【正文】 撰寫設(shè)計說明書 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日教研室畢業(yè)設(shè)計（論文）工作組審核意見難度分量綜合訓(xùn)練程度 教研室主任： 年 月 日設(shè)計（論文）類型：A—理論研究；B—應(yīng)用研究；C—軟件設(shè)計；D其它 摘 要本設(shè)計為年產(chǎn)6萬噸11176。，包括發(fā)酵車間物料，熱量，冷耗量，空氣消耗量，耗水量等進行橫算。然而，我國啤酒產(chǎn)量卻僅以每年10%的速度增加，這說明啤酒在我國還無法完全滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求，中國啤酒市場擁有非常廣闊的前景，為生產(chǎn)提供了可行性保證。⑷ 圖紙要求: ①車間平面布置圖、車間立面布置圖② 重點車間帶控制點的工藝流程圖③全廠工藝流程方塊圖；主體設(shè)備裝配圖2．指定查閱的主要參考文獻及說明 《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論》 《生物工程設(shè)備》 《化工工藝設(shè)計手冊》 《化工機械基礎(chǔ)》 《材料與零部件》 3．進度安排設(shè)計（論文）各階段名稱起 止 日 期1資料收集和查閱2全廠工藝論證及工藝參數(shù)的確定3物料衡算、熱量、耗冷量及耗水量的計算4發(fā)酵車間主體設(shè)備及附屬設(shè)備的計算與選型5發(fā)酵車間設(shè)計及繪制圖紙6撰寫設(shè)計說明書注：本表在學(xué)生接受任務(wù)時下達四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告設(shè) 計 名 稱年產(chǎn)6萬噸11176。目錄 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 年產(chǎn)6萬噸11176。P啤酒廠發(fā)酵車間工藝設(shè)計設(shè) 計 類 型D指導(dǎo)教師張靜學(xué)生姓名蔣薇學(xué)號09041010323系、專業(yè)、班級生物工程學(xué)院生物工程專業(yè)2009級3班一、選題依據(jù)：（簡述研究現(xiàn)狀或生產(chǎn)需求情況，說明該設(shè)計（論文）目的意義。設(shè)計（論文）的目的意義：，掌握一定的工廠設(shè)計的專業(yè)技能，鞏固專業(yè)知識的。P啤酒廠發(fā)酵車間工藝設(shè)計，其生產(chǎn)原料為大麥麥芽和大米，生產(chǎn)旺季占全年產(chǎn)量的70%，設(shè)計的主體為發(fā)酵車間，主體設(shè)備為發(fā)酵罐。 fermentation。在1972年世界第九次營養(yǎng)食品會議上，曾推薦啤酒為營養(yǎng)食品，也有人把啤酒稱作營養(yǎng)食品、可口食品、衛(wèi)生食品、方便食品。從世界范圍看，發(fā)達國家啤酒的人均消費量增長緩慢，而在經(jīng)濟增長較快地區(qū)，如東歐和中國的啤酒需求量和產(chǎn)量增長速度遠遠高于世界平均增長速度，增速比發(fā)達國家高3%。因而，我個人認(rèn)為很有必要將啤酒生產(chǎn)方面的技術(shù)科學(xué)地總結(jié)和分析，以推動啤酒產(chǎn)品多樣化發(fā)展。適合啤酒這種隨季節(jié)消耗量有巨大差異的飲品特點。主要進行了全廠工藝參數(shù)的選擇及簡單的論證，全廠的工藝計算，發(fā)酵車間相關(guān)設(shè)備的計算校核與選型，以及車間的布置。第一章 啤酒工藝選擇與論證全廠工藝流程圖啤酒的生產(chǎn)過程大體可以分為四大工序：麥芽制造；麥汁制備；啤酒發(fā)酵；啤酒包裝與成品啤酒。