年产量15万吨啤酒厂工艺计算

摘 要

啤酒的整个酿造过程，大概可以分为四大工序：麦芽制造、麦汁制备、啤酒发酵、啤酒包装。其中麦汁制备是啤酒生产的重要环节，它包含了对原料的粉碎、糖化、麦汁过滤和煮沸等工艺。本文设计的工厂采取3班倒的工作制，每天工作24小时，除去设备清洗和升温时间4小时，实际生产时间按20小时计，啤酒厂年产量15万吨，主要说明的工艺计算括物料衡算，糖化车间热量衡算，水衡算，发酵车间冷量衡算四大部分，完成初步计算，以利于整个啤酒厂设计的后续进行。

关键词：工艺计算，物料衡算，热量衡算，水衡算，冷量衡算 1 啤酒生产工艺 1.1 啤酒生产工艺简介

浸渍大麦在理想控制的条件下发芽，生成适合啤酒酿造所需要的新鲜麦芽，麦芽干燥后再将根芽除掉。经6~8周时间的贮藏，使其后熟，然后加入大米一起用粉粹机粉碎，麦汁进入糊化锅，糊化后进入入糖化锅与工艺水和蒸汽混合，使羧肽酶充分作用，形成低分子含氮物质。淀粉经糖化后分解为葡萄糖、麦芽糖及糊精等；麦芽中含有内肽酶、羧肽酶等分解蛋白质的酶类将蛋白质分解。糖化结束后，将糖化醪泵入过滤槽或压滤机进行压滤，除去麦芽皮，麦芽皮可作优质饲料。将过滤得到的麦汁和原麦汁混合于煮沸锅中，煮沸过程中分2~3次添加酒花或其制品，使其中的有效成分溶解出来，而使蛋白质和单宁凝结起来，形成热凝固物析出，同时对麦汁进行了杀菌。

麦汁经煮沸后，进入酒花分离器，分离掉酒花，再进入回旋沉淀槽，分离出热凝固物，经过板式换热器，冷却介质为2~4℃的水，经过换热，麦汁温度可从95℃降到5～7℃，冷却结束后，冷麦汁进入发酵罐。

麦汁进发酵罐时，同时添加酵母，然后进行发酵。在发酵的过程中，人工培养的酵母将麦芽汁中可发酵的糖份转化为酒精和二氧化碳，生产出啤酒。整

个过程中，需要对温度和压力做严格的控制。当然啤酒的分歧、生产工艺的分歧，导致发酵的时间也分歧。通常，贮藏啤酒的发酵过程需要大约6天，淡色啤酒为5天左右。

发酵结束以后，绝大部分酵母沉淀于罐底。酿酒师们将这部分酵母回收起来以供下一罐使用。除去酵母后，生成物“嫩啤酒”被泵入成熟罐。在此，剩余的酵母和不溶性蛋白质进一步沉淀下来，使啤酒的风格逐渐成熟。成熟的时间随啤酒品种的分歧而异，一般在7~21天。

将成熟啤酒用啤酒过滤机进行过滤后，即可装入瓶内、罐内或桶内，得到成品啤酒。传统桶装啤酒不经灭菌即为生啤酒，现装桶前多先经无菌处理制成无菌生啤酒；瓶装啤酒或罐装啤酒或者在灌装后进行巴士灭菌，或者在灌装前进行无菌过滤，保质期在6个月左右。 产品方案 生产规模

