【正文】 前 言本設(shè)計(jì)為順應(yīng)近幾年來(lái)啤酒工業(yè)飛速發(fā)展的需求，在啤酒工藝成熟的基礎(chǔ)上，同時(shí)體現(xiàn)了啤酒釀造的新工藝，為企業(yè)的開(kāi)源節(jié)流提供了新的依據(jù)。設(shè)計(jì)題目為年產(chǎn)6萬(wàn)噸11度淡色啤酒廠發(fā)酵罐設(shè)計(jì)，此啤酒的釀造方法采用70%的麥芽，30%的大米，經(jīng)過(guò)糊化，糖化，煮沸，過(guò)濾，冷卻，發(fā)酵而成。發(fā)酵設(shè)備采用圓筒體錐底發(fā)酵罐，發(fā)酵周期是17天。本設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括物料衡算，熱量衡算，冷耗衡算和設(shè)備選型的計(jì)算及重點(diǎn)設(shè)備選型及計(jì)算。糖化方法采用雙醪浸出糖化法，發(fā)酵方法采用下面發(fā)酵法。本設(shè)計(jì)的圖紙主要為發(fā)酵罐裝配圖。本文對(duì)啤酒生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分—原料的糊化、糖化、煮沸、麥汁過(guò)濾、啤酒過(guò)濾及其設(shè)備選型進(jìn)行了粗略研究。對(duì)發(fā)酵過(guò)程及其設(shè)備選型進(jìn)行了較為詳細(xì)的探討。關(guān)鍵詞：啤酒工藝；設(shè)備選型；技術(shù)經(jīng)濟(jì)；發(fā)酵；糖化；發(fā)酵罐. 目錄第一章 緒 論…………………………………………… 6 設(shè)計(jì)選題的目的………………………………… 6 設(shè)計(jì)工作的意義………………………………… 6 課題研究?jī)?nèi)容及方法……………………………… 6 設(shè)計(jì)依據(jù)………………………… ……………… 6 設(shè)計(jì)范圍………………………………………… 6 指導(dǎo)思想………………………… ……………….6 工藝選擇……………………………………………… 6 設(shè)備的選擇…………………………………………… 7第二章 啤酒工藝選擇與論證……………………………… 8 啤酒原料…………………………………………… 8 釀造用水……………………………………… 8 麥芽………………………………………………. 8 酒花……………………………………………… 8 輔料…………………………………………… 8 酵母…………………………………………8 麥汁制備……………………………………………. 8 麥芽及輔料的粉碎理論……………………….. 8 麥芽的粉碎……………………………………… 9 輔料的粉碎……………………………………… 9 糖化工藝的選擇與論證 ………… ……………9 麥汁過(guò)濾………………………………………………… 10 麥汁過(guò)濾的基本要求及技術(shù)指標(biāo)… ……………… 10 麥汁過(guò)濾方法及影響因素………… ……………… 10 麥汁煮沸………………………………………………… 10 麥汁煮沸設(shè)備選擇及優(yōu)缺點(diǎn)……… ………………. 10 麥汁煮沸工藝………………………………………… 10 麥汁后處理……………………………………………… 10 熱凝固物及冷凝固物的分離………………………… 11 麥汁的冷卻…………………………… ……………… 11 麥汁的充氧……………………………………………. 11 啤酒發(fā)酵的工藝論證…………………………………… 11 啤酒酵母……………………………… ……………… 11　啤酒發(fā)酵工藝技術(shù)控制……………… ……………… 12…………………………………………… 13 啤酒發(fā)酵方法的選擇………………………………… 16 酵母的添加與回收…………………………………… 17 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制………………………………… 17 酵母的添加與回收………………………………………… 18 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制……………………………………… 18 啤酒過(guò)濾………………………………………………… 18 啤酒過(guò)濾理論………………………………………. 18 啤酒過(guò)濾方式的選擇與論證……………………… 19 啤酒的包裝…………………………………………… 19第三章 物料衡算……………………………………………….… 20 ……………………………………… 20…………………………………… 20 100㎏原料生產(chǎn)11176。P啤酒的物料衡算……………. 20 生產(chǎn)100L 11176。P啤酒的物料衡算………………… 21 年產(chǎn)6萬(wàn)噸11176。P淡色啤酒糖化車(chē)間物料衡算….… 23第四章 耗冷量的計(jì)算…………………………………………. 26……………………………………… 26……………………………… 26 麥汁冷卻耗冷量Q1…………………………………… 26 發(fā)酵耗冷量Q2………………………………………… 26 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱Q2……………………………. 26 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷Q2″………………… 27 發(fā)酵總耗冷量Q2…………………………..… 27 每酵用冷媒耗量Q0…………………………..