第四章 工艺计算
4.1 物料衡算
物料衡算的意义：根据质量守恒定律，当物料G经过一系列的变化得到Gpm，整个过程中损失的量为GL，则有 ：GM=GP+GL ，
根据物料衡算，可求出引入和离开设备的物料组成成分，重量和体积、计算产品的原料消耗定额、每日或每年消耗以及产品、副产品、废物等排出物料；确定生产设备的重量、个数、和主要尺寸；水、汽、热量、冷量等平衡计算。[2]
4.2 物料衡算计算
因为本啤酒厂生产的啤酒为8度，因此对其采用高浓度发酵，即在精滤过程中加入脱氧水对高浓度的发酵液稀释到8度。为了保证啤酒的品质，高浓稀释的程度应保证在20%-50%之间，本啤酒厂采用10度高浓发酵，稀释度为(10-8)÷8×100%=25%.在合理的范围之内。
首先进行100kg原料生产8度淡色啤酒的物料衡算，再进行生产100L8度淡色啤酒的物料衡算，最后进行550000t/a 8度淡色啤酒的啤酒厂发酵车间的物料衡算。
表4.1 啤酒生产基础数据
名称 麦芽水分 大米水分 无水麦芽浸出率 无水大米浸出率 原料配比 % 5 13 75 92 70 30 名称 原料利用率 冷却损失 发酵损失 过滤损失 包装损失 总损失 % 98.5 5.0 1.0 1.0 1.0 8
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4.2.1 100kg原料（70%麦芽，30%大米）生产8度淡色啤酒的物料衡算。
(1) 热麦汁量
麦芽收率为： 0.75×(100-5)÷100=71.25% 大米收率为： 0.92×(100-13)÷100=80.04% 混合原料收率为：
(0.70×71.25%﹢0.30 ×80.04%)×98.5%=72.78%
由上述可得100kg混合原料可制得的10度热麦汁为：
72.78÷10 ×100=727.8 (kg)
又知10度麦汁在20℃时的相对密度为1.040，而100℃热麦汁比 20℃时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁（100℃）体积为：
727.8÷1.040 ×1.04=727.8 (L)
(2) 冷麦汁量为：
727.8×(1-0.05)=691.41（L）
(3) 发酵液量为：
691.41×（1-0.01）=684.50 (L)
(4) 过滤酒量为：
684.50×(1-0.01)=677.66 (L)
(5) 稀释后酒量：
677.66×10÷8=847.08 (L)
(6) 成品酒量为：
847.08×(1-0.01)=838.60(L)
4.2.2 生产100L8度淡色啤酒的物料衡算
由上述结果知，100kg原料（70%麦芽，30%大米）能生产10度淡色啤酒670.88L，故可得下述结果：
(1) 生产100L8度淡色啤酒耗用混合原料量为：
100÷847.08×103=12.16(kg)
(2) 生产100L8度淡色啤酒麦芽耗用量为：
12.16×70%=8.51 (kg)
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(3) 生产100L8度淡色啤酒大米耗用量为：
12.16-8.51=3.65(kg)
(4) 生产100L8度淡色啤酒酒花耗用量为：
对于淡色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.25%，故酒花耗用量为：
727.8÷838.6×100×0.25%=0.215 (kg)
(5) 生产100L8度淡色啤酒热麦汁耗用量为：
727.8÷838.6×100=86.00 (L)
(6) 生产100L8度淡色啤酒冷麦汁耗用量为：
691.41÷838.6×100=81.68 (L)
(7) 生产100L8度淡色啤酒发酵液的量为：
684.50÷838.6×100=80.88 (L) (8) 生产100L8度淡色啤酒过滤酒的量为: 677.66÷838.6×100=80.07 (L) (9) 生产100L8度淡色啤酒湿糖化糟量为：
设排出的湿酒花糟水分为80%，则湿麦芽糟量为：
(1-0.05)×(100-75)÷(100-80)×8.51 =10.1 (kg)
而湿大米糟量为：
(1-0.13)×(100-92)÷(100-80)×3.65 =1.27(kg)
故湿糖化糟量为：
10.1+1.27=11.37(kg)
(10) 生产100L8度淡色啤酒酒花糟量为：
设麦汁煮沸过程中干酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%,则酒花糟量为：
(100-40)×(100-80)×0.215=0.646 (kg)
(11) 生产100L8度淡色啤酒回收酵母量为：
生产100L啤酒可得2千克湿酵母泥，其中一半作为生产接种用，一半作商品酵母用，1千克湿酵母泥含水分80%,酵母含固形物量为：
1×(100-80)÷100=0.2 (kg)
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则含水分7%的商品干酵母量为：
0.2×100÷(100-7)=0.22 (kg)
(12) 生产100L8度淡色啤酒回收CO2量为：
C12H22O11+H2O=2C6H5OH+4CO2+Q
CO2生成量为：
4×44÷342×0.10×103.06×65%=3.45(kg)
式中—44：CO2分子量； 342：麦芽糖分子量； 65%：啤酒的实际发酵度。
设CO2在啤酒总的溶解渡为0.4%，则含量为：
(1-0.01)×103.06×0.4%=0.41 (kg)
游离的CO2量为：
3.45-0.41=3.04 (kg)
20℃时CO2的密度为1.834kg/m3，则体积为：
3.04÷1.834=1.66 (m3)
(13) 生产100L8度淡色啤酒空瓶需用量为：
空瓶损失率为0.5%，选用500ml的空瓶
100÷0.5×(1+0.5%)=201 (个)
(14) 生产100L8度淡色啤酒瓶盖需用量为：
瓶盖损失率为1%
100÷0.5×(1+1%)=202 (个)
(15) 生产100L8度淡色啤酒商标纸需用量为：
商标损失率为0.1%
100÷0.5×(1+0.1%)=200.2 (张)
4.2.3 年产55万吨8度淡色啤酒厂糖化一次定额物料衡算。
设该厂全年工作日为330天，其中淡季糖化165天，旺季165天，两条生产线。
以下为一条生产线的计算，所以一条生产线产量为27.5万吨，淡季每天糖化四次，旺季每天糖化6次，那么，全年共糖化1650批次。8度啤酒密度为1.050kg/L。
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