啤酒糖化車間物料衡算與熱量衡算

1、#30000t/a120淡色啤酒糖化車間物料衡算與熱量衡算)二次煮出糖化法是啤酒生產(chǎn)常用的糖化工藝，下面就以此工藝為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的熱量衡算。由于沒有物料數(shù)量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此，從物料計(jì)算開始。已知物料定額的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表，絕對(duì)谷物的比熱容為1.55Kj/kg*K,12°麥汁在20c時(shí)的相對(duì)密度為1.084,100c時(shí)熱麥汁的體積是20c時(shí)的1.04倍；煮沸溫度下(常壓100C)水的氣化潛熱為1=2257.2Kj/kg,加熱過程熱損失取15%,0.3MPa的飽和水蒸氣1=2725.2Kj/kg,相應(yīng)冷凝水的始為561.47Kj/kg,蒸汽熱效率為0.95,項(xiàng)目名稱百分比項(xiàng)目名稱百分比定

2、額指標(biāo)原料利用率98.5原料配比麥芽7525r麥芽水分6啤酒損失率(對(duì)上一工序)r冷卻損失7.5大米水分13發(fā)酵損失1.6無(wú)水麥芽浸出率75過濾損失1.5無(wú)水大米浸出率92r裝瓶損失2.0總損失12.6I物料衡算啤酒廠糖化車間的物料衡算主要項(xiàng)目為原料(麥芽、大米)和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量(糖化糟和酒花糟)等。1 .糖化車間工藝流程示意圖2 .工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)我國(guó)啤酒生產(chǎn)現(xiàn)況決定了相應(yīng)的指標(biāo)，有關(guān)生產(chǎn)原料的配比、工藝指標(biāo)及生產(chǎn)過程的損失等數(shù)據(jù)如上表所示。根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行100kg原料生產(chǎn)12。淡色啤酒的物料計(jì)算，然后進(jìn)行100L12。淡色啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行30000

3、t/a啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算。3 .100kg原料(75%麥芽，25%大米)生產(chǎn)12°淡色啤酒的物料計(jì)算(1)熱麥汁量麥芽收率為：0.75(1006)+100=70.5%大米受率為：0.92(10013)+100=80.04%混合原料受得率為：(0.75X70.5%+0.25X80.04%)98.5%=71.79%由此可得100kg混合原料可制得的12。熱麥汁量為：(71.79+12)X100=598.3kg12麥汁在20c時(shí)的相對(duì)密度為1.084,而100c熱麥汁的體積是20c時(shí)的1.04倍,故熱麥汁(100C)的體積為：(598.3+1.084)X1.04=574(L)(2

4、)冷麥汁量為574X(10.075)=531(L)(3)發(fā)酵液量為：531X(10.016)=522.5(L)(4)過濾酒量為：522.5X(10.015)=514.7(L)(5)成品啤酒量為：514.7X(10.02)=504.4(L)4.生產(chǎn)100L12淡色啤酒的物料衡算從上可知，100kg混合原料可生產(chǎn)12°成品淡色啤酒504.4L,故可得：(1)生產(chǎn)100L12°淡色啤酒需耗混合原料量為：(100/504.4)X100=19.83kg(2)麥芽耗用量為：19.83X75%=14.78kg(3)大米耗用量為：19.83X25%=4.96kg(4)酒花耗用量為：(對(duì)淺色

5、啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為0.2%)(574/504.4)X100X0.2%=0.228kg(5)熱麥汁量為：(574/504.4)X100=113.8L(6)冷麥汁量為：(531/504.4)X100=105.3L(7)濕糖化糟量(設(shè)排出的濕麥糟水分含量80%)濕麥糟量為(10.06)(10075)/(10080)X14.87=17.47kg而濕大米糟量：(10.13)(10092)/(10080)X4.96=1.73kg濕糖化糟量為：17.47+1.73=19.2kg(8)酒花糟量為：(麥汁煮沸過程干酒花浸出率40%,酒花糟水分含量80%)(10040)/(10080)X0.228=0.

6、684kg5.30000t/a12°淡色啤酒糖化車間的物料平衡計(jì)算如下表：一次糖化定額為混合原料4013kg,一年糖化1500次(旺季每天6次，淡季4次)，得:啤酒糖化車間的物料平衡計(jì)算表物料名稱單位對(duì)100kg混合原料100L12°淡色啤酒糖化一次定額量30000t/a啤酒生產(chǎn)混合原料kg10019.8340136.02E6麥芽kg7514.873009.74.514E6叔kg254.961003.91.509E6酒花kg1.200.22846.26.915E4熱麥汁L574113.82303334.55E6冷麥汁L531105.32131331.97E6濕糖化糟kg96

7、.8419.238875.83E6濕酒花糟kg3.450.6841382.076E5發(fā)酵液L522.5103.62096831.45E6過濾酒L514.7102.12066530.99E6成品啤酒L504.41002024030.36E6備注：12°淡色啤酒的密度為1012kg/m3,實(shí)際年產(chǎn)啤酒30724t。II熱量衡算按一次糖化投料量4013kg計(jì)算。(一)糖化用水耗熱量Qi按工藝，糊化鍋加水量為G1=11003.9+200.8)X4.5=5421.15kg糖化鍋加水量為G2=2808.9X3.5=9831.15kg總加水量為G=G+G2=15252.3kg自來(lái)水從18c加熱到5

