【正文】 文，是本人在導師的指導下進行的研究工作所取得的成果。 通過本次 設計，我們對大學四年所學的專業(yè)知識得到了全面的鞏固，使理論和實踐達到更好的結合，進一步鍛煉獨立思考、分析問題和解決問題的能力。 在鍋爐，管道和各種壓力容器中，為了控制壓力不超過允許的數(shù)值，需要安裝安全閥。 取樣塞主要作用是在發(fā)酵后期儲酒過程中，不同時間取發(fā)酵醪來檢測，看是否符合標準，情況是否正常，還能通過此口來檢測罐內 CO2的濃度，由于此流量不大，內徑取 10mm就夠了。 32 =，（在范圍內，滿足要求。消耗的CO2 的體積為 m179。為準，對于單釀 發(fā)酵，一次冷媒直接蒸發(fā)冷卻。 發(fā)酵前期 平均溫度： 6℃→ 6℃ 8℃→ 0℃ 14℃→ 6℃ △ tm=（△ t1 △ t2） /In（△ t1/ △ t2） =（ 146） /In（ 14/6） =℃ 取夾套傳熱系數(shù)為 K= 220kJ/(m178。則冷媒 進出口管徑： D= uVsπ/4 = ）（ ?? = 取 D=69 mm 查《化工設備機械基礎》表 57 的無縫鋼管，其內徑 di= 校核 u=4Vs/π di178。為三段冷卻，三個冷媒進口管。 則 管徑 D= uVsπ/4 = ）（ ?? = 則管徑取 125mm 在《材料與零部件》（上） P154查得Φ 133 4 的無縫鋼管內徑為： di=125 校核： u=4Vs/π di178。 對于進料管與排酒管流量相差不大，可選用同一管徑的管子。 29 Sd=PcDi/(2【б】 tΦ Pc)cosα +C = 4000/（ 2 ） 1/cos30176。發(fā)酵罐內的液體全部裝滿時的最高工作壓力為： P 最高工作壓力 =P 表 +P 液柱 =+pgh =+ 103 106 = 取其值為 所以， Pc= 工作壓力 = 在此設計壓力 Pc 取 S=PcDi/(2【б】 tΦ Pc) = 4000/（ 2 137 ） = mm 式中： Di— 發(fā)酵罐內徑 4000 mm 【б 】 — 不銹鋼許用應力【б 】 =137，出自《化工設備機械基礎》 P319 Φ — 焊縫系數(shù)Φ =1，雙面對接頭 100% C— 壁厚附加量 C1— 鋼板負偏差， C1= C2— 腐蝕裕量，不銹鋼，腐蝕裕微量，一般單面腐蝕 C2=1,雙面 C2=2 C3— 加工減薄量 C3=0(冷加工 C3=0，熱加工 C3=1mm) Sn=S+ C1+C2=++2= 查《化工設備機械基礎》 P97表 49 得 C1= 圓整后取 Sn=8mm 罐的筒體厚度為 8mm的 0Cr18Ni9 鋼板制作。 實際產量驗算： 23 170/( 17 )=55278 t 富裕量： 滿足 富裕量在 5%10%的要求。的發(fā)酵罐體。 VO= 4179。 4D/4+179。 V 錐底 =π D179。 主要尺寸比例： V 圓柱 =π D178。裝料系數(shù)取80%85%，這里取Φ =80%。選用發(fā)酵罐的有效容積（三鍋裝一罐）為： Vs= 3= m179。 故耗冷媒量為： M2=Q2/(cm 8) =247。［ C 水 （ 852）］ =21373792 247。 有前面的計算可知，每糖化一次得到的熱麥汁為 ，相應的麥汁密度為: G= =60721（ kg） 又查得 12176。 70%= 106（ L） 把前述的有關啤 酒物料衡算計算結果整理見下表 32： 物料名稱 單位 對 100 ㎏ 混合原料 對 100L 12176。 70%= 106（ kg） (8)全年濕酒花糟量： 8 170247。 70%= 106（ kg） (4)全年酒花耗量： 8 170247。 =（ L） (11) 酒花量： 23 247。 =（ L） (7) 濕糖化糟量： 247。 = （ L） (2) 麥芽用量： 247。 170=(噸 /天 ) 設生產旺季每天糖化 4 次，旺季總糖化次數(shù)為 608 次（淡季根據需要酌情調整糖化次數(shù)），可算得每次糖化可產成品啤酒量（灌裝后）為： 247。 P 冷麥汁密度為 ，則 冷麥汁質量為： = 所以， 12176。 