生物工程课程设计——啤酒厂糖化工段初步工艺设计班级0902学号39姓名牛倩成绩目录（一）设计任务书 (2)（二）工艺计算 (3)（三）计算结果 (12)（四）问题分析与讨论 (12)（五）附图……………………………………………尾页(一)设计任务书一. 设计任务：对（20000+1000X）吨/年（︱Y-5︱+9）°啤酒厂糖化工段进行初步工艺设计X=39+40=79，Y=9对99000吨/年13°啤酒厂糖化工段进行初步工艺设计二. 技术指标啤酒生产技术指标项目名称百分比（%）项目名称百分比（%）定额指标原料利用率98.5原料配比麦芽70 麦芽水分 5 大米30 大米水分10啤酒损失率(对热麦汁)冷却损失 4.0 无水麦芽浸出75 发酵损失 1.0 无水大米浸出95 过滤损失0.5 麦芽清净和磨碎损失0.1装瓶损失 2.0总损失7.5三. 要求1.依据给出的技术指标，选择适当的糖化工艺并进行糖化工段的物料衡算和热量衡算。

2.将计算结果分别汇总成物料衡算一览表和能量衡算一览表。

3.根据计算结果CAD绘制糖化工段能量平衡图，并打印A3图纸一张。

（二）工艺计算一、99000 t/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（麦汁、大米）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化槽和酒花槽）等。

1、糖化车间工艺流程流程示意图如图1所示：↙↘↓麦槽酒花渣分离器→回旋沉淀槽→薄板冷却器→到发酵车间↓↓↓酒花槽热凝固物冷凝固物图1.啤酒厂糖化车间工艺流程示2、技术指标表1. 啤酒生产技术指标项目名称百分比（%）项目名称百分比（%）定额指标原料利用率98.5原料配比麦芽70 麦芽水分 5 大米30 大米水分10啤酒损失率(对热麦汁)冷却损失 4.0 无水麦芽浸出75 发酵损失 1.0 无水大米浸出95 过滤损失0.5 麦芽清净和磨碎损失0.1装瓶损失 2.0总损失7.5根据表1的基础数据，首先进行100kg原料生产13°淡色啤酒的物料计算，然后进行100L 13°淡色啤酒的物料衡算，最后进行99 000t/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13°淡色啤酒的物料衡算(1)热麦汁计算根据表1可得到原料收得率分别为：麦芽收率为：0.75×(100-5)/100=71.25%大米收率为：0.95×(100-10)/100=85.5%混合原料收得率为：（0.70×71.25%+0.30×85.5%）×98.5%=74.39%由上述数据可计算出100kg混合料原料可制得的13°热麦汁量为：3139.74×100=572.2 (kg)查资料知13°麦汁在20℃时的相对密度为1.084，而100℃热麦汁相对密为1.024，100℃热麦汁比20℃时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁（100℃）体积为：572.2/1.084×1.04=549(L)（2）冷麦汁量为：549×(1-0.04)=527.04 (L)（3）发酵液量为：527.04×(1-0.01)=521.77 (L)（4）过滤酒量为：521.77×(1-0.005)=519.16 (L)（5）成品啤酒量为：519.16×(1-0.02)=508.78 (L)（6）颗粒酒花使用量：选用质量较好，含α－酸较高的颗粒酒花，一般在热麦汁中加1.5-2 kg/t颗粒酒花，选择加酒花2kg/t,即100 L热麦汁加2kg的颗粒酒花 : 0.2/100×549＝1.098 （kg）（7）湿糖化槽量:糖化槽含水80％，则湿麦槽量：100×70％×（1-5％）（1-75％）/（1-80％）＝83.125 (kg) 大米槽量：100×30％×（1-10％）（1-95％）/（1-80％）＝6.75 (kg)糖化槽量＝83.125＋6.75＝89.875 (kg)（8）湿酒花槽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%,则湿酒花槽量：1.098×(100-40)/(100-80)=3.29 (kg)4、生产100L 13°淡色啤酒的物料衡算根据上述衡算可知，100 kg混合原料生产13°成品啤酒508.78 L，故(1)生产100 L 13°啤酒所需混合原料量： 100/508.78×100＝19.65 (kg)(2)麦芽用量：19.65×70％＝13.76 (kg)(3)大米用量：19.65×30％＝5.90 (kg)(4)酒花用量：100×549/508.78×0.2％= 0.216 (kg)(5)热麦汁量：100×549/508.78=107.9 (L)(6)冷麦汁量：100×527.04/508.78=103.59 (L)(7)湿糖化糟量：设湿麦芽糟水分含量为80%，则湿麦芽糟量为：[(1-0.05)×(100-75)]/(100-80)×13.76=16.34 (kg)湿大米糟量为：[(1-0.1)×(100-95)]/(100-80)×5.90=1.33 (kg)故湿糖化糟量为：16.34+1.33=17.67 (kg)(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%,湿酒花糟量为： (1-0.4)/(1-0.8)×0.216=0.648 (kg)(9)发酵液量：100×521.77/508.78=102.55 (L)(10)过滤酒量：100×519.16/508.78=102.04 (L)(11)成品啤酒量：100×508.78/508.78=100 (L)5、生产99 000t/a 13°淡色啤酒糖化车间的物料衡算设生产旺季每天糖化6次，而淡季则糖化4次，每年总糖化次数 150×6+150×4=1500(次)，由此可算出每次投料量及其他项目的物料衡算。

