年产10万吨啤酒厂设计 (9)

学士学位设计 十万吨啤酒工厂设计

=31540608/4.18(85-2)=90910.8(kg/h)

式中：tˊ2和tˊ1分别是冷冻水的终温和初温，

Cm为水的比热容[kJ /（kg ·K）]

②发酵耗冷量Q2

I、发酵期间发酵放热：麦芽糖厌氧发酵放热量为613.6kJ/kg，发酵度为60%，则1L麦汁放热量为：q = 613.6×11%×60%=40.5 kJ 根据物料衡算，每锅麦汁的冷麦汁量为79500L，则每个锥形罐发酵放热量为：Q0ˊ=40.5×79500×3=9659250 kJ

II、由上工艺知道主发酵时间为6天，每天糖化5锅麦汁，考虑到发酵放热的不平衡性，取系数1.5，忽略主发酵期麦汁升温。发酵高峰期耗冷量为：

Q2ˊ=Q0ˊ×1.5×5/24×6×3=9659250×1.5×5/24×3×6=167695.3（kJ/h）

发酵后期发酵液降温耗冷Q2ˊˊ

发酵液从6℃至-1℃，每天单罐降温耗冷量为： Q2ˊˊ=3GC [6-（-1）]=3×89604×4.0×7=7526736 kJ

G为送入发酵的麦汁量，即89604(kg)；C为11°麦汁的比热容 工艺要求此过程2天内完成，则耗冷量为：（麦汁每天装2罐） Q2ˊˊ=2×Q0ˊ/24×2=313614 （kJ /h）

III、则每锅麦汁Q2= Q2ˊ +Q2ˊˊ=167695.3 +313614

=481309.3（kJ / h）

IV、每罐发酵耗冷量Q

Q = Qˊ + Qˊˊ=9659250+7526736 =17185986 kJ V、发酵用冷媒耗量（循环量）M2

发酵过程用稀酒精液作为冷却介质，进出口温度为-8℃和0℃，故每锅耗冷量为：M2=Q2/{Cm×[0-（-8）]}= 481309.3/4.18×8

=14393.2 kJ/h

③酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量Q3

在锥形罐啤酒发酵过程中，主发酵结束时，要排放部分酵母，经洗涤活化后重复使用于新麦汁发酵，重复使用5到7次。

设湿酵母添加量为麦汁量的1.0%，且用1℃的无菌水洗涤，洗涤无

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菌水量为酵母量的3倍，冷却前无菌水水温为30℃，用-8℃的酒精冷却。 则无菌水用量为：Gwˊ=89604×6×1.0%×3=16128.7 千克/天 每班无菌水用量：Gw = Gwˊ/3=5376.2 千克/班

假定无菌水冷却操作在2小时内完成，则无菌水冷却耗冷量为： Q3=GwCm(tw-twˊ)/τ

[2]

=5376.2×4.18×(30-1)/2 =325851.5 kJ / h

所耗冷冻介质量为：M3=Q3/[Cw（t2-t1）] (t1=-8℃ t2=0℃) =325851.5/4.18×8=9744.4 kg/h

每罐用于酵母洗涤的耗冷量为： Q3=GwCm(tw-twˊ)/2 =5376.2×4.18×(30-1)/2=325851.5 kJ 式中：2——为每班装罐两罐 ④、酵母培养耗冷量Q4

根据工艺设计，每月需进行一次酵母纯培养，培养时间为12天[2]， 即288h，根据工厂实践，年产10万吨啤酒厂酵母培养耗冷量为： Q4=143300 kJ/h

对应年耗冷量Q4ˊ=Q4×288×10=4.13×108kj 相应的高峰冷冻介质循环量为：M4=Q4/[Cm(t2-t1)]

=143300/(4.18×8) =4285.3 (千克/小时)

⑤发酵车间工艺耗冷量Q总

Q总=Q1+Q2+Q3+Q4=31540608+481309.3+325851.5+143300 =32491068.5 kJ / h

2、非艺耗冷量

（1）、 锥形罐啤酒发酵工厂几乎都是把发酵罐置于露天，由于太阳辐射、对流传热和热传导等造成冷量散失。通常，这部分的冷量散失可由经验数据求取。3万吨露天锥形罐冷量散失在13000到30000 kJ /t啤酒之间，在南方亚热带设厂，应取高值。故旺季每天耗冷量：

