啤酒发酵车间工艺设计.doc

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1、第一章 绪论21.1设计任务的意义21.2 工厂设计原则21.2.1厂址选择的原则 121.3 啤酒工业的发展31.3.1德国啤酒业的发展31.3.2小麦啤酒的发展历史4第二章 生产工艺6s.u概请S QAGEREF _Toc280107841 h 62.2设计依据92.2.1酿造酒工艺学课程设计指导书。92.2.2酿造酒工艺学课程设计任务书。92.2.3发酵工程与设备、发酵工艺原理、发酵工厂工艺设计概论、化工原理、化工工艺设计手册及生物工程专业基础理论课本等参考资料。92.3设计指导思想92.3.1尽量采用先进的生产技术与设备，认真吸取和借鉴国内外各种产品生产的成熟新工艺、新技术、新设备。9

2、2.3.2合理利用资源，节约能量，消耗指标。92.4设计范围92.4.1确定工艺流程及生产操作条件92.4.2工艺及主要设备计算（物料衡算、设备计算）92.4.3绘制生产工艺流程图92.4.4编制课程设计说明书92.5产品产量及方案9第三章 工艺计算及设备选型113.1主要工艺参数113.2 85000t/a啤酒厂发酵车间的耗冷量衡算113.2.1 发酵工艺流程示意图123.2.2工艺技术指标及基础数据123.3工艺耗冷量123.3.1 麦汁冷却耗冷量Q1123.3.2 发酵耗冷量Q2133.3.3酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量Q3143.3.4 酵母培养耗冷量Q4153.3.5发酵车间工艺耗

3、冷量Qt153.4 非工艺耗冷量Qnt153.4.1露天锥形罐冷量散失Q5153.4.2 清酒罐、过滤机及管道等散失冷量Q6163.5 85000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表163.6主要工艺设备选型计算173.7发酵工段设备一览表18第四章 结论19第一章 绪论1.1设计任务的意义本文主要介绍年产6吨啤酒厂发酵车间工艺设计的一种思路，对生产工艺流程进行设计研究，其中包括11度啤酒的配方和工艺流程及其论证，物料平衡和设备的计算及其选型，本设计采用先进的工艺过程，对生产工艺、物料和能量的节约型和对重点工段的设备选型做了重点介绍。同时，考虑系统的灵活性、经济性及安全、环保的要求，并降低交叉污染的

4、几率等。本文根据啤酒生产的特点对其结构布局进行合理设计，使得生产车间尽量紧凑、物料及能源输送距离尽量缩短，从而有效地节约资源、降低生产成本。本文针对啤酒发酵特点进行物料衡算，对啤酒厂发酵车间进行了热量衡算，使得生产的各环节能够有效结合，便于提高能源的利用率。1.2 工厂设计原则1.2.1厂址选择的原则1厂址要符合国家下达建厂计划任务书中所做的规定和要求。2厂址应符合当地城镇总体规划的要求，并尽量与附近工业企业向配合，以节约基建投资。3厂址的面积和外形要卯足啤酒生产工艺的要求，并留有适当的扩建余地。4厂址地形宜平坦，底边倾斜坡度最好不超过3%，便以广区运输线路布置，并尽可能减少土方工程量。5厂址

5、应符合国家有关卫生，防火，人防等要求。6厂址应在当地最高洪水水位上，如果低于洪水位则须有坚固提防保护，同时要防止内洪水的淹渍。7厂址应有较方便的运输条件，若需建公路或专用铁路时，距离最短为好，以节省投资。8有一定供电条件，满足生产需要。9所选厂址附近不仅有充足的水源条件，而且水质较好。10厂址最好选在居民区附近，这样可以减少宿舍，商店，学校等职工的生活福利设施。1.3 啤酒工业的发展 1.3.1德国啤酒业的发展 酒花，最早(736年)是由斯拉夫人种植在德国南部地区。据记载，曾经是一位尼僧希尔德卢加特(10981179年)，首先将酒花作为一种草药用于啤酒制造。之后逐渐意识到酒花具有特殊的清爽的苦