P 啤酒的物料衡算 根據上述衡算結果知， 100kg 混合原料可生產 12176。 12） 100=(kg) 20 又知 12176。 P 啤酒的物料衡算 (1)熱麥汁量 根據表 31 可得原料收得率分別為： 原料麥芽收得率為： (1005)247。 19 第三章 物料衡 算 物料衡算的意義 物料衡算是指理論上進行生產時，所要消耗的物料和可以得到的產品以及副產品的量，物料衡算的準確與否關系到整個生產工藝的合理性和設計的可行性，是整個設計階段的重要一環(huán)。 啤酒過濾式一種物理分離過程，是啤酒生產過程中非常重要的生產工序。一罐法工藝有以下優(yōu)點：清洗消耗少，因為只有一個容器必須清洗；轉入空罐時 CO2 損失少；酒損少，因為沒有了管道中殘酒的損失；所需的工作時間少，因此不用倒罐；節(jié)能，因為不用倒罐，沒有氧侵入的危險。 下面發(fā)酵的特點 ①采用下面酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進程比較緩慢。 E、上面發(fā)酵一般不采用后發(fā)酵，主發(fā)酵的發(fā)酵度接近發(fā)酵度，下酒后，加膠澄清，貯藏一階段，采用人工充 CO2，使達到飽和。發(fā)酵三天左右，當酵母升至液面時，為發(fā)酵旺盛階段，此時應開始降 低液溫，可采用 12~14℃冷水冷卻，并在酵母形成泡蓋時 17 立即撇去，發(fā)酵 4~6 天即行結束。從實際情況出發(fā)，故本設計不采用此法。塔式系統(tǒng)對酵母要求高，使用的酵母不僅要求發(fā)酵度高，而且要求凝聚性強。 ⑺酵母的排放和收集 酵母回收循環(huán)使用五代。 ⑶主發(fā)酵溫度 采用低溫發(fā)酵 ⑷ VDK 還原 在大罐發(fā)酵中，后發(fā)酵一般稱 VDK 還原階段。 ③圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵工藝： ⑴進罐方法 采用直接進罐方法。冷卻夾套的單釀罐內一般分三段：上段距發(fā)酵液面 15cm向下排列，中段在筒體的下部距支座 15cm向上排列，錐底段盡可能接近排酵母口，向上排列。單釀罐一般的 D： H=1:。 。 －多酚氧化物的復合物質。 澄清的目的是使過濾時順利，產量高；濾后的酒透明度好，穩(wěn)定性高。 貯酒室采用冷風冷卻，鼓風機設在貯酒樓上，利用冷空氣下降，熱空氣上升的對流方 15 式，以節(jié)省動力消耗。 ②減少啤酒的不成熟味覺加快啤酒成熟。 ③在較長的后發(fā)酵期中，懸浮的酵母，冷凝固物 和酒花樹脂等。 此時酒的二氧化碳含量不足，口味不成熟，不適于飲用。二氧化碳含量一般為 ～ （ w/wl 左右） ⑤ PH 值的變化 : 冷麥汁 PH 一般為 ～ ，隨發(fā)酵進程而逐步降低， PH 值的下降主要由于發(fā)酵過程中，二氧化碳和有機酸和二氧化碳的形成?？砂l(fā)酵性糖含量愈高，發(fā)酵度愈高；發(fā)酵速度則隨發(fā)酵溫度和酵母添加量而變化，發(fā)酵溫度愈高，酵母添加量愈大，發(fā)酵愈旺，發(fā)酵速度愈快。 P 時，發(fā)酵緩慢，泡沫小時，逐步形成泡蓋。此階段大量廢熱產生，必須進行冷卻。此時糖降比較緩慢，而氨基酸下降迅速。一般為前酵期（ ～ 11℃），主酵期（ ～ 13℃ ），后酵和貯酒期（ 0～ 1℃）。 13 啤酒發(fā)酵工藝 傳統(tǒng)的下面發(fā)酵法，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，保持室溫 5～ 6℃，采用開放式或密閉式發(fā)酵容器：①采用下面的酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進程比較緩慢。 8. 儲酒條件和時間。 4. 起酵溫度和發(fā)酵溫度。本設計設計的是經典型啤 酒，色澤淺，采用的是下面發(fā)酵技術，故選用下面酵母。 其過程為：斜面試管（原菌種）→試管培養(yǎng)→小，中，大三角瓶培養(yǎng)→卡氏罐培養(yǎng)→增殖罐培養(yǎng)→酵母擴大培養(yǎng)→發(fā) 酵罐。