生物工程工厂设计任务书Ⅱ
一、设计题目：年产10万(或1万、2万、5万、15万、20万、25万)吨啤酒的发酵车间设计
二、设计依据：
1、每年生产280天，成品啤酒为10°。
2、定额指标：
原料利用率98.5%
麦芽水分：5%
大米水分：13%
无水麦芽浸出率：75%
无水大米浸出率：95%
3、各生产阶段损失率：
麦汁冷却澄清损失：热麦汁量的8%
主发酵损失：冷麦汁量的2.5%
过滤和灌装损失：啤酒量的3.5%
三、设计任务：
1、确定原料配比
2、进行生产方法的论证，确定生产方案、生产工艺和工艺流程
3、根据以上确定的原料配比和生产方案进行物料衡算和热量衡算，列出啤酒生产衡算表，
4、进行设备计算：确定发酵罐的体积和径高比。
5、画出整个发酵车间的带控制点的工艺流程图（2号图纸）
四、设计成果内容：
1、设计说明书一本，包括设计任务中的1、
2、
3、4的内容
2、图纸1张
五：参考资料：
1、啤酒工业手册（上、下册），中国轻工业出版社
2、顾国贤主编，酿造酒工艺学，中国轻工业出版社
3、吴思方主编，发酵工厂设计概论，中国轻工业出版社
4、化工原理教材，生物工程设备教材
5、马瑞兰，金玲编，化工制图，化工出版社，2000，8月
年产20万吨啤酒的发酵车间设计
第一章总论
1.1概述
啤酒作为一种口味纯正的饮料酒深受消费者的欢迎，其市场需求已经越来越大。本设计是针对年产20万吨啤酒的发酵工艺进行设计的。通过参阅大量的国内外文献，确定了采用下面发酵法，以70%的大麦和30%的大米为原料进行为期20天（主发酵6天，后发酵14天）的分批式发酵。由物料衡算得出每年需大米9750t、大麦22800t、酒花酒花450t；由耗冷量的计算得出每年耗冷36.95×1010kJ。并且通过对设备的选型与计算得出需要924m3的圆筒体锥底发酵罐40个.
关键词：啤酒；工艺设计；物料衡算；热量衡算；圆筒锥底发酵罐
1.2设计目的
目前世界上啤酒市场竞争日益激烈，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人们将来物质生活的需求。[1]
1.3设计依据
1.3.1 每年生产280天，成品啤酒为10°。
1.3.2 定额指标：
原料利用率: 98.5%
麦芽水分： 5%
大米水分： 13%
无水麦芽浸出率： 75%
无水大米浸出率： 95%
1.3.3 各生产阶段损失率：
麦汁冷却澄清损失：热麦汁量的8%
主发酵损失：冷麦汁量的2.5%
过滤和灌装损失：啤酒量的3.5%
1.4设计任务
1.4.1 确定原料配比
1.4.2 进行生产方法的论证，确定生产方案、生产工艺和工艺流程1.4.3 根据以上确定的原料配比和生产方案进行物料衡算和热量衡算，列出啤酒生产衡算表，
1.4.4 进行设备计算：确定发酵罐的体积和高径比。
1.4.5 画出整个发酵车间的带控制点的工艺流程图（3号图纸）
第二章发酵工艺选择与论证
发酵新技术主要有以下三种：
（1）浓醪发酵
1967年开始应用于生产。是采用高浓度麦汁进行发酵，然后再稀释成规定浓度成品啤酒的方法。它可在不增加或少增加生产设备的条件下提高产量。原麦汁浓度一般为16°P左右。
（2）快速（分批）发酵
快速发酵是通过控制发酵条件，在保持原有风味的基础上，缩短发酵周期，提高设备利用率，增加产量。快速发酵法工艺控制条件为：在发酵过程某阶段提高温度；增加酵母接种量；进行搅拌。
（3）连续发酵
1906年已有啤酒连续发酵的方案，但直到1967年才得到工业化的应用。主要应用国家有新西兰﹑英国等。由于菌种易变异和杂菌的污染以及啤酒的风味等问题，使啤酒连续发酵工艺的推广受到限制。
综上所述：在此我选用的是快速（分批）发酵。
第三章发酵车间物料衡算
3.1 工艺流程及相关工艺参数
（1）工艺流程[2]
糖化缪→冷却→主发酵罐→烛式离心机→贮酒罐→过滤
↑
二级种子
↑
通少量空气
（2）相关工艺参数
表3-1
项目名称百分比
（%）项目名称百分比
（%）
定额指标原料利用率98.5 原料配比麦芽70
大米30 麦芽水分 5
啤酒损失
率
（对热麦
汁）
冷却澄清
损失
8 大米水分13 发酵损失 2.5 无水麦芽浸
出率
75 过滤和装
瓶损失
3.5
无水大米浸
出率
95 总损失14
3.2 啤酒发酵车间物料衡算:
根据上表的基础数据，首先进行100kg原料生产10°啤酒的物料计算，然后进行100L 10°啤酒的物料衡算，最后进行年产20万吨10°啤酒发酵车间物料衡算。
（1）热麦汁计算
根据表1-1可得原料的收率分别为：
麦芽汁收率：
无水麦芽浸出率×(1?麦芽水分)= 75%×
(100-5)%=71.25%
大米收率为：
无水大米浸出率×(1?大米水分)=95%×
(100-13)%=82.65%
混合原料收率为：
（麦芽比例×麦芽收率+大米比例×大米收率)×原料利用率
=（0.70×71.25%+0.30×82.65%）×98%
= 73.18%
由上可得 100kg 混合原料可制得10°啤酒的热麦汁量为：
% 10
100
混合原料收率
=731.8kg
又知10°啤酒麦汁在20℃时的相对密度为1.084，而10℃热麦汁比20℃时的麦
芽体积增加1.04倍。
故热麦汁（100℃）体积为：
V热麦汁=731.8÷(1.084×1000)×1000×1.04=702.1(L)
(2) 冷麦汁量为：
V冷麦汁= V热麦汁×（1-冷却损失）
=702.1×(1-0.08)
=645.93(L)
(3) 发酵液量为：
V发酵液= V冷麦汁×（1-发酵损失）
=645.93×(1-0.025) =629.78(L)
(4) 成品啤酒量为：
V 成品= V 发酵液×（1-过滤和装瓶损失）
=629.78×(1-0.035) =607.74(L) 生产100L 10°度啤酒的物料衡算：
根据上述衡算结果知，100kg 混合原料可生产10°成品啤酒607.74L ，故可得以下结果：
（1） 生产100L10°啤酒需耗混合原料量为：
G 原料=
成品
混合原料V 100
kg 100?
=74.607100
100?