6、味、防止啤酒的腐败以及延长啤酒保存期的完美性质，从此，酒花就作为一种天然的草药一直被沿用下来了。1516年，由巴乏利亚领邦的威廉四世提出、现在仍受德国政府保护的世界著名的“啤酒纯粹法”。啤酒纯粹法规定“啤酒只能使用大麦、酒花和水酿造”。 1480年的冬季，以德国南部地区为中心，抓住了低温期并研制出发酵、后熟的啤酒下面发酵法，减少了由酿造过程而引起的杂菌污染，啤酒的质量由此而得到了提高，啤酒酿造业的发展势头日趋高涨。然而，德国的啤酒酿造业并非顺利地发展。1618年由于是非争端引起的矛盾，新老耶稣教徒之间发生了持续30年之久的战争，这场战争在德国北部地区更为残酷，战争前德国曾有二千万以上的人口，可

7、是战争结束后，竟减少到只有七百万人。这场战争流失了大量的酿造技术人员，厂房设备惨遭破坏，大麦、酒花田地也遭荒废。幸运地是，在当时由于是学徒制传授，所以酿造技术才被继承下来。不然的话，若要恢复到战争前原貌，需要花费百年以上的时间也会使人相信的。1769年，英国的焦耳瓦特发明了蒸汽机。1781年他与马休波耳顿合作，发明了把活塞运动改变成回转运动的结构型式，并成立了瓦特波耳顿商社，最早制造出两台动力机器，据说这两台机器被伦敦啤酒公司购买，分别用于酿造用水和麦芽粉碎。 德国是世界上啤酒消耗最大的国家，德国人酷爱喝啤酒，因此德国形成了一种特殊的“啤酒文化”有悠久的历史、古老的传说和各式酿制方法.德国最著

8、名的啤酒之乡巴伐利亚，啤酒存在的历史几乎和当地的历史一样悠久，可以追溯到公元前的古罗马时代。人们在巴伐利亚北部的库母巴赫发现了一些有将近3000年历史的盛啤酒容器。由于巴伐利亚啤酒的历史与当地文化紧密相联，因此啤酒也和天主教息息相关。在阿尔卑斯山北麓上，有条山径直通最原始的巴伐利亚“啤酒天堂”休息自行酿造黑啤酒的安蝶斯修道院。这里每年吸引着大批游客前来朝圣。在慕尼黑有座“奥古斯丁”(Augustiner)啤酒厂，酒厂的名字也让突然人们联想到宗教改革领袖马丁路德所属的奥古斯丁修士团。据说，由于当时每年复活节前6周的四旬斋期间，修士们不能吃肉，他们便任由“大麦汁”自然发酵，最终生成了一种高酒精度的

9、饮料，并将它作为四旬斋餐饮的代替品。为了使教廷准许他们饮用这种美味的饮料，修士门便送了一桶给教皇，教皇品尝后为之倾倒，表示这种饮料可作为“四旬斋餐饮的代替品”及“罪恶的洗涤剂”，并准许巴伐利亚的修道院酿造之。这种美味的饮料便是啤酒，据说啤酒的酿造技术就是这样诞生的。在德国，有种“啤酒与巴伐利亚”的说法，因为世界上再没有哪个地方的啤酒消耗量可以媲美巴伐利亚。巴伐利亚有1100万居民，每个人的年平均啤酒消耗量为230升，换句话说，每个巴伐利亚人(无论男女老少)每天要喝半升啤酒。因此，许多人说“喝啤酒是德国人最爱的休闲活动，而巴伐利亚人是个中翘楚。” 德国啤酒将继续倍受推崇，并一如既往保持其自151

