年产7万吨10度啤酒厂发酵车间毕业设计样本.doc
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1、 四川理工学院毕业设计 年产7万吨10P啤酒厂发酵车间工艺设计学 生:胡娟学 号:专 业:生物工程班 级:级4班指导老师:曹新志 四川理工学院生物工程学院二O一十二个月六月四 川 理 工 学 院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:年产7万吨10P啤酒厂发酵车间工艺设计学院:生物工程 专业: 生物工程 班级: 级4班 学号:学生: 胡娟 指导老师: 曹新志 接收任务时间: -03-10 教研室主任: (署名)二级学院院长: (署名)1毕业设计(论文)关键内容及基础要求关键内容:1.发酵工艺、工艺参数论证和设计。啤酒生产其它工艺及工艺参数选择;2.发酵车间设备部署设计;3.全厂物料衡算、热量衡
2、算及耗水量、耗冷量计算;4.绘制发酵车间设备平面部署图、发酵车间带控制点步骤图和全厂工艺步骤方块图;基础参数:整年生产天数300天。生产旺季占整年产量80%。大米原料含淀粉78%,水分12.0%。基础要求:毕业步骤中态度主动端正,严格遵守纪律,实事求是,不得弄虚作假和剽窃。学生应定时向指导老师汇报设计进展并就设计中出现问题立即交流沟通;2指定查阅关键参考文件及说明吴思方主编.发酵工厂工艺设计概论.北京.M中国轻工业出版社. 梁世中主编.生物工程设备.北京.M中国轻工业出版社.姚玉英主编.化工原理.上.天津.M天津大学出版社.1999石光源编写.机械制图.北京.M高等教育出版社.19903进度安
3、排设计(论文)各阶段名称起 止 日 期全厂工艺步骤及工艺参数选择论证1.3.11至.4.9发酵车间物料及热量衡算410至.4.25发酵罐设计计算和其选型.4.26 至.5.5绘图.5.6 至.5.20撰写设计说明书.5.21 至.5.31注:本表在学生接收任务时下达四川理工学院毕业设计开题汇报设 计 名 称年产7万吨10P啤酒厂发酵车间工艺设计设 计 类 型D指导老师曹新志学生姓名胡娟学号系、专业、班级生物工程学院生物工程专业级4班一、选题依据:(简述研究现实状况或生产需求情况,说明该设计(论文)目标意义。)啤酒发展现实状况及分析: 伴随中国经济快速发展,大家生活水平提升,啤酒作为含酒精量最低
4、饮料酒,因为其营养丰富且价廉物美已受到越来越多消费者喜爱,已经逐步成为大家大众最喜爱饮料之一。从19啤酒进入中国市场到今天,中国啤酒产量逐年增加,已成为世界啤酒产量最大国家,由此可见啤酒在中国发展速度之迅猛。然而,中国啤酒产量却仅以每十二个月10%速度增加,这说明啤酒在中国还无法完全满足大家日益增加物质文化需求,中国啤酒市场拥有很宽广前景,为生产提供了可行性确保。设计(论文)目标意义:1.了解现在啤酒生产所用工艺,掌握一定工厂设计专业技能,巩固专业知识。2.掌握完成一项给定任务方法、步骤和全过程,充足发挥个人主动性和发明性以完成毕业步骤学习任务。二、设计(论文研究)思绪及工作方法1.查看啤酒相
5、关书籍,了解啤酒现阶段生产技术,获取相关工艺参数,对啤酒厂设计进行工艺设计论证及工艺参数选择。2.依据要求进行理论工艺横算,包含发酵车间物料,热量,冷耗量,空气消耗量,耗水量等进行横算。3.依据横算结果对发酵车间设备及其隶属设备选型和发酵罐进行结构及强度设计。4.依据工艺计算绘制发酵车间设备平面部署图,发酵车间带控制点步骤图和全场工艺步骤方块图。三、设计(论文研究)任务完成阶段内容立即间安排。-3-20至-4-9 进行全厂工艺步骤及工艺参数选择论证-4-10至-4-25 发酵车间物料及热量衡算-4-26至-5-5 发酵罐设计计算和其选型-5-6至-5-20 绘图-5-21至-5-31 撰写设计
