【正文】 本設(shè)計(jì)選圓形人孔。又設(shè)洗滌時間為 。） 表 53 管法蘭連接尺寸 （ mm） 公稱直徑DN D K L Th n 50 140 110 14 M12 4 發(fā)酵罐夾套的選取 a．冷卻面積的計(jì)算 F=Q/Kt 由于發(fā)酵時產(chǎn)熱高峰為 （ ），則每罐放熱高峰： Q= V 有 = 160 103=575168kJ 采用夾套安裝罐外壁，用間接冷卻法冷卻，冷卻介質(zhì)為酒精，分三段冷卻，冷卻介質(zhì)進(jìn)出口溫度為 8℃和 0℃。 表 52 管法蘭連接尺寸 （ mm） 公稱直徑DN D K L Th n 125 240 200 18 M16 8 100 210 170 18 M16 4 冷媒進(jìn)出管 由前面的冷量衡算可知，發(fā)酵過程冷媒流量為 ,設(shè)酒精密度 為 971kg/m179。 由工廠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)知，一般裝滿一發(fā)酵罐麥汁需要 6h，則進(jìn)醪速度： Vs=V/τ =160/（ 6 3600） = m179。 發(fā)酵罐圓柱體部分壁厚確定： Sd=PcDi/(2【б】 tΦ Pc)+C 上式： Pc設(shè)計(jì)壓力 工作壓力的確定 發(fā)酵罐的高度（不加橢圓封頭）即筒體與錐體的高度 H： 錐體高度為 h 錐 : V 錐底 =π D3/[24tan(a/2)]= π D2π D3h 錐 h 錐 = D/[2 tan(a/2)]= m H =16+= m 封罐之前，由于與外界接觸，則罐內(nèi)的壓力只有液柱力，但如封罐以后，罐內(nèi)壓力上升，而封罐之后壓力最大 。 =160 m179。則旺季每天耗冷量為： Q5ˊ = Gb 18000= 18000=4446900 Gb—— 旺季成品啤酒日產(chǎn)量（ t） 若白天日曬高峰耗冷量為平均每小時耗冷量的 2倍，則高峰耗冷量為： Q 5 =2 Q5ˊ /24=370575（ kJ/h） 冷媒用量： M3= Q 5 /(cm 8) =370575/( 8) =11082 表 41 發(fā)酵車間冷量衡算表 耗冷分類 耗冷項(xiàng)目 每小時耗冷量kJ/h 冷媒用量 kg/h 每罐耗冷 kJ 工藝 發(fā)酵耗Q2 非工藝耗冷量 Q 5 370575 11082 合計(jì)耗冷量 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 第五章 發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)與選型 發(fā)酵罐體積的確定 本次設(shè)計(jì)選用錐底發(fā)酵罐，由物料衡算可知，糖化設(shè)備一次性糖化麥汁量 64m3。［ （ 852）］ = (㎏ /h) 發(fā)酵耗冷量 Q2 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 Q2’ 設(shè)麥汁固形物均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵放熱量為 ，設(shè)發(fā)酵度為60%，則 1L麥汁放熱量為 : qO= 10% 60%=（ kJ） 糖化一次得冷麥汁量 67324L 每錐形罐發(fā)酵放熱量： Q0ˊ = 67324 2=（ kJ） 由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時間為 6天，每天糖化 4 鍋麥汁（旺季），并考慮到發(fā)酵放熱不平衡，取系數(shù) ，忽略主發(fā)酵的麥汁升溫，則發(fā)酵高峰期耗冷量為： Q2ˊ = Q0ˊ 4247。 P啤酒 糖化一次定額 6 萬噸 /年 啤酒生產(chǎn) 混合原料 麥芽 大米 酒花 熱麥汁 冷麥汁 濕糖化糟 濕酒花糟 發(fā)酵液 過濾酒 成品啤酒 ㎏ ㎏ ㎏ ㎏ L L ㎏ ㎏ L L L 100 70 30 100 9084 6359 2725 135 67324 63999 8160 404 62998 62369 61745 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 備注： 10176。 70%= 105（ kg） (5)熱麥汁量： 67324 4 170247。 =8160（ kg） (8) 濕酒花糟量： 61745247。 4=（噸 /天） 由此可算出每次投料量和其他項(xiàng)目的物料平衡。濕酵母泥含水分 85% 酵母含固形物量 : 851001 ??? 則含水分 7%的商品干酵母量為： ??? (13)二氧化碳量 因 10176。 P 麥汁在 20℃時的密度為 ，而 100℃熱麥汁比 20℃時的麥汁體積增加 倍。 物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 根據(jù)表 31的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，先進(jìn)行 100kg 原料生產(chǎn) 10176。啤酒包裝的基本功能有以下幾點(diǎn)。 啤酒過濾式一種物理分離過程，是啤酒生產(chǎn)過程中非常重要的生產(chǎn)工序。沉降于發(fā)酵罐底的酵母可以分為三類：上層為輕質(zhì)酵母，主要由落下的泡蓋和最后沉降下來的酵母細(xì)胞組成，可做飼料或經(jīng)行其它綜合利用。 （ 4）一罐法發(fā)酵 隨著啤酒工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有啤酒廠普遍采用一罐發(fā)酵工藝，即麥汁的主發(fā)酵， 雙乙酰還原、降溫以及貯酒階段在同一個露天發(fā)酵罐中進(jìn)行。 D、上面發(fā)酵在發(fā)酵過程中通風(fēng)時間長，目的是使酵母懸浮發(fā)酵液中，對凝聚性強(qiáng)的酵母通風(fēng)尤 屬必要。 八十年代后，錐形罐發(fā)酵取代了傳統(tǒng)發(fā)酵，生產(chǎn)周期得到了縮短，而連續(xù)發(fā)酵由 于污染和風(fēng)味（特別是雙乙酰）控制的困難逐步停止了使用。 ⑹罐壓控制 利用 N2備壓 ～ 。 ③圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵工 藝： ⑴進(jìn)罐方法 采用直接進(jìn)罐方法。單釀罐一般的 D： H=1:～ 6。 －多酚氧化物的復(fù)合物質(zhì)。 貯酒室采用冷風(fēng)冷卻，鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在貯酒樓上，利用冷空氣下降，熱空氣上升的對流方式，以節(jié)省動力消耗。 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。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(jìn)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(jī)酸和二氧化碳的形成。 P 時，發(fā)酵緩慢，泡沫小時，逐步形成泡蓋。此時糖降比較緩慢，而氨基酸下降迅速。 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(jìn)程比較緩慢。 4. 起酵溫度和發(fā)酵溫度。 