年产10万吨啤酒厂设计 (8)

学士学位设计 十万吨啤酒工厂设计

C混合= G麦醪C麦醪+ G米醪C米醪/G混合 =21762×3.73+42552×3.65/64872 =3.67 [kJ /（kg·K）]

则 t=（64872×3.67×63－42552×3.64×46.6）/21762×3.73=96.3℃ 因为这个温度比煮沸温度低3.7℃，考虑到米醪由糊化过到糖化锅输送过程的热损失，可以不必加中间冷却器。

所以 Q3=G混合C混合（70-63）＝64872×3.67×（70－63）

＝1666561.7 kJ

3、第二次煮沸混合醪的耗热量Q4

由糖化工艺流程可知：Q4 = Q4ˊ + Q4 ˊˊ+ Q4ˊˊˊ 混合醪升温至沸腾所耗热量 Q4ˊ

根据工艺，第二次并醪后的温度为74℃，则送到第二次沸腾的混合 醪量为GⅡ

糖 化 锅 GⅡ G混合 70℃ G

ˊ糊化锅 GⅡ 煮沸 V2 水分蒸发 量V2 混合GⅡ-V2 由物料衡算关系： (GⅡ- V2)×C×78

由于第二次煮沸过程时间不长，且送过去煮沸的混合醪量不多，在此忽略V2不记，则上式变为：

(GⅡ- V2)×G混合×100＋（G混合－GⅡ）×C混合×70＝G混合×78 GⅡ＝（78－70）/（100－70）C混合=26.7% G混合C混合

混合

78 ℃×100＋（G

混合

－GⅡ）×C

混合

×70＝（G

混合

- V2）C

混合

由前面的计算过程知：

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G混合＝64872 kg C混合＝3.67 kJ/(kg·K)

故 Qˊ4＝26.7％G混合C混合(100-70)=26.7%×64872×3.67×30

=1907022.7 kJ

（3）二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4ˊˊ

煮沸时间为10分钟，蒸发强度为5%，则蒸发水分量为： V2=26.7%×64872×5%×10/60=144.3 kg 故Qˊˊ4=I× Qˊˊ4=2257.2×144.3=325804.7 kJ 式中 I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓 （kJ / kg） （4）损失Q4ˊˊˊ，根据经验Q4ˊˊˊ=15%（Qˊ4 + Qˊˊ4）

把以上所得代入（1）得：Q4=1.15（Qˊ4 + Qˊˊ4） =1.15（1907022.7+325804.7）=2567751.5 kJ

（5）槽水耗热量Q5

设洗槽水平均温度为80℃，每100千克原料用水450 kg， 则用水量为：G洗=1.36×104×450/100=61200 kg 故Q5=G洗Cw（80-18）=61200×4.2×62=15936480 kJ 4、麦芽煮沸过程中耗热量Q6 Q6 = Qˊ6 + Q6ˊˊ + Q6 ˊˊˊ

（1） 由糖化物料衡算表可知，100千克混合原料可得到575.6千克热麦汁，设过滤过程完毕麦汁温度为70度，则进入煮沸锅的麦汁量为： G麦汁=1.36×104×575.6/100=78281.6 kg

又C麦汁=10200×1.71+3710×1.89+13600×4.2×6.2/40063×7.2

=3.85 [kJ /（kg·K）]

故Q6ˊ=G麦汁C麦汁（100-70）=78281.6×3.85×（100-70）

=9041524.8 kJ

（2） 煮沸过程中蒸发耗热量Qˊˊ6，煮沸强度为10%，时间为1.5小时 则蒸发水分为：V3=78281.6×10%×1.5=11742.2 kg Q6ˊˊ=11742.2×2257.2=26504493.8 kJ （3） 热损失Q″′6=15%（Qˊ6+Qˊˊ6）

故 Q6=1.15（Q16+Q116）=1.15×（9041524.8+26504493.8） =40877921.4kJ

糖化一次总耗热量：Q总= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6

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=1855224+6544631.6+1666561.7+2567751.5+15936480+40877921.4 =67778570.2kJ 糖化一次耗用蒸汽量D

