年产18万吨黑色啤酒糖化车间糊化锅设计分析.pdf

《年产18万吨黑色啤酒糖化车间糊化锅设计分析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产18万吨黑色啤酒糖化车间糊化锅设计分析.pdf（45页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、四 川 理 工 学 院 课程设计书 题目 ： 年产 18 万吨黑色啤酒糖化车间糊化锅设计 学生 ： 系别 专业班级 ： 学号 ： 指导教师 : 二一五年六月 四川理工学院生物工程学院 课程设计任务书 设计题目：年产 18 万吨黑啤酒糖化车间糊化锅设计 课程名称：生物工程设备专业： 班级：学生姓名： 学号：接受任务时间： 指导教师（签名）：教研室主任：（签名） 1. 设计原始数据 产品： 12黑色啤酒 生产原料： 65%麦芽粉， 35%大米粉 生产天数：旺季170 天占生产任务的70%， 厂址: 四川某地 2课程设计的主要内容及基本要求 (1). 糖化车间工艺论证；(2).糊化锅物料、热量衡算；

2、 (3). 糊化锅设计计算及选型；(4). 图纸：糊化锅装配图。 3主要参考文献 (1).顾国贤主编酿造酒工艺学中国轻工业出版社1996 年 (2).管敦仪主编啤酒工业手册（上、下）中国轻工业出版社1986 年 (3).吴思方主编发酵工厂工艺设计概论中国轻工业出版社2005 年 (4).梁世中主编生物工程设备中国轻工业出版社2005 年 (5).化工设备设计全书 (6).机械工程手册（第二版） 4进度安排 序号 课程设计各阶段名称起止日期 1 工艺论证06.10 06.13 2 工艺计算06.13 06.15 3 糊化锅设计06.15 06.17 4 图纸绘制06.17 06.19 5 说明书

3、撰写06.19 06.24 注：本表在学生接受任务时下达，一式两份，一份交学生，一份交教学办保存。 前言 啤酒是酒类中酒精含量最低的饮料酒，主要原料为大麦，而且营养丰富， 人们适量饮用时，酒精对人体的毒害相对较小。啤酒的历史悠久大约起源于9 千年前的中东和古埃及地区，后跨越地中海，传入欧洲。19 世纪末，随着欧洲 强国向东方侵略，传入亚洲。中国近代啤酒也是这个时期传入的。早在1977 年 7 月 2 日在墨西哥举行的第9 届“国际营养食品会议”上啤酒就被正式列为营养 丰富食品。据统计，除茶，碳酸饮料和牛奶外，啤酒与咖啡并列2001 年世界人 均消费量第四位，达到23L。 改革开放三十年来，中国

4、啤酒工业迅猛发展。2008 年啤酒产量为4103.09 万 kL ，连续七年超过美国成为世界第一啤酒生产主消费大国。然而，在众多的 啤酒产品中，黑啤酒可谓独树一帜，为啤酒行业的发展增添了生机。 黑啤酒，又称浓色啤酒，酒液一般为咖啡色或黑褐色，原麦汁浓度12 度至 20 度，酒精含量在3.5%以上， 其酒液突出麦芽香和麦芽焦香味，口味比较醇厚， 略带甜味，酒花的苦味不明显，黑啤酒的营养成份相当丰富，除含有一定量的 低分子糖和氨基酸外，还含有维生素C，维生素H，维生素G 等。其氨基酸含 量比其它啤酒要高3 至 4 倍。而且发热量很高，每毫升黑啤酒的发热量大约100 千卡。因此，人们称它是饮料佳品，

5、享有“黑牛奶”的美誉。起源于德国，以 慕尼黑啤酒最为著名。 一般的黑啤酒的源头可以追溯到明翰啤酒。这种明翰啤酒就是19 世纪下半 叶在德国的明翰地区发展起来的下层发酵啤酒。其特征是使用3 种混合麦芽、 减少啤酒酒花使用量、采用硬度较高的水酿制。明翰啤酒是一种具有色浓、味 香、有着柔和的麦芽香的啤酒。 黑啤酒目前在国内还比较少见，但是其越来越受到人们的重视，不仅是因 为西风东渐使得黑啤酒成为一种新潮的时尚，并且黑啤酒还是具有丰富营养成 份的啤酒。国内的黑啤酒主要是由蓝带集团北京蓝宝出品的黑啤酒，蓝宝黑啤 酒的瓶身全为黑色，还加上巨大的STOUT BEER的字样，以突出其和普通啤酒 的与众不同。这

