大学毕业论文-—年产15万吨啤酒厂设计.doc

本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

年产15万吨啤酒厂设计

姓 名
学 号
专 业 食品科学与工程
班 级
指导教师
学 部 食品与环境工程
答辩日期

黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（一）
姓名

学号

专业
班级
食品科学与工程-B班
总
成绩

毕业论文（设计）题目：年产十五万吨啤酒厂设计
答
辩
委
员
会
评
语

答辩成绩

主任签字： 年 月 日
答辩委员会成员签字

学部毕业论文（设计）领导小组意见

组长签字： 年 月 日 学部公章
黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（二）
姓名
李安
学号
054131424
专业班级
食品科学与工程-B班
毕业论文（设计）题目：年产十五万吨啤酒厂设计

指
导
教
师
评
语

指导教师成绩

指导教师签字： 年 月 日

黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（三）
姓名
李安
学号
054131424
专业班级
食品科学与工程-B班
毕业论文（设计）题目：年产十五万吨啤酒厂设计

评
阅
教
师
评
语

评阅教师成绩

评阅教师签字： 年 月 日
黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）任务书
姓名
李安
学号
054131424
专业班级
食品科学与工程-B班
毕业论文（设计）题目：年产十五万吨啤酒厂设计
毕业论文（设计）的立题依据：
根据近几年来人们对啤酒的喜爱，啤酒工业不断的兴盛，于是对啤酒厂的设计有了一定必要，设计一个年产十五万吨12°淡色啤酒工厂以满足人们对啤酒的需求。也可以促进其它行业的发展。
主要内容及要求：
主要内容为年产十五万吨12°淡色啤酒工厂的设计，从厂址的选择、啤酒原料的选择、啤酒用水的选择、啤酒的原料物料平衡计算、啤酒厂的水电气平衡、及工厂人员的定额、环境保护、消防措施、成本核算、风险分析及社会效益等方面进行核算。
要求从书上、期刊上及网络上找一些相关信息对设计的啤酒厂的各个方面进行估算使最终设计的啤酒厂效益好同时其它方面也符合国家规定，最后才算完成了设计。
进度安排： 2009年3月2日 选题
2009年3月2日 ～5月20日 接受指导老师指导
3月2日～3月6日 拟定论文大纲
3月7日～3月12日 搜集、查阅、整理相关资料
3月12日～4月20日 初稿形成
4月20日～4月25日 初稿审定
4月26日～4月30日 第一次修改
4月30日～5月6日 第一次审定
5月7日～5月11日 第二次修改
5月12日～5月15日 定稿
5月16日～5月18日 论文评阅小组评审论文（设计）
5月23日 毕业论文（设计）答辩
学生签字：
指导教师签字：
2009年 月 日

黑龙江东方学院本科生毕业论

年产十五万吨啤酒厂设计
摘 要

本啤酒厂设计为年产15万吨12°淡色啤酒的工厂，本啤酒厂主要设计糖化和发酵工艺流程，进行工艺计算包括总体物料衡算、糖化的热力衡算、耗冷量计算，通过计算结果进行厂设备选型、人员定额与分配，制定工厂的劳动制度和节能及环境保护方面的策略进行综合评定，进而投资估算确定投资额度，进行成本核算、风险分析计算分析利润和投资回收率，进行经济分析和社会效益分析，各项指数分析好之后整个啤酒厂设计完毕。

关键词:糖化工艺流程；发酵工艺流程；效益分析；投资估算；

ii

黑龙江东方学院本科生毕业论

Brewery designed annual production capacity of 150,000 tons
Abstact

The brewery designed annual production capacity of 150000 ton for the 12°light beer factory ,the main design of the brewery glycosylated and fermentation process ,carried out the calculation process, including the overall material balance, glycosylated of heat balance, consumption of cold calculation, by the results of the calculation we do the equipment selection, scale and distribution of personal, the development of the factory system of labor and energy-saving and environmental protection to carry out a comprehensive assessment strategy, and estimated to determine the amount of investment, cost accounting, risk analysis and investment analysis of the profit rate, economic analysis and social analysis, good analysis of the index after the completion of the entire brewery design

Key words: glycosylated process; fermentation process; for Benefit analysis ;investment estimates；

