混合原料收得率:(0、75×79、9％＋0、25×83、7％)×98％=79、2％
(5)由上述可得100kg混合原料可制得11°啤酒:79、2÷11×100=720kg
(6)已知11°麦汁在20℃时得相对密度ρ为1、0442,而100℃热麦汁比20℃得热麦汁体积增加1、04倍,故热麦汁100℃体积为:
720÷1、0442×1、04=717、1L
(7)冷麦汁量为:717、1×(1－0、02)=702、8L
(8)发酵液量为:702、8×(1－0、02)=688、7L
(9)过滤酒量为:688、7×(1－0、02)=675、0L
(10)成品啤酒量为:675、0×(1－0、02)=661、5L
2、2、2 生产100L,11°啤酒消耗原料物料衡算
(1)生产100L,11°啤酒消耗原料得量为:100÷661、5×100=15、12kg
(2)麦芽消耗量为:15、12×85％=14、1kg 12、8
(3)大米耗用量为:16、6－14、1=2、5kg 2、32
(4)酒花耗用量:对淡色啤酒,热麦汁中加入得酒花量为0、2%,故酒花耗用量为:
717、1÷661、5×100×0、2％=0、217kg
(由此得生产100kg,11度啤酒需要酒花量:
661、5÷100×0、217=1、44kg )
(5)热麦汁得量为:717、1÷661、5×100=108、4L
(6)冷麦汁得量为:702、8÷661、5×100=106、2L
(7)湿糖化槽就是被排出得湿麦槽水分含量得80%,则湿麦槽量为:
[(1－0、06)×(100%－85%)÷(100%－80%)]×12、8=9、024kg
而湿大米槽量为:
[(1－10%)×(100%－93%)÷(100%－80%)]×2、32=0、731kg
故湿槽糖化槽量为:9、024＋0、731=9、755kg
（8） 酒花槽量:设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为40%,且酒花槽水分含量为80%,则酒花槽量为:[(100－40)÷(100－80)]×0、217=0、651kg
（9） 酵母量(以商品干酵母为计算):生产100L啤酒可得2kg得酵母泥,
其中一半生产接种用,一半作商品酵母用。
湿酵母泥水分85%,则酵母含固形物量:
1×(100%—85%)=0、15
需要含水分7%得商品干酵母量为:
0、15×100÷(100-7)=0、16kg
（10） 二氧化碳量 因11°P冷麦汁密度为1、0442kg/L,则106、2L冷麦汁质量为: 106、2×1、0442=101、7kg
所以,11°P冷麦汁101、7kg中浸出物量为:
11%×101、7=11、19kg
设麦汁得真正发酵度为80%,则可发酵得浸出物量为:
11、19×80%=8、95kg
麦芽糖发酵得化学反应式为:
C12H22O11+H2O 2C6H12O6+2C6H2O6 4C2H5OH+4CO2+560kJ
设麦芽汁中得浸出物均为麦芽糖构成,则CO2生成量为:
8、95×44×4÷342=4、61kg´
式中 44—CO2分子量
342—麦芽糖(C12H22O11)分子量
设11°P啤酒含二氧化碳为0、35%,酒中含CO2量为:
106、2×0、35﹪=0、372kg
则释放出得CO2量为:4、61-0、372=4、24kg
而1m3CO2在20℃常压下重1、832kg,故释放出得CO2得体积为:
4、24÷1、832=2、31m3
(11)发酵成品液量688、7÷661、5×100=104、1kg
(12)过滤酒量 675、0÷661、5×100=102、04kg
2、2、3 年产150000吨11°啤酒得物料衡算表
（1） 年产15万吨11°淡色啤酒糖化车间物料衡算,生产旺季以160天计,糖化次数8次每天;淡季120天,糖化次数6次每天,则旺季生产量占总产量得百分数为
160×8÷(160×8＋120×6)×100%=64%
则旺季日产量为: 150000×64％÷160＝600(吨/天)
每次糖化可产成品啤酒量(灌装后)为: 600÷8＝75吨
由此可算出每次投料量与其它项目得物料平衡:
成品啤酒量(罐装前) 75×1000÷(1—2％)÷1、012＝75623、135(L)
麦芽用量 75623、135÷661、5×75＝8574、05(kg)
大米用量 75623、135÷661、5×25＝2858、02(kg)
混合原料用量 8574、05＋2858、02＝11432、07(kg)
