10万吨12176淡色啤酒发酵罐的设计毕业设计(编辑修改稿)

10万吨12176淡色啤酒发酵罐的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

性糖继续发酵，产生的二氧化碳在密闭的贮酒容器中不断溶解于酒内，使之达到饱和状态。 ②减少啤酒的不成熟味觉加快啤酒成熟。 ③使悬浮的酵母冷凝固物和酒花树脂等，在低温和低 PH 值情况下，缓慢的沉淀下来，使啤酒足见澄清，便于过滤。 ④改善了啤酒的非生物的稳定性，从 而提高了成品啤酒的保存作用。 贮酒室一般设在发酵室下面，分地下与地下两种，先采用地上，整个贮酒室应分为数室，以控制同贮酒时间的温度和便于进酒出酒等。 贮酒室采用冷风冷却，鼓风机设在贮酒楼上，利用冷空气下降，热空气上升的对流方 15 式，以节省动力消耗。 贮酒室的冷耗量，一般为： ①排管冷却： 600～ 800 千卡 /昼夜 /m179。 ②冷风冷却： 1000～ 1200 千卡 /昼夜 /m179。 啤酒的澄清 : ①啤酒澄清的作用：啤酒澄清时在贮酒期间，是使酒中所含的悬浮物沉淀下来。 澄清的目的是使过滤时顺利，产量高；滤后的酒透明度好，稳定性高。 ②啤酒中的主要悬浮物质 :。 －多酚氧化物的复合物质。 ③影响啤酒澄清的因素 :。 （ 3℃以上）快于低温（ 0℃以下）。 值：酒液度 PH 在（ ～ ）上面发酵（ 以下）。 4．圆筒体锥底发酵罐发酵及其工艺 : ①发酵方法分类：主要分单酿罐发酵和两罐法发酵两种。 本次设计选择单酿罐法发酵。 ②设备的结构特点： ⑴设备的外型特点：外筒体蝶形或拱形盖，锥形体底，罐筒体壁 和锥底有各种形式的冷却夹套。 单酿罐一般的 D： H=1:。 发酵罐底角，考虑到发酵中酵母自然沉降最有利，取排出角 60130176。 ⑵罐材料：大型 均采用碳钢加涂料或是不锈钢两种材料。 ⑶冷却夹套：国内 大多用低温低压（ 3℃ ,）液态冷媒在半圆管，弧形管的夹套，或米勒板式夹套内流动换热。 冷却夹套的单酿罐内一般分三段：上段距发酵液面 15cm向下排列，中段在筒体的下部距支座 15cm向上排列，锥底段尽可能接近排酵母口，向上排列。 ⑷隔热层和防护层：绝热材料常用绝热材料聚酰氨树脂或自 熄式聚苯乙烯泡沫。 外防护层采用 ，特别是瓦楞型板更受欢迎。 ⑸罐主要附件：智能型铂温度传感器，清洗取样阀，安全阀，真空破坏阀， CIP 执行机构，上视镜，灯镜，空气和二氧化碳排出管装置。 ③圆筒体锥底发酵罐发酵工艺： ⑴进罐方法 采用直接进罐方法。 16 ⑵接种量和起酵温度 麦汁直接进罐法，为了缩短起酵时间，大多采用较高接种量， %～ %，接种后细胞浓度为（ 15 加或减 3） 106 个 /ml。 麦汁接种温度是控制发酵前期酵母繁殖阶段温度的，一般低于 主发酵温度 2～ 3℃。 目的是使酵母繁殖在较低温度下进行，减少酵母代谢副产物过多积累。 ⑶主发酵温度 采用低温发酵 ⑷ VDK 还原 在大罐发酵中，后发酵一般称 VDK 还原阶段。 VDK 还原初期一般不排放酵母，也就是发酵全部酵母参与 VDK 还原，这可缩短还原时间。 ⑸冷却、降温 VDK 还原终点是根据成品啤酒应 VDK 的含量而定。 ⑹罐压控制 利用 N2 备压 ～。 ⑺酵母的排放和收集 酵母回收循环使用五代。 啤酒发酵方法的选择 啤酒发酵方法主要有以下几种方式：连续发酵法，上面发酵法，下面发酵法，一 罐发酵法，以下就这几种发酵方法进行详细分析和比较来进行取舍。 （ 1）连续发酵 连续发酵主要有多罐式连续发酵和塔式连续发酵，这种连续发酵系统都可大大 缩短发酵周期，提高设备利用率，降低了投资，减少了酒损，降低了蒸汽、劳动力和洗刷费用，提高了酒花利用率，且产生的成品啤酒质量稳定。 但是这几种连续体系也各有不足：多罐式系统需搅拌，动力消耗大。 塔式系统对酵母要求高，使用的酵母不仅要求发酵度高，而且要求凝聚性强。 并且塔式观造价高，不利于小规模生产。 更重要的是，连续发酵法啤酒从风味上品评与间歇法啤酒差别大，难以被消费者接 受。 