… 27 發(fā)酵用冷媒耗量（循環(huán)量）M2 …………………… 27 非工藝耗冷量……………………………………………. 27第五章 發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)與選型………………………………… 29 發(fā)酵罐體積的確定…………………………………… 29 發(fā)酵罐數(shù)量的確定……………………………………29 發(fā)酵罐材料的選擇………………………………………. 29 …………………………… 29 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭壁厚算……………………………… 30 罐底錐形封頭的設(shè)計(jì)型………………………… 31 進(jìn)料管及排酒管的直徑與型……………………… 31 冷媒進(jìn)出管………………………………………… 31 發(fā)酵罐夾套的選取…………………………………… 32 CO2排出管及CIP清洗管…………………………… 33 其他選型…………………………………………… 34總結(jié)……………………………………………………. 36參考文獻(xiàn)……………………………………………… 37 第一章 緒 論 設(shè)計(jì)選題的目的目前，世界上啤酒市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，廣大消費(fèi)者對(duì)啤酒品種結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，相應(yīng)的新品種也層出不窮。因而，很有必要將這方面得計(jì)書(shū)加以科學(xué)地總結(jié)和分析以推動(dòng)啤酒產(chǎn)品多樣化在廣度和深度上的健康發(fā)展，隨著人們生活水平的提高，飲食消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不斷改變，啤酒已進(jìn)入了千家萬(wàn)戶(hù)。但是我國(guó)人均啤酒的消費(fèi)還沒(méi)有達(dá)到世界平均水平。所以建設(shè)新的、大型的啤酒廠，增加產(chǎn)量，就可以滿(mǎn)足人們將來(lái)物質(zhì)生活的需求。所以，設(shè)計(jì)啤酒廠是有意義有必要的。另外，此次選題是教研室下達(dá)的任務(wù)。是根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需求來(lái)選定的。 設(shè)計(jì)工作的意義啤酒含有17種氨基酸，多種維生素及碳水化合物、礦物鹽等物質(zhì)、每升啤酒的熱量可達(dá)430卡，相當(dāng)于67枚雞蛋，0．75升牛奶或50克奶油，被世界營(yíng)養(yǎng)協(xié)會(huì)組織列為營(yíng)養(yǎng)食品，素有“液體面包”之譽(yù)?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明，啤酒中所含各種成份、既有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值又具良好的藥療效果，啤酒中酒精含量較低，10度黃啤酒含酒精3％左右，非但對(duì)胃和肝臟無(wú)損害，而且可平緩地促進(jìn)人體血液循環(huán)；維生素BB6已能維持心臟正常活動(dòng)，而煙酸則能擴(kuò)張血管，故它們對(duì)心血管系統(tǒng)有益，可加速新陳代謝。 通過(guò)這次的選題，查閱資料，使我們?cè)谠O(shè)計(jì)中進(jìn)一步掌握了啤酒的工藝方法為今后走上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 課題研究?jī)?nèi)容及方法 設(shè)計(jì)依據(jù)本設(shè)計(jì)是根據(jù)四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院生物工程教研室布置的課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 設(shè)計(jì)范圍本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)6萬(wàn)噸11度的啤酒廠，重點(diǎn)設(shè)備發(fā)酵罐，發(fā)酵工段為重點(diǎn)工段。該設(shè)計(jì)包括工藝方法及流程的選擇論證、物料衡算、耗冷量衡算、設(shè)備選型及論證、重點(diǎn)設(shè)備的詳細(xì)設(shè)計(jì)、車(chē)間的布置、繪制圖紙（發(fā)酵工藝流程圖、糖化工藝流程圖、發(fā)酵車(chē)間平面布置圖、發(fā)酵車(chē)間立面布置圖、重點(diǎn)設(shè)備裝配圖），三廢處理等。 指導(dǎo)思想根據(jù)原料的特性，參考工業(yè)生產(chǎn)中的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)所收集得文獻(xiàn)資料，進(jìn)行分析比較，設(shè)計(jì)適合的工藝流程和操作條件，選擇適合的生產(chǎn)設(shè)備，并進(jìn)行科學(xué)、合理的配置；設(shè)計(jì)適用的廠房結(jié)構(gòu)，確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行，配備必要的勞動(dòng)人員，滿(mǎn)足正常生產(chǎn)需要。 