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1、摘 要本设计是年产4万吨12P啤酒发酵车间的工艺设计。此啤酒的酿造方法采用采用下面发酵法，原料选取70%的麦芽，30%的大米，经过糊化、糖化、煮沸、过滤、冷却、发酵而成。发酵设备采用圆筒体锥底发酵罐,体积为87m3，发酵周期为21天。本设计内容主要包括：（1）参照大量的文献，设计出经济合理的12P啤酒生产工艺路线。（2）按照年生产能力40000 吨，对工艺流程进行优化，包括发酵的过程控制、啤酒的过滤和其它各工序工艺参数的优化选择。（3）进行物料、水、热、蒸汽的衡算。（4）对发酵过程中主要设备啤酒发酵罐进行工艺计算，并由计算结果选定设备型号。（5）根据设计的工艺流程，对主要设备及相关管道进行布置
2、，并作出相应图纸，包括发酵车间的工艺流程图，重点车间的平面图和重点设备发酵罐的装配图。（6）“三废”处理和副产物综合利用的设计。在核心设备上选用国际先进装置，在提高啤酒质量、降低生产成本方面相对现实的生产工艺具有较大优势，采用此设计流程年产量最大可达4万吨，符合生产设计任务要求。关键词： 啤酒； 糖化； 发酵； 发酵罐2武汉科技大学本科毕业设计AbstractThis design subject is annual output 40,000 tons, 12P brewery.This beer picks 70% malt, 30% rice, the raw material proc
3、essed the dextrinize, saccharification, filters, boils, cooling, and one set fermentation process.The fermentation equipment is the bottom of the cone and cylinder body fermenter, the fermentation cycle is 21 days.This design mainly includes, the calculation of mass balance, coldly consumption balan
4、ce, and the equipment selection as well as the key equipment computation.This design also conducted the “three wastes” - product processing and comprehensive utilization.The bottom fermentation was adopted. The drawing of this design include the flow chart of the fermentation workshops, the ichnogra
5、phy and elevation drawing of major workshop, the assembly drawing of major equipment(mash kettle，rice-cooker，wort kettle， fermentor).The key points of technical，fermentation and beer filtration were studied in this paper.The keyequipment manufactured by some advanced international companies was used
6、，So it is helpful to improve the beer quality and reduce the manufacture costThe effluent treatment and CO2 recovery plan of this brewery were formulated in the design.Key words： Beer; Saccharification; Fermentation; FermentorVI目 录1 绪论11.1 设计选题的目的11.2 设计工作的意义11.3 中国啤酒产业的发展趋势11.4 课题研究内容及方法21.4.1 设计依据
7、21.4.2 设计内容21.4.3 指导思想21.5 厂址的选择31.6 工艺选择31.7 设备的选择32 啤酒工艺选择与论证42.1 啤酒原料42.1.1 酿造用水42.1.2 麦芽42.1.3 酒花42.1.4 辅料42.1.5 酵母52.2 原料处理工艺52.3 麦汁后处理72.3.1 热凝固物及冷凝固物的分离72.3.2 麦汁的冷却82.3.3 麦汁的充氧82.4 啤酒发酵82.4.1 啤酒发酵方法的选择82.4.2 一罐法发酵工艺的论证82.4.3 酵母的添加与回收92.4.4 发酵设备的降温控制92.5 啤酒过滤102.5.1 啤酒过滤理论102.5.2 啤酒过滤方式的选择与论证1
