食品工厂水,汽用量的计算

麦汁放出热量： Ｇｃ ｔ－ｔ） Ｐ （ １ Ｐ ２ 麦汁量Ｇp＝8892kg Ｑ＝ 麦汁比热容ｃp＝4.1［kJ／（k g· K）］ 麦汁温度ｔ1' ＝55℃ ｔ2'＝25℃ 水的比热容ｃ＝4.18［kJ／（k g · K）］ 冷却水温度ｔ1＝18℃ ｔ2＝30℃ 麦汁冷却时间τ＝1h
把上述计算结果整理成供水计算表
5000t／年啤酒厂啤酒车间供水计算表
名称
规格
冷 水 无菌 水
自来 水
吨产品 消耗额／ （t／t） 117 0.15
每小时 每天用 年耗量 ／ 用量／ 量／ （kg／h） （t／d） （t／年） 155379 2331 582750 3000 3 750
3.7.2 用汽量计算 意义： ①定量研究生产过程，为工厂设计操作提供最 佳化依据；计算生产过程能耗定额指标，对工 艺设计的多种方案进行比较，以选定先进的生 产工艺； ②对已投产的生产系统提出改造或革新，分析 生产过程的经济合理性、过程的先进性，并找 出存在的问题； ③用汽量计算的数据是设备选型及确定其尺寸、 台数的依据； ④也是生产的组织管理，经济核算和最优化的
（５）沉淀槽洗刷用水：每次洗刷用水3.5ｔ， 冲洗时间设为0.5ｈ，则每小时最大用水量＝ 3.5／0.5＝7（t／h） （６）麦汁冷却器冷却用水： 麦汁冷却时间设为1ｈ，麦汁冷却温度为 55℃→6℃分两段冷却: 第一段：麦汁温度 55℃→25℃ 冷水温度 18℃→30℃ 冷却水用量： G=Q/[c（t2-t1）]
（１５）洗瓶机用水：按设备规范表，洗瓶机 最大生产能力为3000瓶／h（最高线速），冲洗 每个瓶约需水1.5L，则： 用水量=3000×1.5＝4500（L／h） 以每班生产7h计，总耗水量4500×7＝31500 （L） （１６）装酒机用水：每冲洗一次，用水2.5t， 每班冲洗一次，每次0.5h，最大用水量＝2.5／ 0.5＝5（t／h） （１７）杀菌机用水：杀菌机每个瓶耗水量以 １L计算，则： 用水量＝3000×1＝3000（L／h） ＝3000×7＝21000（L／班）
min，热效率为95%，故：
每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）： 2742992÷5034=545kg/t啤酒 每昼夜耗蒸汽量（按生产旺季算）为： 3918.46×6=23510.76（kg/d）
3.8 管路的计算与设计 3.8.1 概述 合理的管路设计，不仅可以保证建设指标 的先进合理，还可以保证生产操作的正常进 行以及厂房布置的整齐美观和良好的通风采 光。是施工图设计阶段，工作量最大、花时
③洗棉机洗刷用水m3： 每次洗刷用水m3 ＝1.5（t） ④洗棉机每日用水量m： 淡季洗棉机开一班，旺季开两班，则用水量： m＝2（m1＋m2＋m3） ＝2（4.867＋14.6＋1.5） ＝41.93（t） 在洗棉过程中，以换水洗涤时的耗水量最大， 设换水时间为2h，则每小时最大用水量为：14.6 ／2＝7.3（t／h）
④ 第二次煮沸混合醪的耗热量Q4，混合醪升温至沸腾所耗热量 Q4'
经第一次煮沸后米醪量为：
糖化锅的麦芽醪量为：
则送到第二次煮沸的混合醪量为：
麦醪的比热容：
混合醪的比热容：
二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4''：煮沸时间为10min，蒸发强 度为5%，则蒸发水分量为：
据经验，热损失Q4'''： 结合以上三项结果得：
3.7.2.2 用汽量计算实例 （1）“单位产品耗汽量定额”估算实例