啤酒厂年产量为150000 t 主要原料规格

本工艺采取符合我国啤酒麦芽尺度QB1686的优质麦芽和优质大米。

生产品种及数量 产品名称：瓶装啤酒 年产量：150000t 产品规格：11度淡色啤酒 生产天数：280天／年 班产量 200t×3 产品质量及尺度

GB191 包装储运图示标记 GB2758 发酵酒卫生尺度 GB4544 啤酒瓶

食品卫生检验方法 微生物学部分 GB4928 啤酒实验方法

GB5739 啤酒塑料周转箱 GB6543 瓦楞纸箱

GB10344 饮料酒标签尺度 GB4927-91 啤酒质量尺度

（1）啤酒厂生产车间配置200人，其他部分60人。 （2）工作制度

全年生产，实行单双周轮休制，采取3班倒的工作制，每天工作24小时。厂正常生产时间依照淡旺季生产周期安插。 2 啤酒厂糖化车间的物料衡算 2.1 啤酒生产基础数据

通过对各步工艺要点的计算，得出各物料的量见表3-1：

表 2-1 啤酒生产基础数据 表1 啤酒生产基础数据

名 称

无水麦芽 浸出率 无水大米 浸出率 原料利用率 麦芽水分 大米水分

百分比（%） 85 93 98 6 10

名 百分比称 （%）

75 麦 芽

原料配比

25 大 米

2 冷却损失

2 发酵损失

啤酒损失

2 过滤损失

率（对麦汁）

2 装瓶损失

8 总 损 失 项 目

水 大米 酒花 酵母

发酵 麦芽 热麦汁 冷麦汁 待虑酒 糖化

(发酵液总量)

酵母 二氧化碳

成品酒 清酒

灌装

过滤 2.2.1 100kg原料（75%麦芽，25%大米）生产11°啤酒的基础物料衡算

（1）热麦汁量： 根据表2-1可得到原料利用率分别为： （2）麦芽利用率：0.85(100－6)÷100=7％ （3）大米利用率：0.93(100－10)÷100=8％ （4）混合原料收得率：5×5×8％)×98％=7％