8、02.6 啤酒的包装103 物料衡算123.1 以100kg原料为基准123.2 以100L啤酒为基准134 耗冷量的计算174.1 麦汁冷却耗冷量Q1174.2 发酵耗冷量Q2174.2.1 发酵期间发酵放热Q2174.2.2 发酵后期发酵液降温耗冷Q2174.2.3 发酵总耗冷量Q2184.2.4 每酵所用冷媒耗冷量Q0184.3 酵母培养耗冷量Q3184.4 酵母洗涤用的冷无菌水冷却耗冷量Q4184.5 发酵车间工艺耗冷量Qt184.6 非工艺耗冷量Qnt194.6.1 露天锥形罐冷量散失194.6.2 散失冷量Q6195 发酵罐的设计205.1 发酵罐数量的确定205.2 发酵罐的基本
9、尺寸205.2.1 容积205.2.2 发酵罐的直径205.2.3 发酵罐总高215.3 发酵罐的材料215.4 椭圆封头的设计215.4.1 设计参数的确定215.4.2 椭圆封头厚度的计算225.4.3 椭圆封头强度校核235.5 圆柱筒体的设计235.5.1 筒体厚度的计算235.5.2 筒体强度校核245.6 锥形封头的设计245.6.1 锥形封头厚度的计算245.6.2 锥形封头的强度校核255.6.3 封头的刚度校核255.7 部分附件设计选型265.7.1 真空阀265.7.2 CIP清洗装置265.7.3 温度传感器265.7.4 液位高度传感器275.7.5 压力传感器275
10、.7.6 人孔275.7.7 视镜275.7.8 麦汁、酵母及出酒管管径的确定275.7.9 洗涤液接管285.7.10 冷却剂进出接管285.7.11 CO2回收压缩空气接管285.7.12 冷却面积及冷却盘管的设计285.7.13 支座305.8 开孔与补强的设计305.8.1 开孔与补强理论305.8.2 开孔削弱的截面积A的计算305.8.3 有效补强范围的确定315.8.4 标准补强圈的选用326 辅助设备选型与论证336.1 薄板换热器336.2 清酒罐336.3 硅藻土过滤机336.4 酵母扩培系统346.5 酵母回收系统346.6 麦汁充氧系统356.7 CIP系统357 啤酒
11、的三废处理367.1 废水的处理367.2 废渣处理367.2.1 废酵母的处理367.2.2 硅藻土泥的处理377.2.3 麦糟的处理377.3 废气处理37结 论39参考文献40附 录41致 谢421 绪论1.1 设计选题的目的目前，世界上啤酒市场的竞争日益激烈，广大消费者对啤酒品种结构和产品质量的要求也越来越高，相应的新品种也层出不穷。因而，很有必要将这方面信息加以科学地总结和分析以推动啤酒产品多样化在广度和深度上的健康发展。随着人们生活水平的提高，饮食消费结构的不断改变，啤酒已进入了千家万户，但是我国人均啤酒的消费还没有达到世界平均水平。所以建设新的、大型的啤酒厂，增加产量，就可以满足
12、人们将来物质生活的需求。1.2 设计工作的意义啤酒含有17种氨基酸，多种维生素及碳水化合物、矿物盐等物质、每升啤酒的热量可达430卡，相当于6-7枚鸡蛋，075升牛奶或50克奶油，被世界营养协会组织列为营养食品，素有“液体面包”之誉。现代科学研究表明，啤酒中所含各种成份、既有较高的营养价值又具良好的药疗效果，啤酒中酒精含量较低，10度黄啤酒含酒精3左右，非但对胃和肝脏无损害，而且可平缓地促进人体血液循环；维生素B1、B6已能维持心脏正常活动，而烟酸则能扩张血管，故它们对心血管系统有益，可加速新陈代谢。 通过这次的选题，查阅资料，使我们在设计中进一步掌握了啤酒的工艺方法为今后走上工作岗位打下了坚
13、实的基础。1.3 中国啤酒产业的发展趋势行业结构的变化：集团化、规模化。企业数量继续下降，青岛、燕京、华润的下属企业会继续增加，生产能力和年产量还将持续增长。珠啤、金星、哈啤等二级集团也会迅速扩张。一业为主，多元发展。大多数啤酒企业集团在把啤酒业做强的同时依靠自身优势进入其他行业进行多元化发展。如青啤进入茶饮料业、葡萄酒业，燕啤进入生物制药业，蓝剑下属20多家进入其他产业等。信息化。知识经济时代，企业对信息的利用效率和利用程度成为提高企业竞争力的重要方面，啤酒企业对加快企业信息化建设更加重视。一方面加快内部信息化建设，如青啤、珠啤、燕啤、哈啤投资数千万元上ERP系统，许多企业建立内部局域网等；
14、另一方面加快外部信息沟通和利用。更多的企业成立信息中心，加强对外部商业情报的收集、分析、利用。科技化。科技永远是第一生产力，加快科技进步是啤酒企业未来竞争的焦点之一。在纯生技术进一步提高的同时，啤酒企业会在啤酒保鲜度、延长保鲜期等方面不断创新。产品多样化。传统的普通啤酒依然会是主流，但随着越来越多个性化产品的不断出现，功能性保健啤酒、果汁啤酒、无醇啤酒等特色啤酒的消费量会越来越大。企业所有制结构多元化。国有企业逐渐退出，股份制企业、多种所有制混合式企业、民营企业得到大发展，新一轮的中外合资企业也会增多，不过合资的形式发生了改变。市场结构的变化：在城市市场，新一轮消费高潮掀起，中高档啤酒市场、特色啤酒市场、女士啤酒市场得到发展。在农村市场，随着农村经济的快速发展，啤酒消费出现稳步增长趋势。传统的企业经销商消费者的渠道模式受到挑战，企业消费者的直销模式得到快速发展，尤其是电子商务的发展使网上营销在啤酒行业得到大发展。1.4 课题研究内容及方法1.4.1 设计依据本设计是根据武汉科技大学化学工程与技术学院生物工程教研室布置的毕业设计大纲要求来进行设计的。1.4.2 设计内容本设计为年产4万吨12P的啤酒发酵车间工艺设计，重点设备发酵罐，发酵工段为重点工段。该设计包括工艺方法及流程的选择论证、物料衡算、耗冷量衡算、设备选型及论证、重点设备的
