文档介绍：目录
第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征
一、啤酒的概述
二、啤酒发酵容器的演变
三、啤酒发酵罐的特点
四、露天圆锥发酵罐的结构
五、发酵罐发酵的动力学特征
第二章露天发酵罐设计
一、啤酒发酵罐的化工设计计算
二、发酵罐热工设计计算
三、发酵罐附件的设计及选型
第三章发酵罐的计算特性和规范
一、技术特性
二、发酵罐规范表
第四章发酵罐设计图
第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征
一、啤酒的概述
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。
发酵罐的发展史
第一阶段:1900年以前,是现代发酵罐的雏形,它带有简单的温度和热交换仪器。
第二阶段:1900-1940年,出现了200m3的钢制发酵罐,在面包酵母发酵罐中开始使用空气分布器,机械搅拌开始用在小型的发酵罐中。
第三阶段:1940-1960年,机械搅拌,通风,无菌操作和纯种培养等一系列技术开始完善,发酵工艺过程的参数检测和控制方面已出现,耐蒸汽灭菌的在线连续测定的pH电极和溶氧电极,计算机开始进行发酵过程的控制。发酵产品的分离和纯化设备逐步实现商品化。
第四阶段:1960-1979年,机械搅拌通风发酵罐的容积增大到80-150m
3。由于大规模生产单细胞蛋白的需要,又出现了压力循环和压力喷射型的发酵罐,它可以克服—些气体交换和热交换问题。计算机开始在发酵工业上得到广泛应用。
第五阶段:1979年至今。生物工程和技术的迅猛发展,给发酵工业提出了新的课题。于是,大规模细胞培养发酵罐应运而生,胰岛素,干扰素等基因工程的产品走上商品化。
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);
3、发酵温度控制方便、有效,麦汁发酵时对流好,发酵速度快,可以缩短发酵周期(相对卧式罐、发酵槽而言);
4、可以回收利用二氧化碳,并可有利于啤酒的口味稳定性与非生物稳定性(相对开口容器而言);
5、可以一关多用,生产工艺比较灵活;简化生产过程与操作,而且酒损也现对减少;
6、制作相应要比其他发酵罐简单;
7、便于自动控制,如自动清洗和自动灭菌,节省人力与洗涤费用,卫生条件好。
四、露天圆锥发酵罐的结构
1、罐体部分
露天圆锥发酵罐的罐体有灌顶、圆柱体与锥底3部分组成,其中:
灌顶:为圆拱形,中央开孔用于可拆卸大直径法兰,以安装CO2与CIP管道及其连接件,灌顶还装有真空阀,安全阀与压力传感器。
圆柱体:为发酵罐主体,发酵罐的高度主要决定于圆柱体的直径与径高比,由于大直径的光耐压低,考虑到使用钢板的厚度,一般直径<。
圆锥底:它的夹角多为60—90°,也有90—120°,但这多用于大直径的罐及大容量的罐;如夹角过小会使椎体部分很高。露天圆锥发酵罐圆锥底的高度与夹角有关,大致占总高的1/4—1/3。圆锥底的外壁一般安装冷却夹套、阀门与视镜、取样管阀、测温、测压的传感元件或温度计,CO2洗涤装置等。
2、温度控制部分
发酵罐的温度控制部分主要由冷却层、保温层、测温元器件、温度记录及温度控制装置等组成,其中:冷却层是调节发酵罐内液体温度的主要部分,按其结构可分为盘式和夹套式两种;
发酵罐的保温层一般使用聚氨酯泡沫塑料或脲醛泡沫塑料,也有使用聚苯乙烯泡沫塑料,在发泡保温时,为了未来的维修剥离及复原的方便,罐身与发泡塑料之间最好能用塑料薄膜隔离;发酵罐的测温元件有直接感应与遥控两种;发酵罐的温控装置实际起供、断冷却水的作用。
3、操作附件部分
发酵罐的操作附件比较多,主要包括:进、出管道、阀门和视镜;CO2回收和CO2洗涤装置;真空/过压保护装置;取样阀;原位清洗装置(CIP);换间板。
4、仪器与仪表部分
发酵罐对一次仪表、二次仪表、记录装置、报警装置以及微机程序控制、自动控制的应用很广泛,这些仪器、仪表主要对发酵罐的物料数量(以容积或液位表示)、压力、温度三个参数进行显示、自动记录、自动控制及报警,还有测定浸出物含量与CO