（5）由上述可得100kg混合原料可制得11°啤酒：7÷11×100=720kg （6）已知11°麦汁在20℃时的相对密度ρ为1.0442，而100℃热麦汁比

20℃的热麦汁体积增加倍15，故热麦汁100℃体积为：

720÷1.0442×1.04=L

（7）冷麦汁量为：2)=L 2)=

×(1－0.02)=L

（10）成品啤酒量为：×(1－0.02)=L 2.2.2 生产100L，11°啤酒消耗原料物料衡算

（1）生产100L，11°啤酒消耗原料的量为：100÷×100=kg

×85％=1kg

（3）大米耗用量为：16.6－1=kg

（4）酒花耗用量：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： ÷17kg

（由此得生产100kg，11度啤酒需要酒花量：

÷100×0.217=1.44kg ）

÷×100=1L ÷×100=106.2L

（7）湿糖化槽是被排出的湿麦槽水分含量的80%，则湿麦槽量为：

[(1－0.06)×(100%－85%)÷(100%－80%)]×=kg

而湿大米槽量为：

[(1－10%)×(100%－93%)÷(100%－80%)]×=kg ＋=kg

（8）酒花槽量：设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为40%，且酒花槽水分含量

为80%，则酒花槽量为：1751kg

（9）酵母量（以商品干酵母为计算）：生产100L啤酒可得2kg的酵母

泥，

其中一半生产接种用，一半作商品酵母用。 湿酵母泥水分85%,则酵母含固形物量：

需要含水分7%的商品干酵母量为: g

（10）二氧化碳量 因11°P冷麦汁密度为1.0442kg/L，则106.2L冷麦

汁质量为： 106.2×1.0442=kg

所以，11°Pkg中浸出物量为：

1%×=kg

设麦汁的真正发酵度为80%，则可发酵的浸出物量为：

×80%=kg

麦芽糖发酵的化学反应式为：

C12H22O11+H2O 2C6H12O6+2C6H2O6 4C2H5OH+4CO2+560kJ

设麦芽汁中的浸出物均为麦芽糖构成，则CO2生成量为：

×44×4÷342=kg

式中 44—CO2分子量

342—麦芽糖（C12H22O11）分子量

设11°P啤酒含二氧化碳为0.35%，酒中含CO2量为：

106.22kg

3

则释放出的CO2量为：2=4.24kg

3

而1mCO2在20℃常压下重1.832kg,故释放出的CO2的体积为：

（11）发酵成品液量÷kg

4.24÷1.832=2.31m

（12）过滤酒量 ÷×100=102.04kg

2.2.3 年产150000吨11°啤酒的物料衡算表

（1）年产

15万吨11°淡色啤酒糖化车间物料衡算，生产旺季以160天

计，糖化次数8次每天；淡季120天，糖化次数6次每天，则旺季生产量占总产量的百分数为

160×8÷（160×8＋120×6）×100%=%

则旺季日产量为：150000×％÷160＝600（吨/天） 每次糖化可产成品啤酒量（灌装后）为： 600÷8＝75吨

由此可算出每次投料量和其它项目的物料平衡：

成品啤酒量（罐装前） 75×1000÷（1—2％）÷1.012＝（L） 麦芽用量 ÷×75＝(kg） 大米用量 ÷×25＝（kg） 混合原料用量 ＋＝（kg） 热麦汁量 ÷×＝（L） 冷麦汁量 ÷×＝（L）

湿糖化糟量 ÷100×＝7377.04 kg 湿酒花糟 51＝（kg） 发酵液量 ÷×＝（L） 过滤酒量÷×＝（L）

酒花耗用量 （×17×)÷10000=1（kg）

由于旺季产量占到全年产量%，由此可算得全年产量 (×8×160)÷%=×10(L)

年实际产量为：×10×1011.5=（万吨）

/m）

全年混合原料需要量：×8×160÷%=×10（kg） 全年麦芽耗量： ×8×160÷%=×10（kg） 全年大米耗量：×8×160÷%=×10（kg） 全年酒花耗量： 1×8×160÷%=328204（kg） 热麦汁量： ×8×160÷%=1×10（L） 冷麦汁量： ×8×160÷%=×10（L）

6

66

6

6

3

7

7

全年湿糖化糟量：×8×160÷%=×10（kg） 全年湿酒花糟量：×8×160÷%=×10（kg） 全年发酵液量：×8×160÷%=×10（L） 全年过滤酒量：×8×160÷%=×10（L）

把上述的有关的啤酒糖化间的三项物料衡算结果整理成物料衡算表，如表1.2：

表 啤酒厂酿造车间物料衡算表

物料名称

单位

对100kg混合原料 100 75 25

3

66

5

6

100L 11°淡色啤

酒

100

糖化一次定额量

150000t/年啤酒生产

×106 ×106 ×106 328204 1×106 ×106 ×106 ×105 ×106 ×106 151×106

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

kg kg kg kg L L kg kg L L L

3 啤酒厂糖化车间的热量衡算 3.1糖化工艺流程图

本设计采取二次煮出糖化法，其工艺流程示意图如下所示，其中的投料量为糖

化一次的用料量。

糊化锅 糖化锅 自来水，18℃

麦芽粉571.6kg

麦芽粉

8002.45kg，℃，

热水，50℃

↓10min

↓13min t0℃ 63℃，60min

70℃ ↓5min

↓12min 7min 70℃，25min

90℃，20min 100℃，40min ↓20min 过滤糖化结束78℃ 100℃，10min 麦槽90min

麦汁 煮沸锅回旋沉淀槽 薄板冷却器冷麦汁 煮沸温度10% ↓ ↓ 酒花酒花糟 冷凝固物去发酵罐 热凝固物

[2]

3

(1)根据工艺，糊化锅加水量为

G1=(G糖化一次大米粉量+G糊化锅加入的麦芽粉量)

=（+×20%）× 4.5=g

式中，糊化锅加入的麦芽粉量为大米量的20%，。 ，糖化一次加入糖化锅的麦芽粉量为

﹣×20%=

则糖化锅加水量 G2=×3.5=g

(3)糖化总用水量为： GW=G1+G2=+=g

(4)自来水平均温度取t1=18℃，而糖化配料用水温度t2=50℃，则定性温度为34℃，查资料知，水在34℃时，比热容cW为4.174kJ/（kg·K） 故耗热量为：

Q1=(G1+G2)cW(t2-t1)

6

=74×（50-18）=×10（kJ）

[3]

3耗热量Q2

由糖化工艺流程可知

Q2=Q2+Q2 +Q2

1.糊化锅米醪由初温t0加热至100°C耗热Q2 Q=G米醪C米醪（100-t0） （1） 计算米醪的比热容c

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c0kg/（kg·K） c麦芽kJ/(kg·K)

c大米=0.01[（100-10）×1.55+4.18×1013kJ/( kg·K)