(1)查13°淡色啤酒密度为1.012kg/L，则每次糖化的啤酒量为：99 000 000÷1500÷1.012=65217 (L)每次糖化的原料量为: 19.65/100×65217=12815 (kg)(2)麦芽量：12815×70％=8970.5（kg）(3)大米量：12815-8970.5=3844.5（kg）(4)热麦汁量：549/100×12815=70354（L）(5)冷麦汁量: 70354×(1-4%)=67540（L）(6)湿糖化糟量:18.6/100×65217=12130 (kg)(7)湿酒花糟量：0.675/100×65217=440.2 (kg)酒花用量:0.225/100×65217=146.74 (kg)(8)发酵液量：67540×(1-1%）=66864.6（L）(9)过滤酒量：66864.6×(1-0.5%)=66530（L）(10)成品啤酒量：66530×（1-2%）=65199（L）(1)由以上设计中可得出100kg原料可得成品啤酒508.78 L,13°啤酒的密度为ρ=1012kg/m3，508.78 L啤酒的质量M=508.78×1.012=514.89 kg，由此可得出年产9.9万吨的啤酒所需要的量为：99 000 000×100/514.89=1.92×107 (kg)(2)麦芽投料：1.92×107×0.70=1.34×107 (kg)(3)大米投料：1.92×107×0.30=5.8×106(kg)(4)每次热麦汁收得率：3139.74×1.92×107=11.0×107(kg)热麦汁量：11×107 /1.024=10.74×107（L）(5)冷麦汁量：10.74×107×（1-0.04）=10.31×107（L）(6)湿麦糟量:［（1-0.05）×（100-75）/（100-80）］×1.34×107=1.60×107(kg)湿米糟量:［（1-0.10）×（100-95）/（100-80）］×5.8×106=1.31×106(kg) 总湿糖化槽量：1.60×107 +1.31×106 =1.731×107 (kg)(7)酒花量为热麦汁的0.2%：11.0×107×0.2%=2.2×105(kg)湿酒花槽量：（100-40）/（100-80）×2.2×105=6.6×105(kg)(8)发酵液量：10.31×107×（1-0.01）=10.21×107（L）(9)过滤酒量：10.21×107×（1-0.005）=10.16×107（L）(10)成品酒量：10.16×107×（1-0.020）=9.96×106（L）二、99000 t/a 啤酒厂糖化车间的热量衡算 化车间的热量衡算，工艺流程示意图如图2所示。

,18℃ 4.5 料水比1：3.5 热水,50℃70℃ t(℃) 63℃60min 7min 冷却90℃ 20min 100℃ 40min 70℃ 25min过滤 糖化结束 78℃ 100℃ 10min麦芽 煮沸锅90min 回旋沉淀槽 酒花图2.啤酒厂糖化工艺流程图⑴糖化用水耗热量Q 1根据工艺，糊化锅加水量为：G 1=（3203.75+ 640.75）×4.5 =17300.25 (kg) 式中3203.75为糖化一次大米粉量，640.75为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的20%）。

而糖化锅加水量为：G 2=8970.5×3.5 =31396.75 (kg)式中，8970.5为糖化锅投入的麦芽粉量，即9611.25-640.75=8970.5（kg ）。

而9611.25为糖化一次麦芽定额量。