目　　录
摘 要 i
Abstact ii
第1章 绪 论 1
1.1 啤酒发展史 1
1.2 啤酒的分类 2
1.2.1 根据啤酒色泽分类 2
1.2.2 根据原麦汁浓度分类 2
1.2.3 根据生产方法分类 2
1.2.4 根据包装容器分类 2
第2章 设计说明书 3
2.1 设计任务书 3
2.2 产品方案 3
2.2.1 生产规模及建设时间 3
2.2.2 主要原料规格 4
2.2.3 产品质量及标准 4
2.3 厂址的选择 4
2.4 生产工艺流程设计 4
2.4.1 生产工艺流程图 5
2.4.2 工艺要点 5
第3章 啤酒的工艺计算 9
3.1 物料衡算 9
3.1.1 啤酒生产基础数据 9
3.1.2 100kg原料（75%麦芽，25%大米）生产12º的基础物料衡算 9
3.1.3 生产100L，12º消耗原料物料衡算 10
3.1.4 年产150000t,12º啤酒的物料衡算 10
3.2 热力衡算 12
3.2.1 蒸汽耗量计算 12
3.2.2 耗冷量计算 14
3.3 主要设备计算 17
3.3.1 麦芽仓 17
3.3.2 麦芽粉仓 17
3.3.3 大米仓 18
3.3.4 大米粉仓 18
3.3.5 糊化锅 18
3.3.6 糖化锅 18
3.3.8 麦汁冷却器 19
3.3.9 发酵罐 20
3.2.10 啤酒过滤器 20
第4章 工作制度及人员分配 21
4.1 工作制度 21
4.2 劳动定员 21
4.3 企业人员来源 21
第5章 节约能源及综合利用 22
5.1 概述 22
5.2 节能的主要方面 22
5.2.1 工艺方面 22
5.2.2 建筑方面 22
5.2.3 电气方面 22
5.2.4 给排水方面 22
5.3 计量工作 22
第6章 环境保护 23
6.1 主要设计依据 23
6.2 环境现状 23
6.3 主要污染源与污染物 23
6.4 对策和措施 23
6.4.1 废水处理 23
6.4.2 废渣 24
6.4.3 烟尘治理 24
6.4.4 噪声控制 24
6.4.5 绿化 24
6.5 环境管理 24
第7章 消防设计、工业卫生与劳动安全设计 25
7.1 主要设计依据 25
7.2 总体设计 25
7.2.1 项目总平面布置要求 25
7.2.2 生产加工工艺要求 25
7.2.3 厂区道路及防火通道要求 25
7.2.4 厂区建筑物之间的间距要求 25
7.3 建筑工程 25
7.4 电气设计 26
7.5 消防设计 26
7.5.1 室内消防用水量 26
7.5.2 消防水源 26
7.5.3 消防电源 26
7.6工业卫生与劳动安全设计 26
7.6.1 主要设计依据 26
7.6.2 工业卫生措施 27
7.6.3 劳动安全措施 27
第8章 设计概算的依据 29
8.1 设计概算的意义 29
8.2 设备的购置 29
8.3 安装工程和建筑工程 29
8.4 其他费用 29
8.5 资金筹措 29
第9章 项目基础数据估算与财务分析 30
9.1 建设年限、达产能力 30
9.2 设备投资估算 30
9.3总投资概算 30
9.3.1 设备费用 30
9.3.2 设备安装费 30
9.3.3 土建费用 30
9.3.4 其它费用 30
9.3.5 流动资金 30
9.3.6 项目总投资 31
9.4 固定资产投资估算依据 31
9.4.1 设备的购置 31
9.4.2 安装工程 31
9.4.3 建筑工程 31
9.4.4 其它费用 31
9.5 成本估算 31
9.5.1 原辅料价格表 31
9.5.2 公用设施消耗量 32
9.5.3 工人费用 32
9.5.4 折旧费 32
9.5.5 维修费 32
9.5.6 其它费用 32
9.5.7 生产成本 32
9.5.8 销售总额 33
9.5.9 销售税金 33
9.5.10 利润总额 33
9.5.11 所得税 33
9.5.12 税后利润 33
9.6 投资回收期 33
9.7 经济分析 33
第10章 综合评价 34
10.1 社会效益分析 34
10.2 生态效益分析 34
10.3 综合评价 34
参考文献 35
附 录 36
致 谢 39

