30万吨啤酒糖化车间设计.docx

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1、第一章绪论第一节啤酒的概况啤酒是全世界分布最广，也是历史最悠久的酒精性饮料，它的酒精度低、养分丰富、有益于人的健康，因而有“液风光包”之美称，受到众人的宠爱。我国啤酒的正规化生产，起源于十九世纪末。五六十年头，随着国家的经济的复苏和人民生活的改善，政府斥资兴建了一批啤酒厂，使我国的啤酒生产业初具规模。至八十年头，我国经济快速增长,啤酒产业也得了空前的发展，并快速成为了一个啤酒大国，啤酒的销量潜力巨大。啤酒品种不断增多，质量不断提高，满意了消费需求不断增长的须要。目前，我国人均啤酒消费量虽然已接近22升，但中西部地区仅在10升左右，8亿多人口的农村人均连5升不到。因此,我国啤酒市场还拥有很大的挖

2、掘潜力，消费量仍将保持增长。在2019年，中国成为世界第一啤酒大国，中国啤酒工业对国民经济建设将发挥更加重要的作用，并对世界啤酒工业产生越来越大的影响。啤酒品种许多，一般可依据生产方式，按产品浓度、啤酒的色泽、啤酒的消费对象、啤酒的包装容器、啤酒发酵所用的酵母菌等种类来分类。依据原麦汁浓度分类啤酒酒标上的度数及白酒上的度数不同，它并非指酒精度，它的含义为原麦汁浓度，即啤酒发酵进罐时麦汁的浓度。主要的度数有18、16、14、12、11、10、8度啤酒。日常生活中我们饮用的啤酒多为11、12度啤酒。依据啤酒色泽分类淡色啤酒色度在5-14EBC之间。淡色啤酒为啤酒产量最大的一种。浅色啤酒又分为浅黄色

3、啤酒、金黄色啤酒。浅黄色啤酒口味淡爽，酒花香味突出。金黄色啤酒口味清爽而醇和，酒花香味也突出。浓色啤酒色泽呈红棕色或红褐色，色度在14-40EBC之间。浓色啤酒麦芽香味突出、口味醇厚、酒花苦味较清。黑色啤酒一一色泽呈深红褐色乃至黑褐色，产量较低。黑色啤酒麦芽香味突出、口味浓醇、泡沫细腻，苦味依据产品类型而有较大差异。依据杀菌方法分类鲜啤酒一一啤酒包装后，不经巴氏灭菌的啤酒。这种啤酒味道鲜美，但简洁变质，保质期7天左右。熟啤酒一一经过巴氏灭菌的啤酒。可以存放较长时间，可用于外地销售，优级啤酒保质期为120天。依据包装容器分类瓶装啤酒国内主要为64Onll和355ml两种包装。国际上还有50OmI

4、和33Oml等其他规格。易拉罐装啤酒一一采纳铝合金为材料，规格多为355ml。便于携带，但成本高。桶装啤酒一一材料一般为不锈钢或塑料，容量为30升。啤酒经瞬间高温灭菌，温度为72C,灭菌时间为30秒。多在宾馆、饭店出现,并特地配有售酒机。由于酒桶内的压力，可以保持啤酒的卫生。其次节设计方案简介啤酒是以大麦和水为主要原料，大米或谷物、酒花等为辅料，经制成麦芽、糖化、发酵等工艺而制成的一种含有二氧化碳、低酒精度和养分丰富的饮料。其中麦汁制造是啤酒生产的重要环节，它包括了对原料的糊化、液化、糖化、麦醪过滤和麦汁煮沸等处理工艺。本设计从实际生产动身，确定出年生产30万吨啤酒所须要的物料量，热量和糖化车

5、间内的常用设备如糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、沉淀槽的主要尺寸以及其他协助设备的相关选型等。其次章工艺设计第一节生产方法的确定及论证糖化是指利用麦芽自身的酶类，将麦芽及辅料中不溶性的高分子物质，逐步分解为可溶性的低分子物质的过程。依据对糖化醪实行的升温方式不同，把糖化工艺分为两大类，即煮出糖化法和浸出糖化法。煮出糖化法：指麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用，使其有效成分分解和溶解，通过部分麦芽醪的热煮沸、并醪，使醪逐步梯级升温至糖化终了。煮出法的生产效率较高，原料利用率高，对麦芽质量要求不高，但煮出法的能量消耗严峻。一般适用于下面啤酒的生产。浸出糖化法：指麦芽醪只利用酶的生化作用，用不断