八十年代后，锥形罐发酵取代了传统发酵，生产周期得到了缩短，而连续发酵由 于污染和风味（特别是双乙酰）控制的困难逐步停止了使用。 从实际情况出发，故本设计不采用此法。 （ 2）上面发酵的工艺特点 A、上面发酵系在较高的温度（ 15~20℃）下进行的，酵母起发快，接种量可以减少，因此形成的酵母新细胞较多。 发酵终了，大部分酵母浮在液面，酵母使用代数大大增加长久没有衰退现象，但酵母回收工作较下面发酵复杂。 B、上面发酵的麦汁接种温度为 14~16℃，比较高。 发酵三天左右，当酵母升至液面时，为发酵旺盛阶段，此时应开始降 低液温，可采用 12~14℃冷水冷却，并在酵母形成泡盖时 17 立即撇去，发酵 4~6 天即行结束。 C、发酵结束，酵母成紧密的一层浮在波面上，厚约 3~4 厘米。 优良的酵母，其酵母层应具有褶皱状的外观。 D、上面发酵在发酵过程中通风时间长，目的是使酵母悬浮发酵液中，对凝聚性强的酵母通风尤属必要。 E、上面发酵一般不采用后发酵，主发酵的发酵度接近发酵度，下酒后，加胶澄清，贮藏一阶段，采用人工充 CO2，使达到饱和。 若上面发酵采用后发酵工艺，下酒是酒液中应保留部分残糖，继续发酵，产生 CO2，饱和在酒中。 F、上面发酵配制的啤酒成 熟较快，设备周转快，啤酒有独特风味，但保存期短。 （ 3）下面发酵 传统下面发酵法，发酵容器安置在空气过滤、绝热良好和清洁卫生的发酵室内， 保持室温 5~6℃，采用开放式或密闭式，圆形或方形的发酵容器。 下面发酵的特点 ①采用下面酵母，主发酵温度较低，发酵进程比较缓慢。 主发酵完毕后，大部分酵母沉降在容器底部。 ②下面发酵啤酒的后发酵期较长，酒液澄清良好，酒的泡沫细致，风味柔和，保存期较长。 （ 4）一罐法发酵 随着啤酒工业的发展，现有啤酒厂普遍采用一罐发酵工艺，即麦汁的主发酵， 双乙酰还原、降温以及贮酒阶段在同一 个露天发酵罐中进行。 一罐法工艺有以下优点：清洗消耗少，因为只有一个容器必须清洗；转入空罐时 CO2 损失少；酒损少，因为没有了管道中残酒的损失；所需的工作时间少，因此不用倒罐；节能，因为不用倒罐，没有氧侵入的危险。 故在设计中采用此法。 故本设计选用锥形罐一罐法下面酵母发酵（即发酵温度为 5~10℃） 啤酒过滤 啤酒过滤理论 经过发酵或后处理的成熟啤酒，其残余酵母和蛋白质凝固物等沉积于贮酒罐底部，少量仍悬浮于酒液中，这些物质在以后的贮存期间会从啤酒中析出，导致啤酒浑浊。 所以，必须经过过滤工序 将其除去。 啤酒过滤式一种物理分离过程，是啤酒生产过程中非常重要的生产工序。 经过过滤后，啤酒外观清亮透明，富有光泽，使其更富有吸引力，同时，可赋予啤酒以良好的生物稳定性与非生物稳定性，使其至少在保质期内不出现外观的变化，从而保证了啤酒外观质量的完美。 啤酒过滤方式的选择与论证 对于啤酒过滤来说，现在使用较普遍的过滤方法主要有硅藻土过滤法、滤棉过滤机和 18 微孔膜过滤机。 硅澡过滤机易实现自动化，过滤效果好，速度快，杂菌清洗容易，维修方便，过滤能力可通过加减滤板框数调节，故选此法。 19 第三章 物料衡 算 物料衡算的意义 物料衡算是指理论上进行生产时，所要消耗的物料和可以得到的产品以及副产品的量，物料衡算的准确与否关系到整个生产工艺的合理性和设计的可行性，是整个设计阶段的重要一环。 物料衡算基础数据 根据表 31 的基础数据，先进行 100kg 原料生产 12176。 P 啤酒的物料衡算，然后进行100L12176。 P 啤酒的物料衡算，最后进行 5 万吨 /年啤酒厂的物料衡算 表 31 啤酒生产基础数据 项目 名称 百分比﹪ 说明 定 额 指 标 原料利用率 98 麦芽水分 大米水分 11 无水麦芽 浸出率 75 无水大米浸出率 95 原料 配比 麦芽 70 大米 30 损 失 率 冷却损失 发酵损失 对热麦汁而言 过滤损失 装瓶损失 总损失率 啤酒总损失率 对热麦汁而言 100 ㎏原料生产 12176。 P 啤酒的物料衡算 (1)热麦汁量 根据表 31 可得原料收得率分别为： 原料麦芽收得率为： (1005)247。 100=% 原料大米收得率为： (10011)247。 