黑龙江东方学院本科生毕业论

第1章 绪 论
1.1 啤酒发展史
啤酒是世界产量最大，酒精含量最低，营养非常丰富的酒种。早在1977年7月2日在墨西哥举行的第九届“国际营养食品会议”上就被正式列为营养食品，据统计，除茶，碳酸饮料和牛奶以外，啤酒与咖啡并列2001年世界人均消费量第四位达到23升。啤酒是以麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，是一种含二氧化碳、起泡、低酒精度的饮料酒[14]。
啤酒的酿造有着悠久的历史究竟起源于何时，何人创造，没有确切的说法，只是根据考古发现及文字记载推测，根据最早的考古发现，啤酒是由苏美尔人最先酿制的，据今大约已有6000年的历史。目前世界啤酒总产量（总消费力量）接近1.3×108t，预测2005年将达1.6×108t。
与基本稳定的世界啤酒市场相比，亚洲迅速增长，亚太地区将成为世界最大的啤酒市场，而增长最快的是中国。近10年间，世界年人均啤酒消费量增加了3L，而我国却增长了10L[11]。
1900年，俄国人在哈尔滨建立了我国最早的啤酒厂。改革开放以来，随着人民生活水平的提高和生活习惯的改变，激活了我国啤酒市场所蕴含的巨大潜力，促进了我国饮料酒消费结构的变化，使啤酒占饮料酒的比重连年上升。1980年啤酒占饮料酒的比重只有18.8%，1990年上升为49.9%，2000年则为72.3%，我国居民对啤酒的消费能力不断增强，消费群体20%速度增长，人均消费量已达16.7kg。我国啤酒需求量的快速增长加速了我国啤酒行业的发展，我国啤酒的产量保持持续增长，1999年我国啤酒产量突破2.0×107t大关，成为继美国后的世界第二大啤酒大国。数据显示：2000年全国啤酒产量为2.23×107t，比1990年增长了1.54×107t，而2001年1～6月份全国啤酒产量为1.13×107t，比去年同期增长了4.6%。而我国啤酒行业在总体规模扩大的同时，企业的生产经营规模也持续提高。2000年，我国年产量达2.0×105t以上的啤酒企业数目达到了21家，其总产量占全国啤酒总产量的41.8%。从生产企业的分布来看，中国啤酒生产企业分布较广，全国31个省、自治区、直辖市都能生产啤酒。据2001年1～6月份的统计显示：山东为我国啤酒第一大省，超过1.5×106t。另外6.0×105t以上的啤酒生产大省有广东、河北、辽宁、黑龙江、安徽、河南、北京9省市，这9个省市的产量占全国啤酒总量的62.5%。
1.2 啤酒的分类
1.2.1 根据啤酒色泽分类
（1）淡色啤酒 淡色啤酒是啤酒中产量最多的一种，色度在7EBC单位以下者为淡黄色啤酒，色度在7～10EBC单位者为金黄色啤酒，色度在10EBC以上的淡色啤酒为棕黄色啤酒。
（2）浓色啤酒 其色度在15～40EBC单位之间产量远比淡色啤酒低，色度在15～25EBC单位的为棕色啤酒，25～35EBC单位为红棕色啤酒，35～40EBC单位为红褐色啤酒。
（3）黑色啤酒 50～130EBC单位[2]
1.2.2 根据原麦汁浓度分类
表1-1 麦汁浓度分类表
原麦汁浓度／%
啤酒类型
酒精含量／%

2.5～5.0

营养啤酒或儿童啤酒

0.8～1.8

4.0～9.0

佐餐啤酒

1.2～2.5

11.0～14.0

淡色贮藏啤酒

3.2～4.2

13.0～22.0

浓色或黑色啤酒

3.5～5.5[12]

1.2.3 根据生产方法分类
（1）鲜啤酒 啤酒包装后，不经过巴氏灭菌称为鲜啤酒也叫生啤酒。
（2）啤酒啤酒包装后，经过巴氏灭菌可以保存较长时间者称为熟啤酒[2]。
1.2.4 根据包装容器分类
（1）瓶装啤酒 （2）罐装啤酒 （3）桶装啤酒