热麦汁量 75623、135÷661、5×717、1＝81979、36(L)
冷麦汁量 75623、135÷661、5×702、8＝80344、58(L)
湿糖化糟量 75623、135÷100×9、755＝7377、04 kg
湿酒花糟 75623、135÷100×0、651＝492、307(kg)
发酵液量 75623、135÷661、5×688、7＝78732、66(L)
过滤酒量 75623、135÷661、5×675、0＝77166、46(L)
酒花耗用量 (11432、07×0、217×661、5)÷10000=164、10(kg)
由于旺季产量占到全年产量64%,由此可算得全年产量
(75623、135×8×160)÷64%=15、1×107(L)
年实际产量为: 15、1×107×1011、5=14、93(万吨)
(11度淡色啤酒密度1011、5kg/m3)
全年混合原料需要量:11432、07×8×160÷64%=22、85×106(kg)
全年麦芽耗量: 8574、05×8×160÷64%=17、15×106(kg)
全年大米耗量: 2858、02×8×160÷64%=5、65×106(kg)
全年酒花耗量: 164、10×8×160÷64%=328204(kg)
热麦汁量: 80344、58×8×160÷64%=164×106(L)
冷麦汁量: 80357、41×8×160÷64%=160、7×106(L)
全年湿糖化糟量:7377、04×8×160÷64%=14、8×106(kg)
全年湿酒花糟量:492、307×8×160÷64%=9、85×105(kg)
全年发酵液量:78732、66×8×160÷64%=157、5×106(L)
全年过滤酒量:77166、46×8×160÷64%=154、3×106(L)
把上述得有关得啤酒糖化间得三项物料衡算结果整理成物料衡算表,如表1、2:
表1、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
100L 11°淡色啤酒
糖化一次定额量
150000t/年啤酒生产
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
kg
kg
kg
kg
L
L
kg
kg
L
L
L
100
75
25
1、31
717、1
702、8
64、53
4、31
688、7
675、0
661、5
15、12
12、8
2、32
0、217
108、4
106、2
9、755
0、651
104、1
102、04
100

11432、07
8574、05
2858、02
164、10
81979、36
80344、58
7377、04
492、307
78732、66
77166、46
75623、135
22、85×106
17、15×106
5、65×106
328204
164×106
160、7×106
14、8×106
9、85×105
157、5×106
154、3×106
151×106
备注:11°淡色啤酒得密度为1011、5kg/m3
3 啤酒厂糖化车间得热量衡算
3、1糖化工艺流程图
本设计采用二次煮出糖化法,其工艺流程示意图如下所示,其中得投料量为糖化一次得用料量。
糊化锅 糖化锅
麦芽粉8002、45kg,44、5℃,60min
大米粉2858、02kg
麦芽粉571、6kg
t0(℃),20min
自来水,18℃
料水比1:4、5 ↓ 料水比1:3、5
热水,50℃
↓10min
↓13min t0℃ 63℃,60min
70℃ ↓5min
↓12min 7min 70℃,25min
90℃,20min 100℃,40min ↓20min
过滤 糖化结束 78℃ 100℃,10min
麦槽 90min
麦汁 煮沸锅 回旋沉淀槽 薄板冷却器 冷麦汁
煮沸温度10% ↓ ↓
酒花 酒花糟 冷凝固物 去发酵罐
热凝固物
图2、1啤酒厂糖化工艺流程示意图[2]
3、1、1糖化用水耗热量Q1
(1)根据工艺,糊化锅加水量为
G1=(G糖化一次大米粉量+G糊化锅加入得麦芽粉量)
=(2858、02+2858、02×20%)× 4、5=15433、31kg
式中,糊化锅加入得麦芽粉量为大米量得20%,料水比1:4、5。
(2)糖化锅料水比1:3、5,糖化一次加入糖化锅得麦芽粉量为
8574、05﹣2858、02×20%=8002、45kg