6、加热或冷却调整醪的温度，使糖化完成。浸出法操作简洁，便于限制，简洁实现自动化，及煮出法相比耗能降低20%-50机麦汁在煮沸前仍旧保留肯定的酶活力。但浸出法碘反应较差，糖化得率也相对比较低，且对麦芽的质量要求高，往往不运用辅料，这就使得生产成本增加。一般适用于上面啤酒的生产。尽管煮出法的能量消耗严峻，但是可以从辅料中节约部分成本。基于煮出法的以上优点，本设计用大米作为辅料，其中麦芽大米之比为6：4o而且本车间的年产量为30万吨，产量较大，因此选择煮出法进行糖化生产麦汁。其次节工艺流程的选择及论证一、麦汁制备的工艺流程如下:二、原料的输送对于大米及麦芽的输送，主要有斗式提升机、带式输送机、螺旋输送

7、机、气流输送系统等几种设备，其各自的特点如下：斗式提升机优点：具有输送量大，提上升度高，运行平稳牢靠，寿命长等显著有点。横断面上的外形尺寸小，有可能将物料提升到很高的地方，生产实力的范围也很大；缺点：动力消耗较大。带式输送机优点：带式输送机的输送实力大，且不会对物料或管道有磨损；在啤酒发酵的麦芽输送过程中，一般不会变更其运输方向。缺点：若变更运输方向时，需多台机联合运用螺旋输送机优点：结构简洁、紧凑、外形小，便于进行密封及中间卸料，特殊是适用于输送有毒和尘状物料。缺点：它的推力全靠摩擦，能量消耗大，槽壁及螺旋的磨损大，对物料有所研磨，输送距离不宜太长,一般在30m以下。气流输送系统优点：系统密

8、闭，可以避开粉尘和有害气体对环境的污染；在输送过程，可以同时进行对输送物料的加热、冷却、混和、粉碎、干燥和分级除尘等操作；占地面积小，可垂直或倾斜地安装管路；设备简洁，操作便利，简洁实现自动化连续化，改善了劳动条件。缺点：所需的动力较大；风机噪音大，要求物料的颗粒尺寸限制在30mm以下；对管路和物料的磨损较大；对于输送量少而且是间歇性操作的，不宜采纳气流输送。本次设计要求啤酒产量为30万吨/年，年产量较大，输送量也大,所以依据本厂的实际状况，采纳气流输送。三、原料的粉碎1、麦芽的粉碎麦芽的粉碎方法有干法粉碎、回潮粉碎和湿法粉碎等。(1)干法粉碎干法粉碎是传统的粉碎方法，一般采纳转式粉碎机。该法

9、要求麦芽含水在5%-8%,此时麦芽松脆，便于限制粉碎度。它的不足之处是麦皮易被破裂过细，影响麦汁过滤和啤酒的口味、色泽，粉碎时粉尘大，造成物料损失。(2)回潮粉碎又叫增湿粉碎，短时间内向麦芽通入蒸汽或热水,使麦壳增加水分，使麦皮有韧性而不破裂，有利于过滤，削减不利于啤酒质量的物质溶出。但该法对麦壳吸水量和粉碎时间要求较高，易造成增湿不匀称，粉碎质量难以保证。（3）湿法粉碎由于麦壳吸水变软，粉碎时麦片不破裂。过滤速度可提高20%25%或提高槽投料量，麦槽层厚度可达500-600mm,但不影响过滤。由于麦芽进行了预浸渍，使酶增加，从而使麦芽浸出率比干法粉碎提高0.7%左右。粉尘削减，麦汁色度下降。

10、缺点是设备大，操作困难，修理困难且动力消耗大；投料后同时浸泡，但粉碎时间不一样，麦芽的溶解性有差异，影响糖化的匀称性。考虑到本次设计为年产30万吨，产量较大，我们采纳湿法粉粹麦芽。2、大米的粉碎大米采纳四根的二级粉碎机进行干法粉碎，大米的粉碎度越细越好，以增加原料及水的接触面积，有利于大米的糊化和糖化。四、糖化糖化是指利用麦芽本身所含的酶（或外加酶制剂）将麦芽和协助原料中的不溶性高分子物（淀粉、蛋白质、半纤维素等）分解成可溶性的低分子物质（如糖类、糊精、氨基酸、肽类等）的过程。由此得到麦芽汁。糖化方法一般分为两种，即全麦芽啤酒的糖化方法和加辅料啤酒的糖化方法。依据我国国情，国内常用其次种方法，