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(kuò)大培養(yǎng)→發(fā)酵罐。為使空氣溶解至冷麥汁中，必須通入很細(xì)小的空氣泡，并以渦流形式與麥汁進(jìn)行混合。漩渦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。麥汁煮沸時，麥汁由下而上穿過加熱器的列管向上沸騰。我國大多數(shù)啤酒廠均采用過濾槽靜壓過濾法進(jìn)行麥汁過濾。 二次糖化法對原料的適應(yīng)性較強(qiáng)，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。從麥芽和麥芽輔料中溶解出來的物質(zhì)稱為浸出物。粉碎質(zhì)量對糖化過程中物質(zhì)的生化變化、麥汁組成、麥汁過濾和 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。本設(shè)計(jì)選擇淺黃綠色，有光澤，富有濃郁的啤酒花香氣，無異雜氣味， 花體基本完整的顆粒酒花。 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。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 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)，對所收集 的 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，配備必要的勞動人員，滿足正常生產(chǎn)需要。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。本文對啤酒生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分 ——原料的糊化、糖化、煮沸、麥汁過濾、啤 酒過濾及其設(shè)備選型進(jìn)行了粗略研究。 原始數(shù)據(jù)：產(chǎn)品： 10176。本 設(shè)計(jì) 內(nèi)容主要包括物料衡算，熱量衡算，冷耗衡算和重點(diǎn)設(shè)備選型及計(jì)算。 P 淡色啤酒糖化車間物料衡算? ?? 22 第四章 耗冷量的計(jì)算 ?????????????? 25 發(fā)酵車間工藝流程??????????????? ? 25 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)???????????? ? 25 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″??????? ?? 26 發(fā)酵總耗冷量 Q2?????????? ????? 26 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 每酵用冷媒耗量 Q0?????????? ????? 26 發(fā)酵用冷媒耗量（循環(huán)量） M2 ???????? ? 26 非工藝耗冷量????????????????? 27 第五章 發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)與選型 ?????? ???? 28 發(fā)酵罐體積的確定?????????????? ? 28 發(fā)酵罐數(shù)量的確定?????????????? ? 28 發(fā)酵罐材料的選擇??????????????? ? 29 發(fā)酵罐圓柱體部分壁厚確定??????????? ? 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??????????????? ??? 32 發(fā)酵罐夾套的選取?????????????? ? 33 CO2出管及 CIP 清洗管??????????? ??? 34 其他選型????????????????? ?? 35 第六章 發(fā)酵罐的參數(shù) ???????????????? 38 總結(jié) ???????????????????? ??????? 39 參考文獻(xiàn) ?????????????????? ?????? 40 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 緒 論 設(shè)計(jì)選題的目的 目前，世界上啤酒市場的競爭日益激烈，廣大消費(fèi)者對啤酒品種結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，相應(yīng)的新品種也層出不窮。 課題研究內(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 畢業(yè) 設(shè)計(jì)任務(wù)書要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 主要方法： ，確定工藝方法以及流程 （如物料衡算） 。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)。上面酵母又叫表面酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)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(xì)胞和子細(xì)胞增殖后彼此分開，幾乎都是單細(xì)胞或幾個細(xì)胞連接。 輔料的粉碎 對于輔料大米 ， 胚乳比較堅(jiān)硬 ， 對粉碎要求較大，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粉碎機(jī)。它是最簡單的糖化方法，是把醪液從一定溫度開始加熱至幾個溫度階段進(jìn)行，最后達(dá)到糖化終止溫度。 麥汁過濾 麥汁過濾的基本要求及技術(shù)指標(biāo) 麥汁過濾的基本要求是迅速、徹底地分離糖化醪液中的可溶性浸出物，盡量減少影響啤酒風(fēng)味的麥皮多酚、色素、苦味質(zhì)以及麥芽中的高分子蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸和β葡聚糖等物質(zhì)進(jìn)入麥汁，從而保證麥汁良好的口味和較高的澄清度。煮沸期間將發(fā)生一系列復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，麥汁質(zhì)量也會受多種因素影響。 P），通過煮沸、蒸發(fā)濃縮，方可達(dá)到規(guī)定濃度。要有足夠的冷卻面積，冷卻時間要短，冷凝固物析出的量多。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 4． 酵母擴(kuò)大培養(yǎng)： 最終決定啤酒品質(zhì)的因素是啤酒酵母，最終影響釀酒工藝和控制的因素也是啤酒酵母。 啤酒發(fā)酵工藝技術(shù)控制 啤酒發(fā)酵工藝技術(shù)控制，至今尚未深入到發(fā)酵代謝控制，所謂工藝控制多數(shù)停留在外界影響因素的選擇性（非定量）控制，它包括如下幾方面： 1. 啤酒酵母的菌株選 擇。 9. 發(fā)酵中壓力或者 CO2 濃度。 1. 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）