=16.45 (kg) （2） 麦芽耗用量为：
M 麦芽=G 原料×麦芽比例 =16.45×70% =11.52(kg) （3） 大米耗用量为：
M 大米=G 原料×大米比例 =16.45-11.52 =4.93(kg)
（4） 酒花耗用量：对啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2% 故酒花耗用量为：
M 酒花 =
成品
热麦汁
V V ×100×0.2% =(100/607.74)×702.1×0.2% =0.23(kg)
（5）热麦汁量为：
V′热麦汁=
成品
热麦汁
V V ×100 =（16.45/100）×702.1 =113.09(L) （6） 冷麦汁量为：
V′冷麦汁=成品
冷麦汁
V V ×100
=（16.45/100）×645.93 =106.26(L) （7） 湿糖化糟量
设排除的湿麦芽糟水分含量为80%，则湿麦芽糟量为：
M 麦芽糖 =
80%
-1-1-1无水麦芽浸出率）
麦芽水分）（（×M 麦芽
=[（1-0.05）（100-75）/（100-80）]×11.52 =5.71(kg) 而湿大米糟量为：
M 大米槽=
80%
-1-1-1无水大米浸出率）
大米水分）（（×M 大米
=[（1-0.13）（100-95）/（100-80）]×4.93 =1.07(kg)
故湿糖化糟量为：5.71+1.07=6.78(kg) （8） 酒花糟量
设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%，则酒花糟为： M 酒花槽=
酒花槽含水量
-1干酒花浸出率
-1×M 酒花
=[（100-40）/（100-80）]×0.23 =0.69(kg)
设每天糖化6次，每年工作280天，则每年共糖化1680次。由此可计算出每次投料量及其他项目的物料平衡。
每糖化一次生产的成品啤酒量为：
1680200000
=119.048吨/次=119048kg /次
10°淡色啤酒相对密度为1.012 则糖化一次生产成品啤酒体积为：
V=
1.012
119048
=117636.37L
把述的有关啤酒厂发酵车间的三项物料衡算计算结果，得出本设计的物料衡算表，如表3-2所示。
表3-2 物料衡算表
物料名称 单位 100kg 混合原
料 100L 啤酒 糖化一次定
额量
200000t/a 啤酒
生产 混合原料 Kg
100
16.45 19351.18
3.25×107
大麦 Kg 70 11.52 13545.83 2.28×107 大米 Kg 30 4.93 5805.35 9.75×106 酒花 Kg 1.40 0.23 270.56 0.45×106 热麦汁 L 702.10 113.09 133034.97 22.35×107 冷麦汁 L 645.93 106.26 125000.41 21.00×107 湿糖化糟 Kg
41.20
6.78
7975.75
1.34×107
湿酒花糟 Kg 4.19 0.69 811.69 1.36×106
发酵液 L 629.78 103.60 121871.28
20.47×107 成品啤酒
L
607.74
100.00
117636.37
19.76×107
备注：10度纯生啤酒的密度为1012kg/m 3
由表可得出本设计中实际年生产啤酒量为：
197600000L ×1012kg/m 3=199971吨
第四章发酵车间热量衡算
现代发酵工厂通常有制冷系统。无论菌种培养、发酵、产品提取精制等过程，都可能要求在室温以下的温度进行。啤酒生产过程中，主发酵温度为6℃，和后发酵在-1℃左右。此外，许多生物活性物质，如酶、乙肝疫苗、干扰素以及一些抗生素等，其发酵生产或精制提取过都需要在较低温度下进行操作。以上这些过程均需制冷操作。
通过耗冷量的计算，结合冷冻工艺要求，选定制冷系统的类型和冷冻机的型号、规格进而完成制冷系统的设计。
4.1 发酵工艺流程示意图
本设计发酵车间耗冷工艺流程见图4-1
图4-1 发酵车间耗冷工艺流程
4.2发酵车间耗冷量计算
4.2.1工艺技术指标及基础数据
年产20万吨10°啤酒199971t；
设每天糖化6次，每年工作280天，则每年共糖化1680次。；主发酵时间为6天；
4锅麦汁装1个锥形发酵罐；
10°麦汁比热容c麦汁=3.858﹝kJ/(kg·℃)﹞
水的比热容c w=4.18﹝kJ/(kg·℃)﹞
冷媒用15%酒精溶液，比热容可视作c w=4.18﹝kJ/(kg·℃)﹞
麦芽糖厌氧发酵热q=613.6(kJ/kg)
麦汁发酵度60%。
根据发酵车间耗冷性质，可分成工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即：
Q=Q t+Q nt
4.2.2工艺耗冷量
a、麦汁冷却耗冷量Q1
近几年来普遍采用一段式串联逆流式冷却法。使用的冷却介质为2℃的冷冻水。出口温度为85℃。糖化车间送来的热麦汁温度为94℃，冷却至发酵的起始温度6℃
据表3-2物料衡算表，可知每糖化一次得热麦汁133034.97L，而相应的麦汁密度为1043kg/m3
故麦汁量为：
G=1043错误！未找到引用源。133.035=138756kg 又知10°麦汁的比热容为3.858﹝kJ/(kg·℃)﹞
工艺要求在1小时内完成冷却过程，则所消耗冷量为：
Q1=Gc1（t1-t2）/τ
=138756错误！未找到引用源。3.858错误！未找到引用源。(94-6)/1
=47108217kJ/h
式中 t1和t2——分别为麦汁前后的温度（℃）
τ——冷却操作过程时间（ｈ）
根据设计结果，每个锥形发酵罐装4锅麦汁，则麦汁每罐耗冷量为：
Q f=4Q1=4×47108217kJ/h=18.84×107
b、发酵耗冷量Q2
(1）发酵期间发酵放热Q’2
假定麦汁固形物均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵放热量为613.6kJ/kg，设发酵度为60%，则1L麦汁放热量为：
式中 13%是麦汁含麦芽糖的量
根据物料衡算表，每锅冷麦汁量为125000.41L，则每锥形罐发酵放热量为：
Q0’=47.86×125000.41×4=23.93×106（KJ）由于工艺规定主发酵时间为6天，每天糖化6锅麦汁，并考虑到发酵放热的不平衡，取系数为1.5，忽略主发酵期的麦汁升温，则发酵高峰期耗冷量为：
Q0’×1.5×6 23.93×106×1.5×6
Q2‘= ——————= ————————=373906(KJ/h) 24×6×4 24×6×4
(2）发酵后期发酵液降温耗冷Q’’2
主发酵后期，发酵液从6℃缓慢降至-1℃，每天单罐降温耗冷量为：
Q0‘’=4Gc1[6-(-1)]=4×138756×3.858×7=14.99×106(KJ)
工艺要求在2天内完成，则耗冷量为（麦汁每天装1.5个锥形罐）
Q2‘’=1.5×Q0‘’/（24×2）=468406(KJ/h)
(3）发酵总耗冷量Q2
Q2=Q2‘+Q2‘’=373906+468406=842312(KJ/h)
(4）每罐发酵耗冷量Q0
Q0= Q0’+Q0‘’=23.93×106+14.99×106=38.92×106 (KJ)
c、酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量Q3
在锥形罐发酵过程中，主发酵结束时要排放部分酵母，经洗涤活化后重复用于新麦汁的发酵，一般可重复使用5～7次（取6次撒、），设湿酵母添加量为麦汁量的1.0%，且使用1℃的无菌水洗涤，洗涤无菌水量为酵母量的3倍。冷却前无菌水温度为30℃，用-8℃的酒精液作冷却介质。
由上述条件可得无菌水量为：
m W’=125000.41×6×1.0%×3
=22500(Kg/d)
式中 125000.41——糖化一次冷麦汁的量（kg）
每班无菌水用量：m W＝m W’/3＝22500/3＝7500（Kg/班）
假定无菌水冷却操作在2h内完成，则无菌水冷却耗冷量为：
Q3＝G W c m(t w-t w’)/r
=7500×4.18×(30-1)/2
=454575(KJ/h)
每罐用于酵母洗涤的耗冷量为：
Q3＝G W c m(t w-t w’)/1.5
＝7500×4.18×（30-1）/1.5
＝606100(KJ)
式中1.5----------------每班装罐1.5罐
d、年产200000t啤酒厂酵母耗冷量为Q4：
根据工艺设计每月进行一次酵母纯培养，培养时间为12天，即288小时。根据工厂实践，年产200000t啤酒酵母培养耗冷量为：
Q4＝200640(KJ/h)
对应的年耗冷量为：
错误！未找到引用源。108kJ
发酵车间工艺耗冷量:
综上计算，可求算出发酵车间的工艺耗冷量为：
Q t＝Q1+Q2+Q3 +Q4
=47.11×106+842312+454575+200640
=48.6×106 (KJ/h)
4.2.3非工艺耗冷量
除上述的发酵过程工艺耗冷量外，发酵罐外壁、运转机械、维护结构及管道等均会耗用或散失冷量，构成所谓的非工艺耗冷量，现在分别介绍。
