年产10万吨啤酒厂糖化车间设计
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（3）冷麦汁量为：584.92×（1－0.075）=541.05L
（4）发酵成品液量：541.05×（1－0.016）=532.39L
（5）清酒量（过滤）为：532.39×（1－0.015）=524.41L
（6）成品啤酒量为：524.41×（1－0.02）=513.92L
4.生产100L12°P淡色啤酒的物料衡算
=46.65℃
其中：G麦醪=G’麦芽+G2=5068.69+17740.415=22809.105kg
c麦醪=（G’麦芽c麦芽+G2cw）/（G’麦芽+G2）
=（5068.69×1.708+17740.415×4.18）/（5068.69+17740.415）
=3.631kJ/（kg·K）
2.根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪并合前后的焓不变，则米醪的中间温度为：
11580000
大米
Kg
40
7.78
3898.990
7720000
酒花
Kg
1.22
0.2276
114.029
225777.89
热麦汁
L
584.92
113.82
57014.618
112888943.8
冷麦汁
L
541.05
105.28
52738.522
104422273
湿糖化糟
Kg
84.42
16.43
8228.818
c混合=（G米醪c米醪+ G麦醪c麦醪）/（G’米醪+G麦醪）
=（25733.345×3.758+22809.105×3.631）/（24875.567+22809.105）
=3.765 kJ/（kg·K）
因此温度比煮沸温度只低20℃左右，考虑到米醪由糊化锅到糖化锅输送过程的热损失，可不必加中间冷却器。
根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产12°成品啤酒513.92L，故可得出下述结果：
（1）生产100L12°淡色啤酒需耗混合原料量为：
（100÷513.92）×100=19.46kg
（2）麦芽耗用量：19.46×60%=11.68kg
（3）大米耗用量：19.46－11.68=7.78kg
（4）酒花用量为对淡色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故酒花耗用量为：（584.92/513.92）×100×0.2%=0.2276kg
（5）热麦汁量为：（584.92/513.92）×100=113.82L
（6）冷麦汁量为：（541.05/513.92）×100=105.28L
（7）湿糖化糟量：设排出的湿麦糟水分含量为80%，则湿度糟量为：
[（1－0.06）（100－75）/（100－80）]×11.68=13.72kg
湿大米糟量为：
G麦醪=G’麦芽+G2=5068.69+17740.415=22809.105kg
故进入第二次煮沸的混合醪量为：
G’混合=G’米醪+G麦醪= 24875.567+22809.105=47684.672kg
（2）根据工艺，糖化结束醪为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=G’混合（78－70）/[ G’混合（100－70）]=26.67%
式中，3898.990为糖化一次大米粉量，779.80为糊化锅加入的麦芽量（为大米量的20%）。
糖化锅加水量为：G2=5068.69×3.5=17740.415kg
式中，5068.69为糖化一次麦芽粉量，即（5848.489-779.8）kg，而5848.489为糖化一次麦芽定额量。
故糖化总用水量为：
t=（G混合c混合t混合- G麦醪c麦醪t麦醪）/ G’米醪c米醪
=（48542.45×3.765×63-22809.105×3.631×46.65）/（24875.567×3.758）
=81.84℃
其中：G’米醪= G米醪－V1=25733.345-857.778=24875.567kg
G混合=G米醪+G麦醪=25733.345+22809.105=48542.45kg
3. Q3=G混合c混合（70－63）=1279336.27kJ
（四）第二次煮沸混合醪的耗热量Q4
由糖化工艺流程可知：
Q4= Q41+ Q42+Q43
1.混合醪升温至沸腾所耗热量Q41
（1）经第一次煮沸后米醪量为：
G’米醪= G米醪－V1=25733.345-857.778=24875.567kg
糖化锅的麦芽醪量为：
（5）煮沸后热麦汁量：104030834.6÷（1－0.075）=112465767.2L
20℃麦汁体积：112465767.2÷1.04=108140160.8L
12°P麦汁质量为（20℃）：108140160.8×1.084=117.2×106Kg
（6）混合原料量：117.2×106Kg ×12%÷73.16%=19.23×106Kg
1.糊化锅内米醪由初温t0加热至100℃耗热Q21
Q21=G米醪c米醪（100-t0）
（1）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]进行计算。式中W为含水百分率；c0为绝对谷物比热容，取c0=1.55kJ/（kg·K）。