G大米c大米G麦芽c麦芽G1cwc米醪=G大米G麦芽G1 2858.021.8132858.02201.7115433.314.1742858.022858.022015433.31 = =3.74kJ/( kg·K)

G米醪=G大米+G′麦芽+G1=+×20%+=g （2）米醪的初温t0

设原料的初温为18°C，而热水为50°C，则

（G大米c大米G麦芽麦芽c）18G1cw50 t0=G米醪c米醪（2858.021.812858.02201.71）1815433.314.1745018862.933.74= =°C

（c）把上述式子结果代回Q=G米醪c米醪（100-t0）得

Q2=×3.74（100-）=3722784.09 kJ

(2)煮沸过程蒸汽带出的热量Q2

设定糊化时间为40min，蒸发强度为5%，则蒸发水分量为：

GV1=G米醪×5%×40/60=×0.05×40/60=kg

故

Q2= GV1·I=×2258.4=J

式中，I=2258.4kJ/kg，为煮沸温度（约100°C）下水的汽化热（kJ/kg）

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%，则热损失

Q2为

Q2=15%（Q2+Q2）=15% ×（+）=

由上述结果得

Q2=Q2+Q2+Q2==5.914×10kJ

6

3.1.3第二次煮沸前混合醪升温至70°C的耗热量Q3

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约为63℃，故混合前先从100℃冷却到中间温度t0。 （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 c麦醪=G麦芽c麦芽G2cWG麦芽G28574.051.7128008.564.1748574.0528008.56=J/( kg·K)

G麦醪=G麦芽+G2

则麦醪和米醪混合比热容为

G麦醪c麦醪G米醪c米醪c混合=G麦醪G米醪36582.613.6018862.933.7436582.6118862.93=J/( kg·K)

则可算得麦醪温度为：

G麦芽c麦芽18G2cW50t麦醪=G麦醪c麦醪 2858.02201.711828008.564.1745036582.613.60==44.52℃

（2）米醪的中间温度t

根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪合并前后的焓不变，则米醪的中间温度为：

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 55445.513.656336582.613.6044.5218862.933.74==℃

其中，G混合=G米醪+G麦醪=+=g。

℃比煮沸温度100℃℃，考虑到米醪由糊化锅到糖化锅输送过程中的热损失，可不必加中间冷却器。 （3）由上述结果的Q3

Q3=G混合c混合（70-63）=××7=1.42×10kJ 3

由糖化工艺流程可知：Q4=Q4+Q4+Q4 1、混合醪升温至沸腾所耗热量Q4 （1）经第一次煮沸后米醪量为

G′米醪=G米醪﹣GV1=﹣=1kg

故进入第二次煮沸的混合醪量为

G混合=G′米醪+G麦醪=1+=

（2）根据工艺糖化温度为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）54816.75854816.75100G混合30[10070]×100%==26.7%

6

故

Q4=26.7%G混合c混合(100-70)=26.7%×××30=

（3）二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q″4

煮沸时间为10min，煮沸强度5%，则蒸发水分量为：

GV2=G混合×5%×10/60 =×5%×10/60=

Q=I·G=2257.2×=kJ 4V2

（4）根据经验公式Q4=15% (Q4+Q4)得

Q×（16029.91+kJ 46

Q4 =1.15(Q4+Q4) =×（16029.91+1031111.5） ==×10(kJ)

3

设洗糟水平均温度为80°C，每100Kg原料用水450Kg，则用水量为：

G洗=G原料×450100=×450100

故

Q5=G洗cw（80-18）=74×62=1×10（KJ）

3

Q6=Q6+Q6+Q6

（1） 麦汁升温至沸点耗热量Q6

由糖化物料衡算表可知，100Kg混合原料可得到kg热麦汁，并设过滤完毕麦汁温度为70°C。则进入煮沸锅的麦汁量为： G麦汁=G原料×100=×100（kg）

G麦芽c麦芽G大米c大米G原料cw6.4G原料.46

又c麦汁= kJ/( kg·K)