a、露天锥形罐冷量散失Q5
锥形罐和啤酒发酵工厂几乎都是把发酵罐置于露天，由于太阳辐射、对流传热和热传导造成冷量散失。通常这部分冷量散失可有经验数据求取。根据经验，年产200000吨啤酒厂露天锥形罐的冷散失在24000～56000 kJ/t之间
取最高值，故旺季每天耗冷量为：Q5‘＝G b×30000
=117.636×1.012×56000
=6.67×106 (KJ/d) 式中 G b——旺季成品啤酒日产量
117.636——糖化一次生成成品啤酒量（m3）
1.012——成品啤酒密度
6——每天糖化6次
若白天日晒高峰耗冷为平均每小时耗冷的2倍，则高峰耗冷量为：
Q5=2Q5′/24=0.56×106kJ/h
b、清酒罐、过滤机及管道等散失冷量Q6
根据经验取 Q6=12%Q t
=12%错误！未找到引用源。48.6×106 =5.83×106 kJ/h
4.3发酵车间冷量衡算表
将上述计算结果整理后可得发酵车间耗冷量的衡算表，见表4-1。
表4-1 200000t/a 啤酒厂发酵车间冷量衡算表
耗冷分类
耗冷项目 每小时耗冷量（kJ/h ） 年耗冷量（kJ ）
工艺耗冷量
麦汁冷却Q 1 47.11×106 31.66×1010 发酵耗冷Q 2 842312 5.66×109 无菌水冷却Q 3 454575 3.05×109 酵母培养耗冷Q 4 200640 1.35×109 工艺总耗冷Q t
48.6×106 32.66×1010 非工艺耗冷量
锥形罐冷却损失Q 5 0.56×106 37.63×108 管道耗冷Q 6 5.83×106
3.92×1010
非工艺总耗冷Q nt
6.39×106 4.29×1010 合计
总耗冷量
54.99×106
36.95×1010
第五章 发酵罐的设计与选型
圆筒体锥底立式发酵罐（简称锥形罐），已广泛用于上面或下面发酵啤酒生产。锥形罐可单独用于前发酵或后发酵，还可以将前、后发酵合并在该罐进行（一罐法）。这种设备的优点在于能缩短发酵时间，而且具有生产上的灵活性，故能适合各种类型的啤酒要求。目前国内外啤酒工厂使用较多的是锥形罐。[3]
下面对锥形罐进行设计与计算
5.1生产能力、数量与容积的确定
根据物料衡算表可知一次糖化发酵液定额量为121871.28L ，每个锥形罐可装6锅糖化锅产生的发酵液，发酵周期20天。 (1) 发酵罐数目的确定
在一个发酵槽可容纳一次麦芽汁的前提下，发酵槽的数目一般按照下列通式计算：
N=z
n t=40个
式中 n ——每日糖化次数，以旺季8次计算 t ——发酵时间（d ）为20
Z ——在一个锥形罐内容纳一次糖化麦汁量的整数倍[7]
(2) 锥形罐容积的确定
计算糖化一次麦汁量或其量的整数倍，同时适当考虑泡沫所占的空间，即可确定发酵槽的体积。计算如下：
式中 V——锥形罐的全容积
错误！未找到引用源。——糖化一次麦汁量
Z——在一个锥形罐内容纳一次糖化麦汁量的整数倍错误！未找到引用源。——装罐系数，一般取0.8~0.85[6]
5.2 主要尺寸计算
锥形罐的圆筒高H，桶身直径D。顶封为一个椭球型封盖，长半轴长a=D/2，短半轴长b=3D/8，圆筒体高H=3D，锥底角为70°[4]
半椭球体积
圆筒体体积
椎底体积
则总体积为
=错误！未找到引用源。
=2.6466错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。
所以错误！未找到引用源。
圆筒体高 H=3D=7.086错误！未找到引用源。3=21.204m
上封盖高 h=错误！未找到引用源。
下锥底高 h’错误！未找到引用源。
结论
本次设计是综合运用大学期间所学的各个学科和实验，通过大量的文献参阅对年产20万吨10°啤酒厂的发酵工艺进行的。
啤酒厂生产啤酒的原料为：70%的大麦和30%的大米。通过参考国内外相关文献和期刊确定了采用以酵母菌为菌种的下面发酵法和一罐发酵法。下面发酵生产出的啤酒风味好，适合广大群众的口味，一罐发酵法缩短了发酵周期，方便了操作、降低了发酵过程中的染菌率。
通过物料衡算得到年产20万吨10°啤酒每年需要大米9750t，大麦22800t，酒花450t，年产发酵液204700L,实际年产啤酒量为199971t。
通过耗冷计算得出每年工艺耗冷量32.66×1010kJ，非工艺耗冷量为4.29×1010kJ，总耗冷量为36.95×1010kJ。
通过设备选型的计算得出:发酵罐采用圆筒体锥底发酵罐40个，全容积924m3，直径7.068m，圆筒体高21.204m，上封盖高2.615m，下锥底高5.049m，锥角70°。
参考文献
[1] 啤酒工业手册（上、下册），中国轻工业出版社
[2]顾国贤主编，酿造酒工艺学，中国轻工业出版社
[3] 吴思方主编，发酵工厂设计概论，中国轻工业出版社
[4] 化工原理教材，生物工程设备教材
[5] 马瑞兰，金玲编，化工制图，化工出版社，2000，8月
[6] 张丽君，杨汝德，吴振强.食品与发酵工业[M].1999
[7] 张元兴，许学书.生物反应器工程[M].上海：华东理工大学出版社
生物工程工厂设计
年产20万吨啤酒的发酵车间设计
姓名杨莹
学号09008210235
专业生物工程
班级09级2班
年产10万吨啤酒的发酵车间设计
目录 一、绪论 (3) （一）设计题目 (3) （二）参数 (3) （三）内容简介 (3) 二、生产工艺简介 (4) （一）全厂工艺流程图 (4) （二）原料 (5) （三）麦芽汁制备工艺 (7) （四）啤酒发酵 (11) 三、车间物料衡算 (15) （一）工艺计算 (15) （二）车间物料衡算表 (17) 四、车间热量衡算 (18) （一）工艺流程示意图 (18) （二）工艺计算 (19) （三）热量衡算表 (20) 五、车间用水量衡算 (20) 六、设备计算与选型 (22) 七、设备装配图 (25) 八、车间设备布置 (27) 九、设计总结 (29) 十、参考文献 (30)
一、绪论 （一）设计题目 年产10万吨啤酒的发酵车间设计 （二）参数 1、每年生产300天，产品啤酒10o 2、定额指标： 原料利用率 % 麦芽水分 5 % 大米水分 12 % 无水麦芽出芽率 75% 无水大米浸出率 95 % 3、各生产阶段损失率： 麦芽汁冷却澄清损失：热麦芽汁量的5 % 主发酵损失：冷麦汁量的% 过滤和灌装损失：啤酒量的2 % （三）内容简介 随着中国经济的快速发展，人们生活水平的提高，啤酒作为含酒精量最低的饮料酒,由于其营养丰富且价廉物美已受到越来越多消费者的喜爱，已经逐步成为人们大众最喜爱的饮料之一。从1903年啤酒进入中国市场到今天，我国啤酒产量逐年增加，已成为世界啤酒产量最大的国家，由此可见啤酒在我国的发展速度之迅猛。然而，我国啤酒产量却仅以每年10%的速度增加，这说明啤酒在我国还无法完全满足人们日益增长的物质文化需求，中国啤酒市场拥有非常广阔的前
安徽工程大学课程设计任务书 班级：课题名称：生物反应器设计（啤酒露天发酵罐设计） 学生姓名： 指定参数： 1．全容：50m3 2．容积系数：75% 3．径高比：1：2 4．锥角：900 5．工作介质：啤酒 设计内容： 纸打印） 1．完成生物反应器设计说明书一份（要求用A 4 1)封面 2)设计任务书 3)生物反应器设计化工计算 4)完成生物反应器设计热工计算 5)完成生物反应器设计数据一览表 纸打印） 2．完成生物反应器总装图一份（用CAD绘图A 4 设计主要参考书： 1．生物反应器课程设计指导书 2．化学工艺设计手册 3．机械设计手册 4．化工设备 5．化工制图 接受学生承诺： 本人承诺接受任务后，在规定的时间内，独立完成任务书中规定任务 接受学生签字：生物工程教研室 2010-11-15
啤酒露天发酵罐设计 第一节 发酵罐的化工设计计算 一、发酵罐的容积确定 在选用时V 全=50m 3的发酵罐 则V 有效=Ｖ全×?=50×75%= 37.5m 3（?为容积系数） 二、基础参数选择 1．D:H: 选用D:H=1:2 2．锥角： 取锥角为900 3．封头：选用标准椭圆形封头 4．冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A 3钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液 5．罐体所承受最大内压：2.5㎏/㎝3 外压：0.3㎏/㎝3 6．锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不锈钢 7．保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜ 8．内壁涂料：环氧树脂 三、D 、H 的确定 由D:H=1：2，则锥体高度H 1=D/2tan450=D/2(450为锥角的一半) 封头高度H 2=D/4=0.25D 圆柱部分高度H 3=（2-0.5-0.25）D=1.25D 又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱 =3π×D 2/4×H 1+24π×D 3+ 4 π ×D 2×H 3 =50 m 3 得D=3.43m 查JB-T4746-2002《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=3400mm 再由V 全=50m 3，D=3.4m
