文档介绍：1 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 2 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。(一) 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 3 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。(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); 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 4 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 CO 2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, CO 2 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 5 发酵罐的操作附件比较多, 主要包括:进、出管道、阀门和视镜; CO 2 回收和 CO 2 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