又工艺要求在1h小时内完成冷却过程，则所耗冷量为：
73064.8733.883(96-7)/1=2.53107kg/h 冷水耗量为2.53107/4.183(80-4)=7.93104kg 全年耗冷量：2.5310731470=3.6831010kg/a b、发酵耗冷量Q2
发酵期间发酵放热Q21，假定麦汁固形均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵房热量为613.6kJ/kg。设发酵度为60%，则1L麦汁放热量为：
q0=613.6312%360%=44.18(kJ)
根据物料衡算，每锅麦汁的冷麦汁量为103100L,则每锥形缺罐发酵放热量为： Q01=44.18310310034=18.223106 (kJ)
由于工艺规定主发酵时间为6天，每天糖化5锅麦汁（旺季），并考虑到发酵放热不平衡，取系数1.5,忽略主发酵的升温，则发酵高温时期耗冷量为：
Q21 =(Q0131.536)÷(243634)
=(18.22310631.536)÷(243634) =284687.5(kJ/h)
发酵后期发酵液降温耗Q22主发酵后期，发酵后期，发酵液温度从6℃缓降到-1℃。每天单罐降温耗冷量为：
Q02=4mc1[6-（-1）]=43111402.434.037=12477068.8 (kJ) 工艺要求此过程在2天内完成，则耗冷量为（麦汁每天装1.5个锥形罐）： Q22=（1.5Q02）/(2432)=389908.4(kJ/h) 发酵总耗冷量Q2
Q2=Q21+Q22=284687.5+389908.4=674595.9(kJ/h) 每罐用冷媒耗冷量Q0
Q0=Q01+Q02=18.223106+12477068.8=30.73106kg/h
c、酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量Q3
在锥形罐啤酒发酵过程，主发酵结束时要排放部分酵母，经洗涤活化后重复用于新麦汁的发酵，一般可重复使用5—7次。设湿酵母添加量为麦汁量的1.0%，且使用1℃的无菌水洗涤，洗涤无菌水量为酵母量的3倍。冷却前无菌水温30℃。用-8℃的酒精液作冷地介质[11]。
由中述条件，可得无菌水用量为：
mw′=1031003631.0%33=18558(kg/d) 式中 103100——糖化一次的冷麦汁量（kg）
每班无菌水量：mw= mw′/3=18558/3=6186(kg/每班) 假无菌水冷却操作在2h小时内完成，则无菌水冷却耗量为：
Q3=[mwcm(tw-tw′)]/ τ=[618634.183(30-1)]/2=374933.46(kg/h)
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每罐用于酵母洗涤的耗冷量： Q3=[GwGm(tw-tw′)]/1.5
=[618634.183(30-1)]/1.5 =499911.28 (kJ)
式中 1.5——每班装罐1.5罐
d、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12d，即288h。根据工厂实践，年产300000t啤酒培养冷量为201000（kJ/h），则
对应的年冷耗量为： Q4’= Q43288315 =2010003288315 =868.323106 (kJ) e、发酵车间工艺耗冷量Qt
综上计算，可算出发酵车间的工艺耗冷量为： Qt=Q1＋Q2＋Q3＋Q4
=39210000+674595.9+374933.46+201000 =40.463106 (kJ/h) (2) 非工艺耗冷量Qnt
除了上述的发酵过程工艺耗冷量外，发酵罐外壁、运转机械、维护结构及管道等均会耗用或散失冷量，构成所谓的非工艺耗冷量，现分别介绍。
a、露天锥形罐冷量散失Q5
锥形罐啤酒发酵工厂几乎都把发酵罐置天露天，由于太阳辐射，对流传热和热传导等造成冷量散失。通常，这部分的冷量由经验数据坟取。根据经验，年产15万吨啤酒厂露天锥形罐的冷量在16000-380000kJ/t啤酒之间，若在南方亚热地区设厂，可取高值。故旺季生天耗冷量为：
Q??m?20000?607.2?20000?23073600(kJ/d)5b
式中，mb——旺季成品啤酒日产量（t）
若白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?2Q5?/24?2?23073600/24?1922800(kJ/h)
b、清酒罐、过滤机及管道等散失冷量Q6
因涉及的设备、管路很多，若按前面介绍的公式计算，十分繁杂，故啤酒厂设计时往往根据实验经验选取。通常，取
Q6?12%Qt，所以：
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Q6=12％Qt =12％340.463106
=4.8553106 (kJ/h)