11、又称复式糖化法或双醪糖化法。所谓复式即指含有辅料（大米、玉米等未发芽的谷物）及其煮沸的过程。依据糖化醪和糊化醪兑醪后，取部分醪液煮沸的次数，又分为双醪一次煮出糖化法或双醪二次煮出糖化法，其特点是：1.添加部分未发芽的谷物作为麦芽的协助原料，其添加量在20%30%,最高可达到50%,所采纳的麦芽的酶活性相对高一些。2 .麦芽在糖化锅进行蛋白分解，协助原料在糊化锅进行糊化和液化，然后兑醪，达到所须要的糖化温度。3 .各类协助原料在进行糊化时，一般要添加适量的一淀粉酶使淀粉边糊化边液化，有利于对醪后的糖化作用。4 .麦芽的蛋白分解时间应较为一般煮出糖化法长一些，避开低分子含氮物质含量不足。5 .因协

12、助原料粉碎得较细，麦芽粉碎物应适当粗一些，尽量保持麦皮完整，防止麦芽汁过滤困难。6 .本法制备的麦芽汁色泽浅，发酵度高，适合制造淡色贮藏啤酒。本设计将采纳双醪一次煮出糖化法。五、过滤1、过滤目的：糖化工序结束后，应在最短的时间内，将糖化醪液中的原料溶出物质和非溶性的麦糟分别，以得到澄清的麦汁和良好的浸出物收得率。2、过滤方法：过滤槽法，压滤机法，快速渗出法(StrainnIaSter)(1)压滤机法：麦芽质量对于每日糖化次数的影响较小，并且可以运用较高比例的辅料。所用的废水量也较少，麦糟比较干燥。但是麦汁压滤机法的原料粉碎要细，粉碎机的动力消耗和修理费用均比过滤槽高。（2）快速渗透槽法：此法适

13、用于高生产实力的过滤，且其对过滤性能较差的醪液进行处理的实力较差，且得率较低。（3）过滤槽法：因为麦糟中含有的多酚物质，被浸渍时间长了，易给麦芽汁带来不良的苦涩味和麦皮味，用过滤槽过滤可降低这种影响，并且麦芽的粉碎运用了连续浸渍增湿粉碎，得到的麦皮粉碎度很合适此方法的过滤。经上述比较，本次设计采纳过滤槽法进行过滤。六、煮沸过滤后的麦汁，被泵入煮沸锅煮沸，其目的和作用是蒸发多余水分，使混合麦芽汁通过煮沸、蒸发、浓缩到规定的浓度；破坏全部酶的活性，防止残余的。一淀粉酶接着作用，稳定麦汁组分；并通过煮沸，歼灭麦芽汁中存在的各种有害微生物，保证最终产品的质量；.使高分子蛋白质变性和凝固析出，提高啤酒的

14、非生物稳定性；浸出酒花中的有效成分（软树脂、单宁物质、芳香成分等），给予麦芽汁独特的苦味和香味，提高麦芽汁的生物和非生物稳定性等。煮沸方法包括常压煮沸、加压煮沸和低压煮沸（体外煮沸）。（1）常压煮沸：操作便利，修理费用低。酒花浸出率高，所得麦汁质量好。但耗时较多。（2）加压煮沸:在0.11-0.22MPa压力下煮沸,温度高达120,缩短煮沸时间，获得更好的非生物稳定性。（3）低压煮沸：该方法设备困难，能耗大。因本次设计年糖化次数较多，故采纳加压煮沸法。七、麦汁的澄清将麦汁的热冷凝固物分别，主要是分别酒花糟和不溶性蛋白。本设计中采纳回旋沉淀槽沉淀法分别热凝固物，利用麦汁离心力实现分别。1、热凝固

15、物的分别糖化醪过滤后得到的麦汁中含有水溶性的清蛋白和少量盐溶性蛋白质以及肽段，这些物质在煮沸时变性和多酚结合形成热凝固物，主要成分为粗蛋白质、多酚有机物、酒花树脂等。热凝固物的分别原理是热麦汁经泵加速，由槽切线方向进槽，麦汁在槽内旋转，产生的离心力，由于槽壁作用产生离心力反作用力将热凝固物推向槽底部中心。2、酒花分别运用酒花球果，并加入到煮沸锅的工艺，在煮沸结束后应尽快分别出酒花糟。本次运用带筛孔的酒花分别器。每千克酒花球果，在废酒花糟中，吸附约671.麦汁。为使损失降低，可用热水洗涤，降低酒花糟中残余物浓度。八、冷却近年来都运用薄板冷却器冷却麦芽汁，麦芽汁冷却结束后，可将无菌压缩空气将薄板冷