c麦芽=0.01[（100-6）1.55+4.18×6]=1.708 kJ/（kg·K）
（10）清酒量：（524.41/513.92）×100=102.04L
5.100000t/a 12°P淡色啤酒糖化车间物料衡算
全年生产天数为300天，设旺季生产240天，淡季生产60天。旺季每天糖化数为7次，淡季每天生产次数为5次，则全年糖化次数为：
240×7+60×5=1980（次）
计算的基础数据可算出每次投料量及其他项目的物料平衡。
[（1―0.13）（100―92）/（100－80）]×7.78=2.71kg
故湿糖化糟量为：13.72+2.71=16.43kg
（8）酒花糟量设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%，则酒花糟量为：
[（100―40）/（100―80）]×0.2276=0.683kg
（9）发酵成品液量：（532.39/513.92）×100=103.60L
年产12万吨啤酒厂糖化车间设计
五、100000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算
啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料（麦芽、大米）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化糟和酒花糟）等。
1.糖化车间工艺流程示意图（图5-1）
图5-1啤酒厂糖化车间工程流程示意图
2.工艺技术指标及基础数据
基础数据见表5-1
（3）麦醪的比热容
c麦醪=（G’麦芽c麦芽+G2cw）/（G’麦芽+G2）
=（5068.69×1.708+17740.415×4.18）/（5068.69+17740.415）
=3.631kJ/（kg·K）
（1）年实际生产啤酒：100000÷1.012=98814229.25L
（2）清酒产量：98814229.25÷（1－0.02）=100830846.2L
（3）发酵液总量：100830846.2÷（1－0.015）=102366341.3L
（4）冷麦汁量：102366341.3÷（1－0.016）=104030834.6L
按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸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t。
1.糖化锅中麦醪的初温t麦醪
已知麦芽粉初温为18℃，用50℃的热水配料，则麦醪温度为：
t麦芽=（G’麦芽c麦芽×18+G2cw×50）/G麦醪c麦醪
=（5068.69×1.708×18+17740.415×4.18×50）/（22809.105×3.631）
（7）麦芽耗用量：19.23×106Kg ×0.60=11.54×106Kg
大米耗用量：（19.23－11.54）×106=7.69×106Kg
（8）酒花耗用量：112465767.2×0.2%=224931.53Kg
根据经验估算，混合原料量定为19.3×106Kg，实际产量才大于100000t啤酒。
3. 100kg原料（60%麦芽，40%大米）生产12°P淡色啤酒的物料衡算
（1）热麦汁量根据表5-1可得原料收率分别为：
麦芽收率为：0.75（100－6）÷100=70.5%
大米收率为：0.92（100－13）÷100=80.04%
混合原料收得率为：[0.60×70.5%×（1－0.1）+0.40×80.04%]×98.5%=73.16%
式中，I为煮沸温度（约为100℃）下水的汽化潜热（kJ/kg）。
3．热损失Q23
米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前二次耗热量的15%，即：
Q23=15%（Q21+Q22）
4.由上述结果得：
Q2=1.15（Q21+Q22）=8107482.807kJ
（三）第二次煮沸前混合醪升温至70℃的耗热量Q3
Q21=25733.345×3.758（100-47.12）
=5113808.548kJ
2.煮沸过程蒸汽带出的热量Q22
设煮沸时间为40min，蒸发量为每小时5%，则蒸发水分为：
V1=G米醪×5%×40÷60=857.778kg
故Q22=V1I=857.778×2257.2=1936176.502kJ
c大米=0.01[（100-13）1.55+4.18×13]=1.891 kJ/（kg·K）
c米醪=（G大米c大米+G麦芽c麦芽+G1cw）/（G大米+G麦芽+ G1）
=（3898.990×1.891+779.8×1.708+21054.555×4.18）÷（3898.990+779.8+21054.555）
六、100000t/a啤酒厂糖化车间热量衡算
本设计采用国内常用的双醪一次煮出糖化法，下面就工艺为基准进行糖化车间的热量衡算。工艺流程如6-1图，数据根据表5-2
以下对糖化过程各步操作的热量分别进行计算：
（一）糖化用水耗热量Q1
根据工艺，糊化锅加水量为：
G1=（3898.990+779.80）×4.5=21054.555kg
由上述可得100kg混合原料可制得的12°热麦汁量为：
（73.16÷12）×100=609.66（kg）