6、款产品在北京制造，保质期为一年。 目录 前言 第一章、啤酒工艺选择与论证 第一节、原料与辅料 , 第二节、麦芽汁制备工艺 , 2.1概述 . 2.2麦汁制造的工艺要求. 2.3麦芽与大米的粉碎. 2.4糖化原理 . 第三节、啤酒发酵 , 3.1啤酒发酵机理. 3.2啤酒发酵 第四节、成品啤酒. 第二章、啤酒工艺计算 , 第一节、物料衡算, 1.1物料衡算的意义 , 1.2定额指标 . 1.2糖化车间物料衡算. 第二节、热量平衡计算 第三节、工艺耗水量计算 第三章、糊化车间主要设备选型计算. 第一节、糊化锅 第二节、附加设备选型 参考文献 第一章、黑啤酒工艺选择与论证 第一节、原料与辅料 1.1

7、.1 特种麦芽 焦香麦芽的制作：利用干麦芽制造焦糖麦芽。先将麦芽在水中浸渍616h， 捞出阴干，而后装入焙焦炉内，慢慢升温至6065C，经 1.52h，使其充分 糖化后再慢慢升温，在56h 内达到焙焦温度，并保持此温度1 2h 即可。 黑麦芽的制作：将干麦芽加水浸渍68h，晾干后，装入炒麦机，并缓慢地 加热升温至4852C，维持 3040min ，进行蛋白质分解。再加热65 67C， 进行为时2030min 的糖化， 并排除余水。 然后，在 30min 内加热至160180 C，促进美拉德反应，并不时冒白烟。再加热至200210C，保持30min。待 闻及浓郁的焦香气味时，即加热至220230

8、C，并保持1020min 。最后，取 出摊晾。 1.1.2 辅料 以价格廉价而富有淀粉的谷物作为辅料可以提高麦芽汁收得率，制取廉价 麦汁，以达到降低成本的目的。大米是啤酒最常用的辅料，其特点是价格低廉， 蛋白质、多酚物质和脂肪含量低于麦芽，而淀粉含量高于麦芽，本设计采用大 米作为辅料。 1.1.3 酿造用水 啤酒生产用水主要包括加工水及洗涤、冷却水两大部分。 加工水中投料水、 洗糟水、啤酒稀释用水直接参与啤酒酿造，是啤酒的重要原料之一，在习惯上 称酿造水。啤酒酿造水的性质主要取决于水中溶解盐类的种类和含量、水的生 物学纯净度及气味。它们将对啤酒酿造全过程产生很大的影响。因此，必须重 视酿造用水

9、的质量。除必须符合饮用水标准外，还要至少应达到下表所列各项 指标的要求。 序号项目单位标准 1 色度无色透明无沉 淀 2 味度无异臭味 3 pH 16.5-7.5 4 总盐mg/l m/l 50-200 5 硬度度暂时硬度0-3； 永久硬度3-5； 总硬度 2-8 1.1.4 酒花的选择 酒花的化学组成中，对啤酒酿造有特殊意义的有三大成分为酒花精油、苦 味物质和多酚。根据设计要求，选取优质符合QB1668-93 标准的一级颗粒酒花。 色泽：浅黄绿色，有光泽，褐色花片少于2%。香气：富有浓郁的啤酒花香气， 无异杂气味。花体完整度：花体基本完整。夹杂物：梗、叶等无害夹杂物不超 过 1.0%。匀整度

10、：颗粒均匀、散碎度4.0%。硬度：60 2 / mN。崩解时间： 10s。水分： 8.0%12%。- 酸含量（以干态计）：5.0%7.0%。- 酸含量 （以干态计）：3.0%4.1%。 酒花的品种酒花按世界市场上供应的可分为四类：A 类：优质香型酒花。 优质香型酒花的-酸含量为4.5 5.5， -酸 /-酸的比值为1.1，酒花精油 含量为2.0 2.5。 B 类：香型酒花（兼型）。普通香型酒花的 -酸含量为 5.0 7.0， -酸/-酸的比值为1.22.3 酒花精油含量为0.85 1.6。 C 类：没有明显特征的酒花。D 类：苦型酒花。 优质苦型酒花的-酸含量为6.5 10.0， -酸/ -酸