酵母細胞不同的絮凝能力受到其自身的基因和外界作用影響，金屬離子對凝聚作用的影響極大，凝聚作用的強度還依賴于基質的離子濃度，尤其是鈣離子含量達到 30mg/l 以上時的促凝作用相當顯著，其他二價離子 也能促凝，但是單價離子會因“反離子效應”對其產生抑制作用。為使空氣溶解至冷麥汁中，必須通入很細小的空氣泡，并以渦流形式與麥汁進行混合。麥汁冷卻的基本要求有：麥汁和冷卻水流經部位要便于清洗，密封性要好，嚴防冷卻水和麥汁的滲漏。漩渦成沉淀槽是最常用的熱凝固物分離設備，與其它設備相比，她的分離效果最佳。過濾后的麥汁其濃度低于需定型濃度（約～ 176。麥汁煮沸時，麥汁由下而上穿過加熱器的列管向上沸騰。 麥汁煮沸 麥汁煮沸設備選擇及優(yōu)缺點 麥汁過濾結束后，就要進行麥汁煮沸，并在麥汁過濾中添加酒花。我國大多數(shù)啤酒廠均采用過濾槽靜壓過濾法進行麥汁過濾。由于只有部分醪液進行煮沸，胚乳細胞壁的高分子麥膠物質及其他雜志溶出較少，所制麥汁色澤淺，黏度低，口味柔和，發(fā)酵度高，特別適合釀造淺色淡爽型啤酒；而且操作簡單，糖化時間短，在 3h 內即可完成。 二次糖化法對原料的適應性較強，常采用此方法生產淺色啤酒，也可生產其他類型的啤酒，所以二次糖化法好了靈活性較大。 浸出糖化法：是純粹利用麥芽中酶的生化作用， 浸出麥芽中的可溶性物質。從麥芽和麥芽輔料中溶解出來的物質稱為浸出物。因為濕法粉碎有表皮比較完整課獲得良好的過濾層，解決了粉塵的危害，過濾時間短，糖化效果好，麥芽汁清亮對溶解不良的麥芽可提高其浸出率，適合比較高的投料量，的優(yōu)點，故本設計采用濕法粉碎。 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過粉碎后，有較大的比表面積，使物料中貯藏物 質增加和水、酶的接觸面積，加速酶促反應及物料的溶解。 酵母 在實際生產中最常用的酵母有兩大類：上面酵母和下面酵母。 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。水的鎂硬小于等于 ，水中含鹽量要求很低。釀造水質不僅決定著產品的質量和風味，而且還直接影響著釀造的全過程。 ，種類和性質。 設計范圍 本設計為年產 5 萬噸 12 度的啤酒廠，重點設備發(fā)酵罐，發(fā)酵工段為重點工段。 設計工作的意義 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、每升啤酒的熱量可達 430 卡，相當于 67 枚雞蛋， 0． 75 升牛奶或 50 克奶油，被世界營養(yǎng)協(xié)會組織列為營養(yǎng)食品，素有“液體面包”之譽。所以建設新的、大型的啤酒廠，增加產量，就可以滿足人們將來物質生活的需求。對發(fā)酵過程及其設備選型進行了較為詳細的探討。本設計內容主要包括物料衡算，熱量衡算，冷耗衡算和設備選型的計算及重點設備選型及計算。 涉密論文按學校規(guī)定處理。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。發(fā)酵設備采用圓筒體錐底發(fā)酵罐，發(fā)酵周期是 17 天。本文對啤酒生產線工藝設計中的關鍵部分 — 原料的糊化、糖化、麥汁過濾、煮沸、啤酒過濾及其設備選型進行了粗略研究。但是我國人均啤酒的消費還沒有達到世界平均水平。是根據教學的實際需求來選定的。 課題研究內容及方法 設計依據 本設計是根據四川理工學院生物工程學院生物工程教研室布置的課程設計任務書要求來進行設計的。 工藝選擇 7 ，先進的技術和設備。 8 第 2 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，釀造水被稱為“啤酒的血液”。啤酒釀造用水中含有10~15 mg/L Mg 已經足夠，過高會使啤酒變的干，苦味重。麥芽還應有新鮮稻草香味，不應有霉味、潮濕味、酸味、焦苦及煙熏味等。 大米是啤酒廠最常用的輔料，其特點是價格低廉，蛋白質、多酚物質和脂肪含量低于麥芽，而淀粉含量高于麥芽，本設計采用大米作為輔料，生產出的啤酒具有色澤淺、口味清爽、泡沫細膩、酒花 香突出，非