又知12°汁在20℃时的相对密度为1.084，而100℃热麦汁比20℃时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁（100℃）体积为：
（609.66÷1.084）×1.04=584.92L
（2）添加酒花量：609.66×0.2%=1.22kg
=3.758 kJ/（kg·K）
（2）米醪的初温t0设原料的初温为18℃，而热水为50℃，
则t0=[（G大米c大米+G麦芽c麦芽）×18+G1cw×50 ]/ G米醪c米醪=47.12℃
其中：G米醪=3898.990+779.8+G1=25733.345kg
（3）把上述结果代回Q21=G米醪c米醪（100-t0），得
16293060
湿酒花糟
Kg
3.66
0.683
342.088
677333.66
发酵成品液
L
532.39
103.60
51894.705
102751516.6
清百度文库液
L
524.41
102.04
51116.285
101210243.9
成品啤酒
L
513.92
100
50093.959
99186039.01
备注：12°P淡色啤酒的密度为1012kg/m3，实际年生产啤酒为100376t。
Gw=G1+G2=21054.555+17740.415=38794.97kg
自来水平均温度取t1=18℃，而糖化配料用水温度t2=50℃，故耗热量为：
Q1=（G1+G2）cw（t2-t1）=5189215.187kJ
图6-1啤酒厂糖化工艺流程示意图
（二）第一次米醪煮沸耗热量Q2
由工艺流程图可知
Q2=Q21+Q22+Q23
把前述的有关啤酒糖化间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表：如表5-2所示。
表5-2啤酒厂糖化车间物料衡算表
物料名称
单位
对100kg混合原料
100L 12°P淡色啤酒
糖化一次定额量
100000t/a啤酒生产
混合原料
Kg
100
19.46
9747.475
19300000
麦芽
Kg
60
11.68
5848.489
表5-1啤酒生产基础数据
项目
名称
百分比（%）
项目
名称
百分比（%）
定额指标
原料利用率
98.5
原料配比
麦芽
60
麦芽水分
6
大米
40
大米水分
13
啤酒损失率(对热麦汁)
冷却损失
7.5
无水麦芽浸出率
75
发酵损失
1.6
无水大米浸出率
92
过滤损失
1.5
麦芽清净和磨碎损失
0.1
装瓶损失
2.0
总损失
12.6
根据上表的基础数据首先进行100kg原料生产12°淡色啤酒的物料衡算，然后进行100L12°淡色啤酒的物料衡算，最后进行100000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。
（4）发酵成品液量：541.05×（1－0.016）=532.39L
（5）清酒量（过滤）为：532.39×（1－0.015）=524.41L
（6）成品啤酒量为：524.41×（1－0.02）=513.92L
4.生产100L12°P淡色啤酒的物料衡算
=46.65℃
其中：G麦醪=G’麦芽+G2=5068.69+17740.415=22809.105kg
c麦醪=（G’麦芽c麦芽+G2cw）/（G’麦芽+G2）
=（5068.69×1.708+17740.415×4.18）/（5068.69+17740.415）
=3.631kJ/（kg·K）
2.根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪并合前后的焓不变，则米醪的中间温度为：
11580000
大米
Kg
40
7.78
3898.990
7720000
酒花
Kg
1.22
0.2276
114.029
225777.89
热麦汁
L
584.92
113.82
57014.618
112888943.8
冷麦汁
L
541.05
105.28
52738.522
104422273
湿糖化糟
Kg
84.42
16.43
8228.818
c混合=（G米醪c米醪+ G麦醪c麦醪）/（G’米醪+G麦醪）
=（25733.345×3.758+22809.105×3.631）/（24875.567+22809.105）
=3.765 kJ/（kg·K）
因此温度比煮沸温度只低20℃左右，考虑到米醪由糊化锅到糖化锅输送过程的热损失，可不必加中间冷却器。
根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产12°成品啤酒513.92L，故可得出下述结果：
（1）生产100L12°淡色啤酒需耗混合原料量为：
（100÷513.92）×100=19.46kg
（2）麦芽耗用量：19.46×60%=11.68kg
（3）大米耗用量：19.46－11.68=7.78kg
（4）酒花用量为对淡色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故酒花耗用量为：（584.92/513.92）×100×0.2%=0.2276kg
（5）热麦汁量为：（584.92/513.92）×100=113.82L
（6）冷麦汁量为：（541.05/513.92）×100=105.28L
（7）湿糖化糟量：设排出的湿麦糟水分含量为80%，则湿度糟量为：