11、的比值为2.22.6。 1.1.5 啤酒酵母 酵母是生产所有酒类不可缺少的物质，酵母的种类很多，啤酒酿造中酵 母的主要作用是降糖，产生二氧化碳和酒精。但不是所有的酵母都可以用来酿 酒，用来酿制啤酒的酵母大部分是经过人工培养的专用酵母，称之为啤酒酵母。 啤酒酵母又可分为上面发酵酵母和下面发酵酵母。用上面发酵酵母酿造的啤酒， 在发酵过程中，温度比较高，发酵时间比较短，发酵完毕以后，酵母大多漂浮 在上面。一般来讲，Ale,Stout这些种类的啤酒大多采用此种酵母。相反，使用 下面发酵酵母在酿制啤酒的发酵过程中，温度比较低，发酵时间比较长，发酵 完毕之后，酵母大多沉聚在底部，值得一提的是，用来酿酒的酵

12、母，均含有大 量的蛋白质和多种氨基酸，维生素以及矿物质，特别是核酸，更具有抗老防衰 的独特作用。 第二节、麦芽汁的制备工艺 1.2.1 麦芽及辅料的粉碎理论 麦芽和谷物原料经过粉碎后才能很好的溶解，并且粉碎质量对糖化过程中 物质的生化变化、麦汁组成、麦汁过滤和原料的利用率都有重要作用，从理论 上讲，麦芽粉碎得越细其内含物的溶解就越迅速、越完全，化学和酶促反应更 容易进行，因此就能获得最佳的收得率。然而，在实际生产中，不能将麦芽粉 碎的太细，因为麦芽和淀粉的颗粒各具不同的性质，麦芽的粉碎只需达到一定 的程度即可。 1.2.2 麦芽的粉碎 麦芽的粉碎可分为干法粉碎，湿法粉碎，回潮干法粉碎。本设计采

13、用的是 连续浸渍湿法粉碎。优点：连续浸渍，浸渍和粉碎是连续作业，自动化程度较 高，可实现对工艺参数的自动调节和计量显示，以及故障的控制。连续浸渍湿 式粉碎改进了原来湿式粉碎的两个缺点，麦芽浸渍时间比湿法粉碎要短的多， 溶解均匀一致。缺点：结构复杂，价格高，维修费高，粉碎电负荷峰值大，粉 尘损失大。 1.2.3 辅料的粉碎 辅料常用的粉碎方法为干法粉碎，本设计采用的辅料的为大米，大米的粉 碎多采用对辊粉碎机，粉碎要求细一些好。 1.2.4 糖化的方法选择及论证 利用麦芽所含各种水解酶，在适宜的条件下，将麦芽和麦芽辅料中的不溶 性高分子物资逐步分解为可溶性低分子物质，这个分解过程叫做糖化。现在的

14、啤酒厂一般采用浸出糖化法。其方法的选择取决于原料的质量，产品的类型， 设备状况等多种因素。 因为本次设计的任务是12 0 黑色啤酒，由于用的是麦芽粉和大米粉，我选择 双醪一次煮出糖化法。 原料的配比：65%麦芽粉（浅色、焦香、黑麦芽），35%大米粉。糖化：在 糖化中 , 麦芽的糖化分解, 采用二段式糖化。 首先经过62.5糖化 , 此温度下糖化, 麦芽中核苷酸、内切肽酶及- 淀粉酶均有活性, 促进了核酸分解（形成核苷酸、 及嘌呤、嘧啶）；内切肽酶还有一定活性, 可补充蛋白质的分解, 形成较多的可 溶性氮（多肽）；- 淀粉酶在此段温度有最高活性, 有利于形成较多的可发酵性 糖。此休止一般为204

15、0min 。随后再升至70进行第二段糖化, 主要发挥- 淀粉酶的催化作用, 提高麦汁收率。二段温度糖化分解, 对提高麦汁发酵度十分 有利。 1.2.5 糊化工艺论证 糊化是指淀粉与水共热后，在一定条件下变成半透明状胶体的现象。淀 粉乳受热后，在一定温度范围内，淀粉粒开头破坏，晶体结构消失，体积膨大， 粘度急剧上升，呈粘稠的糊状，即成为非结晶性的淀粉。各种淀粉的糊化温度 随原料种类、淀粉粒大小等的不同而异。操作过程如下：将大米粉和麦芽粉投 料，投料温度50，同时加入耐高温a淀粉酶，及52酿造水， PH 控制 6.5， 保温休止10 分钟左右，以1/分钟的速率升温至93，保温20 分钟左右；升 温

