毕业设计(论文).doc

附件16 太原工业学院毕业论文开题报告学 生 姓 名：梁海洋学 号：072065102系 部： 环境与安全工程专 业：生物工程论 文 题 目：年产40万吨10度啤酒发酵罐设计指导教师:刘丽艳 年 月 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业论文工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生的“学号”要写全号（如072074123），不能只写最后2位或1位数字；4. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”；5. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 论 文 开 题 报 告一论文研究目的及意义： 近年来，啤酒发酵设备向大型、室外、联合的方向发展。迄今为止，使用的大型发酵罐容量已达1500吨。大型化的目的：由于大型化，使啤酒质量均一化。由于啤酒生产的罐数减少，使生产合理化，降低了主要设备的投资。 啤酒发酵容器的变迁过程，大概可以分为3个方面：一是发酵容器材料的变化。容器的材料由陶器向木材水泥金属材料演变，现在的啤酒生产，后两种材料的都在使用。我国大多数啤酒发酵容器为内有涂料的钢筋水泥槽，新建的大型容器一般使用不锈钢。二是开放式发酵容器向密闭式转换。小规模生产时，糖化投料量较少，啤酒发酵容器放在室内，一般用开放式，上面没有盖子。对发酵的管理，泡沫形态的观察和醪液浓度的测定等比较方便。随着啤酒生产规模的扩大，投料量越来越大，发酵容器已开始大型化，并为密闭式。从开放式转向密闭发酵的最大问题是发酵时被气泡带到表面的泡盖处理。开放发酵便于撇取，密闭容器人孔较小，难以撇取。可用吸取法分离泡盖。三是密闭容器的演变。原来是在开放式长方形容器上面加穹形盖子的密闭式发酵槽，随着技术革新过渡到用钢板、不锈钢或铝制的卧式圆筒形发酵罐。后来出现的是立式圆筒体锥底发酵罐，这种罐是20世纪初期瑞士的奈坦发明的，所以又叫奈坦式发酵罐。 目前使用的大型发酵罐主要是立式罐，如奈坦罐、联合罐、朝日罐等。由于发酵罐容量的增大，要求清洗设备也有很大的改进，大都采用CIP自动清洗系统。 毕 业 论 文 开 题 报 告二本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 前发酵罐设备 传统的发酵槽均置于发酵室内，发酵槽大部分为开口式。前发酵槽可为钢板制，常见的采用钢筋混凝土制成，也有用砖砌、外面抹水泥的发酵槽，形式以长方形或正方形为主。 尽管发酵槽的结构形式和材质各不相同，但为了防止啤酒中有机酸对各种材质的腐蚀，前发酵槽内均要涂布一层特殊涂料作为保护层。如果采用沥青蜡涂料作为腐蚀层，虽然防腐效果好，但成本高，劳动强度大，且年年要维修，不能适应啤酒生产的发展。因此采用不饱和聚酯树脂、环氧树脂或其他特殊涂料较为广泛，但还未完全符合啤酒低温发酵的防腐要求。 前发酵槽的底略有倾斜，利于废水排出，离槽底1015cm处，深处有嫩啤酒放出管，平时可拆卸，所以伸出槽底的高度也可适当调节。管口有个塞子，以挡住沉淀下来的酵母，避免酵母污染放出的嫩啤酒。待嫩啤酒放尽后，可拆去嫩啤酒出口管头，酵母即可从槽底该管口排出。 为了维持发酵槽内醪液的低温，在槽中装有冷却蛇管或排管。前发酵槽的冷却面积，根据经验，对下面啤酒发酵取每立方米发酵液约为0.2冷却面积，蛇管内通入02摄氏度的冷水。 密闭式发酵槽具有回收二氧化碳，减少前发酵室内通风换气的耗冷量以及减少杂菌污染机会等优点。