耗冷量的计算.doc

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1、耗冷量的计算[12]发酵工艺流程94℃热麦汁冷麦汁（6℃）过冷却至-1℃锥形发酵罐过滤冷却清酒罐贮酒图1发酵工艺流程图工艺技术指标及基础数据12°淡色啤酒的密度为1012=1.012年产12°淡色啤酒L/1.012=t；每年5月至9月以及2月为旺季，每天糖化6个批次，余下六月为淡季，每天糖化3次，每年共糖化1480次，取1500次；主发酵时间6天，2锅麦汁装1个发酵灌；12°Bx麦汁比热容c1=4.0kJ／（kg·K）；冷媒用15%酒精溶液，比热容c2=4.18kJ／（kg·K）；麦芽糖厌氧发酵热q=613.6kJ／kg；麦汁发酵度60%根据发酵车间耗冷

2、性质，可分成工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即:工艺耗冷量1.麦汁冷却耗冷量Q1使用一段式串联逆流式麦汁冷却方法，使用的冷却介质为2℃冷冻水，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℃。根据表3-1啤酒生产物料衡算表，可知每糖化一次得热麦汁.6L，而相应的麦汁密度为1048kg/m3。故麦汁量kg又知11°麦汁的比热容为4.0kJ／（kg·K），工艺要求在1h内完成冷却过程，则所耗冷量kJ/h式中t1和t2——分别为麦汁冷却前后温度（℃）——冷却操作过程时间（h）根据设计，每个锥形发酵灌装2锅麦汁，则麦汁冷却每灌耗冷量kJ/

3、h相应的冷冻介质（2℃的冷水）耗量kJ/h式中和——分别是冷冻水的初温和终温℃——水的比热容kJ／（kg·K）发酵耗冷量1.发酵期间发酵放热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613.6kJ／kg，麦汁发酵度为60%，则1L麦汁放热量kg根据物料衡算，每锅麦汁的冷麦汁量为L，则每锥形灌发酵放热量kJ由于工艺规定主发酵时间为6天，每天糖化6锅麦汁，并考虑到发酵放热的不平衡，取系数1.5，忽略主发酵期的麦汁升温，则发酵高峰期耗冷量=.2kJ/h2.发酵后期发酵液降温耗冷主发酵后期，发酵温度从6℃缓慢降至-1℃，每天单罐降温耗冷量=.68kJ工

4、艺要求此过冷过程在2天内完成，则耗冷量（麦汁每天装3个锥形灌）kJ/h3.发酵总耗冷量Q2=.06kJ/h4.每罐发酵耗冷量=.92kJ5.发酵用冷媒耗量（循环量）M2发酵过程冷却用稀酒精液作冷却介质，进出口温度为-8℃和0℃，故耗冷量=28230.09kg/h6.酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量Q3在锥形灌啤酒发酵过程，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。设湿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。冷却前无菌水温为30℃，用-8℃的酒精液作冷却介质。由上述条件，可得

5、无菌水用量=28059.94kg/d式中.53——糖化一次的冷麦汁量kg每班无菌水用量kg/班假定无菌水冷却操作在2h内完成，则无菌水冷却耗冷量=.12kJ/h所耗冷冻介质量=16952.87kg/h式中t1、t2——冷冻酒精液热交换前后的温度，分别为-8和0℃每罐用于酵母洗涤的耗冷量=.12kJ式中2——每班装罐2罐7.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12d。即288h。根据工厂实践，年产t啤酒厂酵母培养耗冷量kJ/h对应的年耗冷量kJ相应的高峰冷冻介质循环量=7436kg/h8.发酵车间工艺耗冷量综上计算，可求算出

6、发酵车间的工艺耗冷量=.58kJ/h3.3.5非工艺耗冷量除了上述的发酵过程工艺耗冷量外，发酵灌外壁、运转机械、维护结构及管道等均会耗用或散失冷量，构成非工艺耗冷量。1.露天锥形灌冷量散失锥形灌啤酒发酵工厂几乎都把发酵罐置于露天，由于太阳辐射，对流传热和热传导等造成冷量散失，根据经验，年产10万吨啤酒厂露天锥形灌的冷量散失在86666-kJ/t啤酒之间，在南方亚热带地区设厂，取高值。故旺季每天耗冷量kJ/d式中——旺季成品啤酒日产量t若白天日晒高峰耗冷为平均每小时耗冷量的2倍，则高峰耗冷量kJ/h冷媒（-8℃稀酒精）用量kJ/h2.清酒灌、过滤机及管道等

7、散失冷量因涉及的设备，管路很多，若按前面的公式计算，十分繁杂，故啤酒厂设计时往往根据经验选取，通常，取=12%，所以kJ/h冷媒（-8℃稀酒精）用量kJ/h3.3.6t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算将上述计算结果，整理后得t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表表3-4发酵车间冷量衡算表耗冷分类耗冷项目每小时耗冷量（kJ/h）冷媒用量（kg/h）每罐耗冷（kJ）年耗冷量（kJ）工艺耗冷量麦汁冷却Q17.95×1010发酵耗冷Q2282301.61×1010无菌水冷却Q3169534.25×108酵母培养Q474368.03×108工艺总耗冷Qt9.68×1010非工艺

8、耗冷量锥形罐冷损Q54.25×1010管道等冷损Q61.16×1010非工艺总耗