4.1.6 用水总量
Q=2244.3+1000+1800+3000+2700=10744.3t
4.2 热量衡算
4.2.1 加热所需的蒸汽量W
可按下式计算：
W=Gc（t2-t1）/（I-λ) [4]
式中：G—物料流量，kg/h
c—物料的比热容，kJ/(kg·K) t1—物料的初始温度，℃ t2—物料加热后的温度，℃
I—加热蒸汽的热焓，2738kJ/kg λ—加热蒸汽凝结水的热焓，λ=T×4.186
4.2.2 冷却用水量M
可按下式计算： M=Gc1(t1-t2)/c0(T2-T1)[4] 式中：G—物料流量，kg/h
t1—物料的初始温度，℃ t2—物料冷却后的温度，℃ c1—物料的比热容，kJ/(kg·K) c0—冷却水的比热容，kJ/(kg·K) T1—冷却水进口温度，℃ T2—冷却水出口温度，℃
4.2.3 酒精发酵前灭菌用的蒸汽量
酒精发酵前的灭菌过程中的年产需要物料为：374.1+2244.3=2618.4t
2618.4?103 G—物料流量，G=1091kg/h
300?8 c—物料的比热容，kJ/(kg·K) 发酵液的比热
C?Cu(1?W0)
式中： C—原料比热，kJ/(kg·K)
- 25 -
Cu—水的比热，kJ/(kg·K) W0—原料浓度，%
374.1??c?4.18??1??100%??3.583kJ/?kg?k?
.3?374.1?2244? t1—物料的初始温度，t1=25℃ t2—物料加热后的温度，t2=65℃
I—加热蒸汽的热焓，2738kJ/kg
λ—加热蒸汽凝结水的热焓，λ=T×4.186
用0.4MPa蒸汽（表压），其I=2743kJ/kg，用板式换热器将物料由20℃预热到65℃， 用的蒸汽量为：
1091?3.583?(65?25)?63.4kg/h
2738?65?4.18W蒸汽1?507.2×300=152160kg/年 4.2.4 酒精发酵前冷却用水量
这样，每天的酒精发酵前灭菌蒸汽用量就是63.4?8?507.2kg/d，每年用量为
由灭菌流程可知，65的热料用冷却水冷却至25。在此过程中冷却水由20℃升温至50℃。
2618.4?103G—物料流量，G=G=1091kg/h
300?8t1—物料的初始温度， t1=65℃ t2—物料冷却后的温度， t2=25℃ c1—物料的比热容，c1=3.583kJ/(kg·K) c0—冷却水的比热容，c0=4.18kJ/(kg·K) T1—冷却水进口温度，20℃ T2—冷却水出口温度，50℃ 由此计算出冷却水的用量：
M冷却?9975.2×300=2992560kg/年。
1091?3.583?(65?25)?1246.9kg/h
(50?20)?4.18每天酒精发酵前每天却水用量为1246.9×8=9975.2kg/d精发酵前冷却水的用量
- 26 -
4.2.5 发酵罐空罐灭菌的蒸汽用量
发酵罐体的体积总体积为10×7+5×5=95m3，假设罐体是由不锈钢制造而成，此时罐体的重量为26.28t，冷却排管重为2.85t，不锈钢比热容是0.5kJ/(kg·K)[6],用0.2MPa（表压）蒸汽灭菌，使发酵罐在0.15Mpa（表压）下，20℃升温至127℃，蒸汽的用量为：
(26280?2850)?0.5?(127?20)?706.1kg/h2738?127?4.18
W蒸汽2?4.2.6 充满发酵罐空间需要的蒸汽量
考虑到罐内有排管、搅拌器等配件所占有的空间，罐的自由体积按95m3计算，充满空间需要的蒸汽量为：
?V发酵罐ρW蒸汽3蒸汽?95?1.622?154.09kg/h
式中：V发酵罐—发酵罐自由空间，即全容积，m3
?蒸汽—加热蒸汽的密度，kg/m3，0.2MPa的蒸汽密度为1.622kg/m3 4.2.7 灭菌过程中的热损失
设发酵罐的外壁温度为65℃，此时辐射与对流的联合给热系数α[12]为：
??33.9?0.9?(65?20)?74.4kJ/(m?h?K)
295m3发酵罐的表面积为124m2，耗用蒸汽量为：
W蒸汽4?W蒸汽5?124?74.4?(65?20)?1898.2kg/h
2718?127?4.18罐辟附着洗涤水升温的蒸汽消耗量：
124?0.001?1000?(127?20)?4.18?25.36kg/h
2718?127?4.18式中：0.001—罐壁附着洗涤水的平均厚度，mm
灭菌过程的蒸汽渗漏消耗的蒸汽 一般灭菌过程的蒸汽渗漏可取总蒸汽消耗量的5%。空罐灭菌时的蒸汽消耗量为：
706.1?154.09?1898.2?25.36?1131.3kg/h
1?0.05W空灭?每次空罐灭菌的时间是1.5h，耗用的蒸汽量为：
1131.3?1.5?1696.97kg
4.2.8 灌装前的灭菌用蒸汽量
酒精发酵前的灭菌过程中的年产需要物料为：3000t
- 27 -
3000?103 G—物料流量，G==1250kg/h
300?8 c—物料的比热容，kJ/(kg·K) 发酵液的比热
C?Cu(1?W0)
式中： C—原料比热，kJ/(kg·K) Cu—水的比热，kJ/(kg·K) W0—原料浓度，%
.3?3000?2244?c?4.18??1??100%??3.13kJ/?kg?k?
3000?? t1—物料的初始温度，t1=25℃ t2—物料加热后的温度，t2=125℃ I—加热蒸汽的热焓，2738kJ/kg λ—加热蒸汽凝结水的热焓，λ=T×4.186
用0.4MPa蒸汽（表压），其I=2743kJ/kg，用板式换热器将物料由20℃预热到65℃， 用的蒸汽量为：
1250?3.13?(125?25)?176.6kg/h
2738?125?4.18W蒸汽1?1412.8×300=423840kg/年 4.2.9 酒精发酵前冷却用水量
.8kg/d，每年用量为这样，每天的酒精发酵前灭菌蒸汽用量就是176.6?8?1412由灭菌流程可知，125的热料用冷却水冷却至25。在此过程中冷却水由20℃升温至50℃。
3000?103G—物料流量，G==1250kg/h
300?8t1—物料的初始温度， t1=125℃ t2—物料冷却后的温度， t2=25℃ c1—物料的比热容，c1=3.583kJ/(kg·K) c0—冷却水的比热容，c0=4.18kJ/(kg·K) T1—冷却水进口温度，20℃ T2—冷却水出口温度，50℃ 由此计算出冷却水的用量：
- 28 -
