【正文】 ）τ——冷卻操作過程時間（ｈ）根據(jù)設計結果，每個錐形發(fā)酵罐裝4鍋麥汁，則麥汁每罐耗冷量為：Qf=4Q1=44350091=174320364kJ相應的冷凍介質（2℃的冷凍水）用量為：M1=Q1cw（t2‘t1’‘）=（852）=式中 tt2——分別為冷凍水的初溫、終溫（℃） Cw——水的比熱容，cw=﹝kJ/(kg冷卻前無菌水溫度為30℃，用8℃的酒精液作冷卻介質。本章主要介紹設備的工藝設計與選型。這種設備的優(yōu)點在于能縮短發(fā)酵時間，而且具有生產上的靈活性，故能適合各種類型的啤酒要求。=發(fā)酵罐壁厚的選擇通過查表得 選擇16mm厚的A3鋼板制作 發(fā)酵罐換熱器的設計為了保證發(fā)酵在最旺盛、微生物消耗基質最多以及環(huán)境氣溫最高時也能冷卻下來，必須按發(fā)酵過程熱量最高峰、一年中最熱的半個月的氣溫下，冷卻水可能達到最高溫度的惡劣條件下，設計冷卻面積。啤酒廠生產啤酒的原料為：70%的大麥和30%的大米。，高H=，直徑D=，升氣管直徑D1=。謝萬勇在設計的制作發(fā)面分享了他的觀點。參考文獻[1] 田洪濤，高年發(fā)．現(xiàn)代發(fā)酵工藝原理與技術 [M]．北京：化學工藝出版社，2007[2] 管郭儀．啤酒工藝手冊 [M].第二版。在此，再次向所有的老師、同學、學校和社會表示最誠摯的感謝。首先，感謝劉颋老師在這個學期以來的指導，劉老師以他認真嚴謹?shù)膶W習和工作作風來嚴格要求我們，指出了設計過程中的很多不足之處并幫助我解決了許多不懂的難題。，年消耗冷卻水5026608t?？偨Y本次設計是綜合運用大學期間所學的各個學科和實驗，通過大量的文獻參閱對年產20萬噸10176。半橢球體積V橢=02Dπ964D2916x2dx=圓筒體體積V圓=π4D2H=椎底體積V錐=π3D24D2tan35176。 發(fā)酵罐的設計與選型圓筒體錐底立式發(fā)酵罐（簡稱錐形罐），已廣泛用于上面或下面發(fā)酵啤酒生產。表61 200000t/a啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表耗冷分類耗冷項目每小時耗冷量（kJ/h）年耗冷量（kJ）工藝耗冷量麥汁冷卻Q11011發(fā)酵耗冷Q2109無菌水冷卻Q3109酵母培養(yǎng)耗冷Q4108工藝總耗冷Qt1010非工藝耗冷量錐形罐冷卻損失Q5109管道耗冷Q6109非工藝總耗冷Qnt1010合計總耗冷量10107 設備與選型計算我們通常把發(fā)酵工廠所涉及的設備分為專業(yè)設備、通用設備和非標準設備。39。糖化車間送來的熱麥汁溫度為94℃，冷卻至發(fā)酵的起始溫度6℃ 啤酒廠糖化車間物料衡算表，而相應的麥汁密度為1043kg/m3故麥汁量為： G=1043=128364kg又知10176。P純生啤酒198237t；旺季每天糖化6次，淡季每天糖化4次，每年共糖化1800次；主發(fā)酵時間為6天；4鍋麥汁裝1個錐形發(fā)酵罐；10176。浸麥曹每槽大麥體積為：V=浸麥后的體積為：V′=浸麥開始時 槽中水量=浸麥槽容量每槽大麥體積浸麥曹每槽大麥體積為：V===式中 ——大麥的相對密度浸麥后的體積為： V′== 式中 ——浸漬后大麥的膨脹系數(shù)浸麥開始時槽中水量=浸麥槽容量每槽大麥體積=V浸麥槽V大麥==則 浸麥完畢后槽中的水量為：V水= V浸麥槽V浸漬麥==根據(jù)生產經(jīng)驗：平均浸漬時間為60小時，共換水7次a、 每槽所需浸漬水量式中 V1——第一次浸漬用水量V2——最后一次浸漬用水量b、 每槽溢流浮麥用水量在浸漬過程中，浸溢水三次排去水面浮物，每次用水量為平均用水量的15% 則共用水量為：c、 每槽浸漬大麥共用水量W0=W1+W2+10%W1=++10%=式中 10%——浸漬水的寬裕量d、 平均每小時用水量設浸漬時間為60小時，則平均每小時用水量為：D===e、 如考慮同時有兩個槽用水（即另一槽換水） 則用水量：f、 浸漬工段洗地用水大清洗時間用水3m3，一小時用完g、 發(fā)芽地板洗涮用水每天一次，每次用水4m3，一小時用完h、 其他用水一噸i、 平均用水量 平均每小時用水量為： 