7.42*（4*44）/342＝3.82升
设12度啤酒含二氧化碳0.4％，酒中含二氧化碳量为 103.1*0.4/100＝0.41升
则放出的 二氧化碳量为 3.82-0.41＝3.41升
第三节 耗冷量计算 （一）流程示意图
94℃热麦汁 →冷麦汁（6℃）→锥形罐发酵→过冷至-1℃→贮酒→过滤→清酒罐 （二）工艺技术指标及基础数据 年产12°淡色啤酒200100t; 每天糖化6次，每年共糖化1300次; 主发酵时间6天;
4锅麦汁装1个锥形发酵罐;
12°Bx麦汁比热容c1=4.0kJ/(Kg*K) ; 冷媒用1液氨
麦芽糖厌氧发酵热q=613.6kJ/Kg; 麦汁发酵度60%;
根据发酵车间耗冷性质，可分成工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即： Q=Qt+Qnt （三）工艺耗冷量Qt 1、麦汁冷却耗冷量
近几年来普遍使用的一段式串联逆流式麦汁冷却方法。使用的冷却介质为2℃的
冷冻水，出口温度为85℃。糖化车间送来的热麦汁温度为94℃，冷至发酵起始温度6℃。 根据表4-7啤酒生产物料衡算表，可知每糖化一次的热麦汁85040L，而相应的麦汁密度为1048Kg/m3，故麦汁量为：
G=1048*85.040=89122（Kg)
又知12°Bx麦汁的比热容为4.0kJ/(Kg*K)，工艺要求在1h内完成冷却过程，则所耗冷量为：
Q1=Gc(t1-t2)/r
=89121920*4.0*(94-6)/1 =31.37×10 (KJ/h)
7
式中 t1和t2——分别为麦汁冷却前后温度（℃） r——冷却操作过程时间（h）
根据设计结果，每个锥形发酵罐装4锅麦汁，则麦汁冷却每罐耗冷量为： Q f=4Q1=4×31.37×10 =125.48×10（KJ） 2、发酵耗冷量Q2
（1）发酵期间发酵放热Q2‘
假定麦汁固形物均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵放热量为613.6KJ/Kg.设发酵度为60%，则1L麦汁放热量为：
q0=613.6*12%*60%*1=44.18（KJ）
根据物料蘅算，每锅麦汁的冷麦汁量为82480L，则每锥形罐发酵放热量为： Q0’=44.18*82480*4=14.567×10（KJ）
由于工艺规定主发酵时间为6天，每天糖化6锅麦汁，并考虑到发酵放热的不平衡，取系数1.5，忽略主发酵期的麦汁温升，则发酵高温期耗冷量为： Q0’*1.5*6 14.567×10*1.5*24
Q2‘= —————— = ———————— =227672(KJ/h) 24*6*4 24*6*4 (2)发酵后期发酵液降温耗冷 Q2‘’
主发酵后期，发酵液温度从6℃缓慢降至-1℃，每天单罐降温耗冷量为： Q0‘’=4Gc1[6-(-1)]=4*89122*4.0*7=9981664 (KJ)
工艺要求此过冷过程在2天内完成，则耗冷量为（麦汁每天装1.5个锥形罐）： Q2‘’=1.5* Q0‘’/（24*2）=311927(KJ/h) （3）发酵总耗冷量Q2
Q2=
66
66
Q2‘+Q2‘’=227672+311927=539599(KJ/h)
（4）每罐发酵耗冷量Q0
Q0= Q0
’
+Q0‘’=14.567×10+9981664=24.558×10 (KJ)
66
3．酵母洗涤用冷无菌水冷却的 耗冷量Q3
设酵母添加量为麦汁量的 1.0％，且使用1℃的 无菌水洗涤，洗涤无菌水的水量为酵母量的 3倍，冷却前无菌水水温为30℃，用-8℃的酒精液作冷却介质。 由上述，可得无菌水用量为： MW’=82480*6*1.0%*3
=14846(Kg/d)
每班无菌水用量：mW＝mW’/3＝14846/3＝4948.8（Kg/班） 假定无菌水冷却操作在2h内完成，则无菌水冷却耗冷量为： Q3＝GWcm(tw-tw’)/r=4948.8*4.18*(30-1)/2 =299947(KJ/h) 每罐用于酵母洗涤的耗冷量为：
Q3＝ GWcm（(tw-tw’)/1.5＝4948.8*4.18*（30-1）/1.5 ＝399929(KJ) 式中1.5----------------每班装罐1.5罐 4、酵母培养耗冷量Q4