33
第2章 设计说明书
本项目的设计按照国家要求投资小、产出大、见效快的原则，尽可能使建筑设施、能源（水、电、汽）在设计时与治理三废、环保、消防同步进行。
2.1 设计任务书
设计项目：年产150000t啤酒厂设计
成品啤酒：12度淡色啤酒
（1） 产品质量标准
感官指标：
透明度 清凉透明，无明显悬浮物和沉淀物
浊度（保质期）/EBC单位 ≤1.0
形态 泡沫洁白细腻，持久挂杯
泡持性/s ≥300s
色度/EBC单位 5.0～9.5
香气和口味 明显有酒花香气，口味纯正，爽口，酒体协调，无异香、异味
理化指标：
酒精含量/% ≥3.7
原麦汁浓度/% 12±0.2
总酸含量/0.1mL·L-1 ≤2.6
二氧化碳含量/% ≥0.4
双乙酰含量/mg·L-1 ≤0.13
（2）产品卫生标准：卫生指标按GB2758执行[1] 。
（3）产品用途：广泛用于食品及餐饮行业。
2.2 产品方案
2.2.1 生产规模及建设时间
啤酒厂年产量为1.5×105t
厂建设采取统一的规划布局，规范化建设，科学化管理，规模化生产，一体化经营，完全采用现代化企业管理模式将逐渐形成规模。厂区总占地面积90000㎡，建筑面积31000㎡。
本项目从立项到施工达产验收，共需2年。
2.2.2 主要原料规格
本工艺采用符合我国啤酒麦芽标准QB1686的优质麦芽。
2.2.3 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
质量特征：富有洁白、细腻又持久的泡沫，悦目明快的色泽，酒液清凉，饮后有爽口和醇厚感[10]
2.3 厂址的选择
经调查与测量本厂选址选择在哈尔滨市松北区开发区68号，这里一年南风较多，这里环境洁净绿化条件好靠在松花江边水源方便又清洁，经勘查这里地址条件很好适合建厂房，卫生环境良好无有毒有害气体、无粉尘、放射源，更重要的是这里运输条件好，附近地区有农业地带原料供应充足。有这些优点决定在这里建厂[15]。
2.4 生产工艺流程设计

2.4.1 生产工艺流程图

大麦原料→粗选→精选→浸麦→发芽→干燥→除根→成品麦芽

原料（大米）→粉碎→糊化
↘
→过滤→煮沸→酒花分离→沉渣→冷却→前发酵
↗ ↓
原料（麦芽）→粉碎→糖化 CO2

→后发酵（贮酒）→过冷却→过滤→滤过酒暂贮→装酒→压盖→杀菌→贴标→

成品啤酒.
图2-1 生产工艺流程图[14]
2.4.2 工艺要点
2.4.2.1 辅助原料粉碎
粉碎使原料表面积增加，与水接触面积增加，糖化时间减少，收得率增加。
麦芽可粉碎成麦皮、粗粒、细粒、粗粉、细粉五个组分。
要求麦芽皮壳破而不碎，胚乳部分尽可能细一些。
2.4.2.2 麦汁的制备
2.4.2.2.1啤酒生产用水
啤酒厂水源的选择原则：
（1）水量充沛和稳定
（2）酿造水除应符合我国生活用水标准（GB5749-03）外，还要符合啤酒专业上
一些要求。
（3）冷却用的水温越低越好。
2.4.2.2.2 啤酒花
（1）啤酒花使用的主要目的是利用其苦味、香味、防腐力和澄清麦汁的能力。
（2）酒花的化学成分如表2-1：

表2-1酒花化学成分表 单位：%
成分
含量
成分
含量
水分
10左右
氨基酸
0.1左右
总树脂
10～20
蛋白质
15左右
酒花油
0.5～2.0
脂与腊
3.0左右
多酚物质
2～5
灰分
6～10
单糖
2～4
木质素和纤维素
平衡量
果胶
2.0左右