故Q6=G麦汁C麦汁（100-70）=×3.84×30=×10 （kJ）

6

（2） 煮沸过程蒸发耗热量Q6

煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发水分为：

GV3=G麦汁×10%×1.5=×10%×1.5=

故

Q6=IGV3=2257.2×=2×10（KJ）

6

（3） 根据经验公式热损失Q6为：Q6=15%（Q6+Q6）

因此Q6=115%（Q6+Q6）=115%×(×10+2×10)=×10（kJ）

6

6

6

3

Q总=Qi16i=×10+5.914×10+1.42×10+×10+1×10+×10=×10kJ

6666666

4糖化蒸汽耗用量计算

使用表压为0.3Mp的饱和蒸汽，热焓为I1=2728.1kJ/kg，相应冷凝水焓为I1=588.2kJ/kg，热气效率η=95 %，则

6

D=Q总/[(I1- I1)η×10÷﹣588.2）÷J

4.2 糖化小时最大蒸汽耗用量Dmax

糖化操纵中，麦汁煮沸时耗热量最大，已知煮沸时间1.5h，热效率95 %，则

Qmax=Q6÷÷95 %×10÷÷95 %J 相应最大蒸汽消耗量为 Dmax=Qmax/(I1- I1÷﹣ 4.3 吨酒蒸汽耗用量

根据生产设计，旺季糖化次数为160×8=1280次，啤酒75×1280=96000吨，占全年产量 %。则全年蒸汽消耗量为

D每年=D×1280÷×1280÷0.=71129740kg

吨酒蒸汽耗用量：D吨酒=D每年/(96000÷%

旺季日蒸汽消耗量：D每天=D×8=355.87=284518.96 kg/d 4.4 150000t/年啤酒厂糖化总热量衡算表

名 称 蒸汽

规格（Mp）

吨酒消每小时最每昼夜消年消耗量

大消耗量耗量/kg 耗/kg /kg

/kg

6

71129740

5工艺耗水量计算（含冷却水）

糖化锅加水比例1：3.5，糊化锅加水比例1:4.5，混合原料每次加入量为

11432.07kg，其中，糊化锅加料量为3429.6kg，糖化锅加料量为8002.45kg。 × ×

糖化用水时间为0.5h，因此 ÷

5.2 洗槽水用量

每100kg混合原料洗槽水用量为450kg，则洗槽水用量为

÷100×

糖化室及设备洗刷用水单次定为25吨，清洗时间为2h，则

5.4 澄清槽洗刷用水

单次洗涮用水定为9吨，时间0.5小时，则

洗涮最大用水量=9/0.5=18吨/h

5.5 CPI装置洗涤用水

定一次洗涤用水7吨，0.5小时，则

最大用水量=7/0.5=14吨/h

定一次洗刷用水为5t，地面洗刷用水3t，时间1.5h，则

定一次用水为12t，地面洗刷用水3t，时间1h，则

最大用水量=12+3=15t/h

每天刷洗清酒罐4个，用水量15t，地面清洗用水3t，时间1h，则

最大用水量=15+3=18t/h

洗瓶机最大生产能力按20000瓶/h计，单瓶清洗用水1.5kg，则总用水量为

20000×1.5=30000kg=30t/h

5.10 杀菌机用水

杀菌机单瓶用水量1kg，总耗水量

20000×1=20000t/h=20t/h

地面洗刷用水15t，时间0.5h，

最大用水量=15/0.5=30t/h

5.12 鲜啤酒桶洗刷用水量

鲜啤酒桶容量30kg/桶，洗刷用水为其1.5倍，即为45kg。

以上未计算的其他用水如管道、其他地面等，每班计20t，用水时间2h，则

每小时用水量=20/2=10t/h

6150000t/年啤酒厂发酵车间耗冷量计算

啤酒发酵工艺有上面发酵和下面发酵两大类,下面发酵又有传统的发酵槽和锥形罐发酵等的分类。此外，分歧的发酵工艺，耗冷量也分歧。本设计以目前我国应用最普遍的锥形罐发酵工艺进行150000t/年啤酒的耗冷量计算。 6.1发酵工艺流程示意图：

