【正文】 通過本次設(shè)計，我們對大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識得到了 較 全面的鞏固，使理論和實踐達到更好的結(jié)合，進一步鍛煉獨立思考、分析問題和解決問題的能力。本設(shè)計的罐體容積為 立方米，故選用裙式支座。） 表 54 管法蘭連接尺寸 （ mm） 公稱直徑DN D K L Th n 50 140 110 14 M12 4 其他選型 ： 查表得到溫度計的接管應(yīng)選用Φ 14 3 的無縫鋼管 孔 為檢查設(shè)備使用過程中是否產(chǎn)生裂紋、變形、腐蝕等缺陷，應(yīng)開設(shè)檢查孔。 ： 30 一般為三段夾套冷卻，大概比例為上段 30%、中段 55%、下段 15%，故： S 上 = 30%= ㎡ S 中 = 55%= ㎡ S 下 = 15%= ㎡ 上段距發(fā)酵液面 15cm排列，中段在筒體的下部距支座底 15cm向上排列，錐底盡可能接近排酵母口排列。） = m/s （在 — 范圍內(nèi)，符合要求。)= ，滿足要求。 該發(fā)酵罐實裝醪液 179。時，應(yīng)采用帶過渡段的折邊結(jié)構(gòu)。 所以，取 N=612（個） 實際產(chǎn)量： 62 170/（ 17 ） = m3 富裕量：（ — 103） / 103=﹪，滿足要求。這里選用 70176。（ 24 6 2） =（ kJ/h） 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷 Q2″ 主發(fā)酵后期，發(fā)酵液溫度從 6℃緩降到 1℃。 P 啤酒的密度為 ，實際年生產(chǎn)啤酒 :： 萬噸。 70%= 106（ L） (6)冷麥汁量： 8 170247。 =（ kg） (9) 發(fā)酵液量： 51429247。 (1) 成品啤酒量（灌裝前）： 1000247。 P 經(jīng)典啤酒需耗混合原料量 （ 100/） 100=(kg) (2)麥芽耗用量 70%=(kg) (3)大米耗用量 30%=(kg) 20 (4)酒花耗用 量 對淺色啤酒，熱麥 汁中加入的酒花量為 %，故酒花耗用量為： （ ） 100 %=(kg) 同理， 100kg 原料耗酒花： = (5)熱麥汁量 （ ） 100=(L) (6)冷麥汁量 （ ） 100=(L) (7)發(fā)酵液量： （ ） 100=(L) (8)濾過酒量： （ ） 100=(L) (9)成品酒量： （ ） 100=100(L) (10)濕糖化糟量： 設(shè)排出的濕麥糟含水分 80%， 濕麥芽糟量為： [()(10075)/(10080)] = 濕大米糟量為： [()(10095)/(10080)] = 故濕糖化糟量為： += 同理， 100kg 原料產(chǎn)生濕糖化糟： = (11)濕酒花糟量： 設(shè)酒花在麥汁中的浸出率為 40%，酒花糟含水分以 80%計，則酒花糟量為： )801 0 0( )401 0 0( ???? 同理， 100kg 原料產(chǎn)生濕酒花糟： = (12)酵母量（以商品干酵母計） 生產(chǎn) 100L 啤酒可得 2kg 濕酵母泥，其中一半作生產(chǎn)接種用，一半作商品酵母用，即為 1kg。 100=% 混合原料收得率為： （ %+ %） 98%=% 由上述可得 100kg 混合原料可制得的 11176。 （ 3）促銷功能。一瓶啤酒質(zhì)量的好壞，對消費者來說，首先看到的是這瓶啤酒的包裝。 間接冷卻方式其冷溶劑是乙二醇與水的混合溶液，它在氨制冷的蒸發(fā)器箱中進行冷卻，溫度一般控制在 5℃左右，它主要用于麥汁冷卻和發(fā)酵罐的降溫，一般情況下，發(fā)酵罐冷卻系統(tǒng)有兩種介質(zhì)循環(huán)，即液氨吸熱蒸發(fā)制冷循環(huán)系統(tǒng)和冷卻發(fā)酵罐酒液的酒精水循環(huán)系統(tǒng)。故在設(shè)計中采用此法。若上面發(fā)酵采用后發(fā)酵工藝，下酒是酒液中應(yīng)保留部分殘?zhí)?，繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生 CO2，飽和在酒中。 （ 2）上面發(fā)酵的工藝特點 A、上面發(fā)酵系 統(tǒng) 在較高的溫度（ 15~20℃）下進行的，酵母起發(fā)快，接種量可以減少，因此形成的酵母新細胞較多。 啤酒發(fā)酵方法的選擇 啤酒發(fā)酵方法主要有以下幾種方式：連續(xù)發(fā)酵法，上面發(fā)酵法，下面發(fā)酵法，一罐發(fā)酵法，以下就這幾種發(fā)酵方法進行詳細分析和比較來進行取舍。 ⑵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（ 15 加或減 3） 106 個 /ml。 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 60～ 85176。 ③影響啤酒澄清的因素 : 。 貯酒室的冷耗量，一般為： ①排管冷卻： 600～ 800 千卡 /晝夜 /m179。在低溫和低 PH 值的情況下，緩慢沉淀下來，使啤酒逐漸澄清。 ⑥氧與 rH 值 : rH 值是表示溶液中氫壓的負對 數(shù)值，是表示溶液氧化還原勢（ EH）的一種方法， rH愈高，溶液的氧化力愈高，還原力愈低，反之亦然。泡蓋是CO2 帶至發(fā)酵液面的多酚、酒花樹脂、高分子蛋白質(zhì)接觸空氣 氧化、聚合 而 形成的。酵母達到最高濃度時，糖降最快，每天外觀濃度降可達 ～ 176。傳統(tǒng)式分批發(fā)酵，每批（一鍋或兩鍋）定型麥汁，經(jīng)過添加酵母，前發(fā)酵（酵 母增殖），主發(fā)酵，后發(fā)酵和貯酒等階段。 7. 酵母分離時間和方法。上面酵母又叫表面酵母，其母細胞和子細胞能夠長時間相互連接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母 、貯藏酵母，其母細胞和子細胞增殖后彼此分開，幾乎都是單細胞或幾個細胞連接。 3． 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。 麥汁的冷卻 常用的麥汁冷卻器為板式換熱器，換熱效率很高。通過麥芽汁的煮沸可達到蒸發(fā)水分、濃縮麥汁的目的。麥汁的過濾速度受濾層阻力、濾層滲透性、濾層厚度、麥汁黏度和濾層面積等諸多因素影響。 2．糖化的具體過程 : 糖化醪與糊化醪兌醪后，醪液不再煮沸，而是直接在糖化鍋內(nèi)升溫，達到糖化各階 段所要求的溫度。 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(zhì)。故本設(shè)計采用濕法粉碎。 8 酵母 在實際生產(chǎn)中最常用的酵母有兩大類：上面酵母和下面酵母。水的鎂硬小于等于 ，水中含鹽量要求很低。 ，種類和性質(zhì)。 設(shè)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(zhì)、每升啤酒的熱量可達 430 卡，相當(dāng)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。 P 啤酒的物料衡算????? . 19 生產(chǎn) 100L 11176。 設(shè)計題目為年產(chǎn) 10 萬噸 11 度淡色啤酒廠發(fā)酵罐設(shè)計， 此啤酒的釀造方法采用 70%的麥芽， 30%的大米，經(jīng)過糊化，糖化，煮沸，過濾，冷卻，發(fā)酵而成。本文對啤酒生產(chǎn) 線工藝設(shè)計中的關(guān)鍵部分 — 原料的糊化、糖化、煮沸、麥汁過濾、啤酒過濾及其設(shè)備選型進行了粗略研究。所以建設(shè)新的、大型的啤酒廠，增加產(chǎn)量，就可以滿足人們將來物質(zhì)生活的需求。該設(shè)計包括工藝 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、主體 設(shè)備的詳細設(shè)計、 繪制圖紙 (主體設(shè)備裝配圖 )等。 水的質(zhì)量要求：本設(shè)計為經(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。本設(shè)計選擇淺黃綠色，有光澤，富有濃郁的啤酒花香氣，無異雜氣味，花體基本完整的顆粒酒花。 在啤酒釀造中，不單要考慮粉碎操作的經(jīng)濟性（及提高粉碎細度，使糖化的時間縮短和出率增加及粉碎耗用量之間的關(guān)系），更應(yīng)該 考慮到啤酒釀造的特殊性：麥芽皮殼若粉碎過細，會增加皮殼有害物質(zhì)的溶解，影響啤酒的風(fēng)味；皮殼和原料中不 溶性物質(zhì)粉碎過細，造成過濾阻力增加，影響過濾操作；淀粉等貯藏物質(zhì)的粉碎細度，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到一定的程度即可。麥汁中浸出物與投料量比值的百分數(shù)稱為浸出率。 二次糖化法對原料的適應(yīng)性較強，常采用此方法生產(chǎn)淺色啤酒，也可生產(chǎn)其他類型的啤酒，所以二次糖化法好了靈活性較大。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。麥汁煮沸時，麥汁由下而上穿過加熱器的列管向上沸騰。漩渦成沉淀槽是最常用的熱凝固物分離設(shè)備，與其它設(shè)備相比，它 的分離效果最佳。