因此，在本設(shè)計中選用二棱大麥。2. 物理檢驗 （1）干粒重 以無水物記干粒重應(yīng)為3040g。原料大麥水分不高于13%，否則不能貯藏，易發(fā)生霉變，呼吸損失大。由于大米淀粉含量高（75%82%），無水浸出率高達90%93%，無花色苷，含脂肪低（%%），并含有較多泡持蛋白，用它做輔料釀造啤酒，啤酒的色澤淺、口味純凈，泡沫潔白細膩，泡持性好，它是優(yōu)良的啤酒輔料。3. 淀粉：淀粉純度高、雜質(zhì)少、粘度低、無殘渣、可生產(chǎn)高濃度啤酒。%%，α酸、β酸的比值為1：1，%%。這種粗加工方法也存在缺點，因此使用酒花粉，應(yīng)在酒花廠，酒花溫度在55℃以下，干燥至水分為5%6%然后進行粉碎，粉碎后立即包裝于密閉容器中，并沖入惰性氣體。啤酒釀造水的性質(zhì)，重要取決于水中溶解鹽類的種類和含量，水的生物學(xué)純凈度及氣味，釀造水對啤酒生產(chǎn)全過程將產(chǎn)生很大的影響，如糖化時水解酶是活性和穩(wěn)定性，酶促反應(yīng)的速度，麥芽的酒花在不同含鹽水中溶解度的差別，鹽和蛋白質(zhì)及酚類物質(zhì)的絮凝成點，酵母生長，發(fā)酵風(fēng)味物質(zhì)的形成等，最終還將影響到啤酒的風(fēng)味物質(zhì)和穩(wěn)定性。（3）啤酒的穩(wěn)定性降低。麥汁含Ca2+在每升80到100毫克時，可促進麥汁煮沸時形成單寧—蛋白質(zhì)—鈣的復(fù)合物，促進熱凝固物蛋白質(zhì)的絮凝。+ ,K+常常在50—100:300—，不柔和。 制麥的目的在于使大麥發(fā)芽，產(chǎn)生多種水解酶類。 現(xiàn)代啤酒生產(chǎn)，工業(yè)化程度越來越高，啤酒工廠一般不自行生產(chǎn)麥芽，而是從專門的麥芽生產(chǎn)工廠購買所需麥芽，以達到降低生產(chǎn)成本的目的。（2）皮殼和原料物質(zhì)中不容性物質(zhì)粉碎過細，會增加過濾阻力。本設(shè)計采用麥芽濕法粉碎，濕法粉碎全部操作有：浸漬→磨碎→勻漿→泵出。濕法粉碎可提高過濾速度20%25%或提高投料量，麥糟層厚度可達500600mm , 但不影響過濾。麥汁中浸出物的含量和原料中干物質(zhì)的比稱“無水浸出率”。（4）加熱溫度和時間。2. 浸出糖化法：浸出糖化法是指麥芽醪利用酶的生化作用，用不斷加熱或冷卻調(diào)節(jié)醪液的溫度，使糖化完成，麥芽醪未經(jīng)煮沸。而煮出法糖化法可以補救一些麥芽溶解不良的缺點，原料利用率高，糖化時間短，麥汁成份好，適合釀造傳統(tǒng)下面發(fā)酵啤酒。故本設(shè)計才用此方法進行糖化。 麥芽醪的過濾過程包括如下三個過程：（1） 殘留在糖化醪中的耐熱性的α淀粉酶，將少量的高分子糊精進一步液化，使之全部轉(zhuǎn)變成無色糊精或糖類，提高原料浸出物收得率。 過濾方法的選擇1. 過濾槽法過濾槽是最古老的方法，也是至今采用最普遍的方法，它是以過濾篩板和麥糟構(gòu)成過濾介質(zhì)。麥汁煮沸鍋具有多種形式，本設(shè)計選用的是列管式內(nèi)加熱器圓形麥汁煮沸鍋。酒花添加分三次完成，操作如下：第一次：煮沸5～15分鐘后，添加總量的5%～10%，主要作用是消除煮沸物得泡沫。近代的啤酒生產(chǎn)大大縮短了發(fā)酵和貯酒周期，發(fā)酵容器也增大到數(shù)百至上千立方米，因此，對麥汁處理要求是：1. 對能引起啤酒非生物渾濁的冷，熱凝固物盡可能給予足夠的分離2. 麥汁處于高溫時盡可能減少空氣接觸，防止氧化。我國廣泛使用帶篩孔的酒花分離器。 麥汁的充氧1. 熱麥汁的氧化麥汁在高溫之下接觸氧，此時氧很少以溶解形式存在，而是和麥汁中糖類、蛋白質(zhì)等發(fā)生氧化反應(yīng)。充氧操作為：麥汁溫度降至6℃以下，空氣通風(fēng)，10176。