啤酒糖化车间设计

五、30000t/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

表5-1 啤酒生产基础数据

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1000L12°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。

3. 100kg 原料（70%麦芽，30%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： 0.78（100－6）÷100=73.32% 大米收率为： 0.90（100－12）÷100=79.2%

混合原料收得率为： [0.7×73.32%+0.3×79.2%]×98%=73.58%

由上述可得100kg混合原料可制得的12°热麦汁量为：

（73.58÷12）×100=613.17（kg）

又知12°汁在20℃时的相对密度为1.084，而94℃热麦汁比20℃时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁（94℃）体积为：

（613.17÷1.084）×1.04=588.28L

（2）添加酒花量： 613.17×0.2%=12.26kg

（3）冷麦汁量为： 588.28×（1－0.07）=547.10L

（4）发酵成品液量： 547.10×（1－0.015）=538.89L

（5）清酒量（过滤）为：538.89×（1－0.015）=530.81L

（6）成品啤酒量为： 530.81×（1－0.02）=520.19L

4. 生产1000L12°P淡色啤酒的物料衡算

根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产12°成品啤酒520.19L，故可得出下述结果：

（1）生产1000L12°淡色啤酒需耗混合原料量为：

（1000÷520.19）×100=192.24kg

（2）麦芽耗用量： 192.24×70%=134.568kg

（3）大米耗用量： 192.24－134.568=57.672kg

（4）酒花用量为对淡色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为2%，故酒花耗用量为：（588.28/520.19）×1000×2%=22.62kg

（5）热麦汁量为：（588.288/540.2）×1000=1089.0L

（6）冷麦汁量为：（547.10/540.2）×1000=1012.8L

（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）（100－78）/（100－80）]×134.568=139.14kg

湿大米糟量为：

[（1―0.12）（100―90）/（100－80）]×57.672=25.38kg

故湿糖化糟量为： 139.14+25.38=164.52kg

（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）]×22.67=68.01kg

（9）发酵成品液量：（532.39/513.92）×100=103.60L

（10）清酒量：（530.81/520.19）×1000=1020.42L

（11）成品酒量：520.19/520.19×1000=1000L

（12）发酵液量：538.89/520.19×1000=1035.95L

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150天，淡季生产150天。旺季每天糖化数为8次，淡季每天生产次数为4次，则全年糖化次数为：

8×5×30+4×5×30=1800（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）年实际生产啤酒：30000÷1.012=29382.96L

（2）清酒产量：29382.96÷（1－0.02）=29982.61L

（3）发酵液总量：29982.61÷（1－0.015）=30439.2L

（4）冷麦汁量：30439.2÷（1－0.015）=30902.74L

（5）煮沸后热麦汁量：30902.74÷（1－0.078）=33517.07L

20℃麦汁体积：33517.07÷1.04=32227.95L

12°P麦汁质量为（20℃）：32227.95×1.084=34935.1Kg

（6）混合原料量：34935.1Kg ×12%÷73.58%=5697.49Kg

（7）麦芽耗用量：5697.49Kg ×0.70=3988.24Kg

大米耗用量：5697.49－3988.24=1709.25Kg

（8）酒花耗用量：33517.07×2%=670.34Kg

根据经验估算，混合原料量定为5694.49Kg，实际产量才大于30000t啤酒。

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

备注：12°P淡色啤酒的密度为1012kg/m3，实际年生产啤酒为29382.96t。

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=（949.58+949.58×0.2）×4.5=5127.73kg

式中，949.58为糖化一次大米粉量，189.92为糊化锅加入的麦芽量（为大米量的20%）。

糖化锅加水量为： G2=（2215.69-189.92）×3.5=7090.195kg

式中，2025.77为糖化一次麦芽粉量，即（2215.69-189.92）kg，而2215.69为糖化一次麦芽定额量。

故糖化总用水量为：

G w=G1+G2=5127.73+7090.195=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）c w（t2-t1）=12217.925×4.18×32=1634000kJ

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

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