冷却锥形罐发酵过冷却至－1℃贮冷麦汁（6℃） 94℃热麦汁酒过滤清酒罐

6.2、工艺技术指标及基础数据

年产11淡色啤酒150000t；

旺季160天，每天糖化8次；淡季120天，每天6次，每年共糖化2000次；

主发酵时间6天；

4锅麦汁装1个锥形发酵罐；

11Bx麦汁比热容c1＝4.0kJ/（kg·.K）；

冷媒用15％酒精溶液，比热容可视作c2＝4.18 kJ/（kg.·K）； 麦芽糖厌氧发酵热q＝613.6kJ/kg； 麦芽发酵度60％。

根据发酵车间耗冷性质，可分成工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即： Q=Qt+Qnt

7 工艺耗冷量Qt

7.1工艺技术指标及基础数据

年产11淡色啤酒150000t；

旺季160天，每天糖化8次；淡季120天，每天6次，每年共糖化2000次；

主发酵时间6天；

4锅麦汁装1个锥形发酵罐；

11Bx麦汁比热容c1＝4.0kJ/（kg·.K）；

冷媒用15％酒精溶液，比热容可视作c2＝4.18 kJ/（kg.·K）； 麦芽糖厌氧发酵热q＝613.6kJ/kg； 麦芽发酵度60％。

根据发酵车间耗冷性质，可分成工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即： Q=Qt+Qnt

7.2麦汁冷却耗冷量Q1使用一段式串联逆流式麦汁冷却方法，冷却介质为2℃的冷却水，出口温度为85℃。糖化车间送来的热麦汁温度为94℃，冷却至发酵起始温度6℃。

根据啤酒生产品料衡算表，可知每糖化一次得热麦汁L，而相应的热麦汁

3

密度约24kg/m,故麦汁量为：

G麦汁24＝（kg）

又知11°麦汁比热容c1＝4.0kJ/（kg·K），工艺要求在1h内完成冷却过程，则所耗冷量为：

Q1＝Gc（t1－t2）/1 ＝4.0×（94－6）/1 ＝ kJ/h≈29.55×10kJ/h

式中t1和t2－－分别为麦汁冷却前后温度（℃）和冷却操纵过程时间（h） 根据设计结果，每个锥形发酵罐装4锅麦汁，则麦汁冷却每罐耗冷量： Qf＝4Q1＝4×＝118197179（kJ）

6

相应的冷冻介质（2℃的冷水）耗能为：

Q129549294.7cm(t'2t'1)＝4.1885-2＝63051.45（kg/h）

M1＝式中t´1和t´2－分别是冷冻水的初温和终温（℃） cm－水的比热容,为4.18 kJ/（kg·K） 7.3发酵耗冷量Q2

（1）发酵期间发酵放热Q＇2

假定麦汁固形物均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵放热量为613.6 kJ/kg。设发酵度为60％，则1L麦汁放热量为： q011％60％＝40.50（kJ）

根据物料衡算，每锅麦汁的冷麦汁量为L，则每锥形罐发酵放热量为：

Q´04＝（kJ）

由于工艺规定主发酵时间为6天，每天糖化8锅麦汁，并考虑到发酵放热不服衡，取系数1.5，忽略主发酵期的麦汁温升，则发酵高峰期耗冷量为：

Q'01.56 Q´2=2464=(kJ/h)

（2）发酵后期发酵液降温耗冷Q

\"

2

主发酵后期，发酵液温度从6℃缓慢降至－1℃，每天单罐降温耗冷量为： Q0＝4G麦汁·c1[6－(-1)]＝44.0 7＝（kJ） （ 11°麦汁比热容c1＝4.0kJ/（kg·K）） 工艺要求此过冷过程在2天内完成，则耗冷量为 Q2＝1.5 Q0/(242)=×÷（24×（kJ/h） (3)发酵总耗冷量Q2

Q2＝Q´2 +Q2＝+＝（kJ/h）=×10（kJ/h） (4)每罐发酵耗冷量Q0

Q0＝Q´0+Q0＝+≈×10（kJ）

(5)发酵用冷媒耗（循环量）M2发酵全过程冷却用稀酒精液作冷却介质，进出口温度为-8℃和0℃，故耗冷媒量为：

M2=Q2/（cm×8）=/(4.18×8)=kg/h

\"