糖化用水根據(jù)第4章得知一次糖化用水總量為：Gw=糖化時間為1小時，故每小時用水量為：m2== 冷卻水的計算 a、 糖化過程冷卻用水如圖 第一次蒸煮完后要將米醪降溫至中間溫度t=℃ 設 冷卻器內流體溫度變化為： 米醪 100℃→℃自來水 50℃←18℃則 G糖冷===設 冷卻時間為1小時,則每小時冷卻水的量為:m3==b、 回旋沉淀槽冷卻用水設 回旋沉淀槽內流體溫度變化為： 熱麥汁 94℃→55℃ 冷卻水 45℃←18℃根據(jù)第4章得知：G麥汁=； c麥汁= V3=所以 式中 G′麥汁——蒸煮后麥汁的量G麥汁=G麥汁V3==C麥汁——麥汁的比熱容Cw——水的比熱容設 冷卻時間為1小時，則冷卻用水量為：c、 薄板冷卻器冷卻用水量薄板換熱器內溫度變化為： 麥汁 55℃→6℃ 冷卻水 18℃←2℃ 故薄板冷卻器冷卻水耗用量為：設 ，則薄板冷卻器每小時冷卻水用量為： 設備及車間管道清洗用水的計算a、 糖化階段洗糟用水每100kg原料約用水450kg， 則需用水量為：G洗槽==78453kg設 ，則每小時洗糟用水量為：M6===b、 糖化室清洗用水一般糖化室及設備每糖化一次用水約6噸，用水時間為2小時，故M7=6/2=3t/h=3000kg/hc、 回旋沉淀槽清洗用水，則每小時用水量為:M8=3500/=7000kg/hd、 薄板冷卻器清洗用水設每清洗一次用水4噸，則買小時最大用水量為：M9=4000/=8000kg/he、 酵母洗滌用水每天酵母泥最大產量約2400kg，酵母貯存期每天換水一次，新收酵母洗滌4次，每次用水量為酵母的2倍，則連續(xù)生產每天用水量為：G無菌水=2400（4+1）2=24000kg設用水時間為1小時，故最大需水量為：M10=24000/1=24000kg/hf、 發(fā)酵室清洗用水每天清洗發(fā)酵罐兩個，每個用水10噸，洗涮地面用水5噸，則洗涮用水量為：G洗刷=210000+5000=25000kg，則每小時用水量為：M11=25000/=g、 貯酒室清洗用水每天清洗貯酒桶一個，用水4噸，管道及地面沖洗用水3噸，清洗時間1小時，則每小時用水量為：M12=14+31=7000kg/hh、 清酒罐清洗用水每天清洗清酒罐8個，清洗一次用水15噸，清洗時間40分則用水量為：M13=1500040/60=22500kg/hi、 過濾機用水過濾機5臺，每臺過濾機用水量為3噸，則每小時過濾量為：M14=5=10000kg/h 其他用水 其他用水包括新鮮啤酒桶洗涮用水、洗瓶機用水、裝酒機用水、殺菌機用水、沖洗地板、沖洗管道等，每班需50噸，設用水時間2小時，則每小時用量為：M15=50000225000kg/h 總用水量M總=i=115mi=1174++++++3000+7000+8000+24000++7000+22500+10000+25000=（）全廠每天用水量為：Md=24=全廠年耗水量為：Ma=300=5026608t/a式中 300——為啤酒廠年生產天數(shù)則每噸產品消耗水量為：Mt=Wa198237 =5026608198237 =(t/t啤酒) 年產20萬噸10度純生啤全廠用水衡算表將上述計算結果整理即可得全廠的水衡算見表51。因為發(fā)酵過程涉及的生化反應，是由微生物或酶作生物催化劑的。米醪c米醪 ==℃℃（較大）故需加冷卻器?！妫故：c麥芽=[(100W)c0+] =[(1003) +6]= [kJ（kg 熱量衡算在生產過程中發(fā)揮著重要作用a、通過熱量衡算，計算生產過程能耗定額指標。純生啤酒需耗混合原料量為：G原料= = = (kg)（2） 麥芽耗用量為：M麥芽=G原料麥芽比例=70%=(kg)（3） 大米耗用量為：M大米=G原料大米比例==(kg)（4） 酒花耗用量：對純生啤酒，%故酒花好用量為：M酒花 =100%=(100/)%=(kg)（5） 熱麥汁量為：V′熱麥汁=100=（）=(L)（6） 冷麥汁量為：V′冷麥汁=100=（）=(L)（7） 濕糖化糟量 設排除的濕麥芽糟水分含量為80%，則濕麥芽糟量為：M麥芽糖 =M麥芽=[（）（10078）/（10080）]=(kg)而濕大米糟量為：M大米槽=M大米=[（）（10090）/（10080）]=(kg)故濕糖化糟量為：+=(kg)（8） 酒花糟量 設麥汁煮沸過程干酒花浸出率為40%，且酒花糟水分含量為80%，則酒花糟為：M酒花槽=M酒花=[（10040）/（10080）]=(kg) 年產20萬噸10度純生啤酒釀造車間物料衡算表本設計中設定生產旺季為150天，每天糖化8次，淡季150天每天糖化4次，每年總糖化次數(shù)為1800次。