发酵工程课程啤酒厂糖化车间设备计算.docx

《发酵工程课程啤酒厂糖化车间设备计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发酵工程课程啤酒厂糖化车间设备计算.docx（25页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、凰切武岸长，孕F克Wuhan Yangtze Business University发酵工程课程设计啤酒厂糖化车间设备计算书专 业：生物工程班 级： 10411成 绩：设计时间：2012年06月21日至2012年06月 25日环境与生命科学系第一章绪论31.1发酵工程课程设计的目的、要求和内容31.1.1设计能力31.1.2发酵工程课程设计的基本内容31.1.3发酵工程课程设计的设计任务要求31.2单元过程及设备设计的基本原则与基本过程41.2.1单元过程及设备设计的基本原则41.2.2单元过程及设备设计的基本内容和过程51.3生产工艺流程设计61.3.1工艺流程图中常见的图形符号61.3.2

2、工艺流程设计8第二章设备设计方案102.1设备的分类与设计步骤102.1.1设备的分类102.1.2设备设计步骤102.2设备工艺设计102.2.1设备工艺设计方案的确定102.2.2所选型号设备的工艺计算102.2.3设备结构设计10第三章实例设计113.1设计产品种类及方案113.1.1产品方案113.1.2原料麦芽质量标准113.1.5 糖化设备123.1.4.7工艺条件的确定123.2 工艺计算133.2.1年产2.5万吨啤酒厂物料衡算133.2.2糖化车间热量衡算163.2.3麦汁冷却耗冷量的计算213.2.4糖化车间耗水量计算223.2.5糖化车间耗电量的计算23糖化锅23第一章绪

3、论1.1发酵工程课程设计的目的、要求和内容发酵工程课程是由发酵工程理论、发酵工程实验以及发酵工程课程设计三个教学环节组 成，该课程是普通高等学校生物工程及相关专业的专业课。发酵工程课程设计是学生学过基 础课程及发酵工程理论与实验后，进一步学习发酵工程设计的基础知识，培养设计能力的重 要教学环节。通过该环节的实践，可使学生初步掌握发酵工程单元操作设计的基本程序与方 法，得到设计能力的基本锻炼。发酵工程课程设计是以实际训练为主的课程，设计前，学生 应在认识实习及生产实习中到工厂了解设备结构，收集设计数据，而后在老师指导下完成一 定的设备设计任务，以达到培养设计能力的目的。1.1.1设计能力1. 决

4、策能力能正确评价各类发酵装置或设备的优缺点，进行方案比较，从而选择合理的操作条件、 设备型号和工艺流程等。2. 计算能力能正确获取实际操作数据和文献数据，会运用手册、规范和基础理论，正确进行发酵工 艺计算，并且掌握典型发酵设备的设计计算方法。能运用计算机进行上述计算。3. 结构设计与绘图能力能根据生产实际与文献资料，4设计合理的设备结构，并运用机械制图技能，使用计算 机绘制出合乎工程要求的发酵设备图纸。1.1.2发酵工程课程设计的基本内容发酵设计概论包括设计内容和步骤，设计项目和技术经济评价基础知识。 发酵单元设备设计 方案设计（流程设计、设备型号评比与选择，操作条件确定等）；物料衡算与热量衡

5、算；主要设备工艺计算；辅助设备的选择；主要设备结构设计与核算；其他（选作研究提高课题）。制图包括工艺流程图、主要设备图。编写设计说明书，为培养学生运用计算机的能力。1.1.3发酵工程课程设计的设计任务要求发酵工程课程设计的设计任务要求每一学生作设计说明书一份、图纸两张。各部分的具 体要求如下：设计说明书内容与顺序 标题页：用粗体字写明设计题目； 设计任务书；说明书目录；绪论：设计任务的意义，设计方案简介，设计结果简述；装置工艺流程图及其说明；装置的工艺计算：物料与热量衡算，主要设备尺寸计算；辅助设备的选择：机泵规格，换热器类型与换热面积等；设计结果一览表； 结束语：对本设计的总结、收获、改进和

