啤酒工艺计算(2)

5. 热麦汁量：

145360.7×6×150÷80%=16.35×107（L）

6. 冷麦汁量：

138091.7×6×150÷80%=15.54×107（L）

7. 全年湿糖化糟量：

17664.6×6×150÷80%=19.87×106（kg）

8. 全年湿酒花糟量：

872.2×6×150÷80%=9.81×105（kg）

9. 全年发酵液量：

136020.5×6×150÷80%=15.30×107（L）

10.全年过滤酒量：

134660.0×6×150÷80%=15.15×107（L）

11.全年成品啤酒量：

133313.3×6×150÷80%=15.0×107（L）

把前述的有关啤酒物料衡算计算结果整理见下表： 表3-2 发酵车间物料衡算表

物料名称

单位 ㎏ ㎏ ㎏ ㎏ L L ㎏ ㎏ L L L

对100㎏ 混合原料 100 70 30 1.48 738.3 701.38 89.72 4.43 690.86 683.95 677.11

对100L 10°P啤酒 14.77 10.34 4.43 0.218 109.04 103.58 12.28 0.97 102.03 101.01 100

糖化一次定额

15万吨/年 啤酒生产 22.15×106 15.50×106 6.64×106 3.28×105 16.35×10

7

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

19688.6 13782.0 5906.6 291.40 145360.7 138091.7 17664.6 872.2 136020.5 134660.0 133313.3

15.54×107 19.87×106 9.81×105 15.30×107 15.15×107 15.0×107

3.2 耗热量的计算

在论证部分，选用二次煮出糖化法生产麦汁，下面就以此工艺为基准进行糖化车间的热量计算。工艺流程示意图如下图所示：投料为糖化一次所需原料。操作示意图如下所示：

自来水，18℃

糊化锅 糖化锅 大米粉 5906.61kg 麦芽粉 1181.32kg 料水比 1:4.5 料水比 1:3.5 麦芽粉 13782.0kg

T(℃，20分钟) 热水 50℃ 46.67℃ 60分钟 13分钟 10分钟

70℃ 63℃，60分钟 T(℃) 12分钟 5分钟 90℃，20分钟 7分钟 100℃，40分钟 70℃，25分钟 20

分钟

过滤 糖化结束 78℃ 100℃，10分钟 麦糟 酒花糟，热凝固物 冷凝固物

90分钟 麦汁 煮沸锅 回旋沉淀槽 薄板冷却器

酒花

去发酵罐 冷麦汁

3.2.1 糖化用水耗热量Q1

根据工艺设计糊化锅中的料水比为1: 4.5，糖化锅中的料水比为1:3.5，料水比过大，尽管对糊化有利，但是耗能大，设备体积大。料水比过小的话，醪液粘稠，需较大的搅拌设备且及易产生糊锅的现象。 所以糊化锅加水量为：

G1=（5906.6×0.2+5906.6）×4.5=31895.64（kg）

式中5906.6为糖化一次大米粉量，5906.6×0.2为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的20%）。

糖化锅加水量为：

G2=12600.68×3.5=44102.38（kg）

式中糖化一次投入糖化锅麦芽量为

12600.68(kg),

13782.0-1181.32=12600.68(kg)，因此式中的12600.68为糖化一次麦芽定额量。故糖化总用水量为：

Gw=G1+G2=31895.64+44102.38=75998.02（kg）

自来水温度t1=18°C，而糖化配料用水温度t2=50°C，一次耗热量为：

Q1=GWCW(t2-t1)= 75998.02×4.18×32=10165495.16(kJ)

3.2.2 第一次米醪煮沸耗热量Q2

?+Q2??+Q2??? 由流程图可知：Q2=Q2? 1. 糊化锅内米醪由初温t0加热到100℃耗热Q2?= G×C（100- t0） Q2米醪米醪

(1) 计算米醪的比热容

c米醪

根据经验公式C容物=0.01[(100-W)C0+4.18W]进行计算。公式中W为含水量，C0为绝对谷物比热容，取C0=1.55kJ/（kg．K）

C麦芽=0.01[(100-5) ×1.55+4.18×5]=1.68[ kJ/（kg．K）]

C大米=0.01[(100-12) ×1.55+4.18×12]=1.87[ kJ/（kg．K）] C米醪=（G大米C大米+G麦芽C麦芽+G1CW）/（G大米+G麦芽+G1） =（5906.6×1.87+1181.32×1.68+31895.64×4.18） /（5906.6+1181.32+31895.64） =3.75[ kJ/（kg．K）] (2)米醪初温t0

t0= [（G大米C大米+ G麦芽C麦芽）×18+ G1CW×50]/(G米醪C米醪) = [（5906.6×1.87+1181.32×1.71）×18+31895.64×4.18×50] / [（5906.6+1181.32+31895.64）×3.75] = 47.21°C (3)米醪煮沸耗热量

?= GQ2米醪C米醪×（100-47.21）

=（5906.6+1181.32+31895.64）×3.75×（100-47.21） = 7717283.0(kJ）

?? 2. 煮沸过程蒸汽带走的热量Q2糊化时间定为40分钟，蒸发强度为5%，则水分蒸发量为

V1=G米醪×5%×40÷60

=（5906.6+1181.32+31895.64）×5%×40÷60 =1299.5（kg）

??=V1I=1299.5×2257.2=2933123.1（kJ） Q2式中，I为100°C下饱和气压下水的汽化潜热2257.2kJ/kg

??? 3. 损失热Q2 米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前两次耗热量的15%，即：

?+Q2??）×15% ???=（Q2Q24. 由上述各项可得出：

?+Q2??）=1.15×（7717283.0+2933123.1） Q2=1.15（Q2 =10650406.1（kJ）

3.2.3 第二次煮沸前混合醪液升温至70℃的耗热量Q3

从示意图上可以看出，糊化锅内的煮沸米醪和糖化锅中的麦醪混合后温度约为63℃，固混合前米醪从100℃降温到中间温度t

1. 麦醪初温

t麦醪

已知麦芽粉温度为18℃，用50℃热水配料，由前面数据可算得麦醪比热容C麦醪

C麦醪=(G麦芽×C麦芽+G2CW) ÷(G麦芽+G2)

=（12600.68×1.71+44102.38×4.18）÷（12600.68+44102.38） =3.63[ kJ/（kg．K）]

结合前面麦醪的比热容，可算得麦醪米醪混合后的比热容 C混合=（G麦醪×C麦醪+G米醪C米醪）÷（G麦醪+G米醪） G麦醪=12600.68+44102.38=56703.06（kg）

C混合=（56703.06×3.63+38983.56×3.75）÷（56703.06+38983.56） =3.68[ kJ/（kg．K）] 可以算得麦醪温度为：

t麦醪=（G麦芽×C麦芽×18+ G2×CW×50）÷（G麦醪×C麦醪）

=（12600.68×1.71×18+44102.38×4.18×50）÷（56703.06×3.63） =46.67℃

根据热量衡算，且忽视热损失，米醪与麦醪混合前后的焓不变，则米醪的中间温度t为：

t=（G混合C混合t混合-G麦醪C麦醪t麦醪）÷（G,醪C米醪） G,米醪=G米醪-V1=38983.56-1299.5=37684.06（kg）

G混合=GW+G麦芽+G大米=75998.02+13782.0+5906.6=95686.62（kg）

t=（95686.62×3.64×63-56703.06×3.63×46.67）÷（37684.06×3.75）=87.30°C

2. 混合醪从63℃升温到70℃所需要的热量：

Q3=G混合C混合×（70-63）=95686.62×3.64×（70-63）=2438095.1（kJ）

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