河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司 后发酵罐和酒精发酵罐施工方案 编制： 审核： 批准： 中国化学工程第十一建设公司南阳项目部 2004年3月8日
审批栏 河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐施工方案
1编制说明 本方案仅适用于河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐及其附属内件的制作、安装、检验施工，不包括罐体防腐、保温的施工安排。 2编制依据 2.1 施工图纸 2.2 JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》 2.3 HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 3工程概况 本次现场制作安装的发酵罐共8台，其中后发酵罐2台，酒精发酵罐6台。全容积为2800m3。设计温度为100℃，设计压力为 Mpa，容器类别为常压。罐内介质为酒精。 发酵罐的主要组成有：罐底、罐壁、罐顶、加强圈、内件。 结构形式全为拱顶罐，罐体为Φ14.6m*16.5m,罐顶为球冠结构形式。罐体连接形式为对接，罐顶及罐底板连接形式为搭接。 工程量及技术参数 4 施方Array法与施 工程序 4.1.1这 次8台发 酵罐需 现场建 造，发酵罐的预制、安装工作集中在现场进行，内容包括壁板及型钢圈的号料、切割、卷圈、组装、焊接、无损检测、试验。 4.1.2现场安装 a．壁板的施工办法采用机械配合倒装法进行。 b．固定顶的施工采用在临时胎具上组装罐顶板。
4.1.3发酵罐的焊接采用手工电弧焊，壁板背面清根采用磨光机打磨。 4.1.4储罐安装之前除地下工程须完工外，其他土建工作诸如道路、管架等工作待罐安装完毕后再进行，保证车辆道路畅通。 4.2 施工程序 （以后发酵罐为例） 施工准备—→材料出库检验—→号料切割—→卷圈—→罐底敷设焊接—→罐底真空实验—→罐体最上层壁板组装焊立缝—→安装顶部连接固定顶加强角钢圈—→设置罐顶组装临时胎具—→安装罐顶板—→罐顶板之间搭接焊缝焊接—→罐顶接管及人孔安装—→上层壁板与包边角钢环向角缝焊接—→临时支架拆除—→吊装用临时抱杆设置—→组装焊接壁板直至最下层壁板—→最下层壁板与罐底角缝先内后外焊接—→内件安装—→罐壁上接管安装—→盘梯及顶部平台安装—→煤油试漏—→检查验收5 施工质量要求及保证措施 本工程的质量重点是焊接及焊接变形的控制，发酵罐内壁表面平齐。 5.1 材料验收 5.1.1建造储罐所用的材料和附件，应有制造厂出具的质量合格证明书。当无质量合格证明书或对材料有疑问是，应对材料和附件进行复检，合格后方可使用。 5.1.2建造发酵罐所用的钢板应逐张进行外观检查，表面质量不得有裂纹、拉裂、折叠、夹杂、结疤和压入氧化皮及分层等缺陷。 5.1.3钢板表面锈蚀减薄量、划痕深度与钢板实际负偏差之和应小于或等于-0.8mm。 5.1.4该储罐所用的焊接材料应具有质量合格书。 5.2 预制 5.2.1发酵罐在施工及检验过程中所使用的样板应符合下列要求： a. 弧形样板的长度为 2m b. 直线样板的长度为1m c. 测量焊缝角变形的弧形样板弦长为1m 5.2.2钢板切割及坡口加工应符合下列规定： 钢板的切割和焊接接头的坡口，宜采用半自动火焰切割加工，罐顶和罐底的弧形边缘加工用手工火焰切割加工。
啤酒发酵过程的研究 专业班级： 作者： 学号： 指导老师：
啤酒是人类最古老的酒精饮料，是水和茶之后世界上消耗量排名第三的饮 料。啤酒于二十世纪初传入中国，属外来酒种。啤酒以大麦芽﹑酒花﹑水为主 要原料﹐经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。 啤酒一般典型特征表现在多方面。在色泽方面﹐大致分为淡色﹑浓色和 黑色3种﹐不管色泽深浅﹐均应清亮﹑透明无浑浊现象﹔注入杯中时形成泡 显﹐且酒体爽而不淡﹐柔和适口﹐而浓色啤酒苦味较轻﹐具有浓郁的麦芽香 味﹐酒体较醇厚﹔含有饱和溶解的CO2﹐有利于啤酒的起泡性﹐饮用後有一 种舒适的刺激感觉﹔应长时间保持其光洁的透明度﹐在规定的保存期内﹐不 应有明显的悬浮物。 啤酒发酵过程是指啤酒酵母在一定条件下，利用麦汁中的可发酵性物质而 进行的正常生命活动，而啤酒就是啤酒酵母在生命活动之中所产生的产物。由 于酵母菌类型的不同，发酵的条件和产品要求、风味等的不同，造成发酵方式 也不相同。 1、啤酒发酵的过程方法和注意事项 1．1 酵母扩大培养的目的 啤酒酵母扩大培养是指从斜面种子到生产所用的种子的培养过程。酵母扩培 的目的是及时向生产中提供足够量的优良、强壮的酵母菌种，以保证正常生产 的进行和获得良好的啤酒质量。一般把酵母扩大培养过程分为二个阶段：实验 室扩大培养阶段（由斜面试管逐步扩大到卡氏罐菌种）和生产现场扩大培养阶 段（由卡氏罐逐步扩大到酵母繁殖罐中的零代酵母）。扩培过程中要求严格无 菌操作，避免污染杂菌，接种量要适当。 1.2 啤酒酵母扩大培养的方法 1.2.1实验室扩大培养阶段 斜面原菌种 --→斜面活化 --→ 10ml液体试管 --→ 100ml培养 瓶 --→ 1L培养瓶 25℃，3～4天25℃，24～36h 25℃， 24h 20℃,24～36h --→ 5L培养瓶 --→ 25L卡氏罐 16～18℃,24～36h 14～16℃，36～48h ⑵生产现场扩大培养阶段 25L卡氏罐→ 250L汉生罐→ 1500L培养罐→ 100hL培养 罐→ 20m3繁殖罐 12～14℃，2～3天 10～12℃，3天 9～11℃，3 天 8～9℃，7～8天 --→0代酵母 1.2.2酵母扩培要求： 酵母扩培是基础，只有培养出来高质量的酵母，才能生产出好的啤酒。扩培必须保
课程设计报告 题目：年产5万8°啤酒发酵车间设计 学院化学化工与生命科学学院 专业生物工程 班级10生物工程 姓名汪新荣 学号10008037 组员刘照闫春伟 指导老师陈小举 2014年1月2日
2013—2014 学年第一学期 化学化工与生命科学学院生物工程专业 设计题目：年产5万吨8°啤酒发酵车间（工厂）设计完成期限：自2013 年12月20日至2014 年1月2日共二周 一、主要内容及基本要求 主要内容： 1．拟在巢湖市选择厂址新建年产5万吨啤酒工厂 2．设计范围：以发酵车间为主体设计，只做初步设计 基本要求：生产技术方案和平面布局合理，工艺流程设计和设备选择及生产技术经济指标具有先进性与合理性，工艺计算正确，绘图规范，综合指标达到同类工厂先进水平，“三废”环保符合国家有关规定 二、重点研究的问题 生产工艺流程的选择和设计；物料衡算；发酵主车间布置设计以及专业设备选型。三、工作计划和进度 设计进度安排 （1）2013年12月20-21日查阅相关资料 （2）2013年12月22-23日完成开题报告 （3）2013年12月23-30日完成设计的撰写和图纸的绘制 （4）2013年12月31日-2014年1月2日修改设计 四、设计成果形式 1) 完成设计报告2) 绘制工艺流程图
摘要 本设计是年产五万吨8°的啤酒厂设计，此啤酒的酿造方法采用75%的麦芽，25%的大M，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，发酵周期是14天。本设计内容主要包括物料衡算，热量衡算，冷耗衡算和设备选型的计算及重点设备选型及计算。本次设计还进行了“三废”处理和副产物综合利用的设计。糖化方法采用双醪浸出糖化法，发酵方法采用下面发酵法。本设计的图纸主要包括发酵罐图，厂区图。本论文对啤酒生产线工艺设计中的关键部分—原料的糊化、糖化、麦汁过滤、煮沸、发酵、啤酒过滤进行了研究。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。 关键词：啤酒；糖化；发酵；发酵罐
前言 本设计为顺应近几年来啤酒工业飞速发展的需求，在啤酒工艺成熟的基础上，同时体现了啤酒酿造的新工艺，为企业的开源节流提供了新的依据。 设计题目为年产10万吨11度淡色啤酒厂发酵罐设计，此啤酒的酿造方法采用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，发酵周期是17天。本设计内容主要包括物料衡算，热量衡算，冷耗衡算和设备选型的计算及重点设备选型及计算。糖化方法采用双醪浸出糖化法，发酵方法采用下面发酵法。本设计的图纸主要为发酵罐装配图。本文对啤酒生产线工艺设计中的关键部分—原料的糊化、糖化、煮沸、麦汁过滤、啤酒过滤及其设备选型进行了粗略研究。对发酵过程及其设备选型进行了较为详细的探讨。 关键词：啤酒工艺；设备选型；技术经济；发酵；糖化；发酵罐.