16、至 101进行煮沸，煮沸20 分钟左右，送入糖化锅进行兑醪。 1.2.6 醪液过滤工艺 常用过滤的设备有压滤机和过滤槽，由于本设计要求短过滤时间，因此采 用的方式是压滤机。压滤机工作时间短，过滤后麦汁较清，麦汁收率高，可自 控，自动化程度高，洗糟水用量少。工艺过程如下： 1、麦醪过滤前，先用80的热水进行预热以及排除机内空气。 2、排除预热水，并同时泵入糖化醪。 3、泵入糖化醪初即打开压滤机麦汁排出阀，边装醪，边滤出头号麦汁头号麦汁 较浑浊，回流至糖化锅进行再次过滤。 4、头号麦汁滤完，立即泵入洗糟水，充分洗出糟吸附的麦汁。 5、洗糟结束，再通入压缩空气，挤出糟吸附的残留麦汁，提高收率。 6、

17、解开压滤机，排出麦糟，洗涤滤布。 1.2.7 麦汁的煮沸和酒花的添加 煮沸的目的:（1)蒸发水分、浓缩麦汁（2)钝化全部酶和麦汁杀菌（3)蛋白 质变性和絮凝（4)酒花有效组分的浸出（5)排除麦汁中特异的异杂臭气。 麦 汁的 容 量已 盖满 煮 沸 锅 的 加盐 层时 ,即 开始 加热 了,使麦汁 维持 在 70 80之间 ,防止菌酸菌等产菌污染,待麦糟洗涤结束后即加大蒸汽量,使麦汁达到 沸腾。本设计采用外加热煮沸锅,可以防止局部过热,引起麦汁色度加深和加热面 结垢 ,清洗困难。煮沸强度10%,1.5 小时煮沸时间,加入石膏调pH。 添加酒花的目的:（ 1)赋予啤酒爽快的口感（2)赋予啤酒特殊的

18、香气（3)保持 啤酒的非生物稳定性 添加方法：第一次，煮沸515min 后，添加总量的5%10%，主要是消除 煮沸物的泡沫；第二次，煮沸3040min 后，添加总量的55%60%，主要是萃 取- 酸，并促进异构；第三次，煮沸8085 min 后，加剩余酒花，主要是萃取 酒花油，提高酒花香。 1.2.8 麦汁的处理 热凝固物分离工艺，采用回旋沉淀槽法。热麦汁由双向切线方向进槽, 在槽内回旋产生离心力。由于受槽内运动离心力的作用，力的合力把颗粒推向 槽底中央。该设备占地面积小,加工容易投资也少。如不分离热凝固物,在发酵中 , 会引起热凝固物吸附大量酵母,使发酵不正常。同时在发酵中被分散,将来进入啤

19、 酒,影响啤酒的非生物稳定性。技术条件：(1)麦汁液面与槽直径比1:23。(2) 槽底部向出口倾斜1 2%便于凝固物中麦汁缓慢流出。(3) 麦汁进口速度10 16m/s(泵能力 )。(4) 进料时间1220min, 麦汁静置时间3040min 。 (5)麦汁切线进口位置约在麦汁高度1/3 处。 1.2.9 麦汁冷却工艺 采用一段冷却方式，冷却设备为薄板冷却器，冷媒为2冰水，对流换 换热。薄板冷却器的优点：占地面积小，麦汁不容易受到污染，清洗和和杀菌 比较简单，冷却效率高。另外麦汁中的热能可通过冷却水的升温，回收利用。 综合上述考虑，采用薄板冷却器。 第三节、啤酒发酵 1.3.1 发酵工艺 冷却

20、后的麦汁添加酵母以后，便是发酵的开始。整个发酵过程可以分为： 酵母恢复阶段，有氧呼吸阶段，无氧呼吸阶段。酵母接种后，在麦汁充氧的条件 下，恢复其生理活性，以麦汁中的氨基酸为主要氮源，可发酵性糖为主要碳源， 进行呼吸作用，并从中获取能量而增殖，同时产生一系列的代谢副产物，此后便 在无氧的条件下进行酒精发酵。 酵母恢复阶段：酵母细胞膜的主要组成物质是甾醇，当酵母在上一轮繁殖完 毕后，甾醇含量降的很低，因此当酵母再次接种的时候，首先要合成甾醇，产生 新的细胞膜，恢复渗透性和进行繁殖甾醇的生物合成主要在不饱和脂肪酸和氧的 参与下进行，合成代谢的主要能量来源由储藏细胞内的肝糖和海藻糖提供。下一 阶段，酵