此外麥汁應(yīng)采取分批進罐，冷麥汁通風(fēng)時間，宜早不宜晚，最后12批進罐麥汁不再通風(fēng)。2. 啤酒酵母的絮凝啤酒酵母的絮凝特性是重要的生產(chǎn)特性，它會影響酵母的回收再利用于發(fā)酵的可能，影響發(fā)酵速率和發(fā)酵度，影響啤酒過濾方法的啤酒風(fēng)味。每個啤酒廠都應(yīng)保存適合本廠使用的純種酵母，以保證生產(chǎn)的啤酒具有穩(wěn)定的風(fēng)格和特性。以下就這幾種發(fā)酵方法進行分析和比較來進行取舍。并且塔式觀造價高，不利于小規(guī)模生產(chǎn)。傳統(tǒng)的下面發(fā)酵法，主發(fā)酵容器安置在空氣過濾，絕熱良好和清潔衛(wèi)生的發(fā)酵室內(nèi)。下面發(fā)酵的工藝特點是：（1） 采用下面酵母，主發(fā)酵溫度比較低，發(fā)酵進程比較緩慢，發(fā)酵的代謝副產(chǎn)物相對較少。啤酒發(fā)酵系以上面發(fā)酵為起源，而后由于選用的純粹培養(yǎng)酵母不同，劃分為上面發(fā)酵與下面發(fā)酵兩種啤酒發(fā)酵類型。發(fā)酵終了，大部分酵母浮在液面，酵母回收工作雖較下面發(fā)酵復(fù)雜，但酵母使用代數(shù)遠較下面發(fā)酵為多，長久沒有衰退現(xiàn)象。（4） 上面發(fā)酵在發(fā)酵過程中通風(fēng)時間長，目的是使酵母分散懸浮在發(fā)酵液中，對凝集性強的酵母，通風(fēng)尤屬必要。（6） 上面發(fā)酵釀制的啤酒成熟快，設(shè)備周轉(zhuǎn)快，啤酒有獨特的風(fēng)味，但保存期短。5. 兩罐法發(fā)酵一罐法發(fā)酵工藝簡單, 便于操作, 能夠節(jié)省投資, 但由于麥汁整個發(fā)酵過程都在同一個發(fā)酵罐中進行, 使得冷凝物的排放及酵母沉淀效果不十分理想。故本設(shè)計采用兩罐法發(fā)酵。1．酵母接種量：本設(shè)計分批發(fā)酵采用低溫，緩慢發(fā)酵，因此接種量比較小，接種后細胞濃度控制在（512）10個/ml。 前發(fā)酵:所謂前發(fā)酵，就是指接種酵母泥處于休眠階段，酵母和麥汁接觸后，有較長（數(shù)小時至十小時）的生長滯緩期，之后才能加入出芽繁殖，當(dāng)酵母克服生長緩滯期，出芽繁殖細胞濃度達到20個/ml，發(fā)酵麥汁表面開始氣泡，此階段即為前發(fā)酵。由于有機酸產(chǎn)生和麥汁緩沖物質(zhì)減少，麥汁PH下降迅速。此階段大量廢熱產(chǎn)生，必須進行冷卻以保持最高發(fā)酵溫度。P時，發(fā)酵緩慢，泡沫消失，逐步形成泡蓋。后發(fā)酵和儲酒的目的是：糖類繼續(xù)發(fā)酵，促進啤酒風(fēng)味成熟，增加CO2溶解，促進啤酒澄清。（4）發(fā)酵罐清洗、消毒 ，工藝衛(wèi)生更易得到保證。因此在本設(shè)計中選用的是圓柱錐底發(fā)酵罐，其具體情況介紹如下：：主要分單釀罐發(fā)酵和兩罐法發(fā)酵兩種。發(fā)酵罐底角，考慮到發(fā)酵中酵母自然沉降最有利，取排出角7375176。（4）隔熱層和防護層：絕熱材料常用絕熱材料聚酰氨樹脂或自熄式聚苯乙烯泡沫。（2）接種量和起酵溫度麥汁直接進罐法，為了縮短起酵時間，大多采用較高接種量，%～%，接種后細胞濃度為（15177。P的淡色啤酒，小于11176。VDK還原初期一般不排放酵母，也就是發(fā)酵全部酵母參與VDK還原，這可縮短還原時間。（7）酵母的排放和收集當(dāng)VDK還原至規(guī)定值，可順利從錐底排放泥狀酵母。 酵母的添加與回收在麥汁進行充氧同時添加酵母，為了使酵母均勻分布在發(fā)酵罐中，酵母應(yīng)在整個麥汁流入過程中均勻添加，接種量：～。下層為弱細胞或死細胞，可作飼料或棄置不用。麥槽是有價值的飼料，有較高的蛋白質(zhì)，并受到適度分解。每生產(chǎn)100噸啤酒可得含水分75%～80%，%～10%。