4.3.3 300000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表
将上述计算结果，整理后可得300000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表，如表4-4所得
表4-4 啤酒厂发酵车间冷量衡算表
耗冷分类
每小时
耗冷项目
耗
冷
量
(kJ/h)
麦汁冷却Q1 发酵耗冷Q2
工艺耗冷量
Q3
酵母培养Q4 工艺总耗冷Qt
锥形罐冷损Q5
非工艺耗冷量 Q6
非工艺总耗冷Qnt
合计 单耗
总耗冷Q
106
4.723107
管道等冷损
106
6.773106
4.853107
1.923
无菌水冷却
105
2.013105
4.0433.923107
6.743105
3.743
每罐耗冷 (kJ) 1.563108 2.693106 1.493106 8.043105 1.613108 7.693106 1.943107 2.713107 1.883108
年耗冷量 （kJ） 5.8831010 1.013109 5.623108 3.013108 6.0631010 2.883109 7.283109 1.0131010 7.0831010
466778.66 kJ/t
第五章 啤酒生产主要设备的选择与论证
28
5.1制麦设备的计算与选型
（1）麦芽贮藏箱 所需容积的计算 每次投料量 G=14952kg 麦芽容量 γ=500kg/ m2 有效容积系数 φ=0.8
所需要的容积为V=G/（γ3φ） （4-1） =14952/50030.8=23.92≈8（m3） 结构
采用方形的斜锥底，铁结构内衬白铁皮，定箱内尺寸 A=2500mm a=400mm B=2000mm b=300mm
H=1500mm h=1500mm
总容积为Va=ABH+[h/6（2AB+Ab+ab+2ab）] （4-2） =2.53231.5+[1.5/6(232.532+2.530.3+0.432+230.430.3)] （2） 淀粉贮藏箱 所需容积的计算 每次投料量G=4981kg 淀粉容量γ=800kg/m2 有效容积系数 φ=0.8
所需要的容积为V=G/（γ3φ）=4981/（0.83800）=7.78（m3） 结构
采用方形的斜锥底，铁结构内衬白铁皮，定箱内尺寸为： A=1300mm a=300mm B=1200mm b=200mm H=1000mm h=1000mm
总容积为Va=ABH+h/6（2AB+Ab+ab+2ab）
=1.331.231+1/6(231.331.2+1.330.2+0.331.2+230.330.2) =2.20(m3) （3） 淀粉贮箱 所需容积的计算 每次投料量G=4981kg 淀粉比容 C=1.73m3/t 有效容积系数φ=0.7
所需要的容积为V=（G 3C）/φ=（1.06231.73）/0.7=2.62m3
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结构
采用方形的斜锥底，定箱内尺寸为： A=1700mm a=300mm B=1400mm b=200mm H=1000mm h=1000mm
总容积为Va=ABH+h/6（2AB+Ab+ab+2ab）
=1.731.4+1/6(231.731.4+1.730.2+1.430.3+230.330.2) =3.32m3
5.4 麦汁制备设备计算选型
5.4.1糊化锅尺寸的计算
糊化锅煮沸根据物料衡算，经过热量衡算，糊化锅内淀粉醪液量为： G=3965.03+17842.64=21807.67（kg）
糊化锅中干物质百分数为：错误！未找到引用源。
查表得醪液密度ρ为1059kg/m3 V有效=G/ρ=21807.67/1059=20.60（m3） 设糊化锅有效容积系数φ为0.7，则V总= V有效/φ=20.60/0.7=29.42（m3） 设糊化锅的直径为D，锅形状为圆柱形的锅身，则柱高为D/2椭圆形状的锅底锅底高为D/4。
V总=π（D/2）2（D/2）+πD3/24 （4-4） =πD3/6=29.42（m3）
得D=3.83（m），圆整后D=3.9m，柱高为2m，锅底高为1m。
5.4.2 糖化锅尺寸的计算
（1）锅体形式由圆柱形锅身，球形锅底，直径与高度之比为2：1，容量系数0.8 （2）加热方式夹套间接蒸汽加热，夹套的蒸汽压力通常为0.3—0.6MPa （3）材质 锅体室用不锈钢夹套，可用不锈钢或普通钢板 糖化锅的总醪液为：
21807.67+32381.13=54188.80（kg） 糖化醪的干物质： 错误！未找到引用源。
查表得醪液密度ρ为1083kg/m3
则V有效=G /ρ=54188.80/1083=50.04（m3） 设糖化锅有效容积填充系数为0.8 则V总=V有效/φ=50.04/0.8=62.55（m3）
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