目录 第一章绪论 (6) 1.1 设计选题的目的 (6) 1.2 设计工作的意义 (6) 1.3 课题研究内容及方法 (6) 1.3.1 设计依据 (6) 1.3.2 设计范围 (6) 1.3.3 指导思想 (6) 1.4 工艺选择 (6) 1.5 设备的选择 (7) 第二章啤酒工艺选择与论证 (7) 2.1 啤酒原料 (7) 2.1.1 酿造用水 (7) 2.1.2 麦芽 (7) 2.1.3 酒花 (7) 2.1.4 辅料 (7) 2.1.5 酵母 (8) 2.2 麦汁制备 (8) 2.2.1 麦芽及辅料的粉碎理论 (8) 2.2.2 麦芽的粉碎 (8) 2.2.3 辅料的粉碎 (8) 2.2.4 糖化工艺的选择与论证 (8)
2.3 麦汁过滤 (9) 2.3.1 麦汁过滤的基本要求及技术指标 (9) 2.3.2 麦汁过滤方法及影响因素 (9) 2.4 麦汁煮沸 (9) 2.4.1 麦汁煮沸设备选择及优缺点 (9) 2.4.2 麦汁煮沸工艺 (10) 2.5 麦汁后处理 (10) 2.5.1 热凝固物及冷凝固物的分离 (10) 2.5.2 麦汁的冷却 (10) 2.5.3 麦汁的充氧 (10) 2.6 啤酒发酵的工艺论证 (10) 2.6.1 啤酒酵母 (10) 2.6.2 啤酒发酵工艺技术控制 (11) 2.6.3啤酒发酵工艺 (12) 2.6.4 啤酒发酵方法的选择 (15) 2.7 酵母的添加与回收 (17) 2.8 发酵设备的降温控制 (17) 2.9 啤酒过滤 (17) 2.9.1 啤酒过滤理论 (17) 2.9.2 啤酒过滤方式的选择与论证 (17) 2.10 啤酒的包装 (18) 第三章物料衡算 (18)
河南天冠30 万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐施工方案编制： 审核： 批准： 中国化学工程第十一建设公司南阳项目部 2004 年3月8 日
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河南天冠30 万吨燃料乙醇有限公司 后发酵罐和酒精发酵罐施工方案 1 编制说明 本方案仅适用于河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐及其附属内件的制作、安装、检验施工，不包括罐体防腐、保温的施工安排。 2 编制依据 2.1施工图纸 2.2 JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》 2.3 HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 3 工程概况 本次现场制作安装的发酵罐共8台，其中后发酵罐2台，酒精发酵罐6台。全容3 积为2800m 。设计温度为100℃，设计压力为 Mpa，容器类别为常压。罐内介质为酒精。 发酵罐的主要组成有：罐底、罐壁、罐顶、加强圈、内件。 结构形式全为拱顶罐，罐体为Φ14.6m*16.5m,罐顶为球冠结构形式。罐体连接形式为对接，罐顶及罐底板连接形式为搭接。 工程量及技术参数 4 施方法与施工程序 4.1.1 这次8台发酵罐需现场建造，发酵罐的预制、安装工作集中在现场进行，内容包括壁板及型钢圈的号料、切割、卷圈、组装、焊接、无损检测、试验。 4.1.2 现场安装 a．壁板的施工办法采用机械配合倒装法进行。 b．固定顶的施工采用在临时胎具上组装罐顶板。 4.1.3 发酵罐的焊接采用手工电弧焊，壁板背面清根采用磨光机打磨。 4.1.4 储罐安装之前除地下工程须完工外，其他土建工作诸如道路、管架等工作待罐安装完毕后再进行，保证车辆道路畅通。 4.2 施工程序 （以后发酵罐为例）
以下是俺有的论文题目,扣扣:1447781645.你懂的! 论文目录: 年产7万吨11度淡色啤酒厂糖化车间设计（主体设备：煮沸锅） 年产7万吨11度淡色啤酒厂糖化车间设计（主体设备：煮沸锅）年产8万吨10°黑色啤酒厂发酵车间工艺初步设计 年产8万吨淡色9°啤酒厂发酵车间发酵罐设计 年产10万吨9°淡色啤酒厂发酵车间工艺初步设计 年产10万吨10°P啤酒厂糖化车间设计(主体：糖化锅) 年产10万吨10°淡色啤酒厂糖化车间工艺初步设计 年产20万吨a-淀粉酶设计糖化酶工厂设计 年产100吨四环素发酵车间工艺设计 年产600吨青霉素钠发酵车间设计 年产9000万瓶氨基酸大输液生产车间工业设计定稿版 年产量200吨穿心莲内酯提取车间工艺设计 年产一万吨味精工厂发酵车间工艺设计 日产200吨麦芽糖 十五万吨α-中温淀粉酶 年产10万吨9°P淡色啤酒厂发酵车间设计 年产200万只卤蛋制品加工厂设计 年产4500t青霉素G钠 宜宾芽菜中优势菌群的分离纯化 糟醅中酒精含量测定方法的优化研究
Burkholderia sp.WGB静息细胞体系转化茴脑产茴香醛的条件研究α-葡萄糖苷酶抑制剂产生菌的筛选及发酵培养基的优化 超声—酶法结合提取花生粕多糖 低聚异麦芽糖高产菌株的筛选 固定化黑曲霉生产低聚异麦芽糖的复合载体选择 木聚糖酶的分离和发酵 微波-亚硝酸钠复合诱变无色高产黄原胶菌株 纤溶酶提取方法研究 植物乳酸菌高密度发酵技术的研究 紫外线-亚硝酸钠复合诱变高产黄原胶菌株 小麦为原料的固态法白酒发酵及正丙醇等含量的 微生物肥料课题研究 耐高温酒精酵母菌的驯化及诱变育种 拮抗性放线菌的分离和筛选 酵母菌降解养殖水体中氨氮特性的研究 不同酵母菌株的液态法白酒发酵及正丙醇等含量的气相色谱分析 白灵菇的液体菌种培养研究及无土栽培 香菇菌液体发酵啤酒糟 从土壤中筛选二羟基丙酮产生菌 巧克力工厂设计 酒精蒸煮车间设计 年产18万吨乳酸菌饮料厂生产车间的设计 胸腺素发酵工厂初步设计 日产300万片剂GMP车间规范设计
辽宁工业大学PLC技术及应用课程设计（论文）题目：啤酒发酵过程中温度的PLC控制 院（系）：电气工程学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：（签字） 起止时间：2013.12.9-2013.12.18
辽宁工业大学课程设计说明书（论文） 课程设计（论文）报告的内容及其文本格式 1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版，单面打印，并装订成册，内容包括： ①封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等） ②设计(论文)任务及评语 ③中文摘要（黑体小二，居中，不少于200字） ④目录 ⑤正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等） ⑥参考文献 2、课程设计（论文）正文参考字数：2000字周数。 3、封面格式 4、设计（论文）任务及评语格式 5、目录格式 ①标题“目录”（小二号、黑体、居中） ②章标题（四号字、黑体、居左） ③节标题（小四号字、宋体） ④页码（小四号字、宋体、居右） 6、正文格式 ①页边距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订； ②字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级标题，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字，小四号字、宋体； ③行距：20磅行距； ④页码：底部居中，五号、黑体； 7、参考文献格式 ①标题：“参考文献”，小二，黑体，居中。 ②示例：（五号宋体） 期刊类：[序号]作者1,作者2,……作者n.文章名.期刊名（版本）.出版年,卷次（期次）:页次. 图书类：[序号]作者1,作者2,……作者n.书名.版本.出版地:出版社，出版年:页次.
