啤酒糖化车间物料衡算与热量衡算

1、#30000t/a120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20c时的相对密度为1.084,100c时热麦汁的体积是20c时的1.04倍；煮沸温度下(常压100C)水的气化潜热为1=2257.2Kj/kg,加热过程热损失取15%,0.3MPa的饱和水蒸气1=2725.2Kj/kg,相应冷凝水的始为561.47Kj/kg,蒸汽热效率为0.95,项目名称百分比项目名称百分比定

2、额指标原料利用率98.5原料配比麦芽7525r麦芽水分6啤酒损失率(对上一工序)r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92r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30000

3、t/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)+100=70.5%大米受率为：0.92(10013)+100=80.04%混合原料受得率为：(0.75X70.5%+0.25X80.04%)98.5%=71.79%由此可得100kg混合原料可制得的12。热麦汁量为：(71.79+12)X100=598.3kg12麦汁在20c时的相对密度为1.084,而100c热麦汁的体积是20c时的1.04倍,故热麦汁(100C)的体积为：(598.3+1.084)X1.04=574(L)(2

4、)冷麦汁量为574X(10.075)=531(L)(3)发酵液量为：531X(10.016)=522.5(L)(4)过滤酒量为：522.5X(10.015)=514.7(L)(5)成品啤酒量为：514.7X(10.02)=504.4(L)4.生产100L12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504.4L,故可得：(1)生产100L12°淡色啤酒需耗混合原料量为：(100/504.4)X100=19.83kg(2)麦芽耗用量为：19.83X75%=14.78kg(3)大米耗用量为：19.83X25%=4.96kg(4)酒花耗用量为：(对浅色

5、啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%)(574/504.4)X100X0.2%=0.228kg(5)热麦汁量为：(574/504.4)X100=113.8L(6)冷麦汁量为：(531/504.4)X100=105.3L(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)X14.87=17.47kg而湿大米糟量：(10.13)(10092)/(10080)X4.96=1.73kg湿糖化糟量为：17.47+1.73=19.2kg(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)X0.228=0.

6、684kg5.30000t/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100L12°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叔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

7、.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Qi按工艺，糊化锅加水量为G1=11003.9+200.8)X4.5=5421.15kg糖化锅加水量为G2=2808.9X3.5=9831.15kg总加水量为G=G+G2=15252.3kg自来水从18c加热到5

8、0c耗热量为Q=15252.3X4.18(5018)=2.04E6kJ(二)第一次米醪煮沸耗热量Q2Q2=Q2'+Q2'+Q2''1.糊化锅内米醪由初温t0(18C)加热至100c耗热Q2'=G米醪c米醪(1001°)(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=1.71kJ/(kg*K)c大米=1.89kJ/(kg*K)c米醪=(G大米c大米+G麦芽c麦芽+Gi4.18)/(G大米+G麦芽+Gi)=3.76kJ/(kg*K)(2)米醪的初温t0t0=(G大米c大米+G麦芽c麦

9、芽)X18+G1X4.18X50/(G米醪c米醪)=47.1C(3)Q2'=G米醪c米醪(10010)=6625.85X3.76(10047.1)=1.318E6kJ2 .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：Q2'3V1I=G米醪X5%X40+60X2257.2=4.99E5kJ3 .热损失Q2'Q2'=15%(Q2'+Q2')4 .Q2=1.15(Q2'+Q2')'=2.09E6kJ(三)第二次煮沸前混合醪升温至70c的耗热量Q按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪

10、与糖化锅中的麦醪混合后温度应为63C,故混合前米酉!先从100c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X18+G2*4.18X50)/G麦醪c麦醪=46.67C2 .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=(19265X3.67X6312639.15X3.63X46.67)+(6405X3.76)=96C只比煮沸温度低4C,考虑输送过程热损失，可不加中间冷却器。3 .Q=G混合c混合(7063)=4.95E5kJ(四)第二次煮沸混合醪的耗热量Q4由糖化工

11、艺流程可知：Q4=Q4'+Q4'+Q4'''1.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=6405kg糖化锅的麦芽醪量为：G麦醪=G麦+G2=2808.9+9831.15=12640kg故进入第二次煮沸的混合醪量为：G混合=G米醪'+G麦醪=6405+12640=19045kg(2)据工艺，糖化结束醪温为78C,抽取混合醪的温度为70C,则送到第二次煮沸的混合醪量x为：(1x)c(78-70)=xc(100-78)x=26.7%(3)麦醪的比热容c麦醪c麦醪=(G

12、麦芽c麦芽+G2X4.18)/G麦醪=3.63kJ/(kg*K)混合醪比热容c混合c混合=3.67kJ/(kg*K)(4)Q4'=26.7%G混合c混合(10070)=5.599E5kJ2 .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5%q4'jIV2=2257.25XG混合X5%X10+60=9.57E5kJ3 .热损失Q4'取15%(Q4'+Q4')4 .Q4=Q4'+Q4'+Q4'=1.15(Q4'+Q4')'=7.54E5kJ(五)洗糟水耗热量Q5洗糟水平均温度为80C

13、,每100kg原料用水450kg,则有：Q5=4013X450X+100X(8018)=4.68E6kJ(六)麦汁煮沸过程耗热量Q6Q6=Q6'+Q6'+Q6'''1 .麦汁升温到沸点耗热量Q6设过滤完毕麦汁温度为70C,进入煮沸锅的麦汁量为：G麦汁=4013X598.3+100=24010kgC麦汁=3.85kJ/(kg*K)Q6'=G麦汁XC麦汁(10070)=2.77E6kJ2 .煮沸过程蒸发耗热量Q6'设煮沸强度10%,时间1.5h,则有：Q632257.2X(24010X10%X1.5)=8.13E6kJ3 .热损失为15%4 .Q6=Q6'+Q6'+Q6'J1.15(Q6'+Q6')=1.254E7kJ(七)糖化一次总耗热量Q总Q总=22q=2.10E7kJ(八)糖化一次耗用蒸汽量D使用表压0.3MPa的饱和蒸汽，I=2725.3kJ/kg,i为561.7,刀为95%D=Q总+【(I-i)r=10237kg(