云雾渐消散11°P冷麦汁104.6385L中溶出物量11％×102.54×1.0442＝11.78 kg 麦汁真正发酵度为60％时，则可发酵的浸出物量11.78×60％＝7.07 kg 麦芽糖发酵的化学反应式 C12H22O11 + H2O→2 C6H12O6
2 C6H12O6 → 4 C2H5OH ＋ 4 CO2 ＋ 56 kcal
设麦芽汁中浸出物均为麦芽糖构成，
则CO2生成量 7.07×（4×44）/342 ＝3.64kg
其中，44为CO2分子量，342麦芽糖C12H22O11分子量
设11°P啤酒含CO2为0.4％，
酒中含CO2 100×1.012×0.4%＝0.4048 kg
释出CO2量 3.64－0.4048＝3.24kg
1m3 CO2在20℃常压下重1.832kg/ m3；
释放容积为3.24/1.832＝1.77 m3
2.1.
3. 年产10万吨11°P啤酒厂的物料衡算
5
生产旺季每天糖化7次，旺季以170天计，占年产量70％，淡季每天糖化4次，均留10天检修，以170天计。
则每年总糖化次数7×170+4×170＝1870次
10万吨11°P淡色啤酒糖化车间物料衡算：
旺季二、三季度，预留10天检修，按170天算，设每天糖化7次，共糖化1190次，旺季产量占全年70％（11°P淡色啤酒密度1012 kg/m3）
1.糖化1次成品酒定额量（10×104×103×103×70%）/（1012×1190）＝58126.02L
2.消耗混合原料58126.02×16.26/100＝9451.29 kg
3.麦芽9451.29×70％＝6615.9 kg
4.大米9451.29×30％＝283
5.39kg
5.酒花0.3×5812
6.02/100＝174.38 kg
6.热麦汁10
7.38×58126.02/100＝62415.72 L
7.冷麦汁102.54×58126.02/100＝59602.42 L
8.湿糖化糟 14.44×58126.02/100＝8393.40 kg
9.湿酒花糟 0.9×58126.02/100＝523.13 kg
10.发酵液101.52×58126.02/100＝59009.54 L
11.过滤液100.71×58126.02/100＝58538.71 L
12.成品酒100×58126.02/100＝58126.02 L
13.商品干酵母0.16×58126.02/100＝93 kg
14.CO2释放量 1.77×58126.02/100＝1028.83 m3
由前可得出整个物料衡算表：
表2—1全厂物料衡算表
物料名称单位100
㎏混合
原料
100L
10°淡色
啤酒
糖化
一次定额
10万
吨/年啤酒
生产
混合物料Kg 100 16.2
6
9451
.29
1.77
×107
6
麦芽Kg 70 11.3
8
6615
.9
1.24
×107
大米Kg 30 4.88 2835
.39
1.47×107
酒花Kg 1.8
5 0.3 174.
38
3.26
×105
热麦汁L 660
.42
107.
38
6241
5.72
1.17
×108
冷麦汁L 630
.70
102.
54
5960
2.42
1.11
×108
发酵液L 624
.39
101.
52
5900
9.54
1.10
×108
过滤液L 619
.39
100.
71
5853
8.71
1.09
×108
湿糖化糟Kg 88.
85
14.4
4
8393
.40
1.57
×107
湿酒花糟Kg 5.5
5 0.9 523.
13
9.78
×105
商品干酵母Kg 0.9
9 0.16 93 1.74
×105
游离CO2量m3 10.