16、却器中的麦汁顶出，整个冷却操作，要防止外界杂菌污染。薄板冷却器冷却分为一段冷却和两段冷却。一段冷却是指利用一种冷却介质一次性将热麦汁冷却至发酵温度，冷却介质被加热升温进入热水箱作糖化水。两段冷却，第一段冷却是用自来水作冷却介质，将麦汁冷却到肯定温度，其次段冷却是用深度冷冻的水作为冷却介质，麦汁被冷却到发酵温度，冷冻水回制冷站重新冷却后循环运用。一段冷却及两段冷却比较：（1）冷却剂消耗不同，两段冷却深度冷却的水须要添加乙醇或乙二醇作为抗冷冻剂，一段则不须要，避开了协助材料的消耗；（2）能耗不同，两段冷却冷冻机要保持冷却水在-4C负担麦汁从45降至7的热负荷，一段冷却机负担冷却水从常温到2的热负荷

17、，一段冷却可节电40%左右；（3）热能利用不同，两段冷却的第一段冷却水出口温度55C左右，若用于洗槽还须要加热，一段冷却的冷却水出口温度正及洗槽用水温度相吻合，无需再加热，热能得到了充分的利用，既降低了煤耗，又减低了水耗。综合考虑本设计采纳一段薄板冷却法。九、充氧麦汁冷却至发酵接种温度以后，即使及氧接触，氧化反应也较微弱，氧在麦汁中呈溶解状态，是酵母前期繁殖必需的。麦汁中氧气的溶解度，及麦汁中氧分压成正比，及麦汁温度成反比。麦汁浓度增加将削减饱和溶氧量。麦汁充氧的设备:文丘里管冷麦汁通风方法：本设计采纳无油、无菌的压缩空气通风第三节工艺条件的选择及论证一、原料的输送本厂采纳气流输送，即利用气流

18、的能量，在密闭管道内沿气流方向输送颗粒状物料。气力输送装置的结构简洁，操作便利，可作水平的、垂直的或倾斜方向的输送，在输送过程中还可同时进行物料的加热、冷却、干燥和气流分级等物理操作或某些化学操作。本次设计中，我们采纳的气流速度是22ms,混合比为50二、原料的粉碎粉碎度是指麦芽或协助原料的粉碎程度。通常是以谷皮、粗粒、细粒及细粉的各部分所占料粉质量的质量分数表示。在本次设计中我们要求粗粒及细粒的比例为1.2.5o麦芽采纳湿法粉碎，先将麦芽用50C水浸泡20min,使麦芽含水质量分数达25%30%之后，再用湿式粉碎机粉碎，并马上加入35水中调浆，最终泵入糖化锅。湿法粉碎采纳对辐式粉碎机。大米采

19、纳干法粉碎，粉碎度越细越好，以增加原料及水的接触面积，有利于大米的糊化和糖化，但是要维持好粉碎度及能量消耗的关系。三、糖化1.本设计采纳的是双醪一次煮出糖化法，其技术及操作如下：在糊化锅中加入肯定量的水，料水比为1：4.5；升温至30度；快速搅拌；糊化锅投麦芽及大米粉：用大米作辅料，并掺加20%的麦芽；升温至70度保持20min:辅料醪的煮沸称为预煮，预煮可进一步使淀粉充分糊化，提高浸出率，同时可供应混合糖化醪升温所须要的热量；升温至100度并保持40min;最终排出糊化液并冲洗糊化锅。(2)在糖化锅中加入肯定量的水，按料水比1：3.5放水；升温至37；快速搅拌；投麦芽粉并保持20min;升温

20、至50。C并保持40min;将煮沸的糊化醪泵入糖化锅进行糖化，采纳65并保持70min,醪液PH为5.45.6；当碘液反应呈紫色，表示糖化已近完全，温度为78,最终灭菌待虑。2、糖化工艺条件选择及论证(I)生产前必需事先了解原料的规格，采纳的糖化方法，做好上下工序的联系工作，检查设备运转是否正常，是否有渗漏现象。(2)温度：在6265C长时间的糖化，可以得到最终发酵度较高的啤酒；若超过此温度，在7275C长时间糖化，则得到最终发酵度低、模糊精丰富的啤酒。糖化温度的影响是特别大的，所以糖化时在各种淀粉酶的最佳作用温度下进行休止，即：形成麦芽糖的休止温度在6265CB淀粉酶的最佳作用温度；糖化休止

21、温度在7275C一淀粉酶的最佳作用温度；糖化终止并醪温度在7678C0在本次设计中各个糖化工艺技术条件的选择如下：a浸渍阶段：浸渍阶段温度限制在37,被称为浸渍温度。在此温度下有利于酶的浸出和酸的形成，并有利于-葡聚糖的分解和磷酸酯酶的作用。b蛋白质分解阶段：此阶段温度限制在50,被称为蛋白分解温度。在相同的PH和时间条件下，蛋白质分解温度对麦芽汁中含氮物质的组成具有确定性作用。C糖化阶段：糖化阶段温度限制在65,被称为糖化温度，在此温度下可获得较高的浸出物收得率。CI糊精阶段：此阶段温度为78.在此温度下，a-淀粉酶仍起作用，残留的淀粉进一步分解，而其它酶则受到抑制或失活。3PH蛋白分解酶的