100=% 混合原料收得率为： （ %+ %） 98%=% 由上述可得 100kg 混合原料可制得的 12176。 P 热麦汁量为： （ 247。 12） 100=(kg) 20 又知 12176。 P 麦汁在 20℃时的密度为 ，而 100℃热麦汁比 20℃时的麦汁体积增加 倍。 故热麦汁（ 100℃）体积为： （ 247。 ） =(L) (2)冷麦汁量 ()=(L) (3)发酵液量 ()=(L) (4)过滤酒量 ()=(L) (5)成品啤酒量 ()= (L) 生产 100L 12176。 P 啤酒的物料衡算 根据上述衡算结果知， 100kg 混合原料可生产 12176。 P 淡色啤酒约 ，故可得下述结果： (1)生产 100L12176。 P 经典啤酒需耗混合原料量 （ 100/） 100=(kg) (2)麦芽耗用量 70%=) (3)大米耗用量 30%=(kg) (4)酒花耗用 100L 热麦汁中加入的酒花量为 千克，故酒花耗用量为： （ ） 100 %=(kg) 同理， 100kg 原料耗酒花： = (5)热麦汁量 （ ） 100=(L) (6)冷麦汁量 （ ） 100=(L) (7)发酵液量： （ ） 100=(L) (8)滤过酒量： （ ） 100=(L) (9)成品酒量： （ ） 100=100(L) (10)湿糖化糟量： 设排出的湿麦糟含水分 80%， 21 湿麦芽糟量为： [()(10075)/(10080)] = 湿大米糟量为： [()(10095)/(10080)] = 故湿糖化糟量为： += 同理， 100kg 原料产生湿糖化糟： = (11)湿酒花糟量： 1 设酒花在麦汁中的浸出率为 40%，酒花糟含水分以 80%计，则酒花糟量为： 100)80100( 100)40100(   同理， 100kg 原料产生湿酒花糟： = (12)酵母量（以商品干酵母计） 生产 100L 啤酒可得 2kg 湿酵母泥，其中一半作生产接种用，一半作商品酵母用，即为 1kg。 湿酵母泥含水分 85% 酵母含固形物量 : 0 0851 0 01  则含水分 7%的商品干酵母量为： 0 01 0  (13)二氧化碳量 因 12176。 P 冷麦汁密度为 ，则 冷麦汁质量为： = 所以， 12176。 P 冷麦汁 中浸出物量为： 12% = 设麦汁的真正发酵度为 80%，则可发酵的浸出物量为： 80%= 麦芽糖发酵的化学反应式为： C12H22O11+H2O 2C6H12O6 2C6H2O6 4C2H5OH+4CO2+560kJ 设麦芽汁中的浸出物均 为麦芽糖构成，则 CO2 生成量为： 4  式中 44— CO2 分子量 342— 麦芽糖（ C12H22O11） 分子量 22 设 12176。 P 啤酒含二氧化碳为 %，酒中含 CO2 量为： = 则释放出的 CO2 量为： = 而 1m3CO2在 20℃常压下重 故释放出的 CO2 的体积为： m 年产 5 万吨 12176。 P 淡色啤酒糖化车间物料衡算 生产旺季以 170 天计，占总产 量的 70%，则旺季日产量为： 100000 70%247。 170=(吨 /天 ) 设生产旺季每天糖化 4 次，旺季总糖化次数为 608 次（淡季根据需要酌情调整糖化次数），可算得每次糖化可产成品啤酒量（灌装后）为： 247。 8=（吨 /天） 由此可算出每次投料量和其他项目的物料平衡。 (1) 成品啤酒量（灌装前）： 1000247。 （ 11%）247。 = （ L） (2) 麦芽用量： 247。 70=（ kg） (3) 大米用量： 247。 30= (kg) (4) 混合原料用量： += (kg) (5) 热麦汁量： 247。 = （ L） (6) 冷麦汁量： 247。 =（ L） (7) 湿糖化糟量： 247。 =（ kg） (8) 湿酒花糟量： 247。 =（ kg） (9) 发酵液量： 247。 = （ L） (10) 过滤酒量： 247。 =（ L） (11) 酒花量： 23 247。 =（ kg） 由于生产旺季占到全年产量的 70%，由此可算得全。