6、说明书指导老师意见 指导老师签字: 年 月 日教研室毕业设计(论文)工作组审核意见难度分量综合训练程度 教研室主任: 年 月 日设计(论文)类型:A理论研究;B应用研究;C软件设计;D-其它目 录摘 要1ABSTRACT2前 言3第一章 啤酒工艺选择和论证51.1 啤酒原料51.1.1 大麦51.1.2 啤酒糖化其它原料61.1.3 啤酒花和酒花制品71.1.4 啤酒酿造用水81.2 麦芽制备91.3 麦芽汁制备工艺91.3.1 麦芽和大米粉碎101.3.2 糖化原理101.3.3 糖化方法及设备101.3.4 麦芽醪过滤111.3.5 麦汁煮沸和酒花添加111.3.6 麦汁处理121.3.7
7、 麦汁充氧131.4 啤酒发酵131.4.1 啤酒酵母131.4.2 啤酒发酵方法选择141.4.3 啤酒发酵工艺161.4.4酵母添加和回收191.4.5发酵设备降温控制191.4.6啤酒生产副产物利用201.4.7 成品啤酒20第二章 工艺计算222.1 物料衡算222.1.1 物料衡算意义222.1.2 物料衡算基础数据222.1.3 100原料生产10P啤酒物料衡算222.1.4 生产100L 10P啤酒物料衡算232.1.5 年产7万吨10P啤酒糖化车间物料衡算252.2 耗热量计算272.2.1 糖化用水耗热量Q1282.2.2 第一次米醪煮沸耗热量282.2.3 第二次煮沸前混合
8、醪液升温至70耗热量292.2.4 第二次煮沸混合醪液耗热量302.2.5 洗糟水耗热量312.2.6 麦汁煮沸过程中耗热量312.2.7 一次糖化总耗热量322.2.8 一次糖化蒸汽耗用量D322.2.9 糖化小时最大蒸汽耗用量322.2.10 蒸汽单耗322.3 工艺耗水量计算332.4 工艺耗冷量计算352.4.1 发酵车间工艺步骤352.4.2 工艺技术指标及基础数据352.4.3 工艺耗冷量计算352.4.4 发酵车间工艺总耗冷量382.4.5 非工艺耗冷量382.4.6 非工艺总耗冷量392.4.7 总耗冷量39第三章 发酵车间设备设计和选型413.1 发酵罐设计和选型413.1.
9、1 发酵罐体积确实定413.1.2 发酵罐个数确实定413.1.3 发酵管材料选择423.2 发酵车间其它隶属设备选型463.2.1 清酒罐463.2.2 扩大培养罐选型473.2.3 麦汁杀菌罐493.2.4 贮酒罐设计和选型49第四章车间部署514.1 厂房整体部署和轮廓设计514.1.1 厂房整体部署514.1.2 厂房立体部署514.1.3 厂房平面部署514.1.4 厂房建筑结构514.2 发酵车间设备部署514.2.1 发酵设备514.2.2 泵524.2.3 过滤机524.2.4 清酒罐52参考文件53致谢54摘 要本设计为年产7万吨10P啤酒厂发酵车间工艺设计,其生产原料为大麦
10、麦芽和大米,生产旺季占整年产量80%,整年生产天数为300天,设计主体为发酵车间,主体设备为发酵罐。首先对原料、制备、糖化、发酵工艺进行选择及论证,再经过物料和热量衡算确定糖化车间关键设备容量和数量,对发酵车间隶属设备进行选型,对发酵罐进行结构及强度设计,在此基础上,对主体设备发酵罐进行设计计算,最终绘制出发酵车间设备平面部署图,发酵车间带控制点步骤图和全厂工艺步骤方块图。关键词:啤酒厂,发酵,发酵罐,工艺计算ABSTRACTThe design is the annual output of 7 million tons of 10 P brewery fermentation proces
11、s design, the production of raw materials for barley malt and rice, production peak season account for 80% of the total production,a year of production days for 300 days, the design of main workshop for fermentation workshop, the main equipment for fermentor. First I through choose all technical par