10、6年以来的规定：只用麦芽、水、啤酒花和酵母菌来酿造，概无其他杂物。1.3.2小麦啤酒的发展历史早在巴比伦的远古时代，已经有人将小麦当成啤酒的原料来使用，但是后人并不知道古代的德国人如何将小麦制造成啤酒，但Weizenbier这个名称被保留下来。十五世纪前半，德国一个地位较高的贵族Degenbengers开始制造这种似乎失传已久的Weizenbier，使得Weizenbier又受到宫廷贵族的喜爱和赏识，但因为制造技术和小麦种植的权利，一直掌控在贵族手中，平民百姓没有机会接获到“小麦啤酒”，也使得“小麦啤酒”在很长的一段时间里，成为神秘的传说。“法国大革命”以后，欧洲许多贵族失去权势地位和金钱，原

11、本为贵族工作，制造啤酒的技术工人流落到民间，“小麦啤酒”的制造技术才逐渐普及到平民阶层，在德国南部的巴伐利亚地区，“小麦啤酒”成为非常受欢迎的时髦产品，酿酒厂生意兴隆，日夜赶工，都来不及制造。有些酿酒厂甚至在厂内设置教堂，以方便酒厂工人做礼拜的需要，不必匆匆忙忙赶上班。可见“小麦啤酒”在当时的巴伐利亚盛行和受欢迎的景象。“小麦啤酒”进入平民化的时代后，连个人也可获准制造，反而使“小麦啤酒”失去其神秘性和稀有性，不再那么受到重视，这时一种新的啤酒，采取“下层发酵法”(Bottom Fermentation)的“皮尔森啤酒”(Pilsner)乘机掘起，快速风行起来，“小麦啤酒”反而逐渐式微，差点被

12、遗忘了。直到二次大战后，德国检讨啤酒工业政策，“小麦啤酒”唤起大家的美好回忆，德国也乘机进行了大规模的“小麦啤酒文艺复兴运动”，把“小麦啤酒”的酿造工艺重新振兴起来。如今在巴伐利亚和奥地利大约有二百家小麦啤酒工厂，都是具有地区特性的小型酿酒厂，各有其不同的风味和特质，其中最受欢迎的是Hefe-Weizen。为了恢复小麦啤酒曾经有过的辉煌时代，大型啤酒厂也开始生产小麦啤酒，把小麦啤酒的文化传播到全球各地。1994年底，日本第一家小型啤酒厂，位于新潟县卷町的“越后啤酒厂”(Echigo Brewery)率先推出“越后小麦啤酒”(Echigo Weissbier)，让日本人不必远赴欧洲，在自己的土地

13、上就能喝到新鲜香醇，妙不可言，叫人入口难忘的小麦啤酒。德国无疑仍是小麦啤酒的大本营，生产出来的小麦啤酒不仅种类众多，制造方法也同样是五花八门，其中Pale Hefe-Weizen最受欢迎。巴伐利亚的小麦啤酒有四个共通性：(1)使用小麦麦芽为主要原料;(2)比美国和德国其他地区的Lager系列的啤酒有更多的碳酸;(3)具有啤酒花的苦味;(4)具有独特的果实香味。第二章 生产工艺2.1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

14、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6.58.0，接种酵母，主发酵正式开始。酵母对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵，产生乙醇和CO2，这是发酵的主要生化反应。主要步骤如下：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。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0.50.65，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

15、则少。发酵第一阶段 又称低泡期。接种后1520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2.53天，每天温度上升0.91，糖度平均每24小时降1Bx。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2530cm。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23天，每天降糖11.5。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物等物质组成的泡盖，厚度25cm。此阶段2天，每天降糖0.50.8。当11度酒糖度降至3.84Bx时，即可下酒进

