啤酒廠糖化車間熱量衡算

啤酒廠糖化車間熱量衡算目錄一、糖化用水耗熱量Q1二、第一次米醪煮沸耗熱量Q2三、第二次煮沸前混合醪升溫至70℃的耗熱量Q3四、第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4五、洗糟水耗熱量Q5六、麥汁煮沸過程耗熱量Q6七、糖化一次總耗熱量Q總八、糖化一次耗用蒸汽量D九、糖化過程每小時(shí)最大蒸汽耗量Qmax十、蒸汽單耗二次煮出糖化法工藝流程圖大米粉3702kgt0(℃),20min麥芽粉℃，60min麥汁一、糖化用水耗熱量Q1根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為：m1=（3704+740.8）×4.5=20001.6(kg)式中:3704——糊化一次大米粉量；——糊化鍋加入的麥芽粉量（為大米量的20%）糖化鍋加水量為：

m2=

10363.2×3.5=36271.2(kg)式中；——糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量，即11104-740.8=10363.2(kg)，而11104為糖化一次麥芽定額量。

故糖化總用水量為：mW=m1+m2=20001.6+36271.2=(kg)自來水的平均溫度取t1=18℃,而糖化配料用水溫度t2=50℃,故耗熱量為：

Q1=(m1+m2)Cw(t2-t1)

=×(50-18)×

=×106(KJ)

二、第一次米醪煮沸耗熱量Q2由糖化工藝可知：

Q2=Q2ˊ+Q2ˊˊ+Q2ˊˊˊ1、糊化鍋內(nèi)米醪由初溫加熱到100℃耗熱量為Q2ˊ（1）計(jì)算米醪的比熱容C米醪

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：C谷物=0.01[（100-W）C0+4.18W]進(jìn)行計(jì)算。

式中：W為含水百分率；CO為絕對谷物比熱容，一般取C0=1.55[kJ/（kg·K）]

C麥芽=0.01[（100-6）1.55+4.18×6]=1.71[kJ/(kg·K]]C大米=0.01[（100-13）1.55+4.18×13]=1.89kJ/（kg·K）]C米醪=(m大米C大米+m麥芽C麥芽+m1Cw)/(m大米+m麥芽+m1)=(3704×1.89+74×1.71+×4.18)/(3704+74+)6[kJ/（kg·K）](2)米醪的初溫t0設(shè)原料的初溫為18℃，而熱水為50℃,則t0=[（m大米C大米+m麥芽C麥芽）×18+m1Cw×50]/m米醪C米醪

=[(3702×1.89+74×1.71)×18+×4.18×50]/[(3702+740.8+20001.6)6]

=47.1(℃)把（1）、（2）的結(jié)果帶入Q2ˊ=m米醪C米醪（100-t0）得：Q2ˊ＝6（100-4）=4.862×106

(kJ)2、煮沸過程蒸汽帶出的熱量Q2ˊˊ設(shè)煮沸時(shí)間為40min,蒸發(fā)量為每小時(shí)5%，則蒸發(fā)量為：mV1=m米醪×5%×40/60=24446.4x5%×40/60=814.88(Kg)故Q2ˊˊ=mV1I=×2257.2=×106(kJ)式中：I為煮沸溫度（約為100℃）下水的汽化潛熱（kJ/kg）3、熱損失Q2ˊˊˊ

米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前兩次耗熱量的15%，即：Q2″′=15%（Q2ˊ+Q2ˊˊ）=0.15（4.862×106+×106）

=×106

(kJ)4、Q2=115%（Q2ˊ+Q2ˊˊ）==1.15（4.862×106+×106）×106(kJ)三、第二次煮沸前混合醪升溫至70℃的耗熱量Q3按糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸的米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應(yīng)為63℃，故混合前米醪先從100℃冷卻到中間溫度t0℃.（1）糖化鍋中麥醪的初溫t麥醪已知麥芽粉初溫為18℃，用50℃熱水配料，則麥醪的溫度為：t麥醪=(m麥芽C麥芽×18+m2Cw×50)/m麥醪C麥醪