因此这种密闭式发酵罐渐渐流行起来。 除了在槽内装置冷却蛇管，维持一定的发酵温度外，也需在发酵室内配置冷却排，维持室内一定的温度。但这种冷却排耗金属材料多，占地面积大，且冷却效果差，新建厂多采用空调装置，使室内维持工艺所要求的温度和湿度。 采用开口式前发酵槽时，室内不能积聚过高浓度的二氧化碳，否则危害人体健康，因此，室内应装有排出二氧化碳气体的装置。若采用空调设备，则必须保证不断补充约为10%的室外新鲜空气，其余作为再循环，从而节省冷耗，降低空调时的负荷。同时，确保排除二氧化碳气体，使室内二氧化碳气体的浓度达到最低 发酵室内装置密闭式发酵槽，则采用空调设备，实施冷风再循环更有利于冷耗的节约。为避免在室内产生激烈的气流，通风口都应设在墙角处。 前发酵槽计算 1.发酵槽数目的确定 采用小容量的发酵槽，将导致一系列非生产消耗的增加。体积小，数目多，必然增加投资费用，所以一般不宜采用。 在一个发酵室内可容纳一次麦芽汁量的前提下，发酵槽的数目可按下式计算： N=nt 式中 n每日糖化次数； t前发酵时间，d。 若单个发酵槽可容纳糖化一次麦汁量的整数倍，则发酵槽数目可按下列同通式计算： N=(nZ)t 式中 Z在一个发酵槽内容纳一次糖化麦芽汁量的整数倍。 由此可见，在一个发酵槽内容纳一次糖化麦芽汁量的前提下，发酵槽的数目仅仅取决于每日糖化次数和前发酵时间，而与生产量以及生产的不平衡性无关。 2.前发酵槽体积的确定 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，其可确定发酵槽的体积。计算如下： V=(Za) 式中 V前发酵槽的全体积，m3 a糖化一次麦汁量，m3 Z在一个发酵槽中容纳糖化一次麦汁量的整数倍； 装液系数，取0.80.85。 3.前发酵槽冷却面积计算 啤酒前发酵槽冷却面积的计算式 A=Q(KT) 式中 Q总的发酵热，J/h K传热总系数，J/(hC。) T对数平均温度差，C。； A冷却面积，。 通常发酵1千克麦芽糖放热量为418600J，对于每立方米发酵麦汁在主发酵期间每小时的放热量应为: Q=(sqp)/24t 式中 主发酵周期放热不平衡系数，取1.31.5。 s主发酵期，单位时间内麦汁糖度差百分率,% q发酵1麦芽糖的放热量，J/ p麦汁平均浓度,/m3 t主发酵期间，麦汁实际需要冷却天数，t=n-2; n主发酵的天数，间歇发酵的头末两天不需冷却。 在计算从发酵麦汁到蛇管壁的传热分系数a时，可将啤酒发酵液近似做自然对流给热，在具体情况下，(GP=50020000000),a可用下式近似计算： a=2.5c T啤酒温度，C； T蛇管外表面温度； C比例系数，随液体的表面温度而变化，见下表： 比例系数与液体平均温度对应关系（T1+T2）/2 2 4 6 8 10 c 125 150 170 185 204 后发酵设备 后发酵槽又称贮酒槽，该设备主要完成嫩啤酒的继续发酵，幷饱和二氧化碳，促进啤酒的稳定、澄清和成熟。根据工艺要求，贮酒室内要维持比前发酵室更低的温度，一般要求02摄氏度，特殊产品要求达到-2摄氏度左右。后发酵过程残糖较低，发酵温和，产生发酵热较少，故槽内一般无需再装置冷却蛇管，发酵产生的发酵热借室内低温将其带走。因此，贮酒室的结构和保温要求，均不能低于前发酵室，室内低温的维持，是借室内冷却排管或通入冷风循环而得，后者比前者应用更广。 后发酵槽是金属的圆筒形容器，有卧式和立式两种。工厂大多采用卧式。由于发酵过程中需饱和二氧化碳，所以后发酵槽应制成耐压0.10.2Mpa表压的容器。后发酵槽槽身装有人孔、取样阀、进出啤酒接管、排出二氧化碳接管