85 1.77 1028
.83
1.92
×106
空瓶个966 157 9125
8
18099 5600
瓶盖个971 158 9184
18214 8200
商标张962 157 9125
8
18099 5600
成品啤酒L 615100 5812 1.09
7
.05 6.02 ×108
全年实际生产啤酒量为：1.09×108×1.012＝110308吨
2.2 热量衡算
2.2.1糖化用水耗热量Q1
根据工艺，糊化锅加水量为：G1=（3720+744）×4=17856 kg
糖化锅加水量为：G2 = 17856×3.5=33096kg
故糖化总用水量为：G = 17856+33096=50952 kg
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)
=50952×1×(50-18)=1885224 kJ
2.2.2由糖化流程可知：Q2 = Q2ˊ + Q2ˊˊ+ Q2ˊˊˊ
糊化锅内米醪由初温加热到100度耗热量：Q2、=G米醪C米醪（100-to）G米醪=3720+744+17856+22320 kg
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] [2] 进行计算。式中W为含水百分率，CO为绝对谷物比热容。
取 Co = 1.55 [kJ/（kg·K）]
C麦芽 = 0.01[（100-6）1.55 + 4.18 ×6] = 1.71[kJ /(kg·K]]
C大米 = 0.01 [（100-13）1.55 + 4.18 ×13]= 1.89 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
=3720×1.89+744×1.71+17856×4.2/(3720+744+17856)
=3.73[kJ/（kg·K）]
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
= (3720 ×1.89+744×1.71) ×18+17856×4.2×50/22320
×3.73=46.8 ℃
把上述结果代入得：Q2ˊ＝22320 ×3.73（100-46.8）
=4431466.4 kJ
8
2.2.3煮沸过程蒸汽带出的热量Q2ˊˊ
设煮沸时间为30分钟，蒸发量为每小时5%，则蒸发量为：V1= G米醪×5%×30/60=558 Kg
故Q2ˊˊ = V1 I=558×2257.2=1259517.6 kJ
式中：I 为煮沸温度（约为100℃）下水的汽化潜热（kJ/kg）[2]
2.2.4热损失Q2ˊˊ
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%，
即：Q2″′= 15%（Q2ˊ + Q2ˊˊ）[2]
把以上所得代入（1）式得：Q2=1.15（Q2ˊ + Q2ˊˊ）
=1.15（4431466.4+125917.6）=6544631.6 kJ
2.2.5第二次煮沸前混合醪液升温至70℃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应为63℃，故混合前米醪先从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℃热水配料，则麦醪的温度为：t麦醪= G麦芽C麦芽×18 + G2Cw/G麦醪C麦醪又由 G 麦醪=9456+33096=42550
C麦醪= G麦芽C麦芽 + G2Cw/G麦醪
=9456×1.71+33096×4.2/42552=3.64
把C麦醪=3.71代入上式得：t麦醪= 9456×1.71×18+33096×4.2×50/442552×3.64=46.7 ℃
（2）根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪混合前后的焓不变。
则米醪的中间温度为：G米醪＝22320－558＝21762kg
G混合＝42552＋21762＝64872kg
C混合= G麦醪C麦醪+ G米醪C米醪/G混合
=21762×3.73+42552×3.65/64872
=3.67 [kJ /（kg·K）]
则 t=（64872×3.67×63－42552×3.64×46.6）/21762×3.73=96.3℃
因为这个温度比煮沸温度低3.7℃，考虑到米醪由糊化过到糖化锅输送过程的热损失，可以不必加中间冷却器。
9
所以 Q3=G混合C混合（70-63）＝64872×3.67×（70－63）
＝1666561.7 kJ
2.2.6第二次煮沸混合醪的耗热量Q4
由糖化工艺流程可知：Q4 = Q4ˊ + Q4 ˊˊ+ Q4ˊˊˊ
混合醪升温至沸腾所耗热量 Q4ˊ
根据工艺，第二次并醪后的温度为74℃，则送到第二次沸腾的混合醪量为GⅡ
由物料衡算关系：
(GⅡ- V2)×C混合×100＋（G混合－GⅡ）×C混合×70＝（G混合- V2）C 混合×78
由于第二次煮沸过程时间不长，且送过去煮沸的混合醪量不多，在此忽略V2不记，则上式变为：
(GⅡ- V2)×G混合×100＋（G混合－GⅡ）×C混合×70＝G混合×78 GⅡ＝（78－70）/（100－70）C混合=26.7% G混合C混合
由前面的计算过程知：
G混合＝64872 kg C混合＝3.67 kJ/(kg·K)
10