啤酒糖化車間工藝流程見圖21。每月應對CIP系統(tǒng)罐進行一次酸洗或堿洗和全面檢查，并對CIP系統(tǒng)的微生物狀況進行檢測，避免CIP系統(tǒng)本身成為污染源。無菌室設備內部和外部清洗用水、擊泡用水、潤滑用水等工藝用水全部采用無菌水。國內空氣質量一般都不太令人滿意，因此為保險起見，無菌灌裝應考慮在無菌室內進行。為了減輕低溫無菌膜過濾系統(tǒng)的微生物負荷，因此本設計中對純生啤酒需先經(jīng)預過濾處理，即一般是在硅藻土過濾后搭配無菌過濾紙板精濾或過濾精度為1—2tma的膜過濾，將清酒中的微生物數(shù)量控制在50個／lOOmL以下。 成熟純生啤酒的過濾 過濾方法經(jīng)過后發(fā)酵的成熟酒，大部分蛋白質顆粒和酵母已經(jīng)沉淀，少量懸浮于酒中，須濾除方能包裝。酵母在發(fā)酵完麥芽汁中所有可供發(fā)酵的物質后，就開始在容器底部形成一層稠狀的沉淀物。 麥芽汁的發(fā)酵廣義的發(fā)酵是指利用生物體（包括微生物、植物細胞、酵母菌等）的代謝功能，使有機物分解的生物化學反應過程。糊化后的產物又叫糊精。大麥的含水量由原來的13%左右增加至43%～48%，同時麥粒因得到通風而增強了發(fā)芽的活力。本設計所采用的輔料為大米?！叭退膬?yōu)”是對其營養(yǎng)特點的高度概括：低脂、低糖、低熱量（不含膽固醇），優(yōu)質完全蛋白質（含人體必需的8種氨基酸）、完整的B族維生素群、14種生命結合態(tài)的優(yōu)質礦物質、優(yōu)質功能性膳食纖維。水是啤酒含量最多的成分，在釀造的過程中，水中的各種離子的作用是不可低估的，在一定程度上影響酵母的生產和啤酒的質量。 （3）保證有可靠的無菌生產條件 純生啤酒生產就是在生產過程中有效控制雜菌的結果，而不是通過各種手段處理的結果。特別的是純生啤酒具有熟啤酒相同的生物穩(wěn)定性和非生物穩(wěn)定性，又有較長時間內保持啤酒的新鮮程度（風味穩(wěn)定性）和較好的口味、以及良好的酒體外觀和泡沫性能。由于菌種易變異和雜菌的污染以及啤酒的風味等問題，使啤酒連續(xù)發(fā)酵工藝的推廣受到限制。是采用高濃度麥汁進行發(fā)酵，然后再稀釋成規(guī)定濃度成品啤酒的方法。聯(lián)合罐可以采用機械攪拌，也可以通過對罐 體的精心設計達到同樣的攪拌作用。如圖11所示圖11 圓筒體錐底發(fā)酵罐（2）聯(lián)合罐這是一種在近幾年在美國出現(xiàn)的一種叫“Universal ”型的發(fā)酵罐。我國目前有四平金士百啤酒，北京燕京，陜西漢斯，廣東珠江，青島啤酒，四川雪花等廠家生產純生啤酒。19世紀末，啤酒輸入中國。啤酒的釀造技術是由埃及通過希臘傳到西歐的。另外純生啤酒與一般的生啤酒又有所區(qū)別，純生啤酒是采用無菌膜過濾技術，濾除了酵母菌和雜菌，保質期可達180天；生啤酒雖然也未經(jīng)高溫殺菌，但它采用的是硅藻土過濾機，只能濾掉酵母菌，雜菌不能被濾掉，因此其保質期一般在3—7天。e、根據(jù)包裝容器分類瓶裝啤酒、易拉罐裝啤酒、桶裝啤酒純生啤酒是經(jīng)過嚴格無菌處理（非熱殺菌），確保酒液內沒有任何活體酵母或其他微生物，保質期達六個月到一年，又稱為冷殺菌啤酒。發(fā)酵過程中，酵母隨CO2浮到發(fā)酵面上，發(fā)酵溫度15～20176。黑色啤酒麥芽香味突出、口味濃醇、泡沫細膩，苦味根據(jù)產品類型而有較大差異。b、根據(jù)啤酒色澤分類（1）淡色啤酒：色度在5～14EBC之間。當前市場上的啤酒琳瑯滿目，這些啤酒可以依據(jù)不同的標準分為以下幾種：a、根據(jù)原麥汁濃度分類(1)低濃度啤酒(Small Beer)%～%之間，%～%之間的屬低濃度啤酒。啤酒是以麥芽（包括特種麥芽）為主要原料，以大米或其它谷物為輔助原料，經(jīng)麥芽汁的制備，加酒花煮沸，并經(jīng)