Q5ˊ=Gb×30000=76×1.012×5×30000=11536800 kJ /天 Gb——旺季成品啤酒日产量

若白天日晒高峰耗冷为平均每小时耗冷量的两倍， 则高峰耗冷量为：Q5=2Qˊ5/24=961400 kJ / h

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冷媒用（-8℃）稀酒精，用量为：M5=961400/4.18×8

=28750kg/h

清酒罐，过滤机及管道等散失冷量Q6

根据经验：Q6=12%Q总=12%×32491068.5=3898928.2 kJ/h 冷媒（-8℃）稀酒精用量：

M6=Q6/[Cm（t2-t1）]=116594.7 kg/h

表4-3 啤酒厂发酵车间冷量衡算 项目 耗冷项 每小时耗冷冷媒量90910.8 14393.2 9744.4 4285.3 每罐耗冷 年耗冷（kj） （kj） 126162432 量（kj/h） （kg/h） 工艺麦汁冷却Q1 31540608 耗 冷量 发酵耗冷量 Q2 无菌水耗冷Q3 酵母培养Q4 143300 325851.5 481309.3 4.1×1010 22914648 7.44×109 325851.5 1.06×108 4.13×107 4.13×108 108 工艺总耗冷 32491068.5 119333.7 ———— 489.59×非工锥形罐冷损艺耗Q5 冷量 管道等冷损Q6 非工艺总耗冷 合计 单耗

总耗冷 37351396.7 264678.4 ———— 570.39×108 650250KJ/t啤酒 4860328.2 145344.7 24875331 8.08×109 389828.2 116594.7 15645891 5.08×109 961400 28750 9229440 3.0×109

（五）、用电量计算

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表5-1 糖化工段配用电机 配电项目 出料配电机 原料粉碎机配用电机 糊化锅配用电机 倒醪泵配用电机 糖化锅配用电机 过滤槽配用电机 麦汁回流泵配用电机 热麦汁配用电机 清麦汁泵配用电机 通风机配用电机 冷凝水泵配用电机 气流输送配用电机 洗涤配用电机 工作油泵配用电机 合计

表 5-2 发酵工段配电机[2] 配电项目 鼓风机配电机 引风机配电机 旋流泵配电机 蒸汽泵配电机 合计 功率（kw） 数量（台） 合计（kw） 8 20 5 10 4 4 2 2 2 2 Pe3=174kw 32 80 20 10 12 20 功率（kw） 数量（台） 合计（kw） 3 11 15 15 15 15 15 30 15 11 15 30 15 6 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Pe1=225kw 6 22 15 15 15 15 15 30 15 11 15 30 15 6 [2]

电动给水泵配电机 10 水质处理泵配电机 6 39

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表5-3 锅炉房配电机[2] 配电项目 冰水泵配电机 沸液配电机 酵母输送泵配电机 发酵液泵配电机 啤酒分离泵配电机 过滤泵配电机 清酒泵配电机 CO2处理泵配电机 洗涤泵配电机 合计 功率（kw） 数量（台） 合计（kw） 5 8 8 10 11 11 10 25+20 8 2 2 2 2 2 2 2 两套 2 10 16 16 20 22 22 20 90 16 Pe2=244 kw 表5-4 冷冻站配电机[2] 配电项目 压缩机配电机 冷水泵配电机 通风电机配电机 轴流式通风机配电机 搅拌机配电机 冷却水泵配电机 合计

表5-5 包装工段配用电机[2] 配电项目 污瓶输送带配电机 中间输送机配电机 验瓶机配电机 成品输送带配电机 功率（kw） 2 2 2 2 40

功率（kw） 数量（台） 合计（kw） 200 20 10 2 8 10 4 4 2 2 2 2 Pe4=940 kw 800 80 20 4 16 20 数量（台） 2 2 2 2 合计（kw） 4 4 4 4

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