年产三万吨啤酒厂啤酒发酵工艺设计C(2007-12-06 20:32:30) 标签：发酵工艺设计 四、30000t/a啤酒厂发酵车间的耗冷量衡算 啤酒发酵工艺有上面发酵和下面发酵两大类，而后者有传统的发酵槽发酵和锥形罐发酵等之分[8]。不同的发酵工艺，其耗冷量也随之改变。下面以目前我国应用最普遍的锥形罐发酵工艺进行20000t/a啤酒厂发酵车间的耗冷量计算。 4.1发酵工艺流程示意图 冷却 94℃热麦汁冷麦汁（6℃）锥形灌发酵过冷却至-1℃贮酒过滤清酒灌 图4发酵工艺流程 4.2工艺技术指标及基础数据 年产10°淡色啤酒30000t;旺季每天糖化8次，淡季为4次，每年共糖化1800次;主发酵时间6天； 4锅麦汁装1个锥形罐； 10°Bx麦汁比热容c1=4.0KJ/（kgK）； 冷媒用15%酒精溶液，其比热容可视为c2=4.18 KJ/（kgK）； 麦芽糖化厌氧发酵热q=613.6kJ/kg； 麦汁发酵度60%。 根据发酵车间耗冷性质，可分成工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即：（39） 4.3工艺耗冷量 4.3.1麦汁冷却耗冷量Q1 近几年来普遍使用一段式串联逆流式麦汁冷却方法[9]。使用的冷却介质为2℃的冷冻水，出口的温度为85℃。糖化车间送来的热麦汁温度为94℃，冷却至发酵起始温度6℃。 根据表2啤酒生产物衡酸表，可知每糖化一次热麦汁20053L，而相应的麦汁密度为1048kg/m3,故麦汁量为： G=1048×18.62871=19522.89(kg) 又知100Bx麦汁比热容C1=4.0KJ/(Kg·k),工艺要求在1h小时内完成冷却过程，则所耗冷量为： Q1=[G C（t1-t2）]/τ(40) =[19522.89×4.0(94-6)]/1
浅谈精酿啤酒设备的选择发酵罐 三分手艺，七分工具！想要酿一款不错的啤酒，除了对酿酒师的水平、日积月累的经验！一套靠谱的精酿啤酒设备。那肯定是事半功倍。 另外糖化系统在加热的形式上也有不同 细心的人不难发现 在传统糖化两器设备（美式设备）组合形式中，煮沸旋沉一个锅、糖化过滤一个锅。这时就要牵扯到到底蒸汽夹套是安装在糖化过滤槽，还是安装在煮沸沉淀锅。（根据自己熟悉的工艺） 在过滤槽增加加热套底部是安装不上加热套的。这样不能在底部加热，加热面积会很小 啤酒发酵罐 我重点说下100L-5000L以内的这种小型密封式的锥形发酵罐。 发酵罐的一个主要作用是发酵——从麦汁到成熟的啤酒的一个过程。所以对于温度控制有相当严格的要求。一个好的发酵罐设计，首先需要考虑到温控系统。对于温控系统发酵罐的基本构造一般情况下分为四层，最里面是内胆，中间是通冷媒的夹套，夹套和内胆直接相连，胶套外面是发泡保温层，保温层外面就是我们看到的发酵罐外壁。冷媒通过向夹套内通进行循环来实现温度控制。故夹套的面积多少影响温控效果。不管是是盘管、米勒扳、夹套式等换热面积最重要。另
外保温层的厚度以及保温层里面打的发泡的均匀性很重要（夏天发酵罐发汗，就是保温层没有做好，引起来的）这样不但节能，并且温度比较容易控制。 （1）底部为锥形便于生产过程中随时排放酵母，要求采用凝聚性酵母。圆锥底的夹角一般为60o～80o，也有90o～110o，但这多用于大容量的发酵罐。发酵罐的圆锥底高度与夹角有关，夹角越小锥底部分越高。一般罐的锥底高度占总高度的1/4左右，不要超过1/3。圆锥底的外壁应设冷却层，以冷却锥底沉淀的酵母。锥底还应安装进排污口、出酒口、温度传感、制冷夹套等。罐的直径与高度比通常为1：2～1：4，不能太高，以免引起强烈对流，影响酵母和凝固物的沉降（2）罐体为圆柱体，是罐的主体部分。发酵罐的高度取决于圆柱体的直径与高度。由于罐直径大耐压低，一般锥形罐的直径不超过6m。罐体外部用于安装冷却装置和保温层，并留一定的位置安装测温、测压元件。罐体部分的冷却层有各种各样的形式，如盘管、米勒扳、夹套式，并分成2～3段，用管道引出与冷却介质进管相连，冷却层外覆以聚氨酯发泡塑料等保温材料， （3）罐顶为一圆拱形结构，中央开孔用于放置可拆卸的大直径法兰，以安装CO2和CIP管道及其连接件，罐顶还安装防真空阀、过压阀和压力传感器等，罐内侧装有洗涤装置， （4）发酵罐人孔：人孔的作用在于为了方便进入，检修以及加料等。 在面对选择“上部人孔”和“侧部人孔”上我们也会纠结具体选择哪种比较合适？这里，我想跟大家说的是选择适合自己的最好， 在选择人孔的时候要针对不同场地。对场地高度特别苛刻的，上不人孔没办法进入工作，选择侧部人孔就比价舒服。高度比较高。操作人员不方便操作，由于发酵罐顶部是一个堆积灰尘的最佳位置，“上部人孔”会是一个明显的隐患。
安徽工程大学课程设计任务书 课题名称：生物反应器设计（啤酒露天发酵罐设计） 姓名：吕超绍 指定参数： 1．全容：40m3 2．容积系数：75% 3．径高比：1：3 4．锥角：700 5．工作介质：啤酒 设计内容： 1．完成生物反应器设计说明书一份（要求用A4纸打印） 1)封面 2)设计任务书 3)生物反应器设计化工计算 4)完成生物反应器设计热工计算 5)完成生物反应器设计数据一览表 2．完成生物反应器总装图一份（用CAD绘图A4纸打印）设计主要参考书： 1．生物反应器课程设计指导书
2．化学工艺设计手册 3．机械设计手册 4．化工设备 5. 化工制图 露天发酵罐设计计算步骤 第一节发酵罐的化工设计计算 一、发酵罐的容积确定 在选用时V全=40m3的发酵罐 则V有效=Ｖ全×?=40×75%= 30m3（?为容积系数） 二、基础参数选择 1．D:H: 选用D:H=1:3 2．锥角：取锥角为700 3．封头：选用标准椭圆形封头 4．冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A3钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液 5．罐体所承受最大内压：2.5㎏/㎝3 外压：0.3㎏/㎝3 6．锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不锈钢 7．保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜ 8．内壁涂料：环氧树脂 三、D、H的确定 由D:H=1：3，则锥体高度H1=D/2tan350=0.714D(350为锥角
的一半) 封头高度H 2=D/4=0.25D 圆柱部分高度H 3=（3.0-0.714-0.25）D=2.04D 又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱 =3π×D 2 /4×H 1+24 π×D 3 + 4 π×D 2 ×H 3 =0.187D 3+0.13D 3 +1.60D 3 =40 得D=2.75m 查JB-T4746-2002《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=2800mm 再由V 全=40m 3 ，D=2.8m 得径高比为： D: H=1:2.9 由D=2800mm 查表得 椭圆封头几何尺寸为： h 1=700mm h 0=40mm F=8.85m 2 V=3.12m 3 筒体几何尺寸为： H=5712mm F=50.24m 2 V=35.17m 3 锥体的几何尺寸为： h 0=40mm r=420mm H=2169mm F=()220.70.3cos 0.644 sin d a a ππ ?? -++? ??? =0.619m 2