[（1－0.06）（100－75）/（100－80）]×11.68=13.72kg
湿大米糟量为：
G麦醪=G’麦芽+G2=5068.69+17740.415=22809.105kg
故进入第二次煮沸的混合醪量为：
G’混合=G’米醪+G麦醪= 24875.567+22809.105=47684.672kg
（2）根据工艺，糖化结束醪为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=G’混合（78－70）/[ G’混合（100－70）]=26.67%
式中，3898.990为糖化一次大米粉量，779.80为糊化锅加入的麦芽量（为大米量的20%）。
糖化锅加水量为：G2=5068.69×3.5=17740.415kg
式中，5068.69为糖化一次麦芽粉量，即（5848.489-779.8）kg，而5848.489为糖化一次麦芽定额量。
故糖化总用水量为：
t=（G混合c混合t混合- G麦醪c麦醪t麦醪）/ G’米醪c米醪
=（48542.45×3.765×63-22809.105×3.631×46.65）/（24875.567×3.758）
=81.84℃
其中：G’米醪= G米醪－V1=25733.345-857.778=24875.567kg
G混合=G米醪+G麦醪=25733.345+22809.105=48542.45kg
3. Q3=G混合c混合（70－63）=1279336.27kJ
（四）第二次煮沸混合醪的耗热量Q4
由糖化工艺流程可知：
Q4= Q41+ Q42+Q43
1.混合醪升温至沸腾所耗热量Q41
（1）经第一次煮沸后米醪量为：
G’米醪= G米醪－V1=25733.345-857.778=24875.567kg
糖化锅的麦芽醪量为：
（5）煮沸后热麦汁量：104030834.6÷（1－0.075）=112465767.2L
20℃麦汁体积：112465767.2÷1.04=108140160.8L
12°P麦汁质量为（20℃）：108140160.8×1.084=117.2×106Kg
（6）混合原料量：117.2×106Kg ×12%÷73.16%=19.23×106Kg
1.糊化锅内米醪由初温t0加热至100℃耗热Q21
Q21=G米醪c米醪（100-t0）
（1）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]进行计算。式中W为含水百分率；c0为绝对谷物比热容，取c0=1.55kJ/（kg·K）。
c麦芽=0.01[（100-6）1.55+4.18×6]=1.708 kJ/（kg·K）
（10）清酒量：（524.41/513.92）×100=102.04L
5.100000t/a 12°P淡色啤酒糖化车间物料衡算
全年生产天数为300天，设旺季生产240天，淡季生产60天。旺季每天糖化数为7次，淡季每天生产次数为5次，则全年糖化次数为：
240×7+60×5=1980（次）
计算的基础数据可算出每次投料量及其他项目的物料平衡。
[（1―0.13）（100―92）/（100－80）]×7.78=2.71kg
故湿糖化糟量为：13.72+2.71=16.43kg
（8）酒花糟量设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%，则酒花糟量为：
[（100―40）/（100―80）]×0.2276=0.683kg
（9）发酵成品液量：（532.39/513.92）×100=103.60L
年产12万吨啤酒厂糖化车间设计
五、100000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算
啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料（麦芽、大米）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化糟和酒花糟）等。
1.糖化车间工艺流程示意图（图5-1）
图5-1啤酒厂糖化车间工程流程示意图
2.工艺技术指标及基础数据
基础数据见表5-1
（3）麦醪的比热容
c麦醪=（G’麦芽c麦芽+G2cw）/（G’麦芽+G2）
=（5068.69×1.708+17740.415×4.18）/（5068.69+17740.415）
=3.631kJ/（kg·K）
（1）年实际生产啤酒：100000÷1.012=98814229.25L
（2）清酒产量：98814229.25÷（1－0.02）=100830846.2L
（3）发酵液总量：100830846.2÷（1－0.015）=102366341.3L
（4）冷麦汁量：102366341.3÷（1－0.016）=104030834.6L
按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸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t。
1.糖化锅中麦醪的初温t麦醪
已知麦芽粉初温为18℃，用50℃的热水配料，则麦醪温度为：
t麦芽=（G’麦芽c麦芽×18+G2cw×50）/G麦醪c麦醪
=（5068.69×1.708×18+17740.415×4.18×50）/（22809.105×3.631）