16、入后发酵。（2）后发酵后发酵又称贮酒，其目的是完成残糖的最后发酵，增加啤酒的稳定性，饱充CO2，充分沉淀蛋白质，澄清酒液；清除双乙酰、醛类及H2S等嫩酒味，促进成熟；尽可能使酒液处于还原状态，降低氧含量。下面介绍下面啤酒发酵法的后发酵。下酒 将主酵嫩酒送至后酵罐称为下酒。下酒时，应避免吸氧过多，为此先将贮酒罐充满无菌水，在用CO2将无菌水顶出，当CO2充满时再由贮酒桶底部进酒液。此外，要求尽量一次满罐，留空隙1015cm，以防止空气进入酒液。如果酒液被CO2饱和，由于有CO2溢出，氧则难溶于酒液中。否则啤酒中存在过多的溶解氧易引起氧化混浊，并产生氧化味。管理 下酒后，先开口发酵，以防CO2过多

17、，酒沫涌出，23天后封罐。下酒初期室温2.83.2，若是外销酒，一个月后逐渐降至01。温度前高后低目的在于先使残糖发酵，随后澄清。注意不能将不同酒龄的酒液共存一室，否则温度要求互相矛盾，无法控制室温。一般老工艺11Bx外销酒贮酒时间为6090天，内销酒为3540天。贮酒期间，用烧杯取样观察，通常714天罐内酵母下沉。若长期酒液不清，应镜检。若是酵母悬浮，则是酵母凝聚性差；若是细菌混浊，则属细菌污染，通常无法挽救，只能排放；若是胶体混浊，原因是麦芽溶解度差，糖化蛋白分解不良，煮沸强度不够，冷凝固物分离不良等因素造成。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后生产。锥形罐

18、,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，帮能适合于生产各种类型啤酒的要求。目前，国内外啤酒工厂使用较多的是锥形发酵罐这种设备一般置于室外。冷媒多采用乙二醇或酒精溶液。也可使用氨作冷媒，优点心能耗低。采用的管径小，生产费用可以降低。最终沉积在锥底的酵母，可打开锥底阀门，把酵母排出罐外，部分酵母留作下次待用，安全阀和玻璃视镜。 影响发酵设备造价的因素 主要包括发酵 设备大小，形式，操作压力及所需的新华通讯社却工作负荷，容光焕发器的形式主要指其单位容光焕发积所需的表面积，这是影响造价的主要因素。罐的高度与直径

19、的比例为1.5-6:1.常用3:1或4:1.罐内真空主要是系列的发酵罐在密闭条件下转罐 可进行内部清洗时造成成的,由于型发酵罐 在工作完毕后放料的速度很快.有可能造成成一定期负压,另外即便函罐内留学生存一部分二氧化碳.在进行清洗时,二氧化碳有被子除去的可能所以也可能造成真空。由于清洗液中含有碱性物质能与二氧化碳起反应而除去罐内气体。 结构及特点 啤酒发酵罐是啤酒厂的主要设备之一，其发酵温度控制是依靠调节冷却系统的冷却流量来实现。目前国内外较多采用罐体外壁的夹套通入低温酒精水冷却罐内发酵液，而酒精水的降温是通过液氨蒸发来冷却的，其缺点是需要酒精水的中间换热循环。而本产品对目前现有的啤酒发酵罐，作

20、了进一步发展和改进，其主要特点如下： 把大罐的夹层当作蒸发器，液氨直接在夹套内蒸发，利用其气化潜热冷却罐内的啤酒液，从而省却了酒精水的中间换热循环，节省能耗12%以上。 把夹套当作蒸发器，由于夹套内的压力比酒精水系统的要高，为此，设置了安全可靠、合理、结构新颖的蜂窝结构夹套，夹套与筒体组成的蜂窝状结构，其强度和刚度相互得到了提高。夹套焊缝可减少30%。 夹套做成分片式，与筒体的焊接完全避开筒体的纵、环向焊缝，避免了氨通过焊缝往罐内啤酒液泄漏的可能性。克服了其它夹套的缺点。 可选用碳钢或不锈钢材料，便于现场制造，降低制造成本，节省投资费用。 本产品占地面积小，并可避免使用酒精水冷却系统带来的酒精

