啤酒糖化车间物料衡算与热量衡算.doc

# 30000t/a12淡色啤酒糖化车间物料衡算与热量衡算）二次煮出糖化法是啤酒生产常用的糖化工艺，下面就以此工艺为基准进行糖化车间的热量衡算。由于没有物料数量等基础数据，因此，从物料计算开始。已知物料定额的基础数据如表，绝对谷物的比热容为1.55Kj/kg*K, 12麦汁在20时的相对密度为1.084，100时热麦汁的体积是20时的1.04倍；煮沸温度下（常压100）水的气化潜热为I2257.2 Kj/kg，加热过程热损失取15，0.3MPa的饱和水蒸气I2725.2 Kj/kg，相应冷凝水的焓为561.47 Kj/kg，蒸汽热效率为0.95， 项目名称百分比项目名称百分比定额指标原料利用率98.5原料配比麦芽75大米25麦芽水分6啤酒损失率（对上一工序）冷却损失7.5大米水分13发酵损失1.6无水麦芽浸出率75过滤损失1.5无水大米浸出率92装瓶损失2.0总损失12.6I物料衡算啤酒厂糖化车间的物料衡算主要项目为原料（麦芽、大米）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化糟和酒花糟）等。1.糖化车间工艺流程示意图2.工艺技术指标及基础数据 我国啤酒生产现况决定了相应的指标，有关生产原料的配比、工艺指标及生产过程的损失等数据如上表所示。 根据基础数据，首先进行100kg原料生产12淡色啤酒的物料计算，然后进行100L12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。3. 100kg原料（75麦芽，25大米）生产12淡色啤酒的物料计算（1）热麦汁量 麦芽收率为：0.75（1006）10070.5大米受率为：0.92（10013）10080.04混合原料受得率为：（0.7570.5+0.2580.04）98.571.79由此可得100kg混合原料可制得的12热麦汁量为： （71.7912）100598.3kg12麦汁在20时的相对密度为1.084，而100热麦汁的体积是20时的1.04倍，故热麦汁（100）的体积为：（598.31.084）1.04574 （L）（2）冷麦汁量为 574（10.075）531 （L）（3）发酵液量为： 531（10.016）522.5 （L）（4）过滤酒量为： 522.5（10.015）514.7 （L）（5）成品啤酒量为： 514.7（10.02）504.4 （L）4.生产100 L12淡色啤酒的物料衡算从上可知，100kg混合原料可生产12成品淡色啤酒504.4 L，故可得：（1）生产100 L12淡色啤酒需耗混合原料量为： （100/504.4）10019.83 kg（2）麦芽耗用量为： 19.837514.78 kg（3）大米耗用量为： 19.83254.96 kg（4）酒花耗用量为：（对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2） （574/504.4）1000.20.228 kg（5）热麦汁量为： （574/504.4）100113.8 L (6）冷麦汁量为： （531/504.4）100105.3 L（7）湿糖化糟量（设排出的湿麦糟水分含量80）湿麦糟量为（10.06）（10075）/（10080）14.8717.47 kg而湿大米糟量：（10.13）（10092）/（10080）4.961.73 kg湿糖化糟量为： 17.47+1.7319.2 kg（8）酒花糟量为：（麦汁煮沸过程干酒花浸出率40，酒花糟水分含量80）（10040）/（10080）0.2280.684 kg5. 30000t/a12淡色啤酒糖化车间的物料平衡计算如下表：一次糖化定额为混合原料4013kg，一年糖化1500次（旺季每天6次，淡季4次），得：啤酒糖化车间的物料平衡计算表物 料名 称单位对100kg混合原料100 L12淡色啤酒糖化一次定额量30000t/a啤酒生产混合原料kg10019.8340136.02E6麦芽kg7514.873009.74.514E6大米kg254.961003.91.509E6酒花kg1.200.22846.26.915E4热麦汁L574113.82303334.55E6冷麦汁L531105.32131331.97E6湿糖化糟kg96.8419.238875.83E6湿酒花糟kg3.450.6841382.076E5发酵液L522.5103.62096831.45E6过滤酒L514.7102.12066530.99E6成品啤酒L504.41002024030.36E6备注：12淡色啤酒的密度为1012kg/m3，实际年产啤酒30724t。