8、0c耗熱量為Q=15252.3X4.18(5018)=2.04E6kJ(二)第一次米醪煮沸耗熱量Q2Q2=Q2'+Q2'+Q2''1.糊化鍋內(nèi)米醪由初溫t0(18C)加熱至100c耗熱Q2'=G米醪c米醪(1001°)(1)求比熱容c米醪據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式c谷物=0.01(100W)C0+4.18W,C0為絕對(duì)谷物比熱容=1.55c麥芽=1.71kJ/(kg*K)c大米=1.89kJ/(kg*K)c米醪=(G大米c大米+G麥芽c麥芽+Gi4.18)/(G大米+G麥芽+Gi)=3.76kJ/(kg*K)(2)米醪的初溫t0t0=(G大米c大米+G麥芽c麥

9、芽)X18+G1X4.18X50/(G米醪c米醪)=47.1C(3)Q2'=G米醪c米醪(10010)=6625.85X3.76(10047.1)=1.318E6kJ2 .煮沸過程蒸汽帶出的熱量Q2''設(shè)煮沸時(shí)間為40min，蒸發(fā)量為每小時(shí)5%,則有：Q2'3V1I=G米醪X5%X40+60X2257.2=4.99E5kJ3 .熱損失Q2'Q2'=15%(Q2'+Q2')4 .Q2=1.15(Q2'+Q2')'=2.09E6kJ(三)第二次煮沸前混合醪升溫至70c的耗熱量Q按糖化工藝，來(lái)自糊化鍋的煮沸的米醪

10、與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應(yīng)為63C,故混合前米酉!先從100c冷卻到中間溫度t1 .糖化鍋中麥醪的初溫t麥醪t麥醪=(G麥芽c麥芽X18+G2*4.18X50)/G麥醪c麥醪=46.67C2 .求混合前米醪的中間溫度t米醪。忽略熱量損失，米醪和麥醪合并前后的G麥芽c麥芽不變，則有G混合c混合t混合=G米醪c米醪t米醪+G麥醪c麥醪t麥醪t米醪=(19265X3.67X6312639.15X3.63X46.67)+(6405X3.76)=96C只比煮沸溫度低4C,考慮輸送過程熱損失，可不加中間冷卻器。3 .Q=G混合c混合(7063)=4.95E5kJ(四)第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4由糖化工

11、藝流程可知：Q4=Q4'+Q4'+Q4'''1.混合醪升溫至沸騰所耗熱量Q4'(1)經(jīng)第一次煮沸后米醪量為：G米醪'=G米醪V=6625.85-220.86=6405kg糖化鍋的麥芽醪量為：G麥醪=G麥+G2=2808.9+9831.15=12640kg故進(jìn)入第二次煮沸的混合醪量為：G混合=G米醪'+G麥醪=6405+12640=19045kg(2)據(jù)工藝，糖化結(jié)束醪溫為78C,抽取混合醪的溫度為70C,則送到第二次煮沸的混合醪量x為：(1x)c(78-70)=xc(100-78)x=26.7%(3)麥醪的比熱容c麥醪c麥醪=(G

12、麥芽c麥芽+G2X4.18)/G麥醪=3.63kJ/(kg*K)混合醪比熱容c混合c混合=3.67kJ/(kg*K)(4)Q4'=26.7%G混合c混合(10070)=5.599E5kJ2 .二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量Q4'設(shè)煮沸時(shí)間為10min,蒸發(fā)強(qiáng)度5%q4'jIV2=2257.25XG混合X5%X10+60=9.57E5kJ3 .熱損失Q4'取15%(Q4'+Q4')4 .Q4=Q4'+Q4'+Q4'=1.15(Q4'+Q4')'=7.54E5kJ(五)洗糟水耗熱量Q5洗糟水平均溫度為80C

13、,每100kg原料用水450kg,則有：Q5=4013X450X+100X(8018)=4.68E6kJ(六)麥汁煮沸過程耗熱量Q6Q6=Q6'+Q6'+Q6'''1 .麥汁升溫到沸點(diǎn)耗熱量Q6設(shè)過濾完畢麥汁溫度為70C,進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為：G麥汁=4013X598.3+100=24010kgC麥汁=3.85kJ/(kg*K)Q6'=G麥汁XC麥汁(10070)=2.77E6kJ2 .煮沸過程蒸發(fā)耗熱量Q6'設(shè)煮沸強(qiáng)度10%,時(shí)間1.5h,則有：Q632257.2X(24010X10%X1.5)=8.13E6kJ3 .熱損失為15%4 .Q6=Q6'+Q6'+Q6'J1.15(Q6'+Q6')=1.254E7kJ(七)糖化一次總耗熱量Q總Q總=22q=2.10E7kJ(八)糖化一次耗用蒸汽量D使用表壓0.3MPa的飽和蒸汽，I=2725.3kJ/kg,i為561.7,刀為95%D=Q總+【(I-i)r=10237kg(