（3）酒花品种
1.按成熟期分： 早熟酒花、中熟酒花、晚熟酒花。
2.酒花以茎的颜色：紫茎酒花、绿茎酒花。
3.按酒花典型性：香型、苦型、兼行酒花[9]。
2.4.2.2.3 糖化
制备麦芽汁的主要过程是糖化。将粉碎后的麦芽在底部搅拌的糖化锅中与45℃的水混合，利用麦芽自身的酶，使麦芽和辅料中的淀粉和蛋白质等的不溶性高分子物质水解成为可溶性低分子物质，如糊精、糖类、胨、肽、氨基酸等，这就是糖化过程。
本项目采用的糖化方法是国内常用的糖化方法——二次煮出糖化法。
该方法简单来说，首先将辅料与部分麦芽在糊化锅中与45℃温水混合，保温20min，然后用10min时间升温到70℃，再保温20min，其后再用15min时间升温煮沸，让其沸腾40min，称第一次煮沸，得到糊化醪。与此同时，麦芽和水在糖化锅内混合，45～55℃保温30～90min，使麦芽所含蛋白质分解，称为蛋白质休止。将煮沸纸糊化醪泵入糖化锅中，使混合醪温达到65～68℃，保温搅拌进行糖化。待糖化醪无碘色反应后，从糖化锅中取出部分醪也进入糊化锅进行第二次煮沸，而后再次泵入糖化锅混合，使糖化锅中醪液升温至75～78℃（液化温度），静置10min即可送去过滤。
糖化工艺流程图如下：

自来水，18℃
糊化锅 料水比 ↓ 料水比
大米锅4583.33，麦芽糖916.7kg，t0，℃，20min → 热水，50℃ →
↓ 13min 1︰4︰5 1︰3︰5
70℃
↓ 12min
90℃，20min → 100℃，40min
↓冷却t（℃）
糖化锅 10min 5min 20min
→ 麦芽粉1872.6，74.7℃，60min → 63℃，60min → 70℃，25min →100℃，10min
↓ ↓
麦槽 ← 过滤 ← 糖化结果 ← 78℃ ←
↓ 90min
麦汁 → 煮沸锅 → 回旋沉淀槽 → 薄板冷却器 →
↓ 煮沸程度 ↓ ↓
酒花 100% 酒花槽 冷凝固物
热凝固物
冷麦汁 → 去发酵
图2-2 糖化工艺流程图[5]
2.4.2.2.4 过滤
糖化工序结束后，意味着麦芽汁已经形成。采用过滤方法尽快将麦汁和麦糟分离。过滤的好坏，对麦汁的产量和质量有重要的影响。
麦汁过滤分为过滤和洗槽两个操作过程。
过滤的目的是获得清凉的麦汁和较高的麦汁收得率。
要求麦汁过滤速度正常，过滤应在规定时间内完成，麦汁低吸氧，具有正常的色、香、味。
2.4.2.2.5 煮沸
煮沸在煮沸锅中进行。使多余的水分蒸发，使麦芽汁浓缩到规定浓度；使酒花有效成分溶入麦汁中；赋予麦汁独特的酒气香气和爽口的苦味；使麦汁中可凝固蛋白质凝固析出，以提高啤酒的非生物稳定性；破坏全部的酶活性，麦汁进行灭菌，以获得定型的麦汁。
煮沸要求适当的煮沸温度，分批添加酒花，在预定煮沸时间内，使麦汁达到规定浓度，保持有明显酒花香味和柔和的苦味，以保证成品啤酒有光泽、风味好、稳定性高。
煮沸时间70～90min，麦汁的煮沸强度应达到8%～10%，凝固性氮应达到1.5～20mg/L。
2.4.2.2.6 冷却
麦汁煮沸定型后，必须立即进行冷却，使温度适合酵母发酵的需要。
要求冷却时间短，麦汁无细菌，并且不混浊，沉淀损失少，操作简单，可减少人力。
本工艺采用“下面”酵母发酵，因此麦汁温度应冷却至4～8℃。
2.4.2.3 啤酒发酵
麦汁冷却至规定温度后进入发酵罐，接种一定量的啤酒酵母后，进行发酵。啤酒发酵是一个非常复杂的生化过程，发酵的主体是啤酒酵母，它利用本身所含有的酶系将麦汁中的可发酵性糖经一系列变化最终转变为酒精和二氧化碳，并生成一系列副产物，如各种醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等啤酒就是这些物质混合在一起构成的一种具有一定风味、泡沫、色泽和独特典型性的饮料。
本工艺采用“前锥后卧”发酵方式。先在锥形发酵罐中进行啤酒发酵和双乙酰还原，然后送入卧式储酒罐中进行后发酵。
在主发酵结束，外观发酵达60%左右，酒温降至5～6℃时，现回收酵母，在将嫩啤酒送入储酒罐内。此时双乙酰还原需在贮酒罐内继续进行，贮酒罐兼有后发酵、成熟和贮酒三重作用。贮酒罐需设有和发酵罐同样的冷却夹套降温设施。倒罐之后，进行后发酵和双乙酰还原，气压缓慢上升至0.08Mpa左右，待双乙酰下降达到要求后，急剧降温至0～1℃，进行贮酒。贮酒时间7～14d。[12]