II热量衡算按一次糖化投料量4013kg计算。(一)糖化用水耗热量Q1按工艺，糊化锅加水量为G1（1003.9+200.8）4.55421.15 kg 糖化锅加水量为G22808.93.59831.15 kg总加水量为GG1+G2=15252.3 kg自来水从18加热到50耗热量为Q115252.34.18（5018）2.04E6 kJ（二）第一次米醪煮沸耗热量Q2Q2=Q2+Q2+Q21.糊化锅内米醪由初温t0（18）加热至100耗热Q2 G米醪c米醪（100t0）(1）求比热容c米醪据经验公式c谷物0.01（100W）c0+4.18W，c0为绝对谷物比热容1.55c麦芽1.71 kJ/(kg*K)c大米1.89 kJ/(kg*K)c米醪（G大米c大米+G麦芽c麦芽+G14.18）/（G大米+G麦芽+G1）3.76 kJ/(kg*K)(2)米醪的初温t0t0（G大米c大米+G麦芽c麦芽）18+ G14.1850/( G米醪c米醪)=47.1 (3) Q2G米醪c米醪（100t0）=6625.853.76（10047.1）1.318E6 kJ2.煮沸过程蒸汽带出的热量Q2设煮沸时间为40min ,蒸发量为每小时5，则有：Q2V1I=G米醪540602257.24.99E5 kJ3.热损失Q2 Q215（Q2+Q2）4. Q21.15（Q2+Q2）2.09E6 kJ（三）第二次煮沸前混合醪升温至70的耗热量Q3按糖化工艺，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，故混合前米醪先从100冷却到中间温度t1.糖化锅中麦醪的初温t麦醪t麦醪（G麦芽c麦芽18+ G24.1850）/ G麦醪c麦醪46.67 2.求混合前米醪的中间温度t米醪。忽略热量损失，米醪和麦醪合并前后的G麦芽c麦芽不变，则有G混合c混合t混合G米醪c米醪t米醪+G麦醪c麦醪t麦醪t米醪（192653.676312639.153.6346.67）（64053.76）96 只比煮沸温度低4，考虑输送过程热损失，可不加中间冷却器。3. Q3G混合c混合（7063）4.95E5 kJ（四）第二次煮沸混合醪的耗热量Q4由糖化工艺流程可知：Q4 Q4 +Q4 +Q41.混合醪升温至沸腾所耗热量Q4（1）经第一次煮沸后米醪量为：G米醪G米醪V=6625.85-220.86=6405 kg糖化锅的麦芽醪量为：G麦醪G麦+ G22808.9+9831.1512640 kg故进入第二次煮沸的混合醪量为：G混合G米醪+ G麦醪6405+1264019045 kg（2）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x为： （1x）c(7870)x c(10078) x=26.7(3)麦醪的比热容c 麦醪c 麦醪（G麦芽c麦芽+G24.18）/ G麦醪3.63 kJ/(kg*K)混合醪比热容c混合c混合3.67 kJ/(kg*K)（4）Q426.7G混合c混合（10070）5.599E5 kJ2.二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4设煮沸时间为10min，蒸发强度5Q4IV22257.25G混合510609.57E5 kJ3.热损失Q4取15（Q4 +Q4）4. Q4 Q4 +Q4 +Q41.15（Q4 +Q4）7.54E5 kJ（五）洗糟水耗热量Q5洗糟水平均温度为80，每100 kg原料用水450 kg，则有：Q54013450100（8018）4.68E6 kJ（六）麦汁煮沸过程耗热量Q6Q6Q6 +Q6 +Q61.麦汁升温到沸点耗热量Q6 设过滤完毕麦汁温度为70，进入煮沸锅的麦汁量为：G麦汁4013598.310024010 kg C麦汁3.85 kJ/(kg*K)Q6 G麦汁C麦汁（10070）2.77E6 kJ2.煮沸过程蒸发耗热量Q6设煮沸强度10，时间1.5h ,则有：Q62257.2（24010101.5）8.13E6 kJ3.热损失为154. Q6Q6 +Q6 +Q61.15（Q6 +Q6）1.254E7 kJ(七)糖化一次总耗热量Q总Q总Q2.10E7 kJ(八)糖化一次耗用蒸汽量D使用表压0.3MPa的饱和蒸汽，I2725.3kJ/kg，i为561.7，为95DQ总【（I-i）】10237 kg（九）糖化过程每小时最大蒸汽耗量