5万吨8°p啤酒厂设计(发酵罐)(6)

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4.2.3 糊化过程热损失Q23

设糊化阶段热损失为12%，则

Q23=12%?（Q21+ Q22）=12%?（1832981+334066 ）=260046（kJ） 因而糊化锅需供热量Q2

Q2 = Q21+Q22+Q23.=1832981+334066+260046=2427093（kJ）

4.3 合醪前糖化锅需供热Q3

合醪前糖化锅耗热由两部分组成，一部分为物料升温至55℃耗热Q31，另一部分为升温过程中的热损失Q32，即Q3=Q31+Q32

4.3.1 糊化锅内醪液由18℃加热至55℃耗热Q31

Q31=m麦醪C麦醪(55-18) m麦醪=8026+2293=10319kg C麦醪=(m麦芽C麦芽+m2C水)/(m麦芽+m2)

=(2293+1.71+8026+4.18)/(2293+8026)=3.63kJ/kg.k

所以 Q31=10319×3.63×（55-18）=1385945kJ

4.3.2 合醪前热损失Q32

设合醪前热损失率为12%，则Q32=Q31×12%=166313kJ

4.4 计算合醪后醪液温度t0

计算合醪后醪液的比热容C合

C合=m米醪C米醪?m麦醪C麦醪=5898?3.79?10319?3.63=3.69 (kJ/kg.k)

m米醪?m麦醪5898?10319m合=m米醪+m麦醪=16217kg，所以合醪后醪液温度

t0=m米醪C米醪?100?m麦醪C麦醪?55=5898?3.79?100?10319?3.63?55=35℃

m合?C合16217?3.694.5 合醪后总共需供热Q4

合醪后总需供热可看做由两部分组成，一部分为合醪后至糖化结束耗热Q41，另一部分为该过程的热损失Q42，即Q4=Q41+Q42

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4.5.1 合醪后至糖化结束所需热量Q41

Q41=m合C合（78-35）=16217×3.69×（78-35）=2573151(kJ)

4.5.2 合醪后至糖化结束时热损失Q42

设热损失率为12%，则Q42=Q41×12%=2573151×12%=308778(kJ) 所以Q4=Q41+Q42=2573151+308778=2881929(kJ)

4.6 整个糖化过程需供热Q1

Q1=Q2+Q3+Q4=2427093+152258+2881929=6861280(kJ)

4.7 糖化一次耗用蒸汽量m

使用表压为0.3Mpa的饱和蒸汽，h=2725.3(kJ/kg)，则：

m=Q1/[(h-h?)?]=6861280/[(2725.3-561.47)×95%]=3338(kg)

式中h?—相应冷凝水的焓（561.47kJ/kg）

?——蒸汽的热效率，取?=95%

4.8 过滤时洗糟水耗热量Q5

设洗槽水平均温度为70℃，每100kg原料用水450kg，则用水量为：

m洗=（3276/100）×450=14742（kg）

故 Q5= m洗C水(70-18)=3204321（kJ）

4.9 麦汁煮沸过程耗热量Q6

煮沸过滤后的麦汁耗热量可由三部分组成，一部分为麦汁升温至沸点（近似为100℃）时耗热Q61，另一部分为麦汁煮沸时蒸汽带出热量Q62以及该过程的热损失Q63，即Q6=Q61+Q62+Q63

4.9.1 麦汁升温至沸点耗热量Q61

由物料衡算表可知，100kg混合原料可得到912.4L热麦汁，并设过滤完毕麦汁温度为75℃，则进入煮沸锅的麦汁量为：

m麦汁=（3276/100）×912.4×1.032=30847(kg)

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C麦汁=(2457×1.71+819×1.89+3276×6.4×4.18)/(3276×7.4)=3.53(kJ/kg.k) 故 Q61= m麦汁C麦汁（100-75）=2722248(kJ)

4.9.2 煮沸过程蒸发耗热量Q62

设煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发水分为 V2= G麦汁×10%×1.5=30847×10%×1.5=4627(kg) 故Q62=IV2=2257.2×4627=10444064(kJ)