第3章 啤酒的工艺计算
3.1 物料衡算
3.1.1 啤酒生产基础数据
表3-1 啤酒生产基础数据
项 目
名 称
百分比/%
定 额
原料利用率
98.5
麦芽水分
6
大米水分
13
无水麦芽浸出率
75
无水大米浸出率
92
原料配比

啤酒损失率（对麦汁）
麦芽
75
大米
25
冷却损失
7.0
发酵损失
2.0
过滤损失
2.0
瓶装损失
2.0
总损失
13.0
3.1.2 100kg原料（75%麦芽，25%大米）生产12º的基础物料衡算
（1）热麦汁量： 根据表4-1可得到原料收率分别为：
（2）麦芽收率：
（3）大米收率：
（4）混合原料收得率：
（5）由上述可得100kg混合原料可制得12º啤酒：71.79÷12×100=598.25kg
已知12º在20℃时的相对ρ为1012kg/m3，而100℃热麦汁比20℃的热麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁100℃体积为：
（6）冷麦汁量为：
（7）发酵液量为：
（8）过滤酒量为：
（9）成品啤酒量为：
3.1.3 生产100L，12º消耗原料物料衡算
（1）生产100L，12º消耗原料的量为：
（2）麦芽消耗量为：
（3）大米耗用量为：
（4）酒花耗用量：对淡色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故酒花耗用量为：

（5）热麦汁的量为：
（6）冷麦汁的量为：
（7）湿糖化槽是被排出的湿麦槽水分含量的80%，则湿麦槽量为：

而湿大米槽量为：
故湿槽糖化槽量为：
（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：

3.1.4 年产150000t,12º啤酒的物料衡算
设生产旺季每天糖化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平衡。
糖化第一次定额量：由以上设计中可得出100kg原料可得成品啤酒538.1L,12°啤酒的密度为1012kg/m3.
538.1L啤酒的质量M=538.1÷1000×1012=544.6kg
由此可得出产15万吨啤酒所需要原料的量为：150000000×100÷544.6=27500000kg所以年产15万吨啤酒所需要麦芽量为：27500000×0.75=20625000kg
所以年产15万吨啤酒所需要大米量为：27500000-20625000=6875000kg
（2）每次糖化物料衡算
每次糖化投料：27500000÷1500=18333.33kg
每次麦芽投料：18333.33×0.75=13750kg
每次大米投料：18333.3-13750=4583.33kg
每次热麦汁投料：（71.79÷12）×（18333.3÷1.048）×1.04=108841.7kg
表 3-2 啤酒厂糖化车间物料的衡算表
物料名称
单位
对100kg混合原料
100L，12°
糖化定额量
150000t/a
生产啤酒
混合原料
Kg
100
18.6
18333.33
27500000
麦芽
Kg
75
13.9
13750
20625000
大米
Kg
25
4.7
4583.33
6875000
酒花
Kg
1.20
0.228
1848
2772000
热麦汁
L
615
114.2
114200
171300000
冷麦汁
L
572
106.2
106200
159300000
湿糖化槽
Kg
103.2
17.94
15547.8
23340000
湿酒花槽
Kg
3.98
0.684
532
13280000
发酵液
L
560.3
103.6
102721.7
154082500
过滤酒
L
549.1
102.1
100668.3
151002500
成品啤酒
L
538.1
100
98651.7
147977500
3.2 热力衡算
3.2.1 蒸汽耗量计算
3.2.1.1 糖化用水耗热量Q1
根据工艺，糊化锅加水量为：
式中：4583.33kg为糖化一次大米份量，916.7kg为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的20%），而糖化的加水量为：
式中：13750kg为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即G=，而13750kg为糖化一次麦芽定额量，故糖水总用水量为：

自来水平均温度为：℃，而糖化配料用水温度℃，故耗热量为：
3.2.1.2 第一次米醪煮沸消耗量Q2
由糖化工艺流程图（4-3）可知：
（1）糊化锅内米醪由初温t0加热至100℃耗热
①计算米醪的比热容，根据经验公式：进行计算，式中W为含水量百分率：C0位绝对谷物比热容，取