则糖化锅加水量
G2=8002、45×3、5=28008、56kg
(3)糖化总用水量为:
GW=G1+G2=15433、31+28008、56=43441、87kg
(4)自来水平均温度取t1=18℃,而糖化配料用水温度t2=50℃,则定性温度为34℃,查资料知,水在34℃时,比热容cW为4、174kJ/(kg·K)[3]
故耗热量为:
Q1=(G1+G2) cW (t2-t1)
=43441、87×4、174×(50-18)=5、8×106(kJ)
3、1、2第一次米醪煮沸耗热量Q2
由糖化工艺流程可知
Q2=2+2 +2
1、糊化锅米醪由初温t0加热至100°C耗热2
=G米醪C米醪(100-t0)
（1） 计算米醪得比热容c
根据经验公式C谷物=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、55kg/(kg·K)
c麦芽=0、01[(100-6)×1、55+4、18×6]=1、71kJ/(kg·K)
c大米=0、01[(100-10)×1、55+4、18×10]=1、813kJ/( kg·K)
c米醪=
=
=3、74kJ/( kg·K)
G米醪=G大米+G′麦芽+G1=2858、02+2858、02×20%+15433、31=18862、93kg
(2)米醪得初温t0
设原料得初温为18°C,而热水为50°C,则
t0=
=
=47、23°C
(c)把上述式子结果代回=G米醪c米醪(100-t0)得
2=18862、93×3、74(100-47、23)=3722784、09 kJ
(2)煮沸过程蒸汽带出得热量2
设定糊化时间为40min,蒸发强度为5%,则蒸发水分量为:
GV1=G米醪×5%×40/60=18862、93×0、05×40/60=628、76kg
故
2= GV1·I=628、76×2258、4=1420001、67kJ
式中,I=2258、4kJ/kg,为煮沸温度(约100°C)下水得汽化热(kJ/kg)
米醪升温与第一次煮沸过程得热损失约为前两次耗热量得15%,则热损失2为
2=15%(2+2)=15% ×(3722784、09+1420001、67)=771417、86kJ
由上述结果得
Q2=2+2+2=3722784、09+1420001、67+771417、86=5、914×106kJ
3、1、3第二次煮沸前混合醪升温至70°C得耗热量Q3
按糖化工艺,来自糊化锅得煮沸得米醪与糖化锅中得麦醪混合后温度约为63℃,故混合前先从100℃冷却到中间温度t0。
(1)糖化锅中麦醪得初温t麦醪
已知麦芽粉初温为18℃,用50℃得热水配料,则麦醪比热容为8574、05 28008、56
c麦醪===3、60 kJ/( kg·K)
G麦醪=G麦芽+G2=8574、05+28008、56=36582、61kg
则麦醪与米醪混合比热容为
c混合===3、65 kJ/( kg·K)
则可算得麦醪温度为:
t麦醪=
==44、52℃
(2)米醪得中间温度t
根据热量衡算,且忽略热损失,米醪与麦醪合并前后得焓不变,则米醪得中间温度为:
t=
==97、62℃
其中,G混合=G米醪+G麦醪=18862、9+36582、61=55445、51kg。
由于中间温度97、62℃比煮沸温度100℃降低了2、38℃,考虑到米醪由糊化锅到糖化锅输送过程中得热损失,可不必加中间冷却器。
(3)由上述结果得Q3
Q3=G混合c混合(70-63)=55445、51×3、65×7=1、42×106kJ
3、1、4第二次煮沸混合醪得耗热量Q4
由糖化工艺流程可知:Q4=4+4+4
1、混合醪升温至沸腾所耗热量4
(1)经第一次煮沸后米醪量为
G′米醪=G米醪﹣GV1=18862、9﹣628、76=18234、14 kg
故进入第二次煮沸得混合醪量为
G混合=G′米醪+G麦醪=18234、14+36582、61=54816、75kg
(2)根据工艺糖化温度为78°C,抽取混合醪得温度为70°C,则送到第二次煮沸得混合醪量为:
[]×100%==26、7%
故
4=26、7%G混合c混合(100-70)=26、7%×54816、75×3、65×30=1602649、91kJ
(3)二次煮沸过程蒸汽带走得热量Q″4
煮沸时间为10min,煮沸强度5%,则蒸发水分量为:
GV2=G混合×5%×10/60 =54816、75×5%×10/60=456、81kg