4.9.3. 热损失Q63

设热损失率为12%，Q63 =12%（Q61+Q62）=12%（2722248+10444064）=1579957kJ 故麦汁煮沸总耗热：Q6=Q61+Q62+Q63=2722248+12609963+1579957=16912168(kJ)

4.10 糖化一次总耗热量Q总

Q总=Q1+Q5+Q6=6861280+3204321+16912168=26977769(kJ)

4.11 糖化一次总耗用蒸汽量m

使用表压0.3MPa的饱和蒸汽，I=2725.3kJ/kg

则： m= Q总/[(I-i)η]=26977769/[(2725.3-561.47)×95%]=13124kJ 式中 i—相应冷凝水的焓（561.47kJ/kg）；

η—蒸汽的热效率，取η=95%；

4.12 糖化过程每小时最大蒸汽耗量

在糖化过程各步骤中，麦汁煮沸耗热量Q6为最大，且已知煮沸时间为90min热效率为95%，故：

Qmax= Q6/(1.5×95%)=16912168/(1.5×95%)=11868188(kJ/h)

相应的最大蒸汽耗量为：

Dmax= Qmax /(I - i)

=11868188 /(2725.3-561.47)=5485(kg/h)

4.13 蒸汽单耗

据设计，每年糖化次数为1740次，总共生产啤酒50000709kg.年耗蒸汽总量为：

DT=13124×1740=22835760 (kg)

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每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）：

DS=22835760 /50000.709=456.7（kg/t）

每昼夜耗蒸汽量（生产旺季算）为：

Dd=13124×6=78744 (kg/d)

关于糖化过程的冷却，如热麦汁被冷却成热麦汁后才送进发酵车间，必须尽量回收其中的热量。最后若需要耗用冷冻水，则在以下“耗冷量计算”中将会介绍

最后，把上述结果列成热量消耗综合表，如表

表4-1啤酒厂糖化车间总热量衡算表

每吨消名规格每小时最大每昼夜消耗每年消耗

耗定额备注

称 （MPa） 用量（kg/h） 量（kg/d） 量（kg/a）

（kg） 蒸0.3（表

456.7

汽 压）

5485

78744

22835760

按旺季计算

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第5章 耗冷量的计算

5.1 麦汁冷却耗冷量Q1

本设计采用一段式串联逆流式麦汁冷却方法，使用的冷却介质为2℃的冷却水，出口温度为70℃，糖化车间送来的热麦汁温度为97℃，冷却至发酵起始温度10℃。

有前面的计算可知，每糖化一次得到的麦汁为29889L，相应的麦汁密度为1.032kg/L.故热麦汁为:

M=29889×1.032=30845kg

麦汁的比热容为3.53kJ/kg.工艺要求在1h内完成冷却过程。则所耗冷：Q1=mC（97-10）/1=9472807kJ/h

旺季每天糖化6次，每三锅麦汁进一个发酵罐，则麦汁冷却每罐耗冷Qf=3Q1=9472807×3=28418421kJ/罐

5.2 制取冷冻水耗冷量Q1’

设每100kg原料需冷冻水500kg，则用水量m冷=3276×500/100=16380kg，故

Q1?=C水m冷（18-2）=4.18×16380×（18-2）=1095494kJ/h

5.3 发酵耗冷量Q2

5.3.1 发酵期间发酵放热Q2?

设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1kg麦汁放热量为:613.6×8%×60%=44.18kJ

糖化一次得冷麦汁量:m=3276×880.08/100=28831kg每锥形罐发酵放热量Q0?=44.18×28831×3=3821316(kJ)

由于工艺规定主发酵时间为6天，每天糖化6锅麦汁（旺季），并考虑到发酵放热不平衡，取系数1.5,忽略主发酵的升温，则发酵高温时期耗冷量为：

Q2?=（Q0?×1.5×6）/(24×6×4)

=59708（kJ/h）

5.3.2 发酵后期发酵液降温耗冷Q2″

主发酵后期，发酵后期，发酵液温度从16℃缓降到0℃。每天单罐降温耗冷量为：

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