②米醪的初温t0，设原料的初温为18℃，而热水为50℃，则

℃

③把上述结果带回得：
（2）煮沸过程蒸汽带出的热量
设煮沸时间为40min，蒸发量为每小时5%，则蒸发水分量为：

故
式中，I为煮沸温度（约为100℃）下水的汽化潜能3KJ/kg
（3）热损失
米醪升温和第一次煮沸过程的热损失均为前两次耗能量的15%，即：

（4）有上述结果是：
3.2.1.3 第二次煮沸前混合醪升温至
按糖化工艺，来自糊化锅的米醪为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
（1）糖化锅中麦醪的初温，已知麦芽糖粉初温为18℃，用50℃的热水配料，则麦醪温度为：
℃
（2）根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪，合并前后的焓不变，则米醪温度为：
℃
考虑到米醪内糊化锅到糖化锅输送过程的热损失，可不加中间冷却器。
（3）
3.2.1.4 第二次煮沸混合醪的耗热量
由糖化工艺流程可知：
（1）混合醪升温至沸腾所消耗量为Q4
① 经第一次煮沸后米醪量为：
糖化锅的麦芽醪量为：
故进入第二次煮沸的混合
醪量为：
② 据工艺糖化结束醪温为75.1℃，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：

混合醪比热容

④ 故：

（2）二次煮沸过程蒸汽带走的热量，煮沸时间为10min，蒸发强度5%，则蒸发水分量为：
故 式中：I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓KJ/kg
（3）把上述结果代回得：
：
3.2.1.5 洗槽水耗热量
设洗槽是平均温度为80℃，每100kg原料用水450kg，则用水量为

故
3.2.1.6 麦汁煮沸过程耗热量

（1）麦汁升温至沸点耗热量
由糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可得到598.3kg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：

故
（2）煮沸过程蒸发耗热量
煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发水分为：
故
（3）热损失：
（4）把上述结果带入可得到麦汁煮沸总耗热：
3.2.1.7 糖化一次总耗热量Q8

3.2.2 耗冷量计算
啤酒发酵工艺有上面发酵两大类，而后者又有传统的发酵和锥形罐发酵等之分，不同的发酵工艺，其耗冷量也随之改变，下面是应用普遍的锥形罐发酵工艺进行150000t/a啤酒厂发酵车间的耗冷量计算。

3.2.2.1 发酵工艺流程示意图
冷却
94℃热麦汁 → 冷麦汁（6℃）→ 锥形罐发酵 → 冷却至1℃ → 贮酒 → 过滤 →
清酒罐
3.2.2.2 工艺技术指标及基础数据
年产150000t，旺季每天糖化6次，淡季4次，每年共糖化1500次
主发酵时间为6d
麦汁比热容
冷媒用15%溶液比热容可视作
麦芽糖厌氧发酵热
麦汁发酵度60%
根据发酵车间耗冷性质，可分为工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即：
3.2.2.3 工艺耗冷量
（1）麦汁冷却耗冷量Q1
近几年普遍采用一段式串联逆流是麦汁冷却方式，使用的冷却介质为2℃的冷冻水，出口温度为85℃。糖化车间送来的热麦汁温度为94℃，冷却至发酵起始温度为 6℃。根据啤酒生产物料衡算表，可知每糖化一次得热麦汁119682kg，而相应的热麦汁密度为1048kg/m3，故麦汁量为：，又知麦汁比热容为：4.05KJ/kg·k，工艺要求在1h内完成冷却过程，则所耗冷量为：/h和式中t1和t2分别为麦汁冷却前后温度（℃）为冷却操作过程时间h
根据计算结果，每个锥形发酵罐4锅麦汁，则麦汁冷却罐耗热量为：
/h
相应的冷冻介质（2℃的冷冻水）耗量为：

式中和分别是冷冻水的初温和终温（℃）Cm为水的比热容
（2）发酵耗冷量Q2
发酵期间发酵放热，假定麦汁固形物均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵放热量为613.6KJ/kg，设发酵度为60%，则1L麦汁放热量为：

根据物料衡算，每锅麦汁的冷麦汁量为111298kg，则每锥形罐发酵放热量为：
由于工艺规定发酵的时间为6