21、母细胞基本不繁殖，即所谓的酵母停滞期。一旦细胞膜形成，恢复渗透 性，营养物质进入，酵母立即吸收糖类提供的能量，肝糖再行积累，供给下一次 接种使用。 有氧呼吸阶段：此阶段主要是指酵母细胞以可发酵性糖为主要能量来源，在 氧的作用下进行繁殖。 无氧呼吸阶段：在此发酵过程中，绝大部分可发酵性糖被分解成乙醇和二氧 化碳。这些糖类被酵母吸收，进行酵解的顺序是葡萄糖，果糖，蔗糖，麦芽糖， 麦芽三糖。 1.3.2酵母的添加和前发酵 酵母的添加：本设计采用干道法添加酵母：在酵母添加器中加入每批麦 汁所需的酵母泥，再加上二倍量的冷却麦汁用无菌压缩空气充分混合，压到前 酵池中，再用无菌空气搅拌均匀即可。 前发酵：所

22、谓前发酵，就是指接种酵母泥处于休眠阶段，酵母和麦汁接 触后，有较长（数小时至十小时）的生长滞缓期，之后才能加入出芽繁殖，当 酵母克服生长缓滞期，出芽繁殖细胞浓度达到20106个/ml ，发酵麦汁表面开 始起泡，此阶段即为前发酵。 1.3.3 啤酒主发酵和后发酵 主发酵前期酵母吸收麦汁中氨基酸和营养物质，应用糖类发酵合成细胞 并产生热量。此时糖下降比较缓慢，而氨基氮下降迅速。此阶段大量废热产生， 必须进行冷却。发酵后期应逐步降低温度，使发酵温度趋近后酵温度。主发酵 结束后，下酒至密闭式后发酵罐前期进行后发酵，后期进行低温储藏。后酵和 储酒的目的是：糖类继续发酵、促进啤酒风味成熟、增加CO2溶解、

23、促进啤酒澄 清。 1.3.4 啤酒的过滤和贮酒 过滤的目的： 发酵结束的成熟啤酒，虽然大部分蛋白质和酵母已经沉淀， 但仍有少量物质悬浮于酒中，必须经过澄清处理才能进行包装。啤酒过滤的目 的：除去酒中的悬浮物，改善啤酒外观，使啤酒澄清透明，富有光泽；除去或 减少使啤酒出现浑浊沉淀的物质（多酚物质和蛋白质等），提高啤酒的胶体稳 定性（非生物稳定性）；除去酵母或细菌等微生物，提高啤酒的生物稳定性。 1.3.5 成品啤酒 经过后发酵的成熟酒，大部分蛋白质颗粒和酵母已沉降，少量悬浮于 酒中，必须滤除后才能包装。啤酒过滤的常用方法有：1.滤棉过滤， 2.硅藻土过 滤， 3.板式过滤， 4.离心分离法，5.

24、微孔薄膜过滤法。啤酒过滤操作原则是：产 量大，质量高，损失小，劳动条件好，CO2损失小，不易污染，不影响风味，啤 酒不吸氧。 第二章、工艺计算 第一节、物料衡算 2.1.1 物料衡算的意义 物料衡算是指理论上进行上产时，所要消耗的物料和可以得到的产品以及 副产品的量，物料衡算的准确与否关系到整个生产工艺的合理性，和设计的可 行性，是整个设计阶段的重要一环。 2.1.2 物料衡算基础 原料配比：麦芽：大米：焦麦芽：黑麦芽45:35:10:10 项目名称% 说明 定额指标原料利用率98.5 麦 芽水分6 大米水分13 焦麦芽 4 黑麦芽 2 无水黑麦芽 70 无水焦麦芽72 无水麦芽浸出率75 无

25、水大米浸出率95 原料配比麦芽45 大米35 焦麦芽10 黑麦芽10 损失率冷却损失3 对热麦汁而言 发酵损失1 过滤损失1 装瓶损失1 总损失率啤酒总损失率6 对热麦汁而言 2.1.3 100 kg 原料生产12黑啤酒的物料衡算 (1)热麦汁量 原料麦芽收得率:75（ 1-6%）=70.5% 原料大米收得率:95（ 1-13%）=82.65% 黑麦芽收得率：70（ 1-2%） =68.6 焦麦芽收得率：72（ 1-4%） =69.12 混合原料收得率： （45 70.5 35 82.65+10 68.6+10 69.12） 98.5% 73.3 由上述可得100kg 混合原料可制得12热麦汁

26、为： （73.312） 100=610.83 （kg） 又知 12麦汁在20的相对密度为1.047，而 100热麦汁比20的麦 汁体积增加1.04 倍，故热麦汁（100）的体积为： （610.831.047） 1.04=606.75 （L） （2）冷麦汁量：606.75（ 1-0.03 ）=588.55（L） （3）发酵液量：588.55（ 1-0.01 ）=582.66（L） （4）过滤酒量：582.66（ 1-0.01 ）=576.83（L） （5）成品啤酒量：576.83（ 1-0.01 ）=571.06（L） 2.1.4 生产 100L 12黑啤酒的物料衡算 根据上述衡算结果知，100