啤酒发酵罐设计：一罐法发酵，即包括主、后发酵和贮酒成熟全部生产过程在一个罐内完成。 1）发酵罐容积的确定： 根据设计，每个锥形发酵罐装四锅麦汁， 则每个发酵罐装麦汁总量V＝59.35×4＝237.4 m3 锥形发酵罐的留空容积至少应为锥形罐中麦汁量的25%， 则发酵罐体积至少应为237.4(1＋25%)＝296.75 m3, 为300 m3。 取发酵罐体积V 全 2）发酵罐个数和结构尺寸的确定： 发酵罐个数N＝nt/Z＝8×17/4＝34 个 式中n—每日糖化次数 t—一次发酵周期所需时间 Z—在一个发酵罐内容纳一次糖化麦汁量的整数倍 锥形发酵罐为锥底圆柱形器身，顶上为椭圆形封头。 设H﹕D＝2.5﹕1，取锥角为70°，则锥高h＝0.714D V全＝лD2H/4＋лD2h/12＋лD3/24 得D＝5.1 m H＝2.5D＝12.8 m h＝3.6 m 查表知封头高h封＝h a＋h b＝1275＋50＝1325 mm 罐体总高H总= h封＋H＋h＝1325＋12800＋3600＝17725 mm 3）冷却面积和冷却装置主要结构尺寸确定： 因双乙酰还原后的降温耗冷量最大，故冷却面积应按其计算。 已知Q＝862913 kJ/h 发酵液温度14℃3℃ 冷却介质（稀酒精）-3℃2℃ △t1＝t1－t2′＝14－2＝12℃ △t2＝t2－t1′＝3－（-3）＝6℃ 平均温差△t m＝(△t1－△t2)/㏑(△t1/△t2) ＝(12－6)/ ㏑(12/6) ＝8.66℃ 其传热系数K取经验值为4.18×200 kJ/(m2﹒h﹒℃) 则冷却面积F＝Q1/K△t m ＝862913/（4.18×200×8.66） ＝119.2 m2 工艺要求冷却面积为0.45～0.72 m2/ m3发酵液 实际设计为119.2/237.4＝0.50 m2/ m3发酵液
发酵工厂设计电子书?主要内容： １.一个新建工厂从计划建设到建成投产，一般要经过三个基本阶段：建设前期、建设期、生产期。 ２.发酵工厂的总平面设计包括5项内容:平面布置设计、竖向布置设计、运输设计、管线综合设计、绿化设计。 3.工厂建设前期阶段的工作包括:项目建议书、可行性研究报告、设计任务书、初步设计和总概算5个内容。 4.工厂的组成包括：生产车间、辅助车间、动力车间、行政部门、职工宿舍。? 5.设计阶段按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计条件的成熟程度以及设计水平的高低,可分为三阶段、两阶段和一阶段涉及三种情况，其中三阶段设计包括：初步设计、技术设计、施工图设计。两阶段设计包括:扩大初步设计、施工图设计。?６.厂址选择的含义：在指定的某一地区内,根据新建所必须具备的条件,结合发酵工厂的特点，进行详尽的调查、勘测工作，就可能建厂的几个厂址的技术经济条件,列出几个方案，进行综合分析比较，从中择优确定厂址。?7.工厂初步设计阶段的图纸主要有：生产流程图、车间设备布置图、主要生产设备和电动机一览表、主要材料估算表。?8.厂内运输的任务是通过各种运输机械工具，完成厂内仓库与车间、堆场与车间、车间与车间之间的货物分流，也就是通过运输组织以保证生产中原材料、燃料等陆续供应,生产的产品和副产品源源不断地运出。?9．厂址选择一般包括地点和场地选择两个概念。地点选择就是对所建厂在某地区内的方位及其所处的自然环境状况,进行勘测调查、对比分析。场地选择就是对所建厂在某地点的面积大小、场地外形及其潜藏的技术经济性,进行周密的调查、预测、对比分析,做出确定厂址的依据。 1０.厂址选择工作大体分为准备工作、现场勘测与编写报告三个阶段。?１1.依据发酵厂的生产规模、产品结构、厂区划分等特点，厂内道路布置得形式有两种：一种是循环是布置，即道路为环绕厂房建、构筑物的闭合系统的道路网，并保证物流、人流的运输方便、安全和高效以及消防的要求。另一种是道路不兜环、各有分散终点的终端式布置。 1２．工艺流程设计和车间布置设计是工艺设计的两个主要内容,是决定工厂的工艺计算、车间组成、生产设备及其布置得关键步骤。?１3.物料衡算:根据质量守恒定律，凡引入某一系统或设备的物料重量,必等于所得到的产物重量和物料损失量之和。 1４. 工厂总平面设计的任务：根据工厂建筑群的组成内容及使用功能要求,结合厂址条件及有关技术要求,协调研究建、构筑物及各项设施之间的相互空间和平面关系，正确处理建筑物、交通运输、管路管线、绿化区域等布置问题，充分利用地形，节约场地，使所建工厂形成布局合理、协调一致、生产井然有序，并与四周建筑群相互协调的有机群体。?1５.工艺路线的选择是发酵工厂设计的关键步骤,其选择的主要依据有:原料来源、种类和性质；产品的质量和规格；生产规 16.生产工艺流程设计的主要任务包括两个方模；技术水平；建厂地区的自然环境;经济合理性。? 面:一是确定由原料到成品的各个生产过程顺序，即说明生产过程中物料和能量发生的变化及流 17.生产工艺流程的设计一般向,应用了哪些生物反应或化工过程及设备，二是绘制工艺流程图。? 经历三个阶段：生产工艺流程示意图阶段，生产工艺流程草图阶段,生产工艺流程图阶段。 18.发酵工厂所涉及的设备分为专业设备、通用设备和非标准设备。专业设备系指发酵罐、糖化锅等专业性强、仅为发酵工厂使用的设备；通用设备指泵、风机等各行业都可以使用的设备；非标准设备是指生产车间中除专业设备和通用设备之外的用于与生产配套的贮藏、池子等设施。19．常用的固体机械输送设备有：带式输送机、斗式输送机、螺旋输送机等。 2０.车间布置设计必须在充分调查的基础上，掌握必要的资料作为设计的依据或供参考。这些资料包括:生产工艺流程图；物料衡算数据及物料性质;设备资料；公用系统耗用量,供排水，供点,供热,冷冻,压缩空气，外管资料等;土建资料和劳动安全，放活，防爆资料;车间组织及定员资料； 21.发酵工厂一般由生产车间,辅助车间，动力厂区总平面布置；有关布置方面的一些规范资料。?
长春工业大学化学与生命科学学院生物工程专业 《发酵工程》课程设计说明书 一、总论 1.1概论 传统啤酒发酵工艺 （1）主发酵又称前发酵，是发酵的主要阶段，也是酵母活性期，麦汁中的可发酵性糖绝大部分在此期间发酵，酵母的一些主要代谢产物也是在此期内产生的。发酵方法分两类，即上面发酵法和下面发酵法。我国主要采用后种方法。下面重点介绍下面啤酒发酵法。 加酒花后的澄清汁冷却至6.5～8.0℃，接种酵母，主发酵正式开始。酵 ，这是发酵的主要生化反母对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵，产生乙醇和CO 2 应。主要步骤如下： ①用直接添加法添加酵母在密闭酵母添加器内将回收的酵母按需要量与麦汁混匀（约1:1），用压缩空气或泵送入添加槽内，适当通风数分钟。 ②酵母添加量添加量常按泥状酵母对麦汁体积百分率计算，一般为 0.5％～0.65％，通常接种后细胞浓度为800万～1200万个/ml。接种量应根据酵母新鲜度，稀稠度，酵母使用代数、发酵温度、麦汁浓度以及添加方法等适当调节。若麦汁浓度高，酵母使用代数多，接种温度及酵母浓度低，则接种量应稍大，反之则少。 ③发酵第一阶段又称低泡期。接种后15～20小时，池的四周出现白沫，并向中间扩展，直至全液面，这是发酵的开始。而后泡沫逐渐培厚，此阶段维持2.5～3天，每天温度上升0.9～1℃，糖度平均每24小时降1°Bx。 ④发酵第二阶段又称高泡期。为发酵的最旺盛期，泡沫特别丰厚，可高达25～30cm。由于麦汁中酒花树脂等被氧化，泡沫逐渐变为棕黄色。此阶段2～3天，每天降糖1～1.5％。 ⑤发酵第三阶段又称落泡期。高泡期过后，酵母增殖停止、温度开始下降，降糖速度变慢，泡沫颜色加深并逐步形成由泡沫、蛋白质及多酚类氧化
啤酒生产工艺流程图 啤酒生产工艺流程可以分为制麦、糖化、发酵、包装四个工序。现代化的啤酒厂一般已经不再设立麦芽车间，因此制麦部分也将逐步从啤酒生产工艺流程中剥离。 注：本图来源于中国轻工业出版社出版管敦仪主编《啤酒工业手册》一书。 图中代号所表示的设备为： 1、原料贮仓 2、麦芽筛选机 3、提升机 4、麦芽粉碎机 5、糖化锅 6、大米筛选机 7、大米粉碎机 8、糊化锅 9、过滤槽10、麦糟输送11、麦糟贮罐12、煮沸锅/回旋槽13、外加热器14、酒花添加罐15、麦汁冷却器16、空气过滤器17、酵母培养及添加罐18、发酵罐19、啤酒稳定剂添加罐20、缓冲罐21、硅藻土添加罐22、硅藻土过滤机23、啤酒精滤机24、清酒罐2 5、洗瓶机26、灌装机27、杀菌机28、贴标机29、装箱机