6、建议等；文献一览表；（11）附图（带控制点的工艺流程图、主要设备图）；（12）主要符号说明。说明书必须书写工整、图文清晰。说明书中所有公式必须写明编号，所有符号必须注明 意义和单位。设计图纸要求：流程图本设计要求画“生产装置工艺流程图”一张，图纸的大小喂A2 （594mmX420mm）。本图 应表示出装置或单元设备中所有的设备和仪器，以线条和箭头表示物料流向。设备以细实线画出外形，并简略表示内部结构特征，大致表明各个设备的相对位置。设 备的位号、名称注在相应设备图形的上方或下方，或以引线引出设备编号，在专栏中注明各 个设备的位号、名称等。管道以粗实线表示，物料流向以箭头表示（流向习惯从左向右）

7、。 辅助物料（冷却水、叫热蒸汽等）的管线以较细的线条表示。设备图本设计要求画主要设备图一张，表示其结构形状，尺寸（表示设备特性的尺寸）。设备 图基本内容有： 视图：一般用主视图、剖面图或俯视图表示设备主要结构形状； 尺寸：图上应注明设备直径、高度以及表示设备总体大小和规格的尺寸； 技术特性表：列出设备操作压力、温度、物料名称、设备特性等； 管口表：设备上所有接口应编号，管口表中列出管口编号、名称、公称直径、公 称压力等。图纸要求：投影正确、布置恰当、线型规范、字迹工整。1.2单元过程及设备设计的基本原则与基本过程任何工艺过程都是由不同的单元过程与单元设备按照一定的要求组合而成的一个进与 出的过

8、程，从工艺角度来说对工艺过程的每个环节与总的流程都有进口和出口，而从设备来 说也必须有一个或多个进口与出口，因而，单位过程及单元设备设计是整个发酵过程和设备 设计的核心和基础，并贯穿于设计过程的始终，从这个意义上说，作为发酵工程类及其相关 专业的本科生能够熟练地掌握常用的单位过程及设备的设计过程和方法，无疑是十分重要 的。1.2.1单元过程及设备设计的基本原则工程设计是一项政策性很强的工作，要求工程设计人员必须严格地遵守国家的有关方针 政策和法律法规以及有关的行业规范，特别是国家的工业经济法规、环境保护法规和安全法 规。由于设计本身是一个多目标优化的问题，对于同一个问题可能有多种解决方案，设计

9、者 需要在互相矛盾的因素中进行判断和选择，做出科学合理的决策。一般应遵守如下基本原则：技术的先进性和可靠性工程设计工作，既是一种创造性劳动，也是一种特别需要严谨、科学的工作态度的工作， 需要设计人员具有较强的创新意识和创新精神，具有丰富的技术知识和实践经验，掌握先进 的设计工具和手段，尽量采用当前的先进技术，提高生产装备的技术水平，使其具有较强的 竞争能力。另一方面，应该实事求是，结合实际，对所采用的新技术，要进行充分的论证， 以保证设计的可靠性、科学性。过程的经济行获取最大的经济利润是生产者追求的目标，生产设备的设计者也应该以生产者较少的投 资获取最大的经济利润为目标，在各种方案的分析对比过

10、程中，其经济技术指标评价是最 重要的决策因素之一。过程的安全性使用或产生高温、高热以及高压是发酵工业中常见现象，在设计过程中要充分考虑到各 个生产环节可能出现的各种危险，并选择能够采用有效措施以防止发生危险的设计方案，以 确保生产人员的健康和人身安全。过程的可操作性和可控制性系统的课操作性和可控制性是发酵设备设计中应该考虑的重要问题，能够进行稳定可靠 地操作，从而满足正常的生产需要是对发酵设备的基本要求。另外，还应能够适应生产符合 以及操作参数在一定范围内的波动。1.2.2单元过程及设备设计的基本内容和过程单元过程及设备设计的内容主要包括单元过程的方案和流程设计、操作参数的选择、单 元设备工艺

11、设计或选型、过程设备的机械结构设计、编制设计技术文件。单元过程和设备设 计的基本过程如下：过程的方案设计过程的方案设计就是选择合适的生产方法和确定原则流程。在方案的选择过程中，应充 分体现前述的基本原则，以系统工程的观点和方法，从众多的可用方案中，筛选出最理想的 原则工艺流程。单元过程的方案设计虽然是比较原则的工作，但却是最重要的基础设计工作， 将对整个单元过程及设备设计起决定性的影响。该项设计应以系统整体优化的思想，从过程 的全系统出发，将各个单元过程视为整个过程的子系统，进行过程合成，使全系统达到结构 优化。在这样的思想指导下，选择单元过程的实施方案和原则历程。因而，在一般情况下， 单元过