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。 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。 4. 起酵溫度和發(fā)酵溫度。 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(nèi)，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。 2. 主發(fā)酵： 主發(fā)酵前期酵母吸收麥汁中氨基酸和營養(yǎng)物質(zhì)，應(yīng)用 糖類發(fā)酵 釋放自由能（ ATP） 合成 酵母細胞 。為凝聚和保存凝聚酵母的活性，發(fā)酵后期應(yīng)逐步降低溫度，使發(fā)酵溫度趨近后酵母溫度。 ③苦味物質(zhì)的變化： 在發(fā)酵過程中，麥汁中近 1/3 的苦味物質(zhì)損失。 后發(fā)酵的作用 : ①嫩啤酒中殘留的可發(fā)酵性糖繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧化碳在密閉的貯酒容器 中，不斷溶解 ，使之達到飽和狀態(tài)。 ④改善了啤酒的非生物的穩(wěn)定性，從而提高了成品啤酒的保存作用。 。本次設(shè)計選擇單釀罐法發(fā)酵。外防護層采用 ，特別是瓦楞型板更受歡迎。 ⑸冷卻、降溫 VDK 還原終點是根據(jù)成品啤酒應(yīng) VDK 的含量而定。更重要的是，連續(xù)發(fā)酵法啤酒從風(fēng)味上品評與間歇法啤酒差別大，難以被消費者接受。優(yōu)良的酵母，其酵母層應(yīng)具有褶皺狀的外觀。 ②下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵期較長，酒液澄清良好，酒的泡沫細致，風(fēng)味柔和，保存期較長。下層為弱細胞或死細胞，由最初沉降下來的顆粒組成，可作飼料或棄置不用。 啤酒過濾方式的選擇與論證 對于啤酒過濾來說，現(xiàn)在使用較普遍的過濾方法主要有硅藻土過濾法、濾棉過濾機和微孔膜過濾機。包裝應(yīng)該保證產(chǎn)品的安全和清潔衛(wèi)生，使其在儲存、運輸和銷售過程中 不致散失、損壞和變質(zhì)，這是包裝最基本的作用。 P 啤酒的物料衡算，最后進行 7 萬噸 /年啤酒廠的物料衡算 表 31 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 原料利用率 98 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 冷卻損失 發(fā)酵損失 對熱麥汁而言 19 率 過濾損失 裝瓶損失 總損 失率 啤酒總損失率 對熱麥汁而言 100 ㎏原料生產(chǎn) 11176。 ） =(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) 生產(chǎn) 100L 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： 100000 70%247。 =（ L） (6) 冷麥汁量： 51429247。 70%= 106（ kg） (3)全年大米耗量： 8 170247。 70%= 106（ L） (11)全年成品啤酒量 : 51429 8 170247。 則麥汁冷卻每罐耗冷： Qf= 2Q1= 2= kJ/罐 相應(yīng)的冷凍介質(zhì)（ 2℃的冷水 C 水 = kJ/()）耗量為： M1=Q1247。選用發(fā)酵罐的有效容積（ 2 鍋裝一罐）為： Vs=53 2=106 m179。 80%=179。 在《發(fā)酵工廠 工藝設(shè)計概論》表 17 中查得 Dg=3600mm,一米高的筒節(jié)鋼板重 711kg,則 米的筒體重： 711 = 標準橢圓封頭壁厚計算 一般中低壓容積采用橢圓形封頭，為了便于設(shè)計加工，本設(shè)計選用標準橢 圓形封頭，也是用不銹鋼 0Cr18Ni9 制作起許用應(yīng)力【б】 t137 S=PcDi/(2【б】 tΦ )+C = 3600/(2 )+ = mm 圓整后取 Sd=8mm 由《發(fā)酵工廠 工藝 設(shè)計概論》表 15 得： 表 51 橢圓封頭系數(shù) 公稱直徑 曲面高度 直邊高度 內(nèi)表面積 容積 V б Dg(mm) H1 h F(㎡ ) m179。大端折邊錐殼的過渡段轉(zhuǎn)角內(nèi)徑 r 應(yīng)不小于封頭大端內(nèi)直徑的 10%，且不小于該過渡段厚度的 3 倍。) =,