12、ameters to determine the whole process, again through material and heat balance sure saccharification workshop of main equipment of capacity and quantity, then I choose the proper type of accessorial equipments. On this basis, I will finish fermentor design calculations, finally plot fermentation wo
13、rkshop equipment layout, fermentation workshop diagram with control points and the whole process flow block diagram. KEY WORDS: brewery; fermentation; fermentor; process calculation前 言啤酒是以大麦经发芽制成大麦芽为关键原料,以大米或其它谷物为辅助原料,以当地主产淀粉物为主,经麦芽汁制备、糖化、添加酒花、煮沸、过虑、啤酒酵母发酵等过程,酿造而成含二氧化碳,低酒精浓度酿造酒。啤酒是酒类中酒精含量最低饮料酒,而且营养丰
14、富,大家适量饮用时,酒精对人体毒害很小。在1972年世界第九次营养食品会议上,曾推荐啤酒为营养食品,也有些人把啤酒称作营养食品、可口食品、卫生食品、方便食品。据研究显示,啤酒里所含多种组成成份不仅有很高营养价值,而且还含有良好医药疗效,具体表现在以下两个方面:首先,啤酒中酒精含量较低(10度黄啤酒含酒精3左右),不仅对胃和肝脏没有损害,还能够平缓地促进人体血液循环。其次,啤酒中含有烟酸,在维生素B1和B6维持心脏正常活动同时,烟酸能扩张血管,加速新陈代谢,所以啤酒对心血管系统有益。自20世纪90年代,中国啤酒行业进入了快速发展阶段,行业发展至今,中国啤酒产量和人均消费量全部有大幅度提升。-5年
15、间,中国啤酒经济指标取得了一定增加,啤酒产量增加1426万千升,增加56.9%。中国啤酒消费仍有很大提升空间。从世界范围看,发达国家啤酒人均消费量增加缓慢,而在经济增加较快地域,如东欧和中国啤酒需求量和产量增加速度远远高于世界平均增加速度,增速比发达国家高3%。中国啤酒消费存在着地域分布不均衡性。中国啤酒行业发展路径和世界啤酒发展路径基础一致,也就是从发达地域向不发达地域过渡。伴随社会发展,啤酒市场竞争越来越猛烈了,而且广大消费者对啤酒种类风味和质量要求也越来越高,对应新产品也层出不穷。所以,我个人认为很有必需将啤酒生产方面技术科学地总结和分析,以推进啤酒产品多样化发展。伴随大家,饮食消费结构
16、不停调整,生活水平不停提升,啤酒已进入了万户千家。然而调查显示中国人均啤酒消费却还没有达成世界平均水平。所以只有建设新、大型啤酒厂,增加产量,才能满足大家日益增加物质生活需求。所以,对于啤酒厂设计是有意义,是很有必需。至,啤酒行业面临着很好发展际遇:国民经济连续快速发展和城市化水平提升,给行业发展发明了巨大需求空间;西部大开发、振兴东北地域等老工业基地、促进中部崛起和建设社会主义新农村等重大发展战略,为啤酒行业发明了新发展机遇;全球经济和区域经济一体化进程加紧,为中国啤酒行业在更大范围内配置资源、开拓市场发明了条件。第一章 啤酒工艺选择和论证全厂工艺步骤图 麦槽 酒花 麦芽粉碎糖化过滤混合麦汁
17、煮沸沉淀冷 却充氧 大米、麦芽粉碎糊化 酒花糟 热凝固 冷凝固物扩培酵母麦芽汁发酵贮酒粗滤精滤清酒装瓶卸箱验瓶 酵母泥 剩下酵母洗瓶检验罐酒压盖检验杀菌贴标喷码检验装箱图2-1 全厂工艺步骤图1.1啤酒原料1.1.1 大麦自古以来大麦是酿造啤酒关键原料,在酿造时先将大麦制成麦芽,再进行糖化和发酵。大麦按籽粒在麦穗上断面分配形式,可分为六棱、二棱、四棱大麦中国华北地域全部种植六棱大麦,南方全部种植二棱大麦。所以,在本设计中选择二棱大麦。1.1.1.1大麦化学成份1.淀粉 淀粉是大麦关键贮藏物,存于胚乳细胞壁内。大麦淀粉有大颗粒(20-40微米)和小颗粒(2-10微米)之分。二棱大麦小颗粒淀粉数占