使用表压为0.3Mpa的饱和蒸汽，Ⅰ=2725.3 kJ / kg

则D=Q总/（I-i）η 其中i为相应的冷凝水的焓（561.47 kJ / kg） η为蒸汽的的热效率，取η=95%

则D=67778570.2/（2725.3-561.47）×95%=32972 kg

在糖化过程的各步骤中，麦汁煮沸耗热量Q7为最大，且知道煮沸时间为90分钟，热效率为95%，故

Qmax=40877921.4/1.5×95%=28686260.6 kJ /h 相应的最大蒸汽耗量 D=28686260.6/I-i=13257 kg /h

5、蒸汽单耗Ds

根据设计，每年糖化次数为1300次，共生产啤酒98814吨， 年耗蒸汽总量为：Dr=32972×1300=42863600 kg 每吨啤酒成品耗蒸汽Ds（对糖化） Ds=42863600/98814=433kg /t啤酒 每昼夜耗蒸汽量（按生产旺季酸算）为 Dd=32972×5=164860 kg /h 表4-2 蒸汽耗量表 名称 蒸汽 规格 (Mpa) 0.3 （表压） 每吨产品消耗定额 433 每小时最大蒸汽用量 13257 每昼夜消耗 164860 年消耗量 42863600 量（kg /d） （kg /a） 量（kg） （kg /h） (三)、压缩空气用量计算

1、酒花分离器用气 使用压力：2 kg/cm2 分离器有效容器量：8m2

当压送残液时，考虑一定的损失，故乘以2倍的安全系数，吹风次数为30次，吹风时间为40分钟，则每次用量：

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q＝8×2×30＝180（m） 每小时最大风量为：

q1＝480×60/40＝720（m3/h）

3

2、种子罐用气

使用气压：2 kg/cm2

通用管口径为40mm，压缩空气流速为10m/s 故，每小时最大用气量为：

q2＝10×（πd2/4）×60×40＝45.2（m3/h）

3、酵母培养室用气

使用气压：2 kg/cm2

通用管口径为40mm，压缩空气流速为10m/s

q3＝10×（πd2/4）×60×40＝45.2（m3/h）

4、清酒罐用气

设用气量为滤酒用气的2倍，则用气量为： q5＝162×2＝324（m3/h）

5、装酒机用气

使用压力：8 kg/cm2

按最大生产能力计算，即50000瓶/小时，根据经验，装1000瓶酒需耗气8 m3， 则用气量为：

q6＝50×8＝400（m3/h）

[2]

6、其他用气

包括气流输送装置用气等，每小时用气量约为200 m3 啤酒厂压缩空气耗量衡算总表 序号 1 2 3 用气项目 酒花分离器 种子罐 酵母培养室 用气压力 （kg/cm2） 2 2 2 34

用气量 （m3/h） 720 45.2 45.2 学士学位设计 十万吨啤酒工厂设计 4 5 6 清酒罐 装酒机 其他 1.5 8 324 400 200 （四）、耗冷量的计算 1、工艺耗冷量的计算

（1）、发酵工艺流程示意图

94℃热麦汁 冷却 冷麦汁（6℃） 锥形罐 发酵 过冷冷却至-1℃ 贮酒 过滤 清酒罐

（2）、工艺技术指标及基础数据

①年产11°p淡色啤酒100000吨

②旺季每天糖化5次，淡季3次，每年共糖化1300次 ③主发酵时间6天

④3锅麦汁装1个锥形发酵罐

⑤11°Bx麦汁比热容C1=4.0 kJ /（kg×K）[2]

⑥冷媒用15%酒精溶液，比热容可视作C2=4.18 kJ /（kg×K）[1] ⑦麦芽糖厌氧发酵热q=613.6 kJ /kg ⑧麦汁发酵度60% (3)、工艺好冷量

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：Q = Qt + Qm ①麦汁冷却耗冷量Q1

每糖化一次得热麦汁85500升，而相应的麦汁密度为1048千克/立方米。故麦汁量为：G=1048×85500/1000=89604 千克

又知道11°p麦汁比热容为4.0 kJ /（kg×K），工艺要求1小时内完成 故：Q1=GC（t1-t2）=89604×4.0×(94-6)/1=31540608(kJ/h)

根据设计结果，每个锥形发酵罐装3锅麦汁，则麦汁冷却每罐耗冷量为： Qf = 3Q1 =3×31540608=9451824(kJ)

相应的冷冻介质（2℃的冷水）耗量为：M1=Q1/Cm(tˊ2-tˊ1)[1]

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