根据工艺设计，每月需进行一次酵母纯培养，培养时间为12天，即288h.,根据工厂实践，年产200000t啤酒酵母培养耗冷量为： Q4＝130000(KJ/h) 对应的 年耗冷量为 ：
Q4‘＝Q4*288*10＝374.4×10 (KJ) 5、发酵车间工艺耗冷量
Qt
6
综上计算，可求算出发酵车间的 工艺耗冷量为： Qt＝Q1+Q2+Q3 +Q4
=31.37×10+539599+299947+130000
6
=32.34×10 (KJ/h) (四)非工艺耗冷量Qm 1、露天锥形罐冷量散失Q5
根据经验，取冷量散失为30000KJ/t，故旺季每天耗冷量为 Q5‘＝Gb*30000=494.9×1.012×30000 =15.0×10 (KJ/d) 式中 Gb——旺季成品啤酒日产量（t）
若每天日晒高峰耗冷为平均每小时耗冷量的 2倍，则高峰耗冷量为： Q5＝2*Q5‘/24＝1.25×10（KJ/h) 2、清酒罐÷过滤机及管道等散失冷量Q6 取经验值Q6＝12％Qt ，所以：
6
6
6
Q6＝12％Qt＝12％*32.34×10＝3.882×10（KJ/h) （五）200000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表 耗冷耗冷项目 分类 工 艺 耗 冷 量 无菌水冷却Q3 酵母培养Q4 工艺总耗冷Qt 非工锥形罐冷却Q5 艺耗冷量 非工艺总耗冷Qm 管道等冷损Q6 麦汁冷却Q1 发酵耗冷Q2 每小时耗冷量（KJ/h) 每罐耗冷量KJ 32.37 539599 299947 130000 32.34×10 1.25×10 3.882×10 5.132×10 37.47×10 6666666
125.48×10 24.558×10 399929 1.152×10 57.487×10 20.0×10 62.112×10 82.112×10 6666666合计 总耗冷Q 第三章 设备设计与选型
第一节 设备设计和选型的原则
近年来，啤酒发酵设备向大型、室外、联合的方向发展。大型化的目的主要有两方面：大型化使啤酒的质量均一化；由于啤酒采用一罐法进行发酵，生产的罐数减少，降低了主要设备的投资。
第二节 主要工艺设备的设计和选型 (一）发酵罐设备的计算 １、?发酵罐选型
选用公称容积为500m3的发酵罐
罐内径6m,圆拄高18m,封头高1.8m,封头容积41m3，全容积535m3 2、生产能力的计算
现每天产12度淡色啤酒667吨，发酵周期为18天
则每天需热麦汁体积为700.52m3，冷麦汁体积为679.4 m3 。每吨12度淡色啤酒需冷麦汁1019L， 即1.019m3
取ф=90%，则每天需要发酵罐的总容积为V0 V0=V麦/ф=679.4÷90%=754.89（m3) 3、发酵罐个数的确定
由上选型可知，发酵罐公称容积为500m3，总容积为535m3 则发酵罐个数
V0Z 754.89×18
N1=———— =——————— =29（个） V总ф×24 535×90%×24
3
取公称容积500m的发酵罐29个 535×90%×1.61
实际产量验算：————————— ×300=228228(t/a) 1.019 228228－200000
富裕量：——————=14.11%，能满足产量要求 200000 4、冷却面积的计算 对于前发酵
对于啤酒发酵，每1m3发酵液，每小时传给冷却器的最大热量为4.18×2000KJ/h 采用竖式列管换热器，取经验值K=4.18×500KJ/（m3.h.℃） 发酵液： 6℃→6℃ 冷媒：-8℃→0℃
△t1－△t2 14-6
平均温差△tm=——————=—————=9.4℃ l n(△t1÷△t2) l n(14÷6)
对公称容量500m3的发酵罐，每天装1.61罐，每罐实际装液量为 679.4÷1.61=422（m3)
Q 4.18×2000×422
换热面积F= ————=———————— =179.57(m3) K△tm 4.18×500×9.4
对于进入后发酵降温 发酵液： 6℃→1℃ 冷媒：-8℃→0℃
△t1－△t2 14-1
平均温差△tm=——————=—————=4.9℃ l n(△t1÷△t2) l n（14÷1）