啤酒发酵车间通风系统设计

毕业设计（论文）中文摘要本设计以常州华夏酿酒有限公司的啤酒生产需求及啤酒生产工艺为工程背景，根据啤酒生产的现有设备和公司的发展战略，在调查消费者及相关部门对啤酒的质量问题的基础上，规划出更为详细的通风系统；为了提高设备的效率，提高发酵车间的通风质量，更好的提高啤酒的质量。这就提出了啤酒发酵车间通风系统的设计和其的前期管理。首先从通风系统的功能分析入手，计算出通风系统的设计参数，再用AutoCAD绘图软件将其基本的形状画出来。通过这一设计，旨在探索通风系统应用的可行性，并为企业节省资源做一些理论上的准备。关键词：啤酒各简介流程前期管理通风系统设计的主要内容AutoCAD系统功能及技术参数。目录1.引言2.啤酒发酵车间通风系统设计的工程背景2.1啤酒简介2.2啤酒生产简介2.2.1整个啤酒生产过程简介2.2.2啤酒发酵工段简介3.啤酒发酵车间通风系统设计的工程基础3.1设备的前期管理3.2计算机绘图简介3.3通风系统设计的主要内容3.4啤酒发酵车间通风系统的功能和技术参数3.5各种啤酒发酵车间通风系统方案的比较4.啤酒发酵车间通风系统制造方案的编制4.1施工准备4.2注意事项4.3质量要求4.4工艺流程4.5操作工艺4.6成品保护4.7通风管检验5.小结6.致谢7.参考文献1引言本设计以啤酒生产工艺为背景，根据啤酒生产现有设备和企业的发展战略，规划出啤酒发酵车间通风系统的设计，其主要内容包括通风系统的主要结构、功能、工作原理，同时对设备维修与管理方面的知识作深入了解。做好设备的前期管理是极其重要的事，影响着企业产品成本，生产效率和产品质量，投资阶段决定了装备的适用性、可靠性和维修性。总之，啤酒发酵车间通风系统的设计是符合生产需要的，符合企业经济效益，节省企业资金；设备的前期管理是一生管理中的重要环节，它对提高设备技术水平和提高设备投资技术经济效果具有重要作用。2啤酒发酵车间通风系统设计的工程背景工程背景：以常州华夏酿酒有限公司的啤酒酿造工艺为工程背景，以现有的通风系统设备为基础，根据公司现有资金的情况，为节省资金消耗所做的设计。并且结合啤酒生产工艺学、啤酒酿造技术、啤酒过滤技术等资料为设计做好了前期工作，使设计能顺利完成。2.1啤酒简介啤酒是一种低酒精度的清凉营养饮料，被誉为液体面包，饮料之王，以大麦芽﹑酒花﹑水为主要原料，经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。现在国际上的啤酒大部分均添加辅助原料。有的国家规定辅助原料的用量总计不超过麦芽用量的50％。但在德国，除制造出口啤酒外，国内销售啤酒一概不使用辅助原料。国际上常用的辅助原料为：玉米、大米、大麦、小麦、淀粉、糖浆和糖类物质等。根据所采用的酵母和工艺，国际上啤酒分下面发酵啤酒和上面发酵啤酒两大类。啤酒具有独特的苦味和香味，营养成分丰富，含有各种人体所需的氨基酸及多量维生素如维生素B、B、B，菸酸，泛酸以及矿物质等。19世纪末，啤酒输入中国。1900年俄国人在哈尔滨市首先建立了乌卢布列希夫斯基啤酒厂；1901年俄国人和德国人联合建立了哈盖迈耶尔-柳切尔曼啤酒厂；1903年捷克人在哈尔滨建立了东巴伐利亚啤酒厂；1903年德国人和英国人合营在青岛建立了英德啤酒公司(青岛啤酒厂前身)；1905年德国人在哈尔滨建立了梭忌怒啤酒厂。此后，不少外国人在东北和天津﹑上海﹑北京等地建厂，如东方啤酒厂建于1907年，谷罗里亚啤酒厂建于1908年，上海斯堪的纳维亚啤酒厂(上海啤酒厂前身)建于1920年，哈尔滨啤酒厂建于1932年，上海怡和啤酒厂(华光啤酒厂前身)建于1934年，沈阳啤酒厂建于1935年，亚细亚啤酒厂建于1936年，北京啤酒厂建于1941年等。这些酒厂分别由俄﹑德﹑波﹑日等国商人经营。中国人最早自建的啤酒厂是1904年在哈尔滨建立的东北三省啤酒厂，其次是1914年建立的五洲啤酒汽水