18、90%,但其质量只占10%左右。淀粉粒中大约有97%化学纯淀粉,0.5%-1.5%含氮化合物,0.2-0.7%无机盐,0.6%高级脂肪酸。其密度大于水,故在水中下沉。2.半纤维素和麦胶物质 半纤维素和麦胶物质是胚乳细胞壁组成部分。胚乳细胞内关键含淀粉,发芽过程中只有当半纤维素酶将细胞壁分解以后,其它水解酶才能进入细胞内分解淀粉等大分子物质。3.蛋白质 大麦中蛋白质含量高低及其类型,直接影响制麦和酿造工艺和成品啤酒质量。按其在不一样溶剂中溶解度和沉淀形状分为下列四组。 (1)清蛋白 清蛋白溶于水和稀中性盐溶液及碱溶液中,所以麦汁中含有清蛋白。加热时从52开始,清蛋白从这些溶液中凝固析出,即伴随煮
19、沸进行而加速凝固。 (2)球蛋白 球蛋白是种子储藏蛋白,占大麦总质量31%,不溶于纯水,溶于稀酸和稀碱。溶解清蛋白和球蛋白一样,在90以上全部凝固,不过凝固并不完全。 (3)醇溶蛋白 醇溶蛋白不溶于纯水及盐溶液,也不溶于无水乙醇,而溶于体积百分数为50%90%无水乙醇溶液或酸碱溶液,经加热不凝固。一些醇溶蛋白是造成啤酒浑浊和氧化浑浊关键成份。 (4)谷蛋白 谷蛋白不溶于中性盐溶液和纯水,溶于稀碱。谷蛋白和醇溶蛋白使组成麦糟蛋白质关键成份。1.1.1.2啤酒酿造对大麦质量要求1. 感官 (1) 色泽 良好大麦有光泽,淡黄,不成熟大麦呈微绿色;受潮大麦发暗,胚部呈深褐色;受霉菌侵蚀大麦呈灰色或微蓝
20、色。 (2) 气味 良好大麦具新鲜稻草香味,受潮发霉则有霉臭味。(3) 麦粒形态 麦粒以短胖者比瘦长者为佳,前者浸出物高,蛋白质低,发芽快。2. 物理检验 (1)干粒重 以无水物记干粒重应为30-40g。 (2)麦粒均匀度 按国际通用标准,麦粒腹径可分为2.8,2.5,2.2mm三级。2.5mm以上麦粒占85%者属于一级大麦。3.化学检验 (1)水分 测定水分是计算干物质基础。原料大麦水分不高于13%,不然不能贮藏,易发生霉变,呼吸损失大。 (2)蛋白质 蛋白质含量通常要求为9%-12%。1.1.2 啤酒糖化其它原料在啤酒麦汁中制造原料中,除了关键原料大麦麦芽以外,还包含特种麦芽,小麦麦芽及辅
21、助原料。1. 大米:标准上凡大米不管品种均可用于酿造,但从啤酒风味而言,米食感越好,酿造啤酒风味也越好。因为大米淀粉含量高(75%-82%),无水浸出率高达90%-93%,无花色苷,含脂肪低(0.2%-1.0%),并含有较多泡持蛋白,用它做辅料酿造啤酒,啤酒色泽浅、口味纯净,泡沫雪白细腻,泡持性好,它是优良啤酒辅料。2. 小麦:中国是世界小麦关键生产国。小麦发芽后制成小麦芽也是酿造啤酒关键原料。利用小麦做辅料,麦汁总氮和-氨基氮均比大米高,发酵快,但过滤和煮沸麦汁略浑浊,需进行处理为好,酿成啤酒泡沫细腻、持久。3. 淀粉:淀粉纯度高、杂质少、粘度低、无残渣、可生产高浓度啤酒。不过因为淀粉是原粮
22、加工产品,通常价格均高于原料,在啤酒中作为辅料使用和原料相同,所以,淀粉作为辅料使用不如原料经济。1.1.3 啤酒花和酒花制品酒花给予啤酒柔和优美芳香和淡爽微苦味,能加速麦汁中高分子蛋白絮凝,提升啤酒泡沫起泡性和泡持性,也能增加麦汁和啤酒生物稳定性。1.1.3.1 酒花关键化学成份酒花化学组分中,对啤酒酿造有特殊意义三大成份为酒花精油,苦味物质和多酚。1. 苦味物质 苦味物质是提供啤酒愉快苦味原因,在酒花中关键指-酸,-酸及一系列氧化,聚合产物。2. 酒花精油 酒花精油是酒花腺体另一个关键成份,经蒸馏后成黄绿色油状物,是啤酒香气关键起源,是啤酒开瓶闻香关键成份。3.多酚物质 酒花中物质约占总质
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