图 4-1 糖化工艺流程图
（1） 糖化用水消耗热量Q1 根据工艺，糊化锅加水量为：
m1=3965.0334.5=17842.64（kg） 而糖化锅加水量为：
m2=9251.7533.5=32381.13（kg） 故糖化总用水量为：
mw=m1+m2=50223.77（kg）
自来水平均温度取t1=18℃，而糖化配料用水温度t2=50℃，故消耗热量为： Q1=（m1+m2）cW（t2-t1）=50223.7734.23（50-18）=6.753106（KJ） 式中，cW-水的比热=4.2（KJ/kg2K ） （2） 第一次米醪煮沸消耗热量Q2 由糖化工艺流程可知：
Q2=Q2，1+Q2，2+Q2，3
a.糊化锅内米醪由初温t0加热到100℃消耗热Q2，1 Q2，1=m米醪2c米醪（100-t0）
计算米醪的比热容c米醪，根据经验公式c谷物=0.01[（100-W）c0+4.18W][10]进行计算。式中W
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为含水百分比率；C0绝对谷物比热容，取c0=1.55kJ/（kg2K）。
c麦芽=0.01[（100-6）31.55+4.1836]=1.71[kJ/（kg2K）] c大米=0.01[（100-13）31.55+4.18313]=1.89[kJ/(kg2K)]
c米醪?
=3.78[kJ/(kg2K)]
m大米c大米?m麦芽c麦芽?m1cWm大米?m麦芽?m14630?1.89?926?1.71?25002?4.18?4630?926?25002
米醪的初温t0，设原料的初温为18℃，而热水为50℃，则：
t0?
把上诉结果代入（1）式，得：
m大米c大米?m麦芽c麦芽?18?m1cW?50m米醪?c米醪 （4630?1.89?926?1.71）?18?25002?4.18?50?30558?3.76? 47.1（℃）
Q2，1=21807.6733.783（100-47.1）=4.363106（kJ） b.煮沸过程蒸汽带走的热量Q2，2
设煮沸时间为40min，蒸发量为每小时5%，则蒸发水分量为： mV1=m米醪35%340÷60=726.92（kg） 故 Q2，2=mv1I=726.9232257.5=1.64 3106（kJ） 式中，I为煮沸温度（约100℃）下水的汽化潜热（kJ/kg）。 c.热损失Q2，3
米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前两次消耗热量的15%，即： Q2，3=15%（Q2，1+Q2，2） 由上诉结果得：
Q2=1.15（Q2，1+Q2，2）=1.15（4.363106+1.643106）=9.6333106（kJ） (3) 第二次煮沸前混合醪升温至70℃的耗热量Q3
按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸前的米醪与糖化锅中的麦醪混合后温度应为63℃，故混合前米醪先从100℃冷却到中间温度t0.
a.糖化锅中麦醪的初温度t麦醪
已知麦芽粉的初温度为18℃，用50℃的热水配料，则麦醪温度为：
t麦醪?
.b 米醪的中间温度t
m麦芽c麦芽?18?m2cW?50m麦醪c麦醪?46.67(℃)
根据热量横算，且忽略热损失，米醪与麦醪并和前后的焓不变，则米醪的中间温度为：
m混合c混合t混合?m麦醪c麦醪t麦醪t?m米醪c米醪
其中，米醪的比热容：
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= 3.63[kJ/(kg2K)]
混合醪比热容：
m麦芽c麦芽?m2cWc麦醪?m麦醪12954?1.71?45339?4.18?12954?45339
c混合?
=3.74[kJ/(kg2K)] 故
m麦醪c麦醪?m米醪c米醪m混合
t?