又由m麥醪==46636.4(Kg)C麥醪=(m麥芽C麥芽+m2Cw)/m麥醪=×1.71+×4.18)/43[kJ/（kg·K）]所以t麥醪=×18+×4.18×50）/3）=46.66℃（2）米醪的中間溫度t根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪混合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為：因?yàn)镃混合=（m米醪C米醪+m麥醪C麥醪）/（m米醪+m麥醪）=（×3.76+×3.63)/(24446.4+46636.4)=3.67[kJ/（kg·K）]所以t=（m混合C混合×t混合-m麥醪C麥醪×t麥醪）/（m米醪C米醪）=（×3.67×63-××）/（×3.76）=92.86(℃)(3)Q3=m混合C混合×3.67×7=1.826×106(kJ)四、第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4由糖化工藝流程可知：Q4=Q4′+Q4′′+Q4′′′

1、混合醪升溫至100℃所耗熱量Q4′（1）經(jīng)第一次煮沸后米醪量為：m′米醪=m米醪-mV1=23631.52(kg)故進(jìn)入第二次煮沸的混合醪量為：m混合=m′米醪+m麥醪=23631.52+

=(kg)（2）根據(jù)工藝，糖化結(jié)束醪溫為78℃，抽取混合醪的溫度為70℃，則送到第二次煮沸的混合醪量為：[m混合(78-70)]/[m混合(100-70)]×100%=26.7%

故Q4′=26.7%m混合c混合（100-70）

=26.7%××3.67×30

=×106（kJ）

2、二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量Q4′′煮沸時(shí)間為10min，蒸發(fā)強(qiáng)度5%，則蒸發(fā)水分量為：mV2=26.7%×m混合×5%×10/60=26.7%××5%×10/60=(kg)所以Q4′′=ImV2=2257.2×=×106(kJ)式中:I為100℃時(shí)飽和蒸汽的焓（kJ/kg）

3、熱損失Q4′′′根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有：Q4′′′=15%（Q4′+Q4′′）=

×106

+×106

）×15%×106(kJ)4、Q4

=1.15(Q4′+Q4′′)

=1.15(×106

+×106)

=×106(kJ)五、洗糟水耗熱量Q5設(shè)洗槽水平均溫度為80℃，每100kg原料用水450kg，則用水量為:m洗=[(3704+740.8+10365.2)×450]/100

=66645(kg)故Q5=m洗Cw(80-18)

=66645×4.18×(80-18)

=×107(kJ)

六、麥汁煮沸過程耗熱量Q6Q6=Q6′

+Q6ˊˊ+Q6ˊˊˊ

1、麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量Q6′

由于，100kg混合原料可得到574kg熱麥汁，并設(shè)過濾完畢麥汁溫度為70℃，則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為：m麥汁=(3704+740.8+10365.2)×574/100=（kg）C麥汁=(m麥芽C麥芽+m大米C大米+m水Cw)/m麥汁=（11104×1.71+37049+14810×6.4×4.18）/（14810×7.4）=3.852[kJ/（kg.k)]故Q6′=m麥汁C麥汁(100-70)

=2×30=×106(kJ)2、煮沸過程中蒸發(fā)耗熱量Q6ˊˊ由于所以蒸發(fā)水分為：mV3=m麥汁×

=

=12751.41（kg）Q6ˊˊ=mV3I×2257.2=×106

（kJ）3、熱損失Q6″′Q6″′=15%（Q6ˊ+Q6ˊˊ）4、Q6=1.15（Q6′+Q6′′）

=1.15×（×106+×106）=×106（kJ）七、糖化一次總耗熱量Q總

Q總=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

=×106×106+1.826×106+×106+×107+×106

=81.508×106（Kg）八、糖化一次耗用蒸汽量DJ/kg,則

D=Q總/[（I-i）η]

=81.508×106/[(2725.3-561.47)×95%]

=(kg)

式中：i為相應(yīng)冷凝水的焓（561.47kJ/kg）；

η為蒸汽的熱效率，取η=95%。九、糖化過程每小時(shí)最大蒸汽耗量Qmax在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量Q6為最大，且已知煮沸時(shí)間為1.5小時(shí)，熱效率為95%，故：Qmax=Q6/(1.5×95%)

=×106/(1.5×95%)

=×106(KJ/h)相應(yīng)的最大蒸汽耗量為：mDmax=Qmax/（