21、挥发对大气带来的污染，符合环保产品要求. 该设备底座可采用钢架结构和混凝土结构，定货时可根据用户确定。 2.2设计依据2.2.1酿造酒工艺学课程设计指导书。2.2.2酿造酒工艺学课程设计任务书。2.2.3发酵工程与设备、发酵工艺原理、发酵工厂工艺设计概论、化工原理、化工工艺设计手册及生物工程专业基础理论课本等参考资料。2.3设计指导思想2.3.1尽量采用先进的生产技术与设备，认真吸取和借鉴国内外各种产品生产的成熟新工艺、新技术、新设备。2.3.2合理利用资源，节约能量，消耗指标。2.4设计范围2.4.1确定工艺流程及生产操作条件2.4.2工艺及主要设备计算（物料衡算、设备计算）2.4.3绘制生

22、产工艺流程图2.4.4编制课程设计说明书2.5产品产量及方案产量：年产啤酒6万吨产品品种：112.6生产方法的选择工艺方法：利用麦芽、大米、啤酒花为原料，采用国内外比较先进的、成熟的二次煮出糖化法，添加啤酒酵母，采用锥形罐一罐法发酵，是目前最成熟、最典型的啤酒生产工艺。啤酒生产全厂工艺流程简图： 大米湿粉碎糊化 粉碎酒花 麦芽湿粉碎糖化过滤煮沸旋涡沉淀 酵母培养扩大培养锥形罐发酵充氧麦汗冷却 酵母贮存 硅藻土过滤纸板过滤 灌装过冷清酒罐 杀菌贴标装箱入库出厂第三章 工艺计算及设备选型3.1主要工艺参数年生产天数：330天原料利用率：98.5%麦芽水分：6%大米水分：13%无水麦芽浸出率：75%

23、无水大米浸出率：95%麦芽、大米配比：75%：25%啤酒总损失率：7%其中：冷却损失：3.5% 发酵损失：1.5% 过滤损失：1% 装瓶损失：1%糖化温度：65-68每批糖化醪操作时间：3-4h酵母添加量：0.5-0.8%锥形罐装料系数：85%发酵温度：9主发酵时间：3-5d双乙酰还原温度：12贮酒温度：-10发酵操作周期：25d灌装班次 2班（每班8h）3.2 60000t/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60000t/a啤酒厂发酵

24、车间的耗冷量计算。3.2.1 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3.2.2工艺技术指标及基础数据 年产11干啤酒60000t;旺季每天糖化7次，淡季为5次，每年共糖化2130次;主发酵时间6天； 4锅麦汁装1个锥形罐； 9Bx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： 3.3工艺耗冷量3.3.1 麦汁冷却耗冷量Q1 近几年来普遍使用一段式串联

25、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。根据啤酒生产物衡酸表，可知每糖化一次热麦汁66787.855L，而相应的麦汁密度为1048kg/m3,故麦汁量为：G=104846.103109=48316.058(kg)又知110 Bx麦汁比热容C1=4.00J/(Kgk),工艺要求在1h小时内完成冷却过程，则所耗冷量为：Q1=（t1-t2）/ =48316.0584.0(94-6)/1=17007252.42(KJ/h)式中t1和t2分别表示 麦汁冷却前后温度（） 冷却操作过程时间（h）根据设计结果，每个锥形发酵罐装4

26、锅麦汁，则麦汁冷却每罐耗冷量为：Qf=4Q1=417007252.42=68029009.68(kJ) 相应地冷冻介质（2的冷冻水）耗量为：Mf=Q1/Cm（t4-t3）= 17007252.42/4.18(85-2)=49020.731(kg/h) 式中，t3和t4分别表示冷冻水的初温和终温（） Cm水的比热容KJ/（kgK）3.3.2 发酵耗冷量Q2（1）发酵期间发酵放热Q21，假定麦汁固形均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵房热量为613.6kJ/kg。设发酵度为60%，则1L麦汁放热量为：q0=613.69%60%=33.13(kJ)根据物料衡算，每锅麦汁的冷麦汁量为44489.51662L