12、程方案和流程设计，较强地受整个过程的结构优化的约束，甚至由全过程的结构决定。工艺流程设计工艺流程设计的主要任务是依据单元过程的生产目的，确定单位设备的组合方式。工艺 流程设计应在满足生产要求的前提下，充分利用过程的能量集成技术，提高过程的能量利用 率，最大限度地降低过程的能量消耗，降低生产成本，以提高产品的市场竞争力。另外，应 结合工艺过程设计出合适的控制方案，使系统能够安全稳定生产。单元过程模拟计算单元过程模拟计算的主要任务是依据给定的单位过程工艺流程，进行必要的过程计算， 包括进行过程的物料平衡和热量平衡的计算，确定过程的操作参数和单元设备的操作参数， 为单元设备的工艺设计提供设计依据。进

13、行该项工作，常涉及到单元过程参数的选择，应对 单元过程进行分析使单元过程达到参数优化，同事也应进行主要单元设备的工艺设计和选 型，在此基础上，进行单元过程的综合评价，不断地进行优化、选择，只到达到优化目标， 实现单元过程的参数优化。单元设备的工艺设计单元设备的工艺设计就是从满足过程工艺要求的需要出发，通过对单元设备进行工艺计 算，确定单元设备的工艺尺寸，为进行单元设备的详细设计或选项提供依据。此项工作也应 同过程的模拟计算结合起来，同样存在参数优化的问题，需要进行多方案对比才能选择出较 为理想的方案。绘制单元过程的工艺流程图一般情况下，发酵装置的工艺流程图是按单元过程顺序安排的，单元过程的工艺

14、流程是 作为全装置流程的一部分出现在全装置流程图中，因而，单元过程工艺流程图是绘制全装置 流程图的基础。工艺设计的技术文件单元过程的工艺设计技术文件主要包括单元过程流程图，工艺流程说明，工艺设计计算 说明，单元设备的工艺计算说明书及单元设备的工艺条件图。详细设计按照工艺条件的要求，进行工程建设所需要的全部施工图设计，编制出所有的技术文件。 单元过程设备的机械结构设计的工作内容主要集中于工程设计的详细设计阶段，其设计任务 是在单元设备的工艺设计完成后，依据设备的工艺要求，进行设备的施工图设计。1.3生产工艺流程设计化工生产工艺流程设计是所有化工装置设计中最先着手的工作，由浅入深、由定件到 定量逐

15、步分阶段依次进行，而且它贯穿于设计的整个过程。工艺流程设计的目的是在确定生 产方法之后，以流程图的形式表示由原料到成品的整个生产过程中物料被加工的顺序以及各 股物料的流向，同时表示出生产中所采用的化学反应、单元操作及设备之间的联系，据此可 进一步制定管道流程和计量-控制流程。它是发酵过程技术经济评价的依据。1.3.1工艺流程图中常见的图形符号1. 工艺流程图中管件、阀门的图形符号名 称图 例名 称图 例一文氏管-c=T型过滤器喷射器锥型过滤器截止阀阳火器节流冏消音器止回阀直流截式阀隔膜阀蔬水阀减压阀放空管旋塞阀敞I漏斗三通旋塞阀同心异径管四通旋塞阀2.仪表参量代号、仪表功能代号和仪表图形符号爆

16、破膜参 fl_代号 量代号参温度T质量（重量）m(W)厚度温差AT转速N频率压力（或真空）P浓度C位移压差AP密度（相对密度）7长度质瘴（或体积）流量G分折A热量淞位（或料很）H湿度氢离子浓度量.仪表参量代号 h -l - . Ja_Ji j t代号r-fsLQpH.仪表功能代号功能代号功能代号功能代号指示Z积算S连锁L记录J信号X变送B调节T手动控制K.仪表图形符号符号Oe.Q宇令早甲月意义就地安装集中安装通用执行机构无弹簧气动阀有弹簧气动阀懵定器气动阀活塞执行机构电磁执行机构1电动执行机构变送器转子 流最计孔板 流命:计3.流程图中的物料代号物料代号AMBDBFBEDMDRDWF 料roF