22、PH范围集中在5.0-5.4,当PH高于5.4时,酶活性受到抑制，可溶性氮下降。PH低时，产生的低分子氮就多。考虑到各方面影响因素，确定蛋白分解酶的最适PH为5.25.4。淀粉分解酶的PH范围集中在5.15.8之间，实际生产中还受到温度等因素的影响，通常在6370C的糖化温度范围内，淀粉酶的PH在525.6之间比较志向。假如PH值较高，淀粉酶将受到抑制；B-淀粉酶会因钝化而降低活性。实际生产中，多采纳加酸调整糖化的PH值，以增加各种酶的活性。通常选用磷酸或乳酸调整PH值。磷酸是中强酸，略有涩味，酸味小，调整效果明显，形成的磷酸盐可作为酵母繁殖所需磷源。乳酸平安牢靠，并对啤酒口味有利，但添加量大

23、，成本较高。可实行添加肯定量的磷酸，辅以肯定量的乳酸来调酸。四、麦汁过滤1、进醪、静置：将糖化锅的糖化醪充分搅拌，尽快泵入过滤槽,以避开醪液温度下降。利用耕槽机搅拌匀称，再静置1511in,使麦槽自然沉降，形成过滤介质层。要求滤层厚度40cm,上清液高25cm,温度为60。2、过滤：先排出管内的空气及槽底的泥状沉淀物，然后顺次打开各麦汁排出阀（约开1/3）时，起先流出的麦汁混浊不清，用回流泵打开回过滤槽进行回流，回流时间为IOnIin。阀门开1/4,待麦汁受皿槽中流出的麦汁透亮清亮后，用热水冲洗麦汁受皿，停止回流，将麦汁流入煮沸锅。依据麦汁的清亮程度，逐步开大麦汁排出阀到l2o头号麦汁流入煮沸

24、锅Iomin后，以小烧杯取样检查，麦汁必需清亮透亮有光泽，基本上无悬浮颗粒，口尝麦汁应有麦芽芳香且甜度较高。以碘液检验应不显色。头号麦汁进煮沸锅30min后，检查头号麦汁的浓度，应在工艺规定的范围内。头号麦汁的PH值，低于5.6。过滤温度为75。3、洗槽：待头号麦汁流出至露出麦槽时，用78的热水分3次将吸附在麦糟中的可溶性浸出物洗出，得到二滤和三滤洗涤麦芽汁。最终的残糖浓度为0.8%-l.5%o第一次洗槽水温为78,加水量为洗槽总用水量的25%,其次次洗槽水加水量为总量的45%,第三次洗槽同前两次一样，加水量为剩下的30%。洗槽水PH为5.8,洗槽的残水浓度为1.2Po五、煮沸麦汁过滤结束后，

25、麦汁先进入暂存罐，然后通过一薄板换热器预热后进入煮沸锅，在煮沸过程中添加颗粒酒花。煮沸可以蒸发水分浓缩麦汁，破坏酶的活性和杀菌，浸出酒花的有效成分，使蛋白质变性和絮凝。1、煮沸时间及强度：一般来讲煮沸时间短，不利于蛋白质的凝固以及啤酒的稳定性。合理地延长煮沸时间，对蛋白质凝固、a-酸的利用及还原物质的形成是有利的，但过分地延长煮沸时间，会使麦汁质量下降。常压煮沸，淡色啤酒（10%12%）煮时间一般限制为60120min。煮沸强度是麦汁在煮沸时，每小时蒸发水分的百分率，即蒸发率。蒸发率（%h）=（混合麦汁量-最终麦汁量）/（混合麦汁量X煮沸时间）蒸发率越高，说明煮沸越剧烈，蒸发相同量的水分所须要

26、的时间就越短。在本次设计中煮沸锅设内加热器，总煮沸时间为90min,煮沸强度为10%o2、pH：麦汁煮沸过程中，蛋白质的变更分两步：变性和凝固。蛋白质是两性电解质，凝固的最适PH约为5.2,略低于麦汁实际pH,因此，糖化时调整pH,除有利于酶的作用外，也有利于蛋白质的变性凝固。3、酒花添加：本设计分三次添加酒花，由于煮沸时间为90min,第一次在煮沸起先时添加，添加量为酒花总量的19%左右；其次次在煮沸后45min,添加量为总量的43%；第三次在煮沸结束前IOmin添加，添加量为总量的38%。由于颗粒酒花将酒花粉压制成直径28mm,长约15mn的短棒状,不仅增加了酒花的密度，减小体积，同时降低

