第二章 工艺计算
表2-2 7万吨啤酒厂糖化车间物料衡算表 单
对100㎏
对100L 10°P啤
酒 14.77 10.34 4.43 0.218 109.04 103.58 13.25 0.654 13.25 0.654 102.03
糖化一次定
额 9187 6430.9 2756.1 135.97 67827.7 64435.9 8242.6 406.98 63469.4 62834.6 62206.2
7万吨/年 啤酒生产 10.343106 7.233106 3.103106 1.533105 76.313106 72.493106 9.283106 4.583105 71.403106 70.693106 69.983106
物料名称
位 混合原料 ㎏ ㎏ ㎏ ㎏ L L ㎏ ㎏ L L L
100 70 30 1.48 738.3 701.38 89.72 4.43 690.86 683.95 677.11
混合原料 麦芽 大米 酒花 热麦汁 冷麦汁 湿糖化糟 湿酒花糟 发酵液 过滤酒 成品啤酒
备注：10°P啤酒的密度为1010kg/m3，实际年生产啤酒：7.07万吨
2.2 耗热量的计算
在论证部分，选用二次煮出糖化法生产麦汁，下面就以此工艺为基准进行糖化车间的热量计算。工艺流程示意图如下图所示：投料为糖化一次所需原料。操作示意图如下所示：
自来水，18℃
糊化锅 糖化锅
大米粉 2756.1kg
麦芽粉 551.22kg 料水比 1:4.5 料水比 1:3.5 麦芽粉 6430.9kg T(℃，20分钟) 热水 50℃ 46.07℃ 60分钟
13分钟 10分钟
70℃ 63℃，60分钟 T(℃) 12分钟 5分钟
27
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90℃，20分钟 7分钟 100℃，40分钟 70℃，25分钟
20分钟 过滤 糖化结束 78℃ 100℃，10分钟
麦糟 酒花糟，热凝固物 冷凝固物
90分钟 麦汁 煮沸锅 回旋沉淀槽 薄板冷却器 酒花
去发酵罐 冷麦汁
2.2.1 糖化用水耗热量Q1
根据工艺设计糊化锅中的料水比为1: 4.5，糖化锅中的料水比为1:3.5，料水比过大，尽管对糊化有利，但是耗能大，设备体积大。料水比过小的话，醪液粘稠，需较大的搅拌设备且及易产生糊锅的现象。 所以糊化锅加水量为：
G1=（2756.130.2+2756.1）34.5=14882.94（kg）
式中2756.1为糖化一次大米粉量，2756.130.2为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的20%）。
糖化锅加水量为：
G2=5879.6833.5=20578.88（kg）
式中糖化一次投入糖化锅麦芽量为量。故糖化总用水量为：
Gw=G1+G2=14882.94+20578.88=35461.82（kg）
5879.68（kg）,
6430.9-551.22=5879.68(kg)，因此式中的5879.68为糖化一次麦芽定额
自来水温度t1=18°C，而糖化配料用水温度t2=50°C，一次耗热量为：
Q1=GWCW(t2-t1)= 35461.8234.18332=4743373.04(kJ)
2.2.2 第一次米醪煮沸耗热量Q2
?+Q2??+Q2??? 由流程图可知：Q2=Q2? 1. 糊化锅内米醪由初温t0加热到100℃耗热Q2?= GQ2米醪
3C
米醪
（100- t0）
(1)
计算米醪的比热容c米醪
容物
根据经验公式C=0.01[(100-W)C0+4.18W]进行计算。公式中W为
含水量，C0为绝对谷物比热容，取C0=1.55kJ/（kg．K）
28
第二章 工艺计算
CCC
麦芽大米米醪
=0.01[(100-5) 31.55+4.1835]=1.68[ kJ/（kg．K）] =0.01[(100-12) 31.55+4.18312]=1.87[ kJ/（kg．K）] =（G
大米
C
大米
+G
麦芽
C
麦芽
+G1CW）/（G
大米
+G
麦芽
+G1）
=（2756.131.87+551.2231.68+14882.9434.18） /（2756.1+551.22+14882.94） =3.75[ kJ/（kg．K）] (2)米醪初温t0 t0= [（G
大米
C
大米
+ G
麦芽
C
麦芽
）318+ G1CW350]/(G
米醪
C
米醪
)
=[（2756.131.87+551.2231.71）318+14882.9434.18350]
/ [（2756.1+551.22+14882.94）33.75] =47.21°C (3)米醪煮沸耗热量
?= GQ2米醪
C
米醪
3（100-47.21）
=（2756.1+551.22+14882.94）33.753（100-47.21） =3600989.3（kJ）
?? 2. 煮沸过程蒸汽带走的热量Q2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35%340÷60
=（2756.1+551.22+14882.94）35%340÷60 =18190.2635%340÷60 =606.3（kg）
??=V1I=606.332257.2=1368540.4（kJ） Q2式中，I为100°C下饱和气压下水的汽化潜热2257.2kJ/kg