17、SGOHHSIA物料名林物牌代号物料名祢空气W拇滑浦LS砒压蘸汽排污MS中走嚣说铜炉结水NC天然气盐水N化学荷水0氧循环冷却水上水PA工芝空气脱盐水PC工艺气体排械、排水PL丁艺械体饮用水PW工艺水火担排谈气R轴剂懋料气RO原料油耕1油RW原水嫦盐SC耕冷粉：填料油5L90密封油栽热体SW软水高压兼忤IS伟热蒸汽循环冷却水回水VE其空排放气仪表空气_VT_ 放空气1.3.2工艺流程设计按照设计阶段的不同，先后设计方框流程图工艺流程草图、工艺物料流程图、带控制点 的工艺流程图。后者列入施工图设计阶段的设计文件中。1. 方框流程图和生产工艺流程草图为便于进行物料衡算、能量衡算及有关设备的工艺计算，

18、在设计的最初阶段，首先要绘 制方框流程图，定性地标出物料由原料转化为产品的过程、流向以及所采用的各种处理过程 及设备。工艺流程草（简）图是一个半图解式的工艺流程图，为方框流程图的一种变体或深入，带 有示意的性质，仅供工艺计算时使用，不列入设计文件。2. 工艺物料流程图在完成物料计算后便可绘制工艺物料流程图，它是以图形与表格相结合的形式来表达物 料计算结果，使设计流程定量化，为初步设计阶段的主要设计成品，其作用如下:作为下 一步设计的依据；为接受审查提供资料：可供日后操作参考。物料流程图中的设备应采 用标淮规定的设备图形符号表示，不必严格按比例绘制，但图上需标注设备的位号及名称。 设备位号的第一

19、行字母是设备代号，其后是设备编号，一般由三位数字组成，第1位数字足 设备所在的工段（或车间）代号，第2、3位数字是设备的顺序编号。例如没备位号T218表尔 第二车间（或工段）的第18号塔器。物料流程图中需附上物料平衡表，包括物料代号、物料 名称、组成、流量（质量流量和摩尔流邀）等：有时还列出物料的某些参数.如温度、密度、 压力、状态、来源或去向等。3带控制点的工艺流程图在设备设计结束、控制方案确定之后，便可绘制带控制点的工艺流程图（此后，在进行 车间布置的设计过程中，可能会对流程图作一些修改）。图中应包括如下内容。物料流程物料流程包括 设备示意图，其大致依设备外形尺寸比例画出，表明设备的主要管

20、口，适当考虑设备 合理的相对位置； 设备流程号 物料及动力（水、汽、真空、压缩机等）管线及流向箭头； 管线上的主要阀门、设备及管道的必要附件； 必要的计量、控制仪表，如流量计、液位计、压力表、真空表及其他测量仪表等； 简要的文字注释，如冷却水、加热蒸汽来源、热水及半成品去向等。图例图例是将物料流程图中画的有关管线、阀门、设备附件、计量-控制仪表等图形用文 字予以说明。图签图签是写出图名、设计单位、设计人员、制图人员、审核人员签名）、图纸比例尺、图 号等项内容的一份表格，其位置在流程图的右下角，带控制点的工艺流程图一般是出工艺专 业和白控专业人员合作绘制出来的。作为课程设计只要求能标绘出测量点位

21、置即可。第二章设备设计方案2.1设备的分类与设计步骤2.1.1设备的分类通过查资料，了解所设计设备的分类情况。并且按照不同的分类，阐述分析不同种类的 设备特点，为后续选型阶段的设计，提供数据理论支持。2.1.2设备设计步骤根据任务要求，确定设计方案；进行工艺计算；选择合适的结构方案，进行结构设计；进行流体阻力核算；绘制流程图及设备图纸，写说明书。2.2设备工艺设计2.2.1设备工艺设计方案的确定1. 设备型式的选择根据不同的设备种类的特点，分析比较每种设备的优缺点，简单叙述每种类型设备的工 作原理和适用范围。通过计算，筛选不同类型的设备，最终从经济性、实用性以及可操作性 等方面综合评价，确定所

