1万吨耗冷量计算

3、 工艺耗冷量 Qt 3.1 麦汁冷却耗冷量 Q1 冷却介质 （-8）4℃冷冻水 出口温度 （6）80℃ 热麦汁温度（27）95℃ 发酵起始温度（7）8℃ 由啤酒生产物料衡算知，每糖化一次热麦汁（5800）18615L,而相应的麦汁密度 为 1065kg/m3 故麦汁量 G=5.8×1065=6177kg 又知 16°麦汁比热容 3.85 kJ/(kg.K)，工艺在 1h 内完成冷却过程。则麦汁耗 冷量为： Q1= GGc（t1-t2）/ζ=6177×3.85×（27-7）/1=475629（kJ/h） 式中 t1和 t2——分别为麦汁冷却前后温度（℃） ζ——冷却操作过程时间（h） 根据结果，每个锥形发酵罐装 5锅麦汁，则麦汁冷却每罐耗冷量为： Qf=5Q1=5×475629=2378145(kJ) 相应地冷冻介质（-8℃的冷冻水）耗量为： Mf =Q2/[Cm（t2ˊ- t1ˊ）] （3-8） = 475629/[4.18(6-（-8）]=8179(kg/h) 式中 t1ˊ和 t2ˊ表示冷冻水的初温和终温（℃），Cm表示冰水的比热容[kJ/（kg· K）]。 3.2 发酵耗冷量 Q2 (1) 发酵期间发酵放热 Q2ˊ 假定麦汁固形均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵房热量为 613.6kJ/kg。设发酵度为 65%，则 1L 麦汁放热量为： q0=613.6×16%×65%=63.81(kJ) 根据物料衡算，每锅麦汁的冷麦汁量为 5000L,则每锥形缺罐发酵放热量为： Q0ˊ=63.81×5000×5=1595250(kJ) 由于工艺规定主发酵时间为 6天，每天糖化 8锅麦汁，并考虑到发酵放热不平衡， 取系数 1.5,忽略主发酵的升温，则发酵高温时期耗冷量为： Q2ˊ=（Q0ˊ×1.5×8）/(24×6×5) =(1595250×1.5×8)/(24×6×5)] =26587(kJ/h) (2) 发酵后期发酵液降温耗冷 Q2″ 主发酵后期，发酵后期，发酵液温度从 12℃缓降到-1℃。每天单罐降温耗冷量为： Q0″=5GC1[12-（-1）]=5×6177×3.85×13=1545794(kJ) 工艺要求此过程在 2天内完成，则耗冷量为（麦汁每天装 1.6 个锥形罐）： Q2″=（1.6Q0″）/(24×2)=(1.6×1545794)/(24×2)=51526(kJ/h) （3) 发酵总耗冷量 Q2 Q2= Q2ˊ+ Q2″ =26587+51526=78173(kJ/h) （4） 每个发酵罐用冷媒耗量 Q0 Q0= Q0ˊ+ Q0″=1595250+1545794=3141044(kJ/h) （5）发酵用冷媒耗（循环量）M2 发酵全过程冷却用稀酒精液作冷却介质，进出口温度为-8℃和 0℃，故耗冷媒量为： M2=Q2/（C×8）=78173 /(4.18×8)=2337.7（kg/h） 3.3 酵母培养耗冷量 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 30000t 啤酒培养冷量为 Q3=29260（kJ/h），则对应的年冷耗量为： Q3ˊ= Q3×288h×12d=1.0×107(kJ),则：年产 1.2 万吨年冷耗量为： 1.0*107/3*1.2=4*106（kJ） 相应的高峰冷冻介质循环量为： M3 =Q3/[C×(t2-t1)]=29260/(4.18×8) =875(kg/h), 则:M3’=875/3*1.2=350(kg/h) 3.4 酿造、发酵共耗冷量 Qt 综上计算工艺耗冷量为： Qt=Q1＋Q2＋Q3=6640384+228296+29260=6897940 (kJ/h) Qt=Q1＋Q2＋Q3=475629+78173+(29260/3*1.2)=565506(kJ/h) 3.5 非工艺耗冷量 Qnt 除了上述的发酵过程工艺耗冷量外，发酵罐外壁、运转机械、维护结构及管道等均 会耗用或散失冷量，构成所谓的非工艺耗冷量，现分别介绍。 3.5.1 露天锥形罐冷量散失 锥形罐啤酒发酵工厂几乎都把发酵罐置天露天，由于太阳辐射，对流传热和热传导 等造成冷量散失。通常，这部分的冷量由经验数据选取。4%Qt Q4=Qt×4%=22620(kJ/h) 冷媒（-8℃稀酒精）用量： M4=Q4/[Cm(t2-t1)]=22620/(4.18×8)=675(kg/h) 3.5.2 散失冷量 故啤酒厂设计时往往根据实验经验选取。通常，取 Q5=2%Qt， 所以:Q5=12%Qt = 2%×565506=11310(kJ/h) 冷媒（-8℃稀酒精）用量： M5=Q5/[Cm(t2-t1)]=338(kJ/h) 3.5.3 非工艺耗冷量 Qnt=Q4+Q5=22620+67860=90480(kJ/h) 4 发酵车间冷量衡算表 将上述计算结果，整理后可得 12000t/a 啤酒厂酿造、发酵车间冷量衡算表 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） 工 艺 耗 冷 量 麦汁冷却 Q1 475629 8179 发酵耗冷 Q2 78173 2337.7 酵母培养 Q3 11704 350 工艺总耗冷 Qt 565506 10866.7 非 工 艺 耗 冷 量 锥形罐冷损 Q4 22620 675 管道等冷损 Q5 11310 338 非工艺总耗冷 Qnt 33930 1013 合计 总耗冷 Q 599436（143864kcal）167kW 11879(11.88t) 已知：35m3 的冰水，用 4小时，温度从 3.5 度到-8.2 度。计算：氨制冷系统的制冷量是都少？ Q= GGcp（t1-t2）/h=35×1000×4.2（3.5-(-8.2)）/4=429975（kJ/h）=10.2717 大卡 宋明华 2012 年