27、了它的比表面积，利于贮藏和防止氧化。因此本设计选用颗粒酒花。六、麦汁的澄清回旋沉淀槽的容量应及热麦汁量相适应，液面高度及直径之比随着酒花添加量的不同有所调整，依据酒花的添加量确定回旋沉淀槽的径高比为1:2.5,麦汁进口在液层高度的1/3处，麦汁以切线方向进入回旋槽，进口速度确定为IOIns,刚停止进料时麦汁在槽内的旋转速度9rmin,麦汁出口可以设置三个，上部出口在液层高度的2/3,主要出口在液层高度的1/10处，下部出口在槽底。回旋沉淀槽运用不同的温度和在槽内静止时间不同，风味物质的数量变更是比较明显的。澄清时间肯定时，澄清温度越高，粘度越低,浮力越小，分别效果越好，麦汁和啤酒中的醛含量越高

28、；温度肯定时,时间越长醛含量越高，因此应当从温度和时间两个方面考虑减轻这种影响，因此麦汁澄清时温度不低于93,时间限制在10分钟之内。七、冷却热麦汁在回旋沉淀槽停留一段时间后，通过自然辐射作用，温度有所下降，从煮沸温度降到93,还需进一步冷却至发酵温度710,运用薄板冷却器一般须要l2h。本设计采纳一段薄板冷却，将93。C左右的热麦汁一次性冷却至发酵温度IO运用的冷却介质为2的冷冻水，出口温度为85第三章物料及热料衡算3.1物料衡算啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料（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。3.1.1工艺技术指标及基础数据项目名称百分比项目

29、名称百分比定额指标原料利用率98.5原料配比麦芽60大米40啤酒损失率（对热麦芽汁）冷却损失7.0麦芽水分6发酵损失1.5大米水分13过滤损失2.0无水麦芽75包装损失1.0无水大米?95总损失11.5依据上表，首先对100KG原料生产12淡色啤酒的物料计算，然后进行1001.I20淡色啤酒的物料衡算，最终进行30万吨啤酒厂糖化车间物料平衡计算。3.1.2.100KG原料（60%麦芽，40%大米）生产12度淡色啤酒的物料衡算（1）热麦汁量据上表可得到原料收得率分别为：麦芽收率为:0.75(100-6)/100=70.5%大米收率为：0.95(100-13)/100=82.65%混合原料收得率为

30、：(0.670.5%+0.482.65%)98.5%=74.23%由上述可知，100KG混合原料可制得12热麦汁量为：(74.23/12)100=618.58kg又知12热麦汁在20时的相对密度为1.047kg1.,而100C热麦汁比20C时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁(100oC)体积为:(618.58/1.047)X1.04=614.44(1.)(2)添加酒花量：614.440.2%=1.23kg(3)冷麦汁量为：614.44(1-0.07)=571.4(1.)(4)发酵液量为：571.4(1-0.015)-562.9(1.)(5)过滤酒量为：562.9(1-0.015)=554.4

31、(1.)(6)成品啤酒量为：554.4X(1-0.01)=548.9(1.)3.1.3.生产1001.12o淡色啤酒的物料衡算依据上述衡算结果可知，10Okg混合原料可生产120成品啤酒548.91.,故可得出下述结果：(1)生产1001.I2淡色啤酒须要耗混合原料量为：(100/548.9)100=18.22(kg)(2)麦芽耗用量为：18.2260%=10.93(kg)(3)大米耗用量为：18.22-10.93=7.29(kg)(4)酒花用量对淡色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%,故酒花耗用量为：(614.44/548.9)1000.2%=0.224(kg)(5)热麦汁量为：(614.

32、44/548.9)X100=111.9(1.)(6)冷麦汁量为：(571.4/548.9)100=104.I(1.)(7)湿糖化糟量设排出的湿麦糟水分含量为80%,则湿度糟量为：(1-0.06)(100-75)/(100-80)10.93=12.84(KG)而湿大米槽量为：E(1-0.13)(100-95)/(100-80)7.29=1.59(KG)故湿糖化糟量为：12.84+1.59=14.43(kg)(8)酒花槽量设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%,且酒花糟水分含量为80%,则酒花糟量为：(100-40)/(100-80)0.224=0.672(kg)3.1.430万吨/年产12度淡色啤酒