工藝選擇，先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。，種類(lèi)和性質(zhì)。 設(shè)備的選擇保證工藝的安全性和可靠性，經(jīng)濟(jì)上的合理性，技術(shù)先進(jìn)，投資省，加工方便，運(yùn)行費(fèi)低，操作清洗方便。主要方法：，確定工藝方法以及流程（如物料衡算）。第二章 啤酒工藝選擇與論證 啤酒原料 釀造用水水是啤酒釀造最重要的原料，釀造水被稱(chēng)為“啤酒的血液”。釀造水質(zhì)不僅決定著產(chǎn)品的質(zhì)量和風(fēng)味，而且還直接影響著釀造的全過(guò)程。水的質(zhì)量要求：本設(shè)計(jì)為經(jīng)典啤酒，色澤較淺，水的殘堿度RA值要求在5~+5度之間；水中Ca至少為40~50mg/L。另外，Ca和Mg比例要大于3:1。啤酒釀造用水中含有10~15 mg/L Mg已經(jīng)足夠，過(guò)高會(huì)使啤酒變的干，苦味重。，水中含鹽量要求很低。 麥芽采用淺色且色澤淡黃而有光澤的麥芽。麥芽外觀短胖，除根干凈，不含雜草、雜谷粒、砂土、枯芽、半粒、霉粒、損傷殘粒等雜質(zhì)。麥芽還應(yīng)有新鮮稻草香味，不應(yīng)有霉味、潮濕味、酸味、焦苦及煙熏味等。 酒花酒花能夠賦予啤酒柔和優(yōu)美的芳香和爽口的微苦味，能加速麥汁中高分子蛋白質(zhì)的絮凝，能提高啤酒起泡性和泡持性，也能增加麥汁和啤酒的生物穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)選擇淺黃綠色，有光澤，富有濃郁的啤酒花香氣，無(wú)異雜氣味，花體基本完整的顆粒酒花。 輔料啤酒生產(chǎn)中適用輔助原料有重大意義，可以降低啤酒生產(chǎn)成本，具有經(jīng)濟(jì)性；可以降低麥汁總氮相對(duì)減少麥汁中高分子含氮化合物的比例，可以提高啤酒的非生物穩(wěn)定性；調(diào)整麥汁組分，提高啤酒某些特性。大米是啤酒廠最常用的輔料，其特點(diǎn)是價(jià)格低廉，蛋白質(zhì)、多酚物質(zhì)和脂肪含量低于麥芽，而淀粉含量高于麥芽，本設(shè)計(jì)采用大米作為輔料，生產(chǎn)出的啤酒具有色澤淺、口味清爽、泡沫細(xì)膩、酒花香突出，非生物穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。 酵母在實(shí)際生產(chǎn)中最常用的酵母有兩大類(lèi)：上面酵母和下面酵母。二者形態(tài)上存在明顯的差別。上面酵母又叫表面酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞能夠長(zhǎng)時(shí)間相互連接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母、貯藏酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞增殖后彼此分開(kāi)，幾乎都是單細(xì)胞或幾個(gè)細(xì)胞連接。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是經(jīng)典型啤酒，色澤淺，采用的是下面發(fā)酵技術(shù)，故選用下面酵母。 麥汁制備 麥芽及輔料的粉碎理論麥芽和谷物原料的粉碎是為了使整粒谷物經(jīng)過(guò)粉碎后，有較大的比表面積，使物料中貯藏物質(zhì)增加和水、酶的接觸面積，加速酶促反應(yīng)及物料的溶解。粉碎質(zhì)量對(duì)糖化過(guò)程中物質(zhì)的生化變化、麥汁組成、麥汁過(guò)濾和原料的利用率都有重要作用，從理論上講，麥芽粉碎的越細(xì)，其內(nèi)含物的溶解就越迅速、越完全，化學(xué)和酶促反應(yīng)更容易進(jìn)行，因此就能獲得最佳收得率。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，不能將麥芽粉碎的太細(xì)，因?yàn)榭紤]到啤酒釀造的特殊性：麥芽皮殼若粉碎過(guò)細(xì)，會(huì)增加皮殼有害物質(zhì)的溶解，影響啤酒的風(fēng)味；皮殼和原料中不溶性物質(zhì)粉碎過(guò)細(xì)，造成過(guò)濾阻力增加，影響過(guò)濾操作；淀粉等貯藏物質(zhì)的粉碎細(xì)度，不但影響酶促反應(yīng)速度，也影響反應(yīng)深度即影響到麥汁組成，所以麥芽的粉碎只需達(dá)到一定的程度即可。 麥芽的粉碎麥芽的粉碎大致可分為干法粉碎、濕法粉碎、回潮粉碎和連續(xù)浸漬粉碎4種。因?yàn)闈穹ǚ鬯橛斜砥け容^完整，從而獲得良好的過(guò)濾層，解決了粉塵的危害，過(guò)濾時(shí)間短，糖化效果好，麥芽汁清亮，對(duì)溶解不良的麥芽可提高其浸出率，適合比較高的投料量等優(yōu)點(diǎn)。故本設(shè)計(jì)采用濕法粉碎。 輔料的粉碎對(duì)于輔料大米胚乳比較堅(jiān)硬對(duì)粉碎要求有較大，粉碎得越細(xì)有利于輔料的糖化和糊化，粉碎采用三堒或四堒的二級(jí)粉碎機(jī)。粉碎方法為干法粉碎。 糖化工藝的選擇與論證利用麥芽所含的各種水解酶，在適宜的條件（溫度、pH值、時(shí)間）下，將麥芽和麥芽輔料中的不溶性高分子物質(zhì)逐步分解為可溶性低分子物質(zhì)，這個(gè)分解過(guò)程稱(chēng)為糖化。從麥芽和麥芽輔料中溶解出來(lái)的物質(zhì)稱(chēng)為浸出物。麥汁中浸出物與投料量比值的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為浸出率。糖化的目的是利于各種酶的作用，使不溶性物質(zhì)溶解出來(lái)，從而得到盡可能多的溶