余立刚-课程设计计算(2)

3.3 发酵工艺

冷却后的麦汁添加酵母以后，便是发酵的开始，整个发酵过程可以分为：酵母恢复阶段，有氧呼吸阶段，无氧呼吸阶段。酵母接种后，开始在麦汁充氧的条件下，恢复其生理活性，以麦汁中的氨基酸为主要的氮源，可发酵性糖为主要的碳源，进行呼吸作用，并从中获取能量而发生繁殖，同时产生一系列的代谢副产物，此后便在无氧的条件下进行酒精发酵。

第4章 工艺计算

4.1 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）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化槽和酒花槽）等。 表3-1啤酒生产基础数据 项目 名称 百分比﹪ 说明 定额 原料利用率 98 指标 麦芽水分 6 无水麦芽浸出率 78 原料 麦芽 100 冷却损失 7 损 发酵损失 2 对热麦汁而失 言 率 过滤损失 1 装瓶损失 2 总损失啤酒总损失率 12 对热麦汁而率 言

4.1.1 100kg原料的物料衡算 100kg原料：

根据表1可得到原料收得率分别为： 原料麦芽收得率为：

0.78×(100%－6%)=73.32%

由上述可得100kg麦芽原料可制得的10°麦汁量为：

（73.32%×100）÷10%=733.2（Kg)

1.酒花耗用量：对啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%， 故酒花耗用量为：

733.2×0.2%=1.4664（Kg）

又知10°麦汁在20℃时的相对密度为1084kg/m3，而100℃热麦汁体积为20℃时的1.04倍，故

2.热麦汁（100℃）体积为：

(733.2÷1.084)×1.04=703.44 (L)

3.冷麦汁量为：

703.44×（1－0.07）=654.198（L）

4.发酵液量为：

654.198×（1－0.02）=641.12（L）

5

5.过滤酒量为：

641.12×（1－0.01）=634.70（L）

6.成品啤酒量为：

634.70×（1－0.02）=622.01（L）

7.湿糖化糟量 设啤酒厂排出的湿麦芽糟水分含量为80%，则湿麦芽糟量为：

[(1－0.06)(100－78)／(100－80)]×100＝103.4（Kg）

8..酒花糟量 设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为45%，且酒花糟水分含量为82%，则酒花糟量为：

[(100－45)／(100－82)]×1.4664＝4.4807（Kg）

4.1.2 100L啤酒的物料衡算

根据上述衡算结果知，100kg麦芽原料可生产10°啤酒622.01L，故可得下述结果：

1.生产100L10°啤酒需耗混合原料量为：

100×100／622.01=16.08（Kg）

2.麦芽耗用量为：

16.08×100%=16.08（Kg）

3.酒花耗用量：对淡爽啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%， 故酒花耗用量为：

(733.2/622.01)×100×0.2%=0.2358（Kg）

4热麦汁量为：

(16.08/100)×703.44=113.11（L）

5.冷麦汁量为：

(16.08/100)×654.198=105.195（L）

6.发酵液量：

(16.08/100)×641.12=103.09（L）

7.过滤酒量：

(16.08/100)×634.70=102.06（L）

8.成品酒量：

(16.08/100)×622.01=100.02（L）

9.湿糖化糟量 设啤酒厂排出的湿麦芽糟水分含量为80%，则湿麦芽糟量为：

[(1－0.06)(100－78)／(100－80)]×16.08＝16.627（Kg）

故湿糖化糟量为:15.66Kg

10.酒花糟量 设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为45%，且酒花糟水分含量为82%，则酒花糟量为：