27、kg 原料生产12成品啤酒量为571.06L 故可得出下 述结果： （1）生产 100L 12 黑啤酒需用原料量: (100571.06) 100=17.51 （kg） （2）麦芽耗用量： 17.5145 =7.88（kg） （3）黑麦芽耗用量: 17.5110%=1.75（ kg) （4）焦麦芽耗用量： 17.51-7.88-6.13-1.75=1.75(kg) （5）大米耗用量： 17.5135 =6.13（kg） （6）酒花耗用量： 100L 热麦汁加入酒花量定为0.2kg, 故酒花用量为： （606.75571.06） 1000.2=0.212（kg） 同理， 100kg 原料耗酒花：

28、571.061000.212=1.21 （kg） （7).热麦汁量：（606.75571.06） 100=106.25 （L） (8).冷麦汁量：（588.55571.06） 100=103.06 （ L） (9).发酵液量：（582.66571.06） 100=102.03 （ L） (10). 滤过酒量：（576.83571.06） 100=101.01 （L） (11).成品酒量：（571.06571.06） 100=100.0 （ L） (12). 湿糖化糟量： 设排出的湿麦糟含水分80% 湿麦芽糟量： (1-0.06) (100-75) (100-80) 7.88=9.26(kg)

29、湿大米糟量： (1-0.13) (100-95) (100-80) 6.13=1.33(kg) 黑麦芽糟量为： (1-0.02) (100-70) (100-80) 1.75=2.57 （kg） 焦麦芽糟量： (1-0.04) (100-72) (100-80) 1.75=2.35 （kg） 故湿糖化糟量为：9.261.33+2.57+2.35=15.51 （kg） 同理， 100kg 原料湿糖化糟量为：571.0610015.51=88.57 （kg） （13）酒花糟量： 设酒花在麦汁中的浸出率为40%，酒花糟含水分以80%计，则酒花糟 量为： （100-40 ）（ 100-80）0.212

30、=0.636 （kg） 同理， 100kg 原料酒花糟量：571.061000.636=3.63 （ kg） 2.1.5 年产 18 万吨 12黑色啤酒糖化车间物料衡算表 该厂旺季 170 天占生产任务的70%，则旺季日产量为： 18000070%170=741.18 （吨 /天） 设生产旺季每天糖化6 次，旺季总糖化次数为1020 次（淡季根据需要酌情 调整糖化次数），可算得每次糖化可产成品啤酒量（灌装后）为： 741.186=123.53（吨 /次） 由此可算出每次投料量和其它项目的物料平衡。 （1）成品啤酒量（装罐前） 已知 12黑色啤酒 20时的密度为1047 3 / mkg 成品啤酒

31、量为：123.5310001047=117.98 （m3） =117980（L） 又生产 100L成品啤酒消耗原料 17.51 kg （2）糖化一次消耗原料量： 117980 100 17.51=20658.3 （kg） 麦芽耗量20658.345%=9296.2 （kg） 黑麦芽耗量20658.310%=2065.8 （kg） 焦糖麦芽耗量20658.3 10%=2065.8 （ kg） 大米用量20658.39296.22065.82065.8=7230.5 （kg） （3）每次酒花耗用量：117980 1000.212=250.1 （kg） （4）热麦汁量：117980 100106.2

32、5=125353.7(L) 冷麦汁量：117980 100103.06=121590.2(L) （5）湿糖化糟量：117980 10015.51=18298.7 （kg） 湿酒花糟量：117980 1000.636=750.4 （kg） （6）发酵液量：117980 100102.03=120375.0 （kg） （7）过滤液量：117980 100101.01=119171.6 （kg） （8）成品酒量：117980 100100 = 117980（kg） 由于旺季产量占到全年产量的70%，由此可算得全年产量为： 119171.6617070%=173650045.7 L 年实际产量：171

33、913714.3 1.047 1000=181811.6 吨 2.1.6 以单次糖化生产做基准 可算得各个项目全年状况如下： （1）全年混合原料需用量： 20658.3 617070%=3.01 10 7 (kg) （2）全年麦芽耗用量： 深麦芽耗量：9296.2617070%= 1.35 10 7 (kg) 黑麦芽耗量：2065.8617070%= 3.01 10 6 (kg) 焦糖麦芽耗量：2065.8617070%= 3.01 10 6 (kg) （3）全年大米耗用量： 7230.5617070%= 1.05 10 7 (kg) （4）全年酒花耗用量： 250.1617070%=3.64