27、,则每锥形缺罐发酵放热量为：Q01=33.1344489.5164=5895750.66(kJ)由于工艺规定主发酵时间为6天，每天糖化7锅麦汁（旺季），并考虑到发酵放热不平衡，取系数1.5,忽略主发酵的升温，则发酵高温时期耗冷量为：Q21 =（Q011.57）/(2464) =(5895750.661.57)/(2464) =107661.5338（kJ/h)(2)发酵后期发酵液降温耗Q22主发酵后期，发酵后期，发酵液温度从6缓降到-1。每天单罐降温耗冷量为：Q02=4GC16-（-1）=448316.0584.07=1352849.624(KJ) 工艺要求此过程在2天内完成，则耗冷量为（麦汁

28、每天装1.5个锥形罐）：Q22=（1.5Q02）/(242)=(1.51352849.624)/(242)=42276.5507(KJ/h)（3）发酵总耗冷量Q2Q2=Q21+Q22=107661.5338+42276.5507=149938.0846(kJ/h) (4)每罐用冷媒耗冷量Q0Q0=Q01+Q02=5895750.66+1352849.624=7248600.284kg/h (5)发酵用冷媒耗（循环量）M2发酵全过程冷却用稀酒精液作冷却介质，进出口温度为-8和0，故耗冷媒量为：M2=Q2/（Cm8）=149938.0846/(4.188)=4483.794396kg/h 3.3.

29、3酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量Q3在锥形罐啤酒发酵过程，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57次。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30。用-8的酒精液作冷地介质。由中述条件，可得无菌水用量为：Gw=48316.05861.0%3=8696.89044(kg/d) 式中48316.058糖化一次的冷麦汁量（kg）每班无菌水量：Gw= Gw/3=8696.89044/3=2898.96348(kg/每班) 假无菌水冷却操作在2h小时内完成，则无菌水冷却耗量为：Q3=GwGm(tw-tw)/

30、r =2898.963484.18(30-1)/2=175706.1765(kg/h)所耗冷冻介质量为：M3=Q3cw(t2-t1)/r=175706.1765(4.188)=5875615(kg/h) 式中，t1和t2冷冻酒精液热交换前后的温度，分别为-8和0。每罐用于酵母洗涤的耗冷量：Q3=GwGm(tw-tw)/1.5=2898.963484.18(30-1)/1.5 =234274.902(kJ) 式中 1.5每班装罐1.5罐3.3.4 酵母培养耗冷量Q4根据工艺设计，每月需进行一次酵母纯培养，培养时间为12d，即288h。根据工厂实践，年产85000t啤酒培养冷量为139236.11

31、（Kj/h），则对应的年冷耗量为：Q4= Q428810=4.01108(KJ) 相应的高峰冷冻介质循环量为：M4 =Q4/cw(t1-t2)= 139236.11/(4.188) =4163.76(kg/h)3.3.5发酵车间工艺耗冷量Qt综上计算，可算出发酵车间的工艺耗冷量为：Qt=Q1Q2Q3Q4=17007252.42149938.0846234274.902139236.11 =2224174.5166(Kj/h)3.4 非工艺耗冷量Qnt除了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，现分别介绍。3.4.1露天锥形罐

32、冷量散失Q5锥形罐啤酒发酵工厂几乎都把发酵罐置天露天，由于太阳辐射，对流传热和热传导等造成冷量散失。通常，这部分的冷量由经验数据坟取。根据经验，年产8.5万吨啤酒厂露天锥形罐的冷量在43000-100000kJ/t啤酒之间，若在南方亚热地区设厂，可取高值。故旺季生天耗冷量为：Q5=Gb 80000=12380000=9840000Kj/d) 式中，Gb旺季成品啤酒日产量（t） 若白天日晒高峰耗冷为平均每小时耗冷量的2倍，则高峰耗冷量为：Q5 =2Q5/24=29840000/24=820000 (KJ/h) 冷媒（-8稀酒精）用量：M5=Q5/Cm(t2-t1)= 820000/4.18/8=