[(100－45)／(100－82)]×0.2358＝0.7205（Kg）

4.1.3 500L/d 10°啤酒酿造车间物料衡算表

把上述的有关啤酒糖化生产车间的三项物料衡算计算结果整理成物料衡算表，见表3-2：

则糖化一次生产的成品啤酒的量为：500×1.012=506Kg 年产啤酒的量为：500×300=150000L 以此类推可得如下

6

表3-2 啤酒厂酿造车间物料衡算表 物料 单位 100k混合 原料 麦芽 kg 100 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 L L kg kg L L L 1.4664 703.44 654.198 103.4 4.4807 641.12 634.70 622.01 100L10°啤酒 16.08 0.2358 113.11 105.195 16.627 0.7205 103.09 102.06 100.02 糖化一次定额量 80.40 1.179 565.55 525.975 83.135 3.6025 515.45 510.30 500

4.2 热量衡算

4.2.1 糖化用水耗热量Q1

1.取糖化锅中料水比为1:3.5，则糖化锅加水量为：

Gw=80.40×3.5=281.40kg

2.自来水的平均温度取t1=15℃,而糖化配料用水温度t2=45℃,故耗热量为：

Q1=GwCw（t2-t1）=281.40×4.18×（45-15）=35287.56 KJ

4.2.2 醪液煮沸耗热量Q2

1.(1)计算米醪的比热容G米醪根据经验公式

G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麦缪=（80.40×1.71＋281.40×4.18）／（80.40＋281.40）=3.631KJ/（Kg·K） (2)麦醪的初温t0

设原料的初温为15℃，而热水为45℃，则 G麦缪=G麦芽+G水=80.40+281.40=361.8Kg

T0=（80.40×1.71×15＋281.40×4.18×45）／(361.8×3.631)=44.55℃ 把上述结果代入上式中，得：

Q21=361.8×3.631×（100-44.55）=72844.43(KJ)

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%，则蒸发水量为：

7

故：V1=361.8×5%×40÷60＝12.06Kg

Q22=12.06×2257.2＝27221.832(KJ)

式中，I表示煮沸温度（约为100℃）下水的汽化潜热为2257.2kJ/kg

3..热损失Q23

第一次煮沸过程的热损失约为前两次的耗热量的15%，即： Q23=15%×（Q21＋Q22）=15%×（72844.43＋27221.832）=15009.94(KJ)

由上述结果得：

Q2＝Q21＋Q22＋Q23＝72844.43＋27221.832＋15009.94=115076.202(KJ)

4.2.3洗槽水耗热量Q3

设洗槽水平均温度为80℃，每100Kg原料用水450Kg，则用水量为 G洗=80.40×450/100=361.8kg

Q3= G洗Cw（80-18）=361.8×4.18×（80-15）=98301.06KJ

4.2.4 麦汁煮沸过程耗热量Q4

1.麦汁升温至沸点耗热量Q41

由表3-2啤酒厂酿造车间物料衡算表可知，100kg混合原料可得到703.44kg热麦汁，并设过滤完毕麦汁温度为70℃，则进入煮沸锅的麦汁量为： G麦汁=80.40×703.44/100=565.57kg G水=565.57×6.4=3619.648kg

C麦汁=（565.57×1.71+3619.648×4.18）/（565.57+3619.648）=3.85KJ/(kg·K) 故

Q41= G麦汁C麦汁（100-70）=565.57×3.85×(100-70)=65323.335KJ

2.煮沸过程中蒸发量Q42

煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发水分为

V2= G麦汁×10%×1.5=565.57×10%×1.5=84.8355kg Q42=IV2=2257.2×84.8355=191490.69KJ

3.热损失为Q43（约为升温煮沸过程中的耗热量的15%）

Q43=15%(Q41+Q42)=15%×(65323.335+191490.69)=38522.10KJ

4.计算Q4

Q4=Q41+Q42+Q43=65323.335+191490.69+38522.10=295336.125KJ

4.2.5 糖化一次总耗热量Q总

Q总=Q1+Q2+Q3+Q4=35287.56 ＋115076.202＋98301.06+295336.125=544000.947KJ

4.2.6糖化一次耗用蒸汽量D

使用表压0.3MPa的饱和蒸汽，I=2725.3KJ/Kg,则：

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D=Q总/(I-i)η=5 …… 此处隐藏：2921字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……