33、发酵车间物料衡算表按年生产300天计算，设旺季生产240天，淡季生产60天。旺季每天糖化数为7次，淡季每天生产次数为5次，则全年糖化次数为:2407+60X5=1980(次)由此可算出每次投料量及其他项目的物料平衡。(1)年实际生产啤酒：300000l.012=296442687.71.(2)清酒产量：296442687.7(1-0.01)=299437058.31.(3)发酵液总量：299437058.3(1-0.02)=305548018.71.(4)冷麦汁量：305548018.7(1-0.015)=310201934.21.(5)煮沸后热麦汁量：310201934.2(1-0.07)=

34、333549499.21.20C麦汁体积：333549499.21.04=320720672.31.12oP麦汁质量为(20)：320720672.3X1.047=335.8XIO6Kg(6)混合原料量：335.8IO6Kg12%74.23%=54.29IO6Kg(7)麦芽耗用量:54.29XlO6Kg0.60=32.57IO6Kg大米耗用量：(54.2932.57)106=21.72IO6Kg(8)酒花耗用量：333549499.20.2%=667098.99Kg依据阅历估算，混合原料量定为54.29Xl()6g,实际产量才大于300000t啤酒。把前述的有关啤酒糖化间的三项物料衡算计算结果

35、，整理成物料衡算表：表3-2啤酒生产物料衡算表名称单位对100KG混合原料1001.I2度淡色啤酒糖化一次定额量30万吨/年啤酒生产混合原料kg10018.2227419.254.29XlO6Kg麦芽kg6010.9316451.532.57XlO6Kg大米kg407.2910967.721.72IO6Kg酒花kg1.230.224336.9667098.99Kg热麦汁1.614.44111.9168459.3333549499.2冷麦汁1.571.4104.1161980.1320720672.3湿糖化糟kg76.214.4321715.642.9910湿酒花槽kg1.590.6721011

36、.32.OOXlO6成品啤酒1.548.9100150489.62.98XlO83.2能量衡算本设计采纳国内常用的双醪一次煮出糖化法，下面就工艺为基准进行糖化车间的热量衡算。数据依据表2自来水18料水比1：3.5糖化廉糊化锅料水比1：4.5热水，50大米粉1QA77k20min麦芽粉冷却至6565,70mn1000C40min部分醪液7878,100,IOmin麦汁过滤1锅煮I或麦糟90min煮沸强度10%回吟沉淀鼐一冷/十酒花糟热凝固物薄板冷却器冷凝固物啤酒糖化工艺流程示意图3.2.1糖化用水耗热量。依据工艺，糊化锅加水量为：Gl=(10967.7+2193.5)4=52644.8(kg)式

37、中，10967.7为糖化一次大米粉量，2193.5为糊化锅加入的麦芽粉量(为大米量的20%).而糖化锅加水量为：G2=14258.03.5=49903(kg)式中，14258.0为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即16451.5-2193.5=14258.O(kg)而16451.5为糖化一次麦芽定额量.故糖化总用水量为：52644.8+49903=102547.8(kg)自来水平均温度取tl=18oC,而糖化配料用水温度t2=50oC,故耗热量为：Q1.(G+Gz)Cw(t23)=102547.8X4.18X32=13716793.73(kJ)其中Cw水的比热等于lealg-1-1(即4.186

38、8103Jkj-1K-1)3.2.2第一次米醪煮沸耗热量Q2由糖化工艺流程可知，Q2=Q,2+Q2+Q,21.糊化锅内米醪由初温t加热至100c耗热Q2Q2=G米醒C米醵(100-to)计算米醪的比热容C米醪依据阅历公式C谷物=0.01(100-W)Co+4.18W)进行计算。式中W为含水百分率;Co为肯定谷物比热容，取co=1.55kJ(kg.K)C麦芽二001(100-6)1.55+4.186)=1.71CkJ(kg.K)C大米=0.01(100-13)1.554.18X13)=1.89(kJ(kg.K)G大米C大米+G麦芽C麦芽+GCwC柬醪二G大米+G麦芽+Gi10967.7X1.89

39、+2193.5X1.71+52644.8X4.1810967.7+2193.5+52644.8=3.72(kj(kg.K)米醪的初温t。，原料的初温为18,而热水为50CG米醪=Gl+10967.7+2193.5=65806(kg)(G大米C大米+G麦芽C麦芽)18+GlCWX50则to=G米酸C米酸11090613=45244798把上述结果代回，得Q,2=65806X3.72X(100-45)=13463907.6(kJ)2 .煮沸过程蒸汽带出的热量Q”2煮沸的时间是30min,蒸发强度每小时5%,则蒸发水重量为：Vl=G米醵X5%3060=1645.15(kg)故Q”2=VlI=1645