22、选设备。2. 设备设计与选型的原则满足规定的工艺条件确保安全可靠安装操作及维修的方便 经济合理尽可能采用标准系列2.2.2所选型号设备的工艺计算通过2.2.1步骤的选择，对已选中的设备进行先关参数计算，包括容积、体积尺寸、壁 厚以及加热面积等。2.2.3设备结构设计此部分包括管束及壳程分程、管道布置、管道与管板的连接、管板与壳体的连接等。第三章实例设计3.1设计产品种类及方案3.1.1产品方案3.1.1.1 种类本产品为14度浅色麦汁，为保证啤酒发酵的正常进行，得到优质的啤酒，对麦芽提出 的要求是：浸出物收得高，麦汁澄清透明，麦汁组成符合要求。3.1.1.2生产啤酒结构本地区气温变化较大，全年

23、生产天数定为302天，其中5, 4.7, 7, 8, 9月为生产旺季， 10，11，2, 3, 4为生产淡季，12, 1月停产，做技术设备检修及计划准备工作。设计生产 旺季每天糖化6次，淡季每天糖化4次，旺、淡季分别占152天和150天，全年总糖化次数 为1512次。3.1.2原料麦芽质量标准3.2.1.1 感观（1）色泽良好大麦有光泽，淡黄，不成熟大麦呈微绿色，受潮大麦发暗，胚部呈深 褐色，受霉菌侵蚀的大麦则呈灰色或微蓝色。（2） 气味良好大麦具有新鲜稻草香味，受潮发霉的则有霉臭味。（3） 谷皮优良大麦皮厚。有细密纹道，厚皮大麦则纹道粗糙。（4） 麦粒形态麦粒以短胖者比瘦长者为佳，前者浸出物

24、高，蛋白质低，发芽快。（5） 夹杂物杂谷粒和砂土等应在2%以下3.2.1.2物理检验（1）千粒重以无水物计千粒重应为30-40g,二棱大麦较六棱大麦重。千粒重高浸出 物相应亦高。（2）麦粒均匀度 按国际通用标准，麦粒腹径可分为2.8, 2.5, 2.2mm三级。2.5mm 以上麦粒占85%者属一级大麦，2.5-2.8mm，者为二级，2.2mm以下为次级大麦，用作饲料。（3）胚乳性质胚乳断面可分为粉状、玻璃质和半玻璃质三种状态。优良大麦粉状粒 为80%以上。3.2.1.3化学检验（1）水分测定水分是计算干物质的基础。原料大麦水分不能高于13%，否则不能贮 存，易发生霉变，呼吸损失大。（2）蛋白质

25、蛋白质含量一般要求为9%-12%。蛋白质含量高，制麦不易管理，易生成 玻璃质，溶解差，浸出物相应地低，成品啤酒易混浊。（3）浸出物间接衡量淀粉含量的方法，一般为72%-80% （干物质）2。3.1.3辅料的质量标准啤酒酿造用大米，原则上凡大米不论品种均可用于酿造，但从啤酒风味而言，米的食 感越好，酿造的啤酒风味也越好。一般来说粳米优于籼米，晚稻米优于早稻米，糯米优于非 糯米。糯米酿造啤酒，发酵度适中，啤酒的口味纯净，泡性特好。大米的相对密度高为1.40，容重为790-830kg/m3,千粒重为20-27g。由于大米淀粉含量高（75-82%）,无水浸出率高达90%-93%，无花色苷，含脂肪低 （

26、0.2%-1.0%），并含有较多泡性蛋白（糖蛋白）用它做辅料酿造啤酒，啤酒的色泽浅、口味 纯净，泡沫洁白细腻，泡特性好，它是优良的啤酒辅料。美国只有高级啤酒才用大米辅料。 我国稻米产量为世界第一，稻谷产量占全国粮食总产量的1/2,因此，啤酒辅料至今习惯用 大米。3.1.4糖化方法的确定生产方法为：双醪一次煮出糖化法。双醪煮出糖化法经糊化的大米醪与麦芽醪混合后，一次取出部分混合醪液在一次煮 沸的糖化方法称为双醪一次煮出糖化法。操作过程如下（以麦芽为液化剂）。糖化锅：麦芽投料，投料温度50摄氏度，保温进行蛋白质休止，直至与来自糊化锅的大米醪； 第一次兑醪，兑醪后温度65至80摄氏度，保温糖化至碘反