4=I·GV2=2257、2×456、81=1031111、5kJ
(4)根据经验公式4=15% (4+4)得
4=0、15×(1602649、91+1031111、5)=395064、22 kJ
Q4 =1、15(4+4) =1、15×(1602649、91+1031111、5) =3028825、66=3、03×106(kJ)
3、1、5洗糟水耗热量Q5
设洗糟水平均温度为80°C,每100Kg原料用水450Kg,则用水量为:
G洗= G原料×450100=11432、07×450100=51444、32客观
故
Q5=G洗cw(80-18)=51444、32×4、174×62=13、31×106(KJ)
3、1、6麦汁煮沸过程耗热量Q6
Q6=6+6+6
(1) 麦汁升温至沸点耗热量6
由糖化物料衡算表可知,100Kg混合原料可得到717、1kg热麦汁,并设过滤完毕麦汁温度为70°C。则进入煮沸锅得麦汁量为:
G麦汁= G原料×717、1100=11432、07×717、1100=81979、374(kg)
又c麦汁=

=3、84kJ/( kg·K)
故6=G麦汁C麦汁(100-70)=81979、374×3、84×30=9、44×106 (kJ)
(2) 煮沸过程蒸发耗热量6
煮沸强度10%,时间1、5h,则蒸发水分为:
GV3= G麦汁×10%×1、5=81979、374×10%×1、5=12296、91kg
故
6=IGV3=2257、2×12296、91=27、76×106(KJ)
(3) 根据经验公式热损失6为:6=15%(6+6)
因此Q6=115%(6+6)=115%×(9、44×106+27、76×106)=42、78×106(kJ)
3、1、7糖化一次总耗热量Q总
Q总==5、8×106+5、914×106+1、42×106+3、03×106+13、31×106+42、78×106 =72、3×106kJ
4 糖化蒸汽耗用量计算
4、1一次糖化蒸汽耗用量
使用表压为0、3Mp得饱与蒸汽,热焓为I1=2728、1kJ/kg,相应冷凝水焓为I1=588、2kJ/kg,热气效率η=95 %,则
D=Q总/[(I1- I1)η]=72、3×106÷(2728、1﹣588、2)÷0、95=35564、87 kJ
4、2 糖化小时最大蒸汽耗用量Dmax
糖化操作中,麦汁煮沸时耗热量最大,已知煮沸时间1、5h,热效率95 %,则
Qmax= Q6÷1、5÷95 %=42、78×106÷1、5÷95 %=30021052、6 kJ
相应最大蒸汽消耗量为
Dmax= Qmax/(I1- I1) = 30021052、6÷(2728、1﹣588、2)=14029、18 kg/h
4、3 吨酒蒸汽耗用量
根据生产设计,旺季糖化次数为160×8=1280次,共产啤酒75×1280=96000吨,占全年产量64 %。则全年蒸汽消耗量为
D每年=D×1280÷0、64=35564、87×1280÷0、64=71129740kg
吨酒蒸汽耗用量:D吨酒= D每年/(96000÷64%)=4741、98kg
旺季日蒸汽消耗量:D每天=D×8=35564、87=284518、96 kg/d
4、4 150000t/年啤酒厂糖化总热量衡算表
名 称
规格(Mp)
吨酒消耗/kg
每小时最大消耗量/kg
每昼夜消耗量/kg
年消耗量/kg
蒸汽
0、3
4741、98
14029、18
284518、96

5工艺耗水量计算(含冷却水)
5、1糖化用水
糖化锅加水比例1:3、5,糊化锅加水比例1:4、5,混合原料每次加入量为11432、07kg,其中,糊化锅加料量为3429、6kg,糖化锅加料量为8002、45kg。
则每次糖化锅中用水量:8002、45×3、5=28008、58kg
每次糊化锅中用水量:3429、6×4、5=15433、2kg
单次糖化用水量;28008、58+15433、2=43441、78kg
糖化用水时间为0、5h,因此
每小时最大用水量=43441、78÷0、5=86883、56kg/h
5、2 洗槽水用量
每100kg混合原料洗槽水用量为450kg,则洗槽水用量为
11432、07÷100×450=51444、32kg
5、3糖化室洗刷用水
糖化室及设备洗刷用水单次定为25吨,清洗时间为2h,则
洗刷最大用水量=25/2=12、5吨/h
5、4 澄清槽洗刷用水
单次洗涮用水定为9吨,时间0、5小时,则
洗涮最大用水量=9/0、5=18吨/h