40、.15X2257.2=3713432.58(kJ)式中，I为煮沸温度(约为100)下水的汽化潜热(kjkg)3 .热损失Q2米醪升温柔第一次煮沸过程的热损失约为前二次耗热量的15%,即Q2=15%(Q,2+Qv2)4 .由上述结果得：Q2=1.15(Q,2+Qn2)=19753936.61(kJ)3. 2.3其次次煮沸前混合醪升温至70的耗热量Q3按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪及糖化锅中的麦醪混合后温度应为63,故混合前米醪先从IO(TC冷却到中间温度t1 .糖化锅中麦糟的初温t麦醪已知麦芽粉这温为18,用50的热水配料，则麦醪温度为：G麦醪=G麦芽+G2=2193.5+49903=520

41、96.5(kg)麦醪的比热容G麦芽C麦芽+GzCh2193.5X1.71+52644.8X4.18C麦醪=二二4. 08kJ/(kg.K)G麦芽+G22193.5+52644.8则麦醪温度为：G麦芽C麦芽X18+G2CW502193.51.7118+52644.8X4.18X50t麦醪=G麦醵C麦醵52096.5X4.08=52.08()2.依据热量衡算,且忽视热损失,米醪及麦醪并合前后的焰不变，G混合=G麦醪+G=52096.5+65806=117902.5(kg)混合醪的比热容G麦醪C麦醵+G米醪C米醵C混合二3. 88(kj(kg.K)G麦醵+G米醪t混合二63C则米醪的中间温度为：G混

42、介C混含t混介-G麦酸C麦醪t麦醵117902.5X3.88X6352096.5X4. 08X52.08t=G米酸C米醵65806X3.72=72.5因此温度比煮沸温度只低7,考虑到米醪由糊化锅到糖化锅输送过程的热损失，可不必加中间冷却器。3.Ch=G混合C混合(72.5-63)=117902.5X3.88X9.5=4345886.15(kJ)3.2.4其次次煮沸混合醪的耗热量Q4由糖化工艺流程可知：QlQ4Q1.Q41.混合醪升温至沸腾所耗热量Q4经第一次煮沸后米醪量为：G米酸二G米醵-t尸658061645.15=64160.85(kg)糖化锅的麦芽醪量为：G麦祈G麦芽+G2=2193.5

43、+49903=52096.5(kg)故进入其次次煮沸的混合醪量为：G混合二G米MGs=64160.85+52096.5=116257.35(kg)据工艺,糖化结束醪温为78,抽取混合醪的温度为70,则送到其次次煮沸的混合醪量为：G混合(7870)G混合X100%=27.04%100-70麦醪的比热容：C麦醪=4.08(kJ(kg.K)(计算公式如上式)混合醪的比热容：C混合=3.88(kJ/(kg.K)(计算公式如上式)故Q=26.7%G混合C混合(10070)=27.04%X117902.5X3.88X30=3710929.31(kJ)2 .二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4煮沸时间为IOmin

44、,蒸发强度为5%,则蒸发水重量为：V2=27.04%G混合X5%X1060=27.04%117902.55%1060=265.67(kg)故QFlV2=2257.2X265.67=599678.5(kJ)式中，I为煮沸温度下饱和蒸汽的焰(kjkg)3 .热损失Q依据阅历有：Q=15%(Q+Q)=15%(3710929.31+599678.5)=646591.24 .把上述结果代回式中，得Q1=I.15(Q,+Q,)=4957198.98(kJ)洗糟用水耗热量Q5洗糟水平均温度为80,以每100kg原料用水450kg计算,则G洗=G混合原料X450100=27419.2X45=1233864(k

45、g)Q5=G洗CW(80-18)=123386.4X4.18X62=31976819.42(kJ)3.2.6麦汁煮沸过程耗热量Q6Q6=Q,6Q,6+Q61.麦汁升温至沸点耗热量Q6由生产物料平衡表可知，10Okg混合原料可得到614.44kg热麦汁,且设过滤完毕麦汁温度为70.则进入煮沸锅的麦汁量为：G麦汁二27419.2614.44100=168474.53(kg)16451.51.71+10967.71.89+27419.26.4X4.18又C麦汁=27419.2X7.4=3.86(kj(kg.K)故Q6=G麦汁C麦汁(10070)=168474.53X3.86X30=19488860.52(kJ)2 .煮沸过程蒸发耗热量Q，6煮沸强度10%,采纳新型麦芽汁煮沸系统,合计时间1.5h,则蒸发水分为:V3=168474.5310%1.5=25271.2(kg)故Q,6=2257.225271.2=57042106.37(kJ)3 .热损失为Q6=15%(Q,6+Q,6)4 .把上述结果带回式中，可得麦汁煮沸总耗热Q6=115%(Q6+Q,6)=115%(19488860.5257042106.37)=88010611.92(kJ)3.2.7糖化一