（一）制麦工序 大麦必须通过发芽过程将内含的难溶性淀料转变为用于酿造工序的可溶性糖类。大麦在收获后先贮存2-3月，才能进入麦芽车间开始制造麦芽。 为了得到干净、一致的优良麦芽，制麦前，大麦需先经风选或筛选除杂，永磁筒去铁，比重去石机除石，精选机分级。 制麦的主要过程为：大麦进入浸麦槽洗麦、吸水后，进入发芽箱发芽，成为绿麦芽。绿麦芽进入干燥塔/炉烘干，经除根机去根，制成成品麦芽。从大麦到制成麦芽需要10天左右时间。 制麦工序的主要生产设备为：筛（风）选机、分级机、永磁筒、去石机等除杂、分级设备；浸麦槽、发芽箱/翻麦机、空调机、干燥塔（炉）、除根机等制麦设备；斗式提升机、螺旋/刮板/皮带输送机、除尘器/风机、立仓等输送、储存设备。 （二）糖化工序 麦芽、大米等原料由投料口或立仓经斗式提升机、螺旋输送机等输送到糖化楼顶部，经过去石、除铁、定量、粉碎后，进入糊化锅、糖化锅糖化分解成醪液，经过滤槽/压滤机过滤，然后加入酒花煮沸，去热凝固物，冷却分离 麦芽在送入酿造车间之前，先被送到粉碎塔。在这里，麦芽经过轻压粉碎制成酿造用麦芽。糊化处理即将粉碎的麦芽/谷粒与水在糊化锅中混合。糊化锅是一个巨大的回旋金属容器，装有热水与蒸汽入口，搅拌装置如搅拌棒、搅拌桨或螺旋桨，以及大量的温度与控制装置。在糊化锅中，麦芽和水经加热后沸腾，这是天然酸将难溶性的淀粉和蛋白质转变成为可溶性的麦芽提取物，称作"麦芽汁"。然后麦芽汁被送至称作分离塔的滤过容器。麦芽汁在被泵入煮沸锅之前需先在过滤槽中去除其中的麦芽皮壳，并加入酒花和糖。煮沸：在煮沸锅中，混合物被煮沸以吸取酒花的味道，并起色和消毒。在煮沸后，加入酒花的麦芽汁被泵入回旋沉淀槽以去处不需要的酒花剩余物和不溶性的蛋白质。
目录 第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 (3) 一、概述 (3) 二、啤酒发酵罐的特点 (3) 三、露天圆锥发酵罐的结构 (4) 3.1罐体部分 (4) 3.2温度控制部分 (5) 3.3操作附件部分 (5) 3.4仪器与仪表部分 (5) 四、发酵罐发酵的动力学特征 (6) 第二章发酵罐的化工设计计算 (7) 一、发酵罐的容积确定 (7) 二、基础参数选择 (7) 三、D、H的确定 (7) 四、发酵罐的强度计算 (9) 4.1 罐体为内压容器的壁厚计算 (9) 五、锥体为外压容器的壁厚计算 (11) 六、锥形罐的强度校核 (13) 6.1内压校核 (13) 6.2外压实验 (14) 6.3刚度校核 (14)
第三章发酵罐热工设计计算 (14) 一、计算依据 (14) 二、总发酵热计算 (15) 第四章发酵罐附件的设计及选型 (19) 一、人孔 (19) 二、接管 (19) 三、支座 (20) 第五章发酵罐的技术特性和规范 (21) 一、技术特性 (21) 二、发酵罐规范表 (22) 参考文献 (24)
发酵罐设计实例 第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 一、概述 啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营养成分的饮料酒。我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家之一，但我国的啤酒工业迄今只有100余年的历史。改革开放以来，我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在距世界第二位。由于啤酒工业的飞速发展，陈旧的技术，设备将受到严重的挑战。为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方面的需要，国际上啤酒发酵技术子啊原有传统技术的基础上有很大进展。尤其是采用设计多种形式的大容量发酵和储酒容器。这些大容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度，提高劳动生产率。 就发酵罐的外形来分，主要有圆柱锥形底罐、圆柱蝶形罐、圆柱加斜底的朝日罐和球形罐等。 二、啤酒发酵罐的特点 1、单位占地面积的啤酒产量大；而且可以节约土建费用； 2、可以方便地排放酵母及其他沉淀物（相对朝日罐、通用罐、贮就罐而言）；
实验一单细胞蛋白（SCP）的生产 一、实验目的 1．了解单细胞蛋白的开发优势及技术现状。 2．掌握单细胞蛋白的液体深层培养法及工艺控制规律。 3．了解发酵过程中菌体浓度及生物量的一般检测方法。 二、实验原理 所谓SCP（SingleCellProtein）就是指那些工厂化大规模培养、作为人类食品和动物饲料的蛋白质来源的酵母、细菌、放线菌、霉菌、藻类和高等真菌等微生物的干细胞。SCP工业，主要是饲料酵母工业。酵母是一种单细胞微生物，生长繁殖快，菌体营养丰富。饲料酵母是一种营养价值很高的蛋白饲料，成品呈微黄色粉末状，具有酵母特殊香味。酵母蛋白质含量一般都在70%左右，比大豆高1倍。与肉蛋白、鸡蛋蛋白、大豆蛋白相比，单细胞蛋白所含的氨基酸组分齐全，有18-20种氨基酸，尤其是谷物中所缺乏赖氨酸含量较高。此外，维生素含量也十分丰富。每千克酵母类单细胞可使奶牛的产奶量增加6-7㎏，用含有10%单细胞蛋白饲料养鸡，产蛋提高21%-35%。1吨单细胞蛋白可节约5-7吨饲料粮，可产1.5吨鸡肉或3万枚鸡蛋。我国单细胞蛋白（酵母）年产量近3万吨，多用于医药、面包生产和饲料。用于生产饲料酵母的原料来源广泛，有矿物资源（如石油、甲烷、泥炭等）、纤维资源（如秸杆、木屑等）、糖类资源（如糖蜜、红薯等）、石油二次制品、废弃资源（包括有机废水、废渣、动物粪便等）。从我国目前的情况出发，生产饲料酵母等单细胞蛋白值得优先开发的原料有废糖蜜、薯干、纸浆废液，豆制品厂、味精厂、淀粉加工厂的废液等，用这些原料生产饲料酵母，首先是产品无毒性，另外也有利于解决工厂和城市的污染问题。 酵母细胞的发酵特点：目前，最广泛用于生产作为蛋白资源的酵母是假丝酵母，该酵母生长繁殖速度快，每2-4小时可繁殖一代，培养10小时左右就能繁殖到种子菌体量的15倍。发酵过程中，要保证罐内的液体混合良好和较适当地提供氧气，还要控制好温度和pH。采用流加间歇发酵可以保证糖被具有良好活性的酵母呼吸消耗，以达到最适产量。底物浓度过高，即使在有氧条件下，酵母也会发酵产生碳水化合物。如果酵母生长速率过快，底物也会发酵。因此，在培养过程中，底物浓度应维持在一定较低的水平，并维持一定的通风量。 酵母生物量的检测方法及分离：最普遍的检测方法是细胞干重法、显微镜记数法和光密度法。菌体的分离常采用过滤法和离心分离法。 三、实验仪器与材料 （一）仪器 10L发酵罐、恒温培养箱、超净工作台、显微镜、大容量冷冻离心机、高压灭 （二）材料
课程设计说明书题目：年产10万吨啤酒工厂发酵车间设计
专业课程设计任务书 设计题目：年产10万吨啤酒工厂发酵车间设计 学号：学生姓名：专业： 指导教师姓名：系主任： 一、主要内容及基本要求 主要内容： 1．拟在湘潭市西郊羊牯塘选择厂址新建年产10万吨啤酒工厂 2．设计范围：以发酵车间为主体设计，只做初步设计。 3．以生产工艺（流程）设计为主导，为其它配套专业（如全厂总平面、土建、采暖通风、水电、环保、行政管理、技术经济与概算等单项工程设计）提供设计依据和提出要求，兼顾非工艺设计。 基本要求： 生产方案和平面布局合理，工艺流程设计和设备选择及生产技术经济指标具有先进性与合理性，工艺计算正确，绘图规范，综合指标达到同类工厂先进水平，“三废”环保符合国家有关规定。 二、重点研究的问题 生产工艺流程的选择和设计；物料衡算；发酵主车间布置设计以及专业设备选型。三、进度安排（指导教师填写）
四、应收集的资料及主要参考文献（指导教师填写） [1]管敦仪主编，啤酒工业手册（上）[M]. 轻工业出版社，1985：69-346 [2]管敦仪主编，啤酒工业手册（中）[M]. 轻工业出版社，1985：33-108 [3]管敦仪主编，啤酒工业手册（下）[M]. 轻工业出版社，1985：12-207 [4]张学群、张柏青,啤酒工艺控制指标及检测手册[M]. 中国轻工业出版社，1993 [5]刘芳，啤酒工业废水治理技术研究[J]. 酿酒科技，1999,（9）：47-51 [6]吴延东，啤酒工厂糖化设备的组合比较[J]. 酿酒科技，2002,（1）：33-37 [7]李大勇，啤酒工厂糖化工艺选择[J]. 酿酒科技，2002,（3）：22-30 [8]王坚，啤酒高浓度发酵工艺技术要点[J]. 山西食品科技，2000（5）：58-63 [9]乔玉胜，啤酒麦汁一段冷却新技术[J]. 酿酒科技，2001, (2)：20-24 [10]无锡轻工业学院，轻工业部上海轻工业设计院组编，食品工厂设计基础[M]. 中国轻工业出版社，1992：8-262 [11]中国食品发酵工业研究院，中国海诚工程科技股份有限公司，江南大学主编.食品工程全书（第三卷）食品工业工程[M]. 中国轻工业出版社，2005 [12]P.F.斯坦伯里，A.惠特克.发酵工艺学原理[M]. 中国医药科技出版社，1992 [13]王念春.啤酒厂自动化控制方案的设计与实现[J]. 测控自动化，2004.1 [14]郑岳传. 现代化啤酒厂设备的选择[J]. 食品与发酵工业，2001, 5：75-84