啤酒工艺计算.docx

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啤酒工艺计算

第三章工艺计算

3.1.1物料横算基础数据

根据表3-1的基础数据，先进行100kg原料生产11°P啤酒的物料衡算，然后进行100L11°P啤酒的物料衡算，最后进行800吨/天啤酒厂的物料衡算表3-1啤酒生产基础数据

项目

名称

百分比﹪

说明

定

额

指

原料利用率

98.5

麦芽水分

5.0

大米水分

12

无水麦芽浸出率

75

标

无水大米浸出率

95

原料

麦芽

70

配比

大米

30

冷却损失

5.0

损

发酵损失

1.5

对热麦汁而言

失

率

过滤损失

1.0

装瓶损失

1.0

总损失率

啤酒总损失率

8.5

对热麦汁而言

3.1.2100㎏原料生产10°P啤酒的物料衡算

热麦汁量

根据表2-1可得原料收得率分别为：

原料麦芽收得率为：

0.75（100-5）÷100=71.25%

原料大米收得率为：

0.95（100-12）÷100=83.6%

混合原料收得率为：

（0.7×71.25%+0.3×83.6%）×98.5%=73.83%

由上述可得100kg混合原料可制得10°P热麦汁量为：

（73.83÷10）×100=738.3（kg）

查《啤酒工业手册》得10°P麦汁在20°C的密度为1.04kg/L。

热麦汁比20°C时的麦汁体积增加1.04倍。

故，

1.热麦汁（100°C）体积为：

738.3÷1.04×1.04=738.3（L）

2.冷麦汁量为：

738.3×（1-0.05）=701.38（L）

3.发酵液量为：

701.38×（1-0.015）=690.86（L）

4.过滤酒量为：

690.86×（1-0.01）=683.95（L）

5.成品啤酒量：

683.95×（1-0.01）=677.11（L）

3.1.3生产100L10°P啤酒的物料衡算

根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产10°P淡色啤酒约故可得下述结果：

1.生产100L10°P淡色啤酒需耗混合原料量为：

100÷677.11×100=14.77（kg）

2.麦芽耗用量：

14.77×70%=10.34（kg）

3.大米耗用量：

14.77×30%=4.43（kg）

4.酒花耗用量：

对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故酒花耗用量为

738.3÷677.11×100×0.2%=0.218（kg）

同理，100kg原料耗酒花：

677.11÷100×0.218=1.48（kg）

5.热麦汁量：

738.3÷677.11×100=109.04（L）

6.冷麦汁量：

而100°C

677.11L，

701.38÷677.11×100=103.58（L）

7.发酵液量：

690.86÷677.11×100=102.03（L）

8.滤过酒量:

683.95÷677.11×100=101.01（L）

9.成品酒量：

677.11÷677.11×100=100（L）

10.湿糖化糟量：

设排出的湿麦糟含水分80%

湿麦芽糟量：

[（1-0.05）（100-75）/（100-80）]

×10.34=12.28（kg）

湿大米糟量：

故湿糖化糟量：

[（1-0.12）（100-95）/（100-80）]

12.28+0.97=13.25（kg）

×4.43=0.97（kg）

同理，100kg原料产生湿糖化糟：

677.11÷100×13.25=89.72（kg）

11.酒花糟量：

设酒花在麦汁中的浸出率为40%，酒花糟含水分以80%计，则酒花糟量为：

（10040）100

（10080）100

同理，100kg原料产生湿酒花糟：

677.11÷100×0.654=4.43（kg）

12.酵母量（以商品干酵母计）

生产100L啤酒可得2kg湿酵母泥，其中一半作生产接种用，一半作商品酵母用，即为1kg。

湿酵母泥含水分85%

酵母含固形物量：

1×（100-85）÷100=0.15（kg）

则含水分7%的商品干酵母量：

0.15×100÷（100-7）=0.16（kg）

13.二氧化碳量：

因10°P冷麦汁密度为1.04kg/L，则103.58L冷麦汁质量为：

103.58×1.04=107.72（kg）

所以，10°P冷麦汁中浸出物量：

103.58×10%=10.36（kg）设麦汁的真正发酵度为80%，则可发酵的浸出物量：

10.36×80%=8.29（kg）麦芽糖发酵的化学反应式为：

C12H22O11+H2O→2C6H12O6

2C6H2O6→4C2H5OH+4C2O+56KJ

设麦芽汁中的浸出物均为麦芽糖构成，则CO2生成量：

8.29×4×44÷342=4.27（kg）

式中44—CO2分子量

342—麦芽糖（C12H22O11）分子量

设10°P啤酒含CO2为0.4%啤酒中其含量有：

103.58×0.4%=0.41（kg）则释放出的CO2量：

4.27-0.41=3.86（kg）

而1m3CO2在20°C常压下重1.832kg

故释放出的CO2的体积为：

3.86÷1.832=2.11m3

3.1.4日产800吨10°P啤酒糖化车间物料衡算

生产旺季以150天计，占总量的80%，日产量800吨，则年产量为:

设生产旺季每天糖化6次，旺季总糖化次数为6×150=900次（淡季根据需要酌情调整糖化次数），可算得每次糖化可产成品啤酒量（灌装后）为：

800÷6=133.3（吨/次）

由此可以算出每次投料量和其他项目的物料平衡：

1.成品啤酒量（罐装前）：

133.3×1000÷（1-1%）÷1.010=133313.3（L）

2.麦芽用量：

133313.3÷677.11×70=13782.0（kg）

3.大米用量：

133313.3÷677.11×30=5906.6（kg）

4.混合原料用量：

13782.0+5906.6=19688.6（kg）

5.热麦汁量：

133313.3÷677.11×738.3=145360.7（L）

6.冷麦汁量：

133313.3÷677.11×701.38=138091.7（L）

7.湿糖化糟量：

133313.3÷677.11×89.72=17664.6（kg）

8.湿酒花糟量：

133313.3÷677.11×4.43=872.2（kg）

9.发酵液量：

133313.3÷677.11×690.86=136020.5（L）

10.过滤酒量：

133313.3÷677.11×683.95=134660.0（L）

11.酒花量：

133313.3÷677.11×1.48=291.40（kg）

由于生产旺季占到全年产量的80%，由此可算得全年产量：

133313.3×6×150÷80%=15.0×107（L）

年实际产量为：

15.0×107×1010=15.15（万吨）

以单次糖化生产做基准，可算得各个项目全年状况如下：

1.全年混合原料需要量：

19688.6×6×150÷80%=22.15×106（kg）

2.全年麦芽耗用量：

13782.0×6×150÷80%=15.50×106（kg）

3.全年大米耗用量：

5906.6×6×150÷80%=6.64×106（kg）

4.全年酒花耗量：

291.40×6×150÷80%=3.28×105（kg）

5.热麦汁量：

145360.7×6×150÷80%=16.35×107（L）

6.冷麦汁量：

138091.7×6×150÷80%=15.54×107（L）

7.全年湿糖化糟量：

17664.6×6×150÷80%=19.87×106（kg）

8.全年湿酒花糟量：

872.2×6×150÷80%=9.81×105（kg）

9.全年发酵液量：

136020.5×6×150÷80%=15.30×107（L）

10.全年过滤酒量：

134660.0×6×150÷80%=15.15×107（L）

11.全年成品啤酒量：

133313.3×6×150÷80%=15.0×107（L）

把前述的有关啤酒物料衡算计算结果整理见下表：

表3-2发酵车间物料衡算表

物料名称

单

位

对100㎏混合原料

对100L

10°P啤酒

糖化一次定额

15万吨/年啤酒生产

混合原料

㎏

100

14.77

19688.6

22.15×106

麦芽

㎏

70

10.34

13782.0

15.50×106

大米

㎏

30

4.43

5906.6

6.64×106

酒花

㎏

1.48

0.218

291.40

3.28×105

热麦汁

L

738.3

109.04

145360.7

16.35×107

冷麦汁

L

701.38

103.58

138091.7

15.54×107

湿糖化糟

㎏

89.72

12.28

17664.6

19.87×106

湿酒花糟

㎏

4.43

0.97

872.2

9.81×105

发酵液

L

690.86

102.03

136020.5

15.30×107

过滤酒

L

683.95

101.01

134660.0

15.15×107

成品啤酒

L

677.11

100

133313.3

15.0×107

3.2耗热量的计算

在论证部分，选用二次煮出糖化法生产麦汁，下面就以此工艺为基准进行糖化车间的热量计算。

工艺流程示意图如下图所示：

投料为糖化一次所需原料。

操作示意图如下所示：

自来水，18℃

糖化锅

糊化锅

大米粉5906.61kg

麦芽粉1181.32kg料水比1:

4.5

酒花

3.2.1糖化用水耗热量Q1

根据工艺设计糊化锅中的料水比为1:

4.5，糖化锅中的料水比为1:

3.5，料水比过大，尽管对糊化有利，但是耗能大，设备体积大。

料水比过小的话，醪液粘稠，需较大的搅拌设备且及易产生糊锅的现象。

所以糊化锅加水量为：

G1=（5906.6×0.2+5906.6）×4.5=31895.64（kg）

式中5906.6为糖化一次大米粉量，5906.6×0.2为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的20%）。

糖化锅加水量为：

G2=12600.68×3.5=44102.38（kg）

式中糖化一次投入糖化锅麦芽量为12600.68（kg）,13782.0-1181.32=12600.68（kg），因此式中的12600.68为糖化一次麦芽定额量。

故糖化总用水量为：

Gw=G1+G2=31895.64+44102.38=75998.02（kg）

自来水温度t1=18°C，而糖化配料用水温度t2=50°C，一次耗热量为：

Q1=GWCW（t2-t1）=75998.02×4.18×32=