27、应基本完全； 分出部分醪液入糊化锅，剩余醪液继续保温糖化； 第二次兑醪，兑醪后温度76至78摄氏度；静止10分钟后泵入过滤槽过滤；糊化锅：大米投料，投料温度45至50摄氏度，保温20分钟左右；升温至70摄氏度（若以-淀粉酶伟液化剂则升温至90摄氏度，）保温10分钟左右；升温至煮沸温度，煮沸30分钟左右；送入糖化锅进行兑醪。将从糖化锅取出来的部分醪液加热至沸；送回糖化锅兑醪。3.1.5糖化设备四器组合，一般的啤酒厂多采用四器组合，每一个锅负责完成一项任务，四器为糊化 锅、糖化锅、过滤槽和麦汁煮沸锅。六器组合适用于产量较大的工厂。（1）糊化锅糊化锅是用来加热煮沸辅助原料（一般为大米粉）和部分麦芽粉

28、醪液，使其淀粉液化和 糊化。（2）糖化锅啤酒糖化锅的用途是使麦芽粉与水混合，并保持一定温度进行蛋白质分解和淀粉糖化。 其结构、外形加工材料都与糊化锅大致相同。（3）麦芽汁煮沸锅麦汁煮沸锅有称煮沸锅，或称浓缩锅，用于麦汁的煮沸和浓缩，把麦汁中多余水分蒸发 掉，使麦汁达到要求浓度，并加入酒花，浸出酒花中的苦味及芳香物质。还有加热凝固蛋白 质、灭菌、灭酶的作用。（4）糖化醪过滤槽糖化醪的过滤是啤酒长获得澄清麦汁的一个关键设备。国内对糖化醪过滤主要有2种 设备，即有平底筛的过滤槽和板框过滤槽。3.1.4.7工艺条件的确定3.1.4.7.1糊化、糖化（1）酶制剂添加方式：耐高温a-淀粉酶在糊化升温至60

29、 时加入，糖化下料时，复合酶与麦芽料一同加入到糖化锅中。(2) 辅料添加方式：磷酸、甲醛下料至一半时加入，石膏在投料结束是结束。(3) 合醪方式：糊化完全后一次性倒入糖化锅中。3.1.4.7.2 过滤(1) 洗糟水温：7678 C(2) 头号麦汁浓度：1416 P(3) 洗糟次数：3次(4) 洗糟残糖：1.21.8 P(5) 过滤时间：W2小时3.1.4.7.3 煮沸(1) 初沸麦汁浓度：1011 P(2) 定型麦汁浓度：1314 P(3) 煮沸时间：5565min(4) 煮沸强度：N7%(5) 酒花及辅料添加时间： 初沸时加入颗粒酒花1kg及磷酸1000mL 煮沸30min时加入CO?酒花浸

30、膏0.3kg 煮沸终了前10min加入颗粒酒花2kg, ZnCl 10g及麦汁澄清剂0.3kg。3.1.4.7.4回旋、沉淀、急冷(1) 回旋时间：20min(2) 沉淀时间：30min(3) 急冷温度：9.09.5C,进罐温度只许持平或由低到高(酵培第一批11.512C, 第二批 10.511C，第三批 9.09.5C)(4) 急冷时间：5070min。3.2工艺计算3.2.1年产2.5万吨啤酒厂物料衡算啤酒厂的物料衡算主要项目为原料(麦芽，大米)和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废 渣量(糖化糟和酒花糟)等。3.2.2.1工艺技术指标及基础数据表3-1啤酒生产基础数据项 目名称百分比(%)原料

31、利用率98.5定额指标麦芽水分5大米水分12无水麦芽浸出率80无水大米浸出率93原料配比麦芽90大米10冷却损失4啤酒损失率发酵损失1(对热麦汁)过滤损失1.5装瓶损失2.0总损失8.5根据表3-1的基础数据，首先进行100kg原料生产14淡色啤酒的物料计算，然后进 行100L14。淡色啤酒的物料衡算，最后进行25000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。3.2.1.2 100kg原料(90%麦芽，10%大米)生产14淡色啤酒的物料衡算(1) 热麦汁量 据表1-1可得到原料收率分别为：麦芽收率为：0.8X( 100 5)： 100=76%大米收率为：0.93X(10012):100=81.84