（7）麦芽耗用量：19.23×106Kg ×0.60=11.54×106Kg
大米耗用量：（19.23－11.54）×106=7.69×106Kg
（8）酒花耗用量：112465767.2×0.2%=224931.53Kg
根据经验估算，混合原料量定为19.3×106Kg，实际产量才大于100000t啤酒。
3. 100kg原料（60%麦芽，40%大米）生产12°P淡色啤酒的物料衡算
（1）热麦汁量根据表5-1可得原料收率分别为：
麦芽收率为：0.75（100－6）÷100=70.5%
大米收率为：0.92（100－13）÷100=80.04%
混合原料收得率为：[0.60×70.5%×（1－0.1）+0.40×80.04%]×98.5%=73.16%
式中，I为煮沸温度（约为100℃）下水的汽化潜热（kJ/kg）。
3．热损失Q23
米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前二次耗热量的15%，即：
Q23=15%（Q21+Q22）
4.由上述结果得：
Q2=1.15（Q21+Q22）=8107482.807kJ
（三）第二次煮沸前混合醪升温至70℃的耗热量Q3
Q21=25733.345×3.758（100-47.12）
=5113808.548kJ
2.煮沸过程蒸汽带出的热量Q22
设煮沸时间为40min，蒸发量为每小时5%，则蒸发水分为：
V1=G米醪×5%×40÷60=857.778kg
故Q22=V1I=857.778×2257.2=1936176.502kJ
c大米=0.01[（100-13）1.55+4.18×13]=1.891 kJ/（kg·K）
c米醪=（G大米c大米+G麦芽c麦芽+G1cw）/（G大米+G麦芽+ G1）
=（3898.990×1.891+779.8×1.708+21054.555×4.18）÷（3898.990+779.8+21054.555）
六、100000t/a啤酒厂糖化车间热量衡算
本设计采用国内常用的双醪一次煮出糖化法，下面就工艺为基准进行糖化车间的热量衡算。工艺流程如6-1图，数据根据表5-2
以下对糖化过程各步操作的热量分别进行计算：
（一）糖化用水耗热量Q1
根据工艺，糊化锅加水量为：
G1=（3898.990+779.80）×4.5=21054.555kg
由上述可得100kg混合原料可制得的12°热麦汁量为：
（73.16÷12）×100=609.66（kg）
又知12°汁在20℃时的相对密度为1.084，而100℃热麦汁比20℃时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁（100℃）体积为：
（609.66÷1.084）×1.04=584.92L
（2）添加酒花量：609.66×0.2%=1.22kg
=3.758 kJ/（kg·K）
（2）米醪的初温t0设原料的初温为18℃，而热水为50℃，
则t0=[（G大米c大米+G麦芽c麦芽）×18+G1cw×50 ]/ G米醪c米醪=47.12℃
其中：G米醪=3898.990+779.8+G1=25733.345kg
（3）把上述结果代回Q21=G米醪c米醪（100-t0），得
16293060
湿酒花糟
Kg
3.66
0.683
342.088
677333.66
发酵成品液
L
532.39
103.60
51894.705
102751516.6
清百度文库液
L
524.41
102.04
51116.285
101210243.9
成品啤酒
L
513.92
100
50093.959
99186039.01
备注：12°P淡色啤酒的密度为1012kg/m3，实际年生产啤酒为100376t。
Gw=G1+G2=21054.555+17740.415=38794.97kg
自来水平均温度取t1=18℃，而糖化配料用水温度t2=50℃，故耗热量为：
Q1=（G1+G2）cw（t2-t1）=5189215.187kJ
图6-1啤酒厂糖化工艺流程示意图
（二）第一次米醪煮沸耗热量Q2
由工艺流程图可知
Q2=Q21+Q22+Q23
把前述的有关啤酒糖化间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表：如表5-2所示。
表5-2啤酒厂糖化车间物料衡算表
物料名称
单位
对100kg混合原料
100L 12°P淡色啤酒
糖化一次定额量
100000t/a啤酒生产
混合原料
Kg
100
19.46
9747.475
19300000
麦芽
Kg
60
11.68
5848.489
表5-1啤酒生产基础数据
项目
名称
百分比（%）
项目
名称
百分比（%）
定额指标
原料利用率
98.5
原料配比
麦芽
60
麦芽水分
6
大米
40
大米水分
13
啤酒损失率(对热麦汁)
冷却损失
7.5
无水麦芽浸出率
75
发酵损失
1.6
无水大米浸出率
92
过滤损失
1.5
麦芽清净和磨碎损失
0.1
装瓶损失
2.0
总损失
12.6
根据上表的基础数据首先进行100kg原料生产12°淡色啤酒的物料衡算，然后进行100L12°淡色啤酒的物料衡算，最后进行100000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。