33、24521.5(KJ/h) 3.4.2 清酒罐、过滤机及管道等散失冷量Q6因涉及的设备、管路很多，若按前面介绍的公式计算，十分繁杂，故啤酒厂设计时往往根据实验经验选取。通常，取，所以：Q6=12Qt=92224174.5166=2001748.06494(KJ/h) 冷媒（-8稀酒精）用量：M6=Q6/cw(t2-t1)= 2001748.06494/(4.188)=59860.887(KJ/h) 3.5 85000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表将上述计算结果，整理后可得130000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表。 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)冷媒用量(kJ

34、/h)每罐耗冷(kJ)年耗冷量（kJ）工艺耗冷量麦汁冷却Q117007252.4249020.731(M1)68029009.682.551010发酵耗冷Q2149938.08464483.794396(M2)599752.33842.25108无菌水冷却Q3234274.90258756.5(M3)937099.6083.51108酵母培养Q4139333.3334166.667(M4)557333.3322.09108工艺总耗冷Qt17472230.0169888920.042.621010非工艺耗冷量锥形罐冷损Q5212500063546.7 (M5)85000003.18108管道等冷

35、损Q62096667.662699.39(M6)8386670.43.14109非工艺总耗冷Qnt4221667.6126246.0916886670.46.321093.6主要工艺设备选型计算（1）发酵罐容积计算根据啤酒生产工艺，二次煮出糖化法为间歇生产，因锥形罐容量较大，糖化冷麦汁需分批在24小时内满罐。年生产天数330天，旺季每天糖化7次，而淡季每天糖化5次，考虑到生产的灵活性，选取每天4批次糖化冷麦汁量为发酵罐的有效容积：V有效=48520.2084=194.081m3发酵罐的填充系数为=0.85，则全容积为：V全=V有效/=228 m3发酵罐采用椭圆封头、圆形筒体和圆锥形底，则V全=

36、（/6）D2ha+（/4)D2hb+（/4)D2H+(1/3）（/4)D2h1取筒体H=2D，封头高ha=（1/4)D，封头折边高hb=50mm，圆锥形底角60，圆锥形底高h1=（D/2)/tan30=0.866D，代入上式得V全=1.929D3+0.0393D2=228为方便计算，封头折边可忽略不计，则有V全=1.929D3=228解得D=4.45m,取D=4.5m,筒体H=2D=9m，封头高ha=（1/4)D=1.1m (2)发酵罐个数确定设发酵周期为25天，每天加料1罐（糖化4次），发酵罐个数为：N=(tn)/a+3=28个（其中3个备用）t:发酵周期n：每天糖化次数a：每个发酵罐可容纳

37、的麦汁的批次数3.7发酵工段设备一览表主要生产设备一览表序号设备名称型号与规格单位数量备注1酵母培养罐个12酵母培养罐个13酵母扩大培养罐个24锥形发酵罐40008000个285酵母贮罐个46酵母计量罐个17酒泵个2第四章 结论本设计在彭欣莉老师的悉心指导和严格要求下圆满完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝结着老师的心血和汗水，在这学期的学习和生活期间，也始终感受着老师用心良苦的指导和无微不至的关怀。在此向彭欣莉老师表示由衷的感谢和崇高的敬意。 本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够更好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了你们的用心帮助和大力支持，才使我的课程设计工作顺利完成，在此向吉林工程技术师范学院，生物工程系的全体老师表示由衷的谢意。感谢他们一直来的辛勤栽培。滴水穿石闯人生如歌岁月应无悔，折桂蟾宫展雄才乘风破浪荡有时，我相信我的明天会更好。 昨天不论是阳光还是乌云都已成为历史，明天不论是掌声还是泪水谁也无法预料，唯有今天，可以留下我坚实的脚印，秋风劲扫落叶，脚步掷地无声。