??? 3. 损失热Q2 米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前两次耗热量的15%，即：
?+Q2??）315% ???=（Q2Q24. 由上述各项可得出：
?+Q2??）=1.153（3600989.3+1368540.4） Q2=1.15（Q2 =5602987.13（kJ）
2.2.3 第二次煮沸前混合醪液升温至70℃的耗热量Q3
从示意图上可以看出，糊化锅内的煮沸米醪和糖化锅中的麦醪混合后温度约为63℃，固混合前米醪从100℃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
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C
麦醪
=(G
麦芽
3C
麦芽
+G2CW) ÷(G
麦芽
+G2)
=（5879.6831.71+20578.8834.18）÷（5879.68+20578.88） =3.63[ kJ/（kg．K）]
结合前面麦醪的比热容，可算得麦醪米醪混合后的比热容
CGC
混合麦醪混合
=（G
麦醪
3C
麦醪
+G
米醪
C
米醪
）÷（G
麦醪
+G
米醪
）
=5879.68+20578.88=26458.56（kg）
=（26458.5633.63+18190.2633.75）÷（26458.56+18190.26）
=3.68[ kJ/（kg．K）] 可以算得麦醪温度为： t
麦醪
=（G
麦芽
3C
麦芽
318+ G23CW350）÷（G
麦醪
3C
麦醪
）
=（5879.6831.71318+20578.8834.18350）÷（26458.5633.63） =46.67°C
2. 根据热量衡算，且忽视热损失，米醪与麦醪混合前后的焓不变，则米醪的中间温度t为：
t=（GG,米醪=GG
混合
混合米醪
C
混合
t
混合
-G
麦醪
C
麦醪
t
麦醪
）÷（G,醪C
米醪
）
-V1=18190.26-606.3=17583.96（kg） +G
大米
=GW+G
麦芽
=35461.82+6430.9+2756.1=44648.82（kg）
t=（44648.8233.68363-26458.5633.63346.67）÷（17583.9633.75）=89.01°C
3. 混合醪从63℃升温到70℃所需要的热量： Q3=G
混合
C
混合
3（70-63）=44648.8233.683（70-63）=1150153.6（kJ）
2.2.4 第二次煮沸混合醪液耗热量Q4
??Q4???Q4??? 1. 由工艺流程可知：Q4?Q4经过第一次煮沸后米醪量为： G,米醪=G
G
G
麦醪
米醪麦芽
-V1=18190.26-606.3=17583.96（kg） +G2=5879.68+20578.88=26458.56（kg）
=17583.96+26458.56=44042.52（kg）
=G
因此进入第二次煮沸的混合醪量为：
混合
= G,米醪+ G
麦醪
根据工艺，糖化结束醪温为78°C，抽取混合醪的温度为70°C，则送到第二次煮沸的混合醪量为：
[G
混合
（78-70）] ÷[(100-70)G
混合
] 3100%
=[(44042.5238) ÷(30344042.52)]3100% =26.67%
因此：
30
第二章 工艺计算
??26.7%G混合c混合Q4（100?70）
=26.67%344042.5233.68330 =1296773.9（kJ）
?? 2. 第二次煮沸蒸汽带走热量Q4煮沸时间为10分钟，煮沸强度5%，则水分蒸发量为：
V2=26.67%G
混合
35%310÷60
=26.67%344042.5235%310÷60 =97.88（kg）
??=V2I=97.8832257.2=220934.7（kJ） 则可算得：Q4??? 3. 热损失Q4????(Q4??Q4??)15% 根据经验公式Q44. 由上述三项可算出Q4
??Q4??) Q4?1.15?(Q4=1.153（1296773.9+220934.7）
=1745364.9（kJ）
2.2.5 洗糟水耗热量Q5
洗糟水平均温度为80℃，每100kg原料洗糟用水450kg，则用水量为：
G
洗
=G
总
÷1003450=（2756.1+551.22+5879.68）÷1003450
=41341.5（kg）
则Q5?G洗cw(80?18)=41341.534.18362=10714063.14（kJ）
2.2.6 麦汁煮沸过程中耗热量Q6
??Q6???Q6??? Q6?Q61. 麦汁升温至沸点耗热量Q6
由糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可得热麦汁738.3kg，过滤后麦汁温度约为70°C，则进入煮沸锅的麦汁量为：
GC
麦汁
'=（2756.1+551.22+5879.68）÷1003738.3=67827.6（kg） =（G
C
+G
C
+GWCW）/(G
+G
+GW)
热麦汁比热容：
麦汁
麦芽
麦芽
大米
大米
麦芽
大米
=（6430.931.71+2756.131.87+35461.8234.18）
/（6430.9+2756.1+35461.82）
=3.68[ KJ/（Kg2K）]
??G麦汁c麦汁Q6（100?70）=67827.633.68330=7488167.04（kJ）
31