【正文】 學(xué)友情深，情同兄妹。 四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無盡的難舍與眷戀。再次對(duì)周巍老師表示衷心的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解 濱州學(xué)院 關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。 論文密級(jí)： □ 公開 □ 保密 （ ___年 __月至 __年 __月） (保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議 ) 作者簽名： _______ 導(dǎo)師簽名： _______ _______年 _____月 _____日 _______年 _____月 _____日 37 獨(dú) 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果?；菊莆樟似【粕a(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、設(shè)備選型等技能，并對(duì)啤酒生產(chǎn)過程的設(shè)計(jì)有一個(gè)整體的把握，具備基本的設(shè)計(jì)技能。安全閥能根據(jù)介質(zhì)工作壓力自動(dòng)啟閉。 發(fā)酵工廠設(shè)備常用支座分為臥式支座和立式支座，其中臥式支座又分為支腿，圖型支座和鞍型支座三種，立式支座也分為三種：懸掛支座，支撐式和裙式支座。） 表 54 管法蘭連接尺寸 （ mm） 公稱直徑DN D K L Th n 40 130 100 14 M12 4 (8)其他選型 ： 查表得到溫度計(jì)的接管應(yīng)選用Φ 14 3的無縫鋼管 由《材料與零部件》，設(shè)備內(nèi)徑大于 2500mm 的應(yīng)該有兩個(gè)入孔標(biāo)準(zhǔn)，橢圓封頭上的入孔選用 Dg450 的圓形入孔，普通碳鋼制造。 則洗滌體積流量 Vs=Q/t=179。 ： 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。.h. ℃ ) ∴ 冷卻面積 F=Q/K△ tm 31 =（ 220 ） =178。 =4 /（ 178。 所以管內(nèi)流量為： Vs=(971 3600) = m179。 =4 ( 178。 該發(fā)酵罐實(shí)裝醪液 179。 + = 無折邊錐形封頭錐體大端與圓筒連接時(shí)，應(yīng)按下述方法確定連接處錐殼大端厚度，以Pc/【б】 tΦ與半頂角值查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》圖 415： Pc/【б】 t=247。 在《發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論》和工藝手冊(cè)中查得 Dg=4000mm,一米高的筒節(jié)鋼板重 790kg,則 16 米的筒體重： 790 16=12640kg (2) 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭壁厚計(jì)算 一般中低壓容積采用橢圓形封頭，為了便于設(shè)計(jì)加工，本設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)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 = 4000/(2 )+ = mm 圓整后取 Sd=8mm 由《發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論》表 15 和《材料與零部件》（上）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。 發(fā)酵罐材料的選擇 本設(shè)備采用不銹鋼制作， 0Cr18Ni9 不銹鋼。 校核： V 有 /V 總 =。= m179。+π D179。/24tan(a/2) 對(duì)此發(fā)酵罐采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭為上封頭， 70176。H/4 V 橢圓 =π /4[D178。接種量范圍在 %%，這里取 %。 發(fā)酵罐 H:D=— 6:1,這里選用 4:1。（ 8） =（ kg/h） 非工藝好冷 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 7 萬噸啤酒廠露天錐型罐的冷量散失在 13000~30000KJ/t啤酒之間，取 26000KJ/t。［ （ 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%， 26 則 1L 麥汁放熱量為 : qO= 12% 60%=（ kJ） 糖化一次得冷麥汁量 64100L 每錐形罐發(fā)酵放熱量： Q0ˊ = 2=（ kJ） 由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時(shí)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)酵的升溫，則發(fā)酵高溫時(shí)期耗冷量為： Q2ˊ = Q0ˊ 4247。 P 麥汁的比熱容為 kJ/()工藝要求在 1h內(nèi)完成冷卻過程。 P啤酒 糖化一次定額 5萬噸 /年 啤酒生產(chǎn) 24 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 30 100 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 備注： 12176。 70%= 105（ kg） (9)全年發(fā)酵液量： 8 170247。 70%= 105（ kg） (5)熱麥汁量： 8 170247。 =（ kg） 由于生產(chǎn)旺季占到全年產(chǎn)量的 70%，由此可算得全年產(chǎn)量： （ 8 170） /70%= 106 （ L） 年實(shí)際產(chǎn)量為： 106 1012=（萬噸） 以單 次糖化生產(chǎn)做基準(zhǔn)，可算得各個(gè)項(xiàng)目全年?duì)顩r如下： (1)全年混合原料需要量： 8 170247。 =（ kg） (8) 濕酒花糟量： 247。 70=（ kg） (3) 大米用量： 247。 8=（噸 /天） 由此可算出每次投料量和其他項(xiàng)目的物料平衡。 P 冷麥汁 中浸出物量為： 12% = 設(shè)麥汁的真正發(fā)酵度為 80%，則可發(fā)酵的浸出物量為： 80%= 麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式為： C12H22O11+H2O 2C6H12O6 2C6H2O6 4C2H5OH+4CO2+560kJ 設(shè)麥芽汁中的浸出物均 為麥芽糖構(gòu)成，則 CO2 生成量為： 4 ??? 