表3.36 部分乳制品平均每1t成品耗汽量
产品名 称 消毒奶 全脂奶 粉
耗汽量（t/t成 品） 0.28～0.4 10～15
产品名 称 奶油 甜炼乳
耗汽量（t/t成 品） 1.0～2.0 3.5～4.6
（2）用汽量计算实例 以5000t/年啤酒厂糖化车间热量计算为例： 二次煮出糖化法是啤酒生产常用的糖化工艺， 下面就以此工艺为基准进行糖化车间的热量 计算。工艺流程如图所示，其中的投料量为 糖化一次的用料量。
3.7 水、汽用量的计算
3.7.1 用水量的计算
意义：
食品生产中，水是必不可少的物料且用水 量很大，因此生产中加水量必须严格控制。 供水衡算，即根据不同食品生产中对水的不同 需求，进行用水量的计算，是十分重要的，并 且与物料衡算、热量衡算等工艺计算以及设备 的计算和选型、产品成本、技术经济等均有密 切关系。
（３）糖化锅洗刷用水：有效体积为20ｍ3的糖化锅及 其设备洗刷用水，每糖化一次，用水约6t，用水时间 为2h，故： 洗刷最大用水量＝6／2＝3（t／h）
（４）沉淀槽冷却用水：G=Q/[c（t2-t1）] 式中 热麦汁放出热量Ｑ＝ＧＰ· Ｐ（ｔ1' －ｔ2' ） Ｃ 热麦汁相对密度Ｃ麦汁＝1.043 热麦汁量ＧＰ＝8525×１.043＝8892（kg／h） 热麦汁比热容ｃＰ＝４.１［kJ／（kg.k）］ 热麦汁温度ｔ1'＝100℃ ｔ2' ＝55℃ 冷却水温度ｔ1 ＝18℃ ｔ2＝45℃ 冷却水比热容ｃ＝4.18［kJ／（kg.K）］
⑦加热（或冷却）介质传入（或带出）的热量Q2对于热计算的 设计任务， Q2是待求量，也称为有效热负荷。若其为正值，则 过程需加热，若其为负值，则需冷却。
最后，根据Q2来确定加热（或冷却）介质及其用量。
注意的几个问题： 确定热量计算系统所涉及的所有热量或可能转 化成热量的其他能量，不要遗漏，但为简化 计算，对计算影响很小的项目可忽略不计。 确定物料计算的基准、热量计算的基准温度和 其他能量基准，有相变时，必须确定相态基 准，不要忽略相变热。 正确选择与计算热力学数据。 在有相关条件约束，物料量和能量参数（如温 度）有直接影响时，宜将物料计算和热量计 算联合进行，才能获得准确结果。
（１４）鲜啤酒桶洗刷用水：旺季每天最大产 啤酒量22.5ｔ（三锅量），其中鲜啤酒占50％ （设桶装占70％），则桶装啤酒量为： 22.5 ×50％×70％＝7.875（ｔ）＝7875（L） 鲜啤酒桶体积为20L／桶： 所需桶数＝7875／20＝393.8（桶／d） 冲桶水量为桶体积1.5倍： 每日用水量＝393.8×0.02×1.5＝11.81（t） 冲Leabharlann Baidu器每次同时冲洗2桶，冲洗时间为1.5min， 故：
方法步骤： （1）明白计算的目的和要求 （2）绘出用水量计算流程示意图 （3）收集设计基础数据 （4）确定工艺指标及消耗定额 （5）选定计算基准（3种） （6）由已知数据，根据质量守恒定律进行用 水量计算。 （7）校核与整理计算结果
“单位产品耗水量定额”估算实例
用水量计算实例：以5000t/年啤酒厂为例，混 合原料质量为1421kg。 （１）糖化耗水量计算：100kg混合原料大约需 用水量400kg。 糖化用水量＝1421×400／100＝5684（kg） 糖化用水时间设为0.5ｈ，故： 每小时最大用水量＝5684／0.5＝11370（kg／ h） （２）洗槽用水： 100kg原料约用水450kg，则 需用水量： 1421×450／100＝6394.5（kg）
3.7.2.1 用汽量计算的方法和步骤 因工艺、设备、规模、生产过程的不同而不 同。 方法：“单位产品耗汽量定额”、逐项计算