34、 10 5 (kg) （5）热麦汁量： 125353.7 617070%=1.83 10 8 (L) （6）冷麦汁量为： 121590.2 617070%=1.77 10 8 (L) （7）全年湿糖化糟用量： 18298.7 617070%=2.67 10 7 (L) ） （8）全年湿酒花糟量： 750.4617070%=1.09 10 6 (kg) （9）全年发酵液量： 120375.0 617070%=1.75 10 8 (L) （10）全年过滤酒量： 119171.6 617070%=1.7410 8 (L) （11）全年成品啤酒量： 117980 617070 1.7210 8（L）

35、2.1.7 啤酒生产物料料衡算表 物料名称单位 100Kg混合 原料 100L12 黑 啤 糖化一次定 额量 18万吨啤酒 生产 混合原料Kg 100 17.51 20658.3 3.01 10 7 麦芽Kg 45 7.88 9296.2 1.35 10 7 黑麦芽Kg 10 1.75 2065.8 3.01 10 6 焦麦芽Kg 10 1.75 2065.8 3.01 10 6 大米Kg 35 6.13 7230.5 1.05 10 7 酒花 Kg 1.21 0.212 250.1 3.64 105 热麦汁L 606.75 106.25 125353.7 1.83 10 8 冷麦汁L 588

36、.55 103.06 121590.2 1.77 10 8 湿糖化糟Kg 88.57 15.51 18298.7 2.67 10 7 湿酒花糟 Kg 3.63 0.636 750.4 1.09 106 发酵液L 582.66 102.03 120375.0 1.75 10 8 过滤液L 576.83 101.01 119171.6 1.74 10 8 成品啤酒 L 571.06 100 117980 1.72 108 去发 煮沸 强 度 冷凝 固 冷麦 酒花糟 热凝固 薄板 冷却 回旋 沉淀 90min 酒花 煮沸麦汁 麦糟 过滤 70 糖化 结 78 20min 10min 7min 13m

37、in 12min 料水比1： 4.5 糖化 热水， 50 70， 25min 5min 自来水18 糊化锅 大米粉904.89kg 麦芽180.978kg t （），20min 麦芽粉（黑麦芽， 焦麦芽） 料水比1：3.5 t（） 100 ， 10min 90 100，40min 63， 60min 第二节、热量衡算 本设计采用国内常用的双醪一次煮出糖化法，下面就工艺基准进行糖化车 间的热量衡算工艺流程如图： 2.2.1 糖化过程中工艺要求及基础数据 由物料衡算结果表明，糖化一次用大米量G大米 =7230.5kg,工艺要求糊化锅 中加入的麦芽粉量为大米粉量的20%，即： G麦芽 1= 20%

38、G 大米=7230.520%=1446.1kg G麦芽 2= G 麦芽- G麦芽 1=9296.2-1446.1=7850.1 kg 设定糊化锅、糖化锅中的料水比均为1:4 2.2.2 糖化用水耗热量Q1 根据工艺，糊化锅用水量为： G1=（7230.5+1446.1 ） 4=34706.4kg 糖化锅加水量为： G2=（ 7850.1+2065.8+2065.8 ） 4=11981.7 4=47926.8 kg 式中糖化一次投入糖化锅麦芽量为11981.7 kg ， 13427.8-1446.1=11981.7 kg 。 因此式中的13427.8 即为糖化一次麦芽定额。 故糖化总用水量为：

39、GW= G1+ G2=34706.4+47926.8=82633.2 kg 自来水的平均温度取t1=18，而糖化配料用水温度t2=50，故一次糖化用水耗 热量为 : Q1=( G1+ G2) cw（t2- t1）=82633.2 4.1832=11053016.83 kJ 2.2.3 第一次米醪煮沸耗热量Q2 由流程图可知： Q2Q2AQ2BQ2C 1.糊化锅内米醪由初温t0加热至 100C 耗热Q2A Q2AG米 醪c米 醪（100t0） （1）计算米醪的比热容c米 醪，根据经验公式c谷 物0.01（ 100W）c0 4.18W 进行计算。式中W 为含水量；c0为绝对谷物比热容，取c01.5

40、5kJ/ （kg.K ） c麦 芽0.01 （1006） 1.554.186 1.71kJ/ （kg.K ） c 大 米0.01 （100 13） 1.554.18131.89 kJ/ （ kg.K ） c黑 麦 芽=0.01(100 2)1.554.182=1.60kJ/(kg.K) c焦 麦 芽=0.01(100 4)1.554.184=1.66kJ/(kg.K) G大米c大米 G麦芽 1c 麦芽 G1cw c米醪- G 大米+G麦芽 1+G1 7230.51.891446.11.7134706.44.18 - 7230.51446.134706.4 3.72kJ/ （kg.K ） （2）