式中 44— CO2 分子量 342— 麥芽糖（ C12H22O11） 分子量 22 設(shè) 12176。 P 淡色啤酒約 ，故可得下述結(jié)果： (1)生產(chǎn) 100L12176。 P 麥汁在 20℃時(shí)的密度為 ，而 100℃熱麥汁比 20℃時(shí)的麥汁體積增加 倍。 100=% 原料大米收得率為： (10011)247。 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) 12176。經(jīng)過過濾后，啤酒外觀清亮透明，富有光澤，使其更富有吸引力，同時(shí)，可賦予啤酒以良好的生物穩(wěn)定性與非生物穩(wěn)定性，使其至少在保質(zhì)期內(nèi)不出現(xiàn)外觀的變化，從而保證了啤酒外觀質(zhì)量的完美。故在設(shè)計(jì)中采用此法。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降在容器底部。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。 C、發(fā)酵結(jié)束，酵母成緊密的一層浮在波面上，厚約 3~4 厘米。 （ 2）上面發(fā)酵的工藝特點(diǎn) A、上面發(fā)酵系在較高的溫度（ 15~20℃）下進(jìn)行的，酵母起發(fā)快，接種量可以減少，因此形成的酵母新細(xì)胞較多。并且塔式觀造價(jià)高，不利于小規(guī)模生產(chǎn)。 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(jìn)行詳細(xì)分析和比較來進(jìn)行取舍。 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(shí)間。 16 ⑵接種量和起酵溫度 麥汁直接進(jìn)罐法，為了縮短起酵時(shí)間，大多采用較高接種量， %～ %，接種后細(xì)胞濃度為（ 15 加或減 3） 106 個(gè) /ml。 ⑷隔熱層和防護(hù)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。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 60130176。 4．圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵及其工藝 : ①發(fā)酵方法分類：主要分單釀罐發(fā)酵和兩罐法發(fā)酵兩種。 ③影響啤酒澄清的因素 : 。 ②啤酒中的主要懸浮物質(zhì) : 。 貯酒室的冷耗量，一般為： ①排管冷卻： 600～ 800 千卡 /晝夜 /m179。 ③使懸浮的酵母冷凝固物和酒花樹脂等，在低溫和低 PH 值情況下，緩慢的沉淀下來，使啤酒足見澄清，便于過濾。在低溫和低 PH 值的情況下，緩慢沉淀下來，使啤酒逐漸澄清。啤酒的成熟和澄清均在后發(fā)酵期中完成。 ⑥氧與 rH 值 : rH 值是表示溶液中氫壓的負(fù)對(duì)數(shù)值，是表示溶液氧化還原勢(shì)（ 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。 ②含氮物質(zhì)的變化： 麥汁中含可同化氮或不可同化氮的成分， 均與啤酒質(zhì)量有關(guān)，前者影響著發(fā)酵進(jìn)程和酵母代謝所產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)，后者則關(guān)系到啤酒的物理性能，如啤酒的澄清，非生物穩(wěn)定性和泡沫性能等。泡蓋是CO2 帶至發(fā)酵液面的多酚、酒花樹脂、蛋白質(zhì)等被氧化、聚合形成的。 發(fā)酵度達(dá)到酵母凝聚點(diǎn)時(shí)（一般發(fā)酵度在 35%～ 45%），酵母開始凝聚，發(fā)酵液中懸浮酵母細(xì)胞數(shù)開始下降，糖降速率隨之降低。由于有機(jī)酸和麥汁緩沖物質(zhì)減少， PH 下降迅速。 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(zhǎng)（數(shù)小時(shí)至十小時(shí)）的生長(zhǎng)滯緩期，之后才能加入出芽繁殖，當(dāng)酵母克服生長(zhǎng)緩滯期，出芽繁殖細(xì)胞濃度達(dá)到 20 106 個(gè) /ml，發(fā)酵麥汁表面開始?xì)馀?，此階段即為前發(fā)酵。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降容器底部。 9. 發(fā)酵中壓力或者 CO2 濃度。 5. 發(fā)酵設(shè)備和酵母在發(fā)酵中的流態(tài)。 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。 5．接種量： 表 21不同麥汁濃度的酵母添加量 麥汁濃度 酵母泥添加量 7～ 9 ～ 10～ 12 ～ 13～ 15 ～ 16～ 20 ～ 6．酵母的選擇： 在實(shí)際生產(chǎn)中最常用的酵母有兩大類：上面酵母和下面酵母。 4． 酵母擴(kuò)大培養(yǎng)： 12 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)酵的工藝論證 啤酒酵母 1． 酵母的分類： ：發(fā)酵度高，沉淀慢而不凝集 ：發(fā)酵度低，凝集性強(qiáng)，沉淀快 ：卡爾倍一號(hào)，發(fā)酵度高，沉淀慢；卡爾倍二號(hào)，發(fā)酵度低，沉淀快 2． 酵母的基本結(jié)構(gòu)： 啤酒酵母在麥汁中 25℃培養(yǎng)三天，細(xì)胞為圓形，卵形，橢圓形到 臘形。要有足夠的冷卻面積，冷卻時(shí)間要短，冷凝固物析出的量多。漩渦沉淀槽是立式柱形槽，麥汁沿切線方向泵入，形成旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，并使熱凝固物以錐丘狀沉降于槽底中央，清亮麥汁從側(cè)面麥汁出口排出。 P），通過煮沸、蒸發(fā)濃縮，方可達(dá)到規(guī)定濃度。內(nèi)加熱式煮沸鍋具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1，設(shè)備投資少，無需維護(hù)，沒有磨損，耗電量低； 2 熱輻射損失??； 3 煮沸溫度和蒸發(fā)速率可以調(diào)整； 4 設(shè)備簡(jiǎn)單，不需外加加熱器和攪拌器。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(huì)受多種因素影響。本設(shè)計(jì)采用過濾槽靜壓過濾法進(jìn) 行麥汁過濾。 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 [3]。適用于各種性質(zhì)的麥芽和制造各種類型的啤酒，比較經(jīng)濟(jì)，原料利用率高，故采用此法。它是最簡(jiǎn)單的糖化方法，是把醪液從一定溫度開始加熱至幾個(gè)溫度休止階段進(jìn)行，最后達(dá)到糖化終止溫度。麥汁中浸出物與投料