32、%混合原料收得率为：(0.90X76%+0.10X81.84%)X98.5=75.43 (75.435) %由上述可得100kg混合原料可制得的14热麦汁量为：(75.44： 14)X 100=538.86 (kg)又知14麦汁在20r时的相对密度为14X0.004+1 = 1.056，而100r的热麦汁比20r时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁(100C)体积为：(538.86： 1.056)X 1.04=530.70 (L)(2)冷麦汁量为：530.70 X(10.04) =509.47 (L)(3)发酵液量为：509.47 X(10.01) =504.38 (L)(4)过滤酒量为：50

33、4.38 X(10.015) =496.81 (L)(5)成品啤酒量为：496.81X(10.02) =486.87 (L)3.2.1.3生产100L14淡色啤酒的物料衡算根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产14成品啤酒486.87L，故可得出下述结 果：(1) 生产100L14。淡色啤酒需耗混合原料量为：(100/486.87)X 100=20.54 (kg)(2) 麦芽耗用量为：20.54X90%=18.49 (kg)(3) 大米耗用量为： 20.54X10%=2.05 (kg)(4) 酒花耗用量对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故酒花耗用量为:1.056X(530.70

34、/486.87)X 100X0.2%=0.23 (kg)(5) 热麦汁量为：(530.70/486.87)X 100=109.00 (L)(4.7)冷麦汁量为：(509.47/486.87)X 100=104.64 (L)(7) 湿糖化糟量设排出的湿麦糟水分含量为84%,则湿度糟量为：(1-0.05) (100-80) / (100-84) X 18.49=21.96 (kg)而湿大米糟量为： (1-0.12) (100-93) / (100-84) X2.05=0.79 (kg) 故湿糖化糟量为： 21.96+0.79=22.75 (kg)(8) 酒花糟量设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，

35、且酒花糟水分含 量为80%,则酒花糟量为：(100-40) / (100-80) X0.230=0.69 (kg)(9) 发酵液量：(504.38/486.87)X100=103.60(L)(10) 过滤酒量：(496.81/486.875)X100=102.04(L)(11) 成品酒量： (486.875/486.87) X 100=100(L)3.2.1.4每次糖化投料量及其他项目的物料平衡。 设每天糖化4次,，每年工作日为310天，则每年的糖化次数为1240次，且14淡色啤酒的密度为1048kg/m3，。每次糖化可生产的成品啤酒为：(25000X 1000/1512) : 1048X 1

36、000=19237.87(L)这相当于19237.87：100=192.3787个单位的100L14。淡色啤酒 由100L14。淡色啤酒的物料衡算算出糖化一次定额量为：(1) 混合原料：192.3787X20.54=3951.46 (kg)(2) 麦芽耗用量：192.3787X18.49 = 3557.08 (kg)(3) 大米耗用量：192.3787X2.05 = 394.38 (kg)(4) 热麦汁量：192.3787X 109.00=20969.28 (L)(5) 冷麦汁量：192.3787X 104.64=20130.51 (L)(6) 酒花耗用量：192.3787X0.23 = 44

37、.25 (kg)(7) 湿糖化糟的量：192.3787X22.75 = 4376.62 (kg)(8) 湿酒花的量：192.3787X0.69=132.74 (kg)(9) 发酵液的量：192.3787X103.60=19928.51 (L)(10) 过滤酒量：192.3787X 102.04=19630.32 (L)(11) 成品酒量：192.3787X 100=19237.87 (L)3.2.1.5由上可得19000t/a啤酒生产糖化投料及其他项目的物料计算(1) 混合原料：3591.46X 1240=4.90X 106 (kg)(2) 麦芽耗用量为：3557.08X 1240=4.41X

38、106 (kg)(3) 大米耗用量为：394.38X1240=4.89X 105 (kg)(4) 酒花耗用量为：44.25X 1240=5.487X 104 (kg)(5) 热麦汁量为：20969.28X 1240=2.60X107 (L)(6) 冷麦汁量为：20130.51X 1240=2.496X 107 (L)(7) 湿糖化糟量为：4376.62X 1240=5.427X 106 (kg)(8) 湿酒花糟量为：132.74X1240=1.646X105 (kg)(9) 发酵液量为：19928.51X 1240=2.47X107 (L)(10) 过滤酒量为：19630.32X 1240=2