5、5 CPI装置洗涤用水
定一次洗涤用水7吨,0、5小时,则
最大用水量=7/0、5=14吨/h
5、6过冷却器洗洗刷用水
定一次洗刷用水为5t,地面洗刷用水3t,时间1、5h,则
最大用水量=(5+3)/1、5=5、3t/h
5、7硅藻土过滤机洗刷用水
定一次用水为12t,地面洗刷用水3t,时间1h,则
最大用水量=12+3=15t/h
5、8清酒罐洗刷用水
每天刷洗清酒罐4个,用水量15t,地面清洗用水3t,时间1h,则
最大用水量=15+3=18t/h
5、9洗瓶机洗刷用水
洗瓶机最大生产能力按20000瓶/h计,单瓶清洗用水1、5kg,则总用水量为
20000×1、5=30000kg=30t/h
5、10 杀菌机用水
杀菌机单瓶用水量1kg,总耗水量
20000×1=20000t/h=20t/h
5、11包装车间地面用水
地面洗刷用水15t,时间0、5h,
最大用水量=15/0、5=30t/h
5、12 鲜啤酒桶洗刷用水量
鲜啤酒桶容量30kg/桶,洗刷用水为其1、5倍,即为45kg。
5、13其她用水
以上未计算得其她用水如管道、其她地面等,每班计20t,用水时间2h,则
每小时用水量=20/2=10t/h
6 150000t/年啤酒厂发酵车间耗冷量计算
啤酒发酵工艺有上面发酵与下面发酵两大类,下面发酵又有传统得发酵槽与锥形罐发酵等得分类。此外,不同得发酵工艺,耗冷量也不同。本设计以目前我国应用最普遍得锥形罐发酵工艺进行150000t/年啤酒得耗冷量计算。
6、1发酵工艺流程示意图:
94℃热麦汁冷麦汁(6℃)锥形罐发酵过冷却至－1℃贮酒过滤清酒罐
6、2、工艺技术指标及基础数据
年产11淡色啤酒150000t;
旺季160天,每天糖化8次;淡季120天,每天6次,每年共糖化2000次;
主发酵时间6天;
4锅麦汁装1个锥形发酵罐;
11Bx麦汁比热容c1＝4、0kJ/(kg·、K);
冷媒用15％酒精溶液,比热容可视作c2＝4、18 kJ/(kg、·K);
麦芽糖厌氧发酵热q＝613、6kJ/kg;
麦芽发酵度60％。
根据发酵车间耗冷性质,可分成工艺耗冷量与非工艺耗冷量两类,即:
Q = Qt + Qnt
7 工艺耗冷量Qt
7、1工艺技术指标及基础数据
年产11淡色啤酒150000t;
旺季160天,每天糖化8次;淡季120天,每天6次,每年共糖化2000次;
主发酵时间6天;
4锅麦汁装1个锥形发酵罐;
11Bx麦汁比热容c1＝4、0kJ/(kg·、K);
冷媒用15％酒精溶液,比热容可视作c2＝4、18 kJ/(kg、·K);
麦芽糖厌氧发酵热q＝613、6kJ/kg;
麦芽发酵度60％。
根据发酵车间耗冷性质,可分成工艺耗冷量与非工艺耗冷量两类,即:
Q = Qt + Qnt
7、2麦汁冷却耗冷量Q1
使用一段式串联逆流式麦汁冷却方法,冷却介质为2℃得冷却水,出口温度为85℃。糖化车间送来得热麦汁温度为94℃,冷却至发酵起始温度6℃。
根据啤酒生产物料衡算表,可知每糖化一次得热麦汁81979、36L,而相应得热麦汁密度约为1、024kg/m3,故麦汁量为:
G麦汁＝1、02481979、36＝83946、86(kg)
又知11°麦汁比热容c1＝4、0kJ/(kg·K),工艺要求在1h内完成冷却过程,则所耗冷量为:
Q1＝Gc(t1－t2)/1
＝83946、864、0×(94－6)/1
＝ 29549294、7kJ/h≈29、55×106kJ/h
式中t1与t2－－分别为麦汁冷却前后温度(℃)与冷却操作过程时间(h)
根据设计结果,每个锥形发酵罐装4锅麦汁,则麦汁冷却每罐耗冷量:
Qf＝4Q1＝4×29549296、3＝118197179(kJ)
相应得冷冻介质(2℃得冷水)耗能为:
M1＝＝＝63051、45(kg/h)
式中t´1与t´2－分别就是冷冻水得初温与终温(℃)
cm－水得比热容,为4、18 kJ/(kg·K)
7、3发酵耗冷量Q2
（1） 发酵期间发酵放热Q＇2
假定麦汁固形物均为麦芽糖,而麦芽糖得厌氧发酵放热量为613、6 kJ/kg。设发酵度为60％,则1L麦汁放热量为:
q0＝613、611％60％＝40、50(kJ)
根据物料衡算,每锅麦汁得冷麦汁量为80344、58L,则每锥形罐发酵放热量为:
Q´0＝40、5080344、584＝12871201、7(kJ)
由于工艺规定主发酵时间为6天,每天糖化8锅麦汁,并考虑到发酵放热不平衡, 取系数1、5,忽略主发酵期得麦汁温升,则发酵高峰期耗冷