硅藻土過濾機作為啤酒的粗濾，紙板過濾機作為啤酒的精濾，無菌膜過濾機主要用于生產(chǎn)純生啤酒?，F(xiàn)采用光學(xué)檢驗儀驗瓶，利用光學(xué)驗瓶裝置，可自動將污瓶從傳送帶上排除。：100800瓶/分。P啤酒的物料衡算，最后進行6萬噸/年啤酒廠的物料衡算表21啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項目名稱百分比﹪說明定額指標(biāo)原料利用率麥芽水分大米水分11無水麥芽浸出率75無水大米浸出率95原料配比麥芽70大米30損失率冷卻損失發(fā)酵損失對熱麥汁而言過濾損失裝瓶損失總損失率啤酒總損失率8對熱麥汁而言 100㎏原料生產(chǎn)11176。P熱麥汁量為：（247。）=(L)(2)冷麥汁量()=(L)(3)發(fā)酵液量()=(L)(4)過濾酒量()=(L)(5)成品啤酒量()= (L) 11176。濕酵母泥含水分85%酵母含固形物量:則含水分7%的商品干酵母量為： (13)二氧化碳量因11176。P淡色啤酒糖化車間物料衡算生產(chǎn)旺季以170天計，占總產(chǎn)量的70%，則旺季日產(chǎn)量為：6000070%247。（11%）247。=66896（L）(6) 冷麥汁量： 61664247。=62916 （L）(10) 過濾酒量：61664247。70%=106（kg）(3)全年大米耗量：29914170247。70%=106（L）(4)全年濕糖化糟量：89964170247。70%=106（L）(11)全年成品啤酒量: 616644170247。在論證部分，選用二次煮出糖化法生產(chǎn)麥汁，下面就以此工藝為基準(zhǔn)進行糖化車間的熱量計算。 所以糊化鍋加水量為：G1=（2991+2991）= 16 （kg）式中2991為糖化一次大米粉量，2991（為大米量的20%）。C，一次耗熱量為： Q1=GWCW(t2t1)= 32=(kJ) 第一次米醪煮沸耗熱量由流程圖可知：=++1. 糊化鍋內(nèi)米醪由初溫加熱到100℃耗熱= G米醪C米醪（100 t0）(1) 計算米醪的比熱容根據(jù)經(jīng)驗公式C容物=[(100W)C0+]進行計算。60 =5%40247。（+） = [ kJ/（kg．K）]結(jié)合前面麥醪的比熱容，可算得麥醪米醪混合后的比熱容C混合=（G麥醪C麥醪+G米醪C米醪）247。（ ） =176。C3. 混合醪從63℃升溫到70℃所需要的熱量： Q3=G混合C混合（7063）=（7063）=（kJ） 第二次煮沸混合醪液耗熱量1. 由工藝流程可知：經(jīng)過第一次煮沸后米醪量為：G,米醪=G米醪V1==（kg） G麥醪=G麥芽+G2= +=（kg）因此進入第二次煮沸的混合醪量為： G混合= G,米醪+ G麥醪=+=（kg）根據(jù)工藝，糖化結(jié)束醪溫為78176。(30)]100%=%因此：=% 30= （kJ）2. 第二次煮沸蒸汽帶走熱量煮沸時間為10分鐘，煮沸強度5%，則水分蒸發(fā)量為：V2=%G混合5%10247。100450 =（kg）則=62=（kJ） 麥汁煮沸過程中耗熱量1. 麥汁升溫至沸點耗熱量由糖化物料衡算表可知，過濾后麥汁溫度約為70176。[() 95%] =(kg) 糖化小時最大蒸汽耗用量糖化操作時，麥芽煮沸時耗熱量最大，熱效率95%， =247。()=(kg/h) 蒸汽單耗根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計，旺季糖化次數(shù)為1704= 680 次，設(shè)淡季每天糖化3次，130天共390次，全年糖化總數(shù)為1070次；（占全年的70%），則全年的蒸汽耗熱量為： D每年=1070= （kg）= 247。=27561（kg/h） 糖化室洗刷用