故 Qˊ4＝26.7％G混合C混合(100-70)=26.7%×64872×3.67×30 =1907022.7 kJ
1.二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4ˊˊ
煮沸时间为10分钟，蒸发强度为5%，则蒸发水分量为：
V2=26.7%×64872×5%×10/60=144.3 kg
故Qˊˊ4=I× Qˊˊ4=2257.2×144.3=325804.7 kJ
式中 I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓（kJ / kg）
2.损失Q4ˊˊˊ，根据经验Q4ˊˊˊ=15%（Qˊ4 + Qˊˊ4）
把以上所得代入（1）得：Q4=1.15（Qˊ4 + Qˊˊ4）
=1.15（1907022.7+325804.7）=2567751.5 kJ
3.槽水耗热量Q5
设洗槽水平均温度为80℃，每100千克原料用水450 kg，
则用水量为：G洗=1.36×104×450/100=61200 kg
故Q5=G洗Cw（80-18）=61200×4.2×62=15936480 kJ
2.2.7麦芽煮沸过程中耗热量Q6
Q6 = Qˊ6 + Q6ˊˊ + Q6 ˊˊˊ
由糖化物料衡算表可知，100千克混合原料可得到575.6千克热麦汁，设过滤过程完毕麦汁温度为70度，则进入煮沸锅的麦汁量为：
G麦汁=1.36×104×575.6/100=78281.6 kg
又C麦汁=10200×1.71+3710×1.89+13600×4.2×6.2/40063×7.2
=3.85 [kJ /（kg·K）]
故Q6ˊ=G麦汁C麦汁（100-70）=78281.6×3.85×（100-70）
=9041524.8 kJ
2.2.8煮沸过程中蒸发耗热量Qˊˊ6
煮沸强度为10%，时间为1.5小时
则蒸发水分为：V3=78281.6×10%×1.5=11742.2 kg
Q6ˊˊ=11742.2×2257.2=26504493.8 kJ
热损失Q″′6=15%（Qˊ6+Qˊˊ6）
故 Q6=1.15（Q16+Q116）=1.15×（9041524.8+26504493.8）
11
=40877921.4kJ
糖化一次总耗热量：Q总= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6
=1855224+6544631.6+1666561.7+2567751.5+15936480+40877921.4
=67778570.2kJ
糖化一次耗用蒸汽量D
使用表压为0.3Mpa的饱和蒸汽，Ⅰ=2725.3 kJ / kg
则D=Q总/（I-i）η其中i为相应的冷凝水的焓（561.47 kJ / kg）
η为蒸汽的的热效率，取η=95%
则D=67778570.2/（2725.3-561.47）×95%=32972 kg
在糖化过程的各步骤中，麦汁煮沸耗热量Q7为最大，且知道煮沸时间为90分钟，热效率为95%，故
Qmax=40877921.4/1.5×95%=28686260.6 kJ /h
相应的最大蒸汽耗量 D=28686260.6/I-i=13257 kg /h
2.2.9蒸汽单耗Ds
根据设计，每年糖化次数为1300次，共生产啤酒98814吨，
年耗蒸汽总量为：Dr=32972×1300=42863600 kg
每吨啤酒成品耗蒸汽Ds（对糖化）
Ds=42863600/98814=433kg /t啤酒
每昼夜耗蒸汽量（按生产旺季酸算）为
Dd=32972×5=164860 kg /h
表4-2 蒸汽耗量表
12
2.2.10糊化，糖化设备
采用不锈钢的糊化锅和糖化锅，而且是球形锅底便于清洗和料液排尽。锅内装有螺旋浆搅拌器及挡板。糊化锅升温速度达0.5℃/min。糖化锅的升温速度达1℃/min。采用点状加热夹套。因为它从加热效果上优于弧形盘管加热器。糖化锅的容积为25m3，糊化锅的容积为18m3。采用的是常压蒸煮。
第3章糖化锅的计算及设备
3.1糖化锅的计算
糖化锅一次投料为64872 kg 则：
V有=64872/1.0925×1000=59.4 m3
式中：1.0925为混合醪液的比重
取填充系数为70％，则：V总=59.4/0.6=84.8m3
由V总=πD2H/4 （糖化锅径高比取：2：1）
则，V总=πD3/8 D=（8V总/π）1/3=6.0 m
由径高比2：1，得H=D/2=3 m
由前述糊化锅计算可知：K=1714.7（kJ /h×℃×m2）
又：Δt=132.88-78=54.88 ℃
又知道糖化过程中，最大耗热量为：2567751.5kJ
F=2567751.5/(1714.7×54.88)=27.29 m2
S=πr2=3.14×(6/2)2=23.26 m2>27.29 m2
3.2糊化，糖化设备
采用不锈钢的糊化锅和糖化锅，而且是球形锅底便于清洗和料液排尽。锅内装有螺旋浆搅拌器及挡板。糊化锅升温速度达0.5℃/min。糖化锅的升温速度达1℃/min。采用点状加热夹套。因为它从加热效果上优于弧形盘管加热器。糖化锅的容积为25m3，糊化锅的容积为18m3。采用的是常压蒸煮。
第四章三废处理及综合利用
麦芽制造和啤酒酿造的生产过程中，会产生很多副产物（见表2-3），主要有：麦芽的根芽、糖化的麦槽、和废酒花槽、冷却的沉淀蛋白质、发酵的剩
13
余酵母和CO2等。表1－3
合理的利用这些副产物，能有效地降低生产成本，减少污染，有一定的社会和经济效应。