单元设备的用汽量计算的方法和步骤： （1）画出单元设备的物料流向及变化的示意 图 （2）分析物料流向及变化，写出热量计算式 （3）收集数据。
汽化热 、溶解 热、结 晶热
J/(k g· K)
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：
⑥麦汁煮沸过程耗热量Q6： 麦汁升温至沸点耗热量Q6： 由啤酒糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可得到598.3kg 的热麦汁，并经过滤完毕麦汁温度为70℃，则进入煮沸锅的 麦汁量为：
煮沸过程蒸发耗热量Q6'': 煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发 水分为：
（９）发酵罐洗刷用水：每天冲刷体积为10ｍ3 的发酵罐2个，每个用水2ｔ，冲刷地面共用水2 ｔ，每天用水量＝2×2＋2＝6（t）。 用水时间设为1.5ｈ，最大用水量＝6／1.5＝4（t ／h）
（１０）贮酒罐冲刷用水： 每天冲刷体积为10ｍ3的贮酒罐一个，用水为2ｔ， 管路及地面冲刷用水1t，冲刷时间为1h，最大用 水量为2＋1＝3（t／h）。 （１１）清酒罐冲刷：每天使用体积为2.5ｍ3的
3.8.1.1 管路设计与布置的内容 主要包括管路的设计计算和管路的布置两部分。 3.8.1.2 管路设计与布置的步骤 （1）选择管路材料 （2）选择介质的流速 （3）确定管径 （4）确定管理厚度 （5）确定管路连接方式 （6）选择阀门和管件 （7）选管路的热补偿器
（9）管路布置 （10）计算管路的阻力损失 （11）选择管架及固定方式 （12）确定管架跨度 （13）选定管道固定用具 （14）绘制管道图 （15）编制管材、管件、阀门、管架及绝热 材料综合汇总表 （16）选择管道的防腐蚀措施
Q2"=15%(Q1+Q2)
按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪与糖化锅的麦 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，糖化锅中麦醪的初温t麦醪，已知麦芽 初温为18℃，用50℃的热水配料，则麦醪温度为：
因此温度比煮沸温度只低接近4℃，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。
（１２）过滤机用水：过滤机2台，每台冲刷一 次，用水3t（包括顶酒用水），使用时间为1.5 ｈ，则最大用水量＝2×3／1.5＝4（t／h） （１３）洗棉机用水： ①洗棉机放水量m1： m1＝洗棉机体积－滤饼体积（滤饼20片） ＝5.3－［π／4×（0.525）2×0.05×40］ ＝5.3－0.433 ＝4.867（m3）≈4.867（t） ②洗棉过程中换水量m2： 取换水量为放水量的３倍：
8892 4.（55－25） 1 Ｑ＝ ＝ 1093716 k J／h） （ 1
1093716 G＝ ＝21805 kg／h） （ 4.18 30－ ） （ 18
（７）麦汁冷却器冲刷用水：设冲刷一次，用 水4t，用水时间为0.5h，则： 最大用水量为：4／0.5＝8（t／h）
（８）酵母洗涤用水（无菌水）： 每天酵母泥最大产量约300Ｌ，酵母贮存期每天 换水一次，新收酵母洗涤4次，每次用水量为酵 母的2倍，则连续生产每天用水量：（4＋1） ×300×2＝3000（L） 设用水时间为1h，故最大用水量为3（t／h）