39、.434X 107 (L)(11) 成品啤酒量为：193 3 7 . 87X 1240=2 . 38 5X 107 (L)(12) 实际年生产啤酒：2.385X 104X1048=25000.0 (T) (24994.8)把述的有关啤酒厂酿造车间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表，如表3-2 所示。表3-2啤酒厂糖化车间物料衡算表物料名称单位对100kg混 合原料100L12度淡色啤酒糖化一次定额量19000t/a 啤酒生产混合原料Kg10020.543591.464.90X106大麦Kg9018.493557.084.41X106大米Kg102.05394.384.89X105酒花Kg

40、1.120.2344.255.487X 104热麦汁L530.70109.0020969.282.60X107冷麦汁L509.47104.6420130.512.496X107湿糖化糟Kg110.7522.754376.625.427X 106湿酒花糟Kg3.360.69132.741.646X105发酵液L504.38103.6019928.512.47X107过滤酒L496.81102.0419630.322.434X107成品啤酒L486.87100.0019237.872.385X 107备注：14度淡色啤酒的密度为1048kg/m33.2.2糖化车间热量衡算设计生产14淡色啤酒，选择

41、用复式一次煮出糖化工艺，下面以此工艺为基准进行糖 化车间的热量衡算。工艺流程示意图如图3-1，其中的投料量为糖化一次的用料量。18C糊化锅自来水,糖化锅麦汁煮沸锅回旋 薄板冷麦汁/煮沸强度沉淀槽冷却器酒花/10%去发酵酒花糟冷凝固物热凝固物图3-1啤酒厂糖化工艺流程示意图1以下对糖化过程各步操作的热量分别进行计算：3.2.2.1糖化用水耗热量Q1根据糖化工艺，糖化锅用水量：G = 3557.08X4.0 = 14228.32 (kg)糊化锅用水量：G2 = 394.38X5.0=1971.9 (kg)则总用水量为：G 总= G+G2=14228.32+1971.9=16200.22 (kg)糖

42、化醪的量为：12G 麦醪=G 麦+G = 3557.08+14228.32=17785.4 (kg)糊化醪的量为麦1G 米醪=G 米+ = 394.38+1971.9=2366.28 (kg)自来水平均温度取t18C，而糖化配料用水温度t50C，故耗热量为：Q1= (G1+G2) c (t2 11)=(14228.32 + 5868.3)X4.18X32=2166941.427 (kJ)3.2.2.2第一次米醪煮沸耗热量Q2由糖化工艺流程可知，Q2=Q/2+Q/2+Q/2(2-1)(1) 糊化锅内米醪由初温to加热至100 r耗热Q/2Q：G 米醪c 米醪(100一七。)(2-2) 计算米醪的

43、比热容c米醪根据经验公式c谷物=0.01 (100-W) c+4.18W进行 计算。式中W为含水百分率；c为绝对谷物比热容，取c1.55kJ/ (kg - K)c 麦芽=0.01 (100-5) 1.55+4.18X5=1.68KJ/ (kg - K)c 大米=0.01 (100-12) 1.55+4.18X 12=1.87kJ/ (kg - K)c 二 大f方米C f .， 米醪 G + G 大米 2394.38 x 1.87 +1971.9 x 4.18=394.38 +1971.9=3.80kJ/ (kg - K) 则根据上式推算出麦醪的比热容：c=麦4芽麦醪Gj麦醪2217.06 x

44、1.68 + 8868.24 x 4.18 =11085.3=3.68kJ/ (kg - K)也可类推出混合醪的比热容：c =米醪米厂麦醪麦醪 混合醪Jj混合 _ 17785.4 x 3.80 + 2366.28 x 3.68 =17785.4 + 2366.28=3.69kJ/ (kg - K)米醪的初温t0设原料的初温为18c，而热水为50 r,G大米c大米:18 + G 2匕X 50米醪米醪394.38 x 1.87 + 1971 .9 x 50 x 4.18=2366 .28 x 3.8=47.3 (C)把上述结果代回(2-2)式，得：(2)设煮沸时间为40min,蒸发量为每小时5%,则蒸发水分量为:V1=G 米醪 X 5% X 40 960=2366.28X5%X4060Q/=2366.28X3.8 (100-47.3) 2 =473871.23