41、米醪初温t0设原料初温为18C，而热水为50C，则 （G大 米c大 米G麦 芽1c麦芽） 18 G1cw50 t0 - G 米醪c米醪 （ 7230.5 1.89 1446.1 1.71） 18 34706.4 4.18 50 - 43383 3.72 46.75 其中 G米 醪7230.51446.134706.4=43383 kg （3）米醪煮沸耗热量： Q2AG米 醪c米 醪（ 100 46.75） 433833.72(100-46.75) 8593738（kJ） 2.煮沸过程蒸汽带走的热量Q2B 糊化时间定为40 分钟，蒸发强度为5，则水分蒸发量为 V1 G米 醪5 4060 4338

42、35 4060 1446.1（kg） Q2B V1I (I 为煮沸温度（约100）下水的汽化潜热2257.2KJ/Kg) Q2B1446.12257.23264136.9 （kJ） 3.热损失 Q2C 米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前两次的耗热量的15%，即： Q2C=15%（Q2A+Q2B） =15% (8593738 3264136.9)=1778681.2 kJ 4.由上述各项可得出： Q2Q2AQ2BQ2C 8593738 3264136.9 1778681.2 =13636556.1 KJ 2.2.4 第二次煮沸前混合醪液升温至70C 的耗热量Q3 从示意图上可看出，糊化锅内的

43、煮沸米醪与糖化锅中的麦醪混合后温度约 为 63C，故混合前米醪从100C 降温到中间温度t 。 1.麦醪初温t麦 醪 已知麦芽粉温度为18，用 50热水配料，由前面数据可算得麦醪比热容 c麦 醪。 2 200 GG cG GG cGGccG c w 焦麦芽黑麦芽麦芽 焦麦芽黑麦芽麦芽麦芽 麦醪 7850.1 1.71+2065.8 1.60+2065.8 1.66+47926.8 4.18 = - 7850.1+2065.8+2065.8+47926.8 =3.68(kJ/kgK) 又G麦醪7850.1+2065.8+2065.8+47926.8=59908.5 kg 结合前面麦醪的比热容可以

44、算得麦醪和米醪混合后的比热容： G麦 醪c麦 醪+ G米 醪c米 醪 c混 合 - G麦 醪+ G 米 醪 59908.5 3.68+43383 3.72 = - 59908.5+43383 =3.70(kJ/kgK) 可以算得麦醪温度为： 麦醪麦醪 焦麦芽黑麦芽麦芽麦芽 麦醪 ） cG cGcG t w 5018cGcG( 200 68.35 .59908 5018.48.479261855.18 .206555.18.206571.11 .7850 ）（ =47.10 G混 合= G麦 醪+ G米 醪=59908.5+43383=103291.5 kg 2.根据热量衡算，且忽视热损失，麦醪

45、与麦醪混合前后的焓不变，则米醪的 中间温度为： G混 合C混 合t混 合 G麦 醪C麦 醪t麦 醪 t - G 米 醪C米 醪 103291.5 3.70 63-59908.5 3.68 47.10 = - 43383 3.72 =84.85 3.混合醪液从63C 升温到 70C 所需热量： Q3G 混 合c混 合（7063）=103291.5 3.70(70-63)=2675249.85 KJ 2.2.5 第二次煮沸混合醪的耗热量Q4 1.由工艺流程可知： Q4 Q4A+ Q4B+ Q4C (1)经过第一次煮沸后米醪量为： G 米醪G米 醪V433831446.141936.9 kg （2）

46、由前面计算得G麦 醪59908.5 kg 因此进入第二次煮沸的混合醪量为： G混 合 G 米 醪+ G麦 醪41936.9 59908.5 101845.4 kg （3）根据工艺，糖化结束醪温为78C，抽取混合醪时的温度为70C， 则送到第二次煮沸的混合醪量为： （4）因此： Q4A26.7 G混 合c混 合（ 10070） 26.7 101845.4 3.7030 3018392.12（kJ） 2.第二次煮沸蒸汽带走热量Q4B 煮沸时间为5 分钟，煮沸强度10，则水分蒸发量为： V226.7G混 合10 560 26.7 101845.4 10 560 226.61 （ kg） 则可算得： Q4B IV22257.2226.61511504.09（ kJ） 3.热损失 Q4C 根据经验公式Q4C15（ Q