88851?3.67?63?58293?3.63?46.67?92.87℃30558?3.76
c. Q3=m混合c混合(70-63)=62713.6333.743(70-63)=1.643106 kJ (4) 第二次煮沸混合醪的耗热量Q4 由糖化工艺流程可知：
Q4=Q4,1+Q4,2+Q4,3 a.混合醪升温至沸腾所耗热量Q4，1 经第一次煮沸后米醪量为： m′米醪=m米醪-mV=21080.75(kg) 故进入第二次煮沸的混合醪量为：
m混合= m′米醪+ m麦醪=29539.4+58293=62713.63(kg)
据工艺，糖化结束醪温度为78℃，抽取混合醪的温度为70℃，则送到第二次煮沸的混合醪量为： [m混合（78-70）]/[（100-70）3m混合]3100% =26.7% 故Q4，1=26.7%m混合c混合（100-70）
=0.267362713.6333.74330=1.883106(kJ) b. 二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4，2
煮沸时间为10min，蒸发强度为5%，则蒸发水分量为： mV2=2.67%m混合35%310÷60=139.5(kg) 故Q4，2=mv2h=139.532257.2=0.313106(kJ) c. 热损失Q4，3
根据经验有Q4，3=15%（Q4，1+ Q4，2） 把上述结果带?式，得：
Q4=1.15(Q4，1+ Q4，2)=1.15(1.883106+0.313106)=2.523106 (kJ) (5) 洗槽水耗热量Q5
设洗槽水平均温度为80℃，每100Kg原料用水450Kg，则用水量为： m洗槽=13216.783450÷100=59475.5（kg）
故Q5= m洗槽cW（80-18）=59475.534.2362=1.553107(kJ) (6) 麦汁煮沸过程耗热量Q6
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Q6=Q6,1+Q6,2+Q6,3 a.麦汁升温至沸点耗热量Q6，1
由糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可制得热麦汁量为698.3kg热麦汁，并设过滤完毕的温度为70℃，
则进入煮沸锅的麦汁量为：
m麦汁=13216.783574÷100=76366.55(kg)
c麦汁?
=3.1[kJ/(kg2K)]
13880?1.71?4630?1.89?18510?6.4?4.1818510?7.4
故Q6，1= m（麦汁）c（麦汁）（100-70）=76366.5533.1330=0.713107(kJ) b.煮沸过程蒸发耗热量Q6，2
煮沸强度为10%时间1.5h，则蒸发水分为： mV3=76366.55310%31.5=11455(kg) 故Q6，2=2257 .2311455=25.863106 (kJ) 热量损失Q6，3=15%（Q6，1+Q6，2） 把上述结果代入?可得热麦汁煮沸总耗热：
Q6=115%（Q6，1+Q6，2）=1.15(0.713107+25.863106)= 37.903106 (kJ) (7) 糖化一次的总耗热量Q总
Q总=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=71.2 3106 (kJ) (8) 糖化一次耗用蒸汽量D
使用表压为0.3MPa的饱和蒸汽,h=2725.3kJ/kg,则: m0=Q总/[(h-i)η]= 101.88 3106 /[(2725.3-561.47)30.95] =34636.44(kg)
式中,i为相应冷凝水的焓(561.47KJ/kg), η为蒸汽的热效率,去η=95%. (9) 糖化过程每小时最大蒸汽耗量QMAX
在糖化过程各步骤中,麦汁煮沸耗热量Q6最大,且知煮沸时间为90min ,热效率95%,故: QMAX=Q6/(1.5395%)=26.603106 (kJ/h) 相应的最大蒸汽耗热量为:
mDMAX=QMAX/(h-i)=12292(kg/h) (10) 蒸汽单耗
据设计,每年糖化次数为1470次,共生产306000t. 年耗蒸汽总量为:
mT=34636.4431470=50915567(kg) 每吨啤酒成品耗蒸汽(对糖化): ms=50915567/306000=166.39(kg/t啤酒) 每昼夜耗蒸汽量(生产旺季算)为: md=34636.4435=173182.2(kg/d)
最后，把上述计算结果列成热量消耗综合表，
表4-3 300000t/a啤酒厂糖化车间总热量衡算表（耗蒸汽量）
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名称
压力/MPa
每吨产品消耗定额/kg
蒸汽
0.3(表压)
12292
每小时最大用量/(kg/h) 17995.9
173182.2
50915567
每昼夜消
年消耗量
备注
耗量/(kg/d) /(kg/a)
4.3 发酵车间的耗冷量衡算
啤酒发酵工艺有上面发酵和下面发酵两大类，而后者有传统的发酵槽发酵和锥形罐发酵等之分。不同的发酵工艺，其耗冷量也随之改变。下面以目前我国应用最普遍的锥形罐发酵工艺进行300000t/a啤酒厂发酵车间的耗冷量计算。
4.3.1 发酵工艺流程示意图
图4-2 发酵工艺流程示意图
4.3.2 工艺技术指标及基础数据
年产10°淡色啤酒306000t;旺季每天糖化5次，淡季为4次，每年共糖化1470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=4.0 KJ/（kg2K）；
冷媒用15%酒精溶液，其比热容可视为c2=4.18 kJ/（kg2K）； 麦芽糖化厌氧发酵热q=613.6 kJ/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 (1) 工艺耗冷量Qt a、麦汁冷却耗冷量Q1
近几年来普遍使用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，出口的温度为85℃。糖化车间送来的热麦汁温度为94℃，冷却至发酵起始温度6℃。
根据表4-2啤酒生产物衡酸表，可知每糖化一次热麦汁76279.72L，故麦汁量为： m=1.044376279.72=73064.87(kg)
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