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1、齐 齐 哈 尔 大 学毕业设计（论文）题 目 5万吨15黑啤酒厂发酵工段设计（发酵罐）学 院 食品与生物工程学院 专业班级 生 工 101 学生姓名 喻 金 秋 指导教师 李 国 全 成 绩 2013年 6 月 9日I 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）摘 要 本设计是年产5万吨15P的黑啤啤酒厂设计（重点设备是发酵罐），原料选取全麦，经过糊化、糖化、煮沸、过滤、冷却、发酵而成。发酵设备采用锥底柱形发酵罐，发酵周期是18天。本设计的主要内容包括黑啤酒生产工艺的选择与论证、物料衡算、水平衡计算、耗冷量计算以及发酵过程中主要设备啤酒发酵罐的工艺计算，并根据计算结果选定设备型号。本设计的图纸包括发酵车间的
2、流程图，发酵车间的平面和立体图以及发酵罐的装配图。采用此设计流程年产量最大可达5万吨，符合生产设计要求。关键词：黑啤；全麦；设计；发酵；发酵罐AbstractThis design for yearly produces 50,000 tons 15breweries designs(focus device is fermenter),this beer brewing method is the use of whole wheat. The process dextrinize, the saccharification, filters, boils, cooling, uses on
3、e sets fermentation process, uses the cylinder body fermentation pot，the calendar green 18 days fermentation material calculated becomes.This design mainly includes election and demonstration of the production process,material balance,water balance, cold consumption accounting and equipment selectio
4、n and key equipment selection and calculation. This brewery design blueprint mainly includes the saccharification workshop and the fermentation workshop flow, main equipment fermenter, as well as the fermentation of the floor plan and elevation drawing workshop. The design process of annual output u
5、p to 50000 tons, production in line with the requirements of design.Key words: Brewery; Whole wheat; Design; Fermentation; Fermentation tank 目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 黑啤酒的概述11.2 设计概述11.2.1 设计选题依据11.2.2 设计内容11.2.3 指导思想11.3 厂址选择21.3.1 厂址的地点及条件21.3.2 环境保护方案2第2章 生产工艺的选择及论证32.1 啤酒生产工艺流程32.2 啤酒酿造原料的选择32.
6、2.1 麦芽32.2.2 酿造水32.2.3 酒花32.2.4 酵母42.3 糖化工艺的选择及论证42.3.1 原料粉碎42.3.2 糖化方法及工艺论证52.3.3 过滤52.3.4 麦汁的煮沸和酒花的添加62.3.5 麦汁的处理72.4 发酵72.4.2 发酵的概述82.4.3 工艺的论证82.5 啤酒的过滤和贮酒82.5.1 过滤的目的82.5.2 过滤的方法92.5.3 贮酒92.6 啤酒的包装9第3章 啤酒生产工艺计算113.1 物料衡算113.1.1 基础数据113.1.2 100kg原料生产15黑啤酒的物料衡算113.1.3 100L 15黑啤酒的物料衡算123.1.4 物料衡算1
7、43.1.5 啤酒生产物料衡算表163.2 水平衡计算173.3 耗冷量计算203.3.1 发酵工艺流程示意图203.3.2 工艺技术指标及基础数据203.3.3 工艺耗冷量Qt203.3.4 非工艺耗冷量Qnt233.3.5 年耗冷量计算24第4章 啤酒生产设备选型计算与论证264.1 主要设备选型及计算264.1.1 麦芽贮藏箱264.1.2 麦芽粉贮箱264.1.3 水箱274.1.4 糖化锅274.1.5 麦汁煮沸锅284.1.6 过滤槽284.1.7 回旋沉淀槽294.1.8 薄板换热器294.1.9 麦汁暂存罐304.1.10 酵母扩培系统304.1.11 清酒罐314.1.12
8、CIP系统314.2 重点设备设计计算（发酵罐）314.2.1 发酵罐数量的确定314.2.2 发酵罐的基本尺寸324.2.3 冷却面积334.2.4 发酵罐的材料334.2.5 椭圆封头的设计334.2.6 圆柱筒体的设计354.2.7 锥形封头的设计374.2.8 部分附件设计选型384.2.9 开孔与补强的设计38第5章 废物处理及副产物的综合利用415.1 废水的处理415.2 麦糟的回收利用415.3 啤酒酵母的回收415.4 二氧化碳回收42结论43参考文献44附录46致谢47第1章 绪 论1.1 黑啤酒的概述黑啤酒主要选用焦麦芽，黑麦芽为原料，酒花的用量较少，采用长时间的浓糖化工
9、艺而酿成。酒液为咖啡色或黑褐色，突出麦芽香味和麦芽焦香味，口味醇厚略甜，因加入的酒花量少，其苦味不明显。原麦汁浓度为12至20，酒精含量在3.5%以上。黑啤酒制作中首先要将麦芽放到太阳底下先做日光浴，然后再进烤箱烘焙成黑美人，接下来的酿造过程就和其他啤酒一样。啤酒的颜色取决于麦芽，所以黑啤酒的黑色是来自麦芽。黑色麦芽的色与香则取决于烘烤和焙干程度。1.2 设计概述1.2.1 设计选题依据根据齐齐哈尔大学食品与生物工程学院生物工程教研室布置的毕业设计大纲的要求来进行设计。1.2.2 设计内容本设计为年产5万吨15黑啤啤酒厂的设计，重点设备发酵罐，重点是发酵车间设计。同时包括设计选择的工艺方法以及
10、流程，物料衡算、水平衡和耗冷量的衡算，设备的选型，设备图纸的绘制(发酵车间流程图、发酵车间平面、立面布置图和重点设备发酵罐的装配图)，撰写设计说明书。1.2.3 指导思想根据原料的特性，参考工业生产中的成功经验，收集资料，然后确定选择的工艺方法及流程，在工艺上，根据实际情况尽可能采用国际先进技术，进行科学合理的配置，减轻体力劳动以提高劳动生产率。经济上，根据生产的实际情况，采用科学的管理方法，最大限度的降低能耗，减少对环境的污染，还要尽可能降低设备的磨损率。整体要做到，成本低、运行稳定、管理方便、产量高的效果。1.3 厂址选择1.3.1 厂址的地点及条件本设计的厂址选在黑龙江省齐齐哈尔市。齐齐
11、哈尔市位于黑龙江省西南部的松嫩平原。东北与本省绥化市、东南与大庆市、南与吉林省白城市、西与内蒙古自治区呼伦贝尔市、北与本省黑河市接壤。地质构造属于新华夏系第二沉降带和第三隆起带的交接处，嫩江大断裂贯通平原全境。地势北高南低，北部和西部是小兴安岭南麓，中部和南部为嫩江冲积平原。因水质量好，年降雨量也很高，市场广阔，优越的地理位置、庞大的消 费市场、辽阔的辐射区域，为投资者提供了广阔的市场前景，同时劳动力资源丰富，通过各方面的考虑，选择在齐齐哈尔作为厂址是有很大的优势，不仅有利于工厂的建设，还可以带动齐齐哈尔的经济发展，从长远的角度考虑是切实可行的。1.3.2 环境保护方案工厂选在远离市中心，而且
12、水资源丰富的西区。因为那里水质量较好，水量充沛，能及时更新水源，提供的清新用水多，同时可以减少大气污染和水污染。工厂要有完善的污水处理系统，污水也要排放符合国家的标准。第2章 生产工艺的选择及论证2.1 啤酒生产工艺流程麦芽 粉碎 糖化 过滤 煮沸 回旋沉淀 麦汁冷却 发酵 无菌灌装 过滤 2.2 啤酒酿造原料的选择2.2.1 麦芽本次设计选用的原料为全麦芽，不使用辅料。麦芽的选择将影响酿造的工艺和成品酒的质量。通常选用溶解度高、色泽相对较深、颗粒小的优质麦芽，配以10%左右的黑麦芽，有时使用适量的琥珀麦芽（俗称甜香麦芽），以增加成品酒的麦芽香味，来避免过重的焦香和焦苦味。麦芽的外观选择标准是
13、胖且短、根部干净，不应含有杂草、砂土，也不应有半粒、霉粒、残粒等，淡色麦芽应呈淡黄色、有光泽，具有麦芽的香味。2.2.2 酿造水啤酒最主要的成分就是水，水的质量决关系到啤酒的风味、质量，关系到消费者的健康，其对啤酒生产的影响很大。啤酒生产的酿造水包括加工及洗涤和冷却水这两大部分。酿造水应是无色透明、无沉淀、无异味。酿造水的性质主要由水中溶解盐的种类及含量决定，酿造水的pH值为6.5 7.5，有机物03mg/L、铁盐（以Fe计）0.3mg/L、锰盐（以Mn计）0.1mg/L，其他质量指标也应符合国家标准。2.2.3 酒花酒花是酿造啤酒的重要原料，一般在麦汁制造过程中加酒花或采用酒花制品进行麦汁煮沸。酒花的用量不大，但可以促进啤酒泡持性，加速蛋白质分子的絮凝，提高啤酒的非生物稳定性，还可以赋予啤酒特有的香气和苦味，增加啤酒的防腐作用。酒花的使用要严格，因为其主要成分易变化挥发。酒花含有酒花精油、苦味物质及多酚。啤酒的苦味主要是酒花中的-酸在麦汁煮沸时异构化，形成异-酸。在传统的酿造过程中，酒花中的-酸只有50%能被利用，由于酿造中的各种损失，导致-酸总利用率更少。为了提高利用率，开发出异构颗粒酒花。异构颗粒酒花是目前使用最为广泛的一种，