7

\"

5

\"

\"

\"

7.4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发酵，一般可重复使用5－7次，设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。冷却无菌水温为30℃，用－8℃的酒精液作冷却介质。

由上述条件，可得无菌水用量为： G´w=G冷麦汁6 1.0% 3

6 1.0% 3＝(kg/d)

式中为糖化一次的冷麦汁量（kg） 每班无菌水用量：

Gw＝G´w /3＝ /3＝（kg/班）

假定无菌水冷却操纵在2h内完成，则无菌水冷却耗冷量为： Q´3＝Gw cm（tw－t’w）/τ ＝4.18 （30－1）/2＝（ kJ/h）

每罐用于酵母洗涤的耗冷量为： Q3＝Gw cm（tw－t´w）/1.5＝4.18  ＝（kJ）=×105

（kJ）

所耗冷冻介质量为：

M3=Q3[cw(t2-t1)]/r=74×8)=(kg/h)

式中，t1和t2——冷冻酒精液热交换前后的温度，分别为-8℃和0℃ 7.5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12288h。根据工厂实践，年产150000t啤酒工厂酵母培养耗冷量为： Q´4＝167202（kJ/h）=1.67×105

（kJ/h） 对应的年耗量为：

Q4＝Q428810＝108

（kJ） 相应的高峰冷却介质循环量为：

M4 =Q4/[cw(t1-t2)]=16720274×8)

天，即=(kg/h)

7.6 发酵车间工艺耗冷量Qt 综上计算，可求算出发酵车间的工艺耗冷量为： Q＝tQi14i＝＋＋＋167202

7

＝10（kJ/h） 8 非工艺耗冷量

除了上述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，构成所为的非工艺耗冷量，下面分别进行衡算。 8.1 露天锥形罐冷量散失Q5 锥形罐啤酒发酵工厂几乎都是把发酵罐置于露天，由于太阳辐射，对流传热和传导等造成冷量散失，可根据前面介绍的低温设备，管道的冷量散失公式计算。通常这部分的冷量散失可由经验数据求取。根据经验，年产量15万吨啤酒厂露天锥形罐冷量散失在78000－180000KJ/t啤酒之间，若在南方亚热带地区设厂，可取最高值。故旺季每天耗冷量为：

Q´5＝Gb160000＝600160000＝×10（kJ/d）

7

式中 Gb――旺季成品啤酒日产量（t）Gb＝150000/20008=600（t）

若白日日晒高峰耗冷量为平均每小时耗冷量的2倍，则高峰耗冷量为： Q5＝2Q´5/24＝8×10（kJ/h）

冷媒（-8℃稀酒精）用量

M5 =Q5/[cm(t1-t2)]=8×10÷×(kg/h) 8.2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

6

6

酒厂设计时往往根据实验经验选取。通常，取Q6＝11%Qt，所以：

Q6＝11%Qt＝11％10＝3366000（kJ/h）

7

冷媒（-8℃稀酒精）用量

M6 =Q6/[cw(t1-t2)]=3366000÷×(kg/h) 非工艺总耗冷 Qnt＝Qi14i=8×10+336600=8336600（kJ/h）

6

9150000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表

将上述的计算结果，整理后可得到150000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算

表，如表2.5所示。

表 啤酒厂发酵车间冷量衡算表

耗冷分类耗冷项目每小时耗冷量 冷煤用量 每罐耗冷 年耗冷量

（kJ/h） （kg/h） （kJ）（kJ）

10

工麦汁冷却Q1 （M1） 118197179(Qf×10

79

艺发酵耗冷Q2 （M2）×10（Q0）×10 耗无菌水冷却Q3 ×10

88

冷酵母培养Q4 1010

9

量——×10

6710

非 锥形罐冷损Q5 8×10×10×10 工

8

艺管道等冷损Q6336600010080.26(M6)13400×10 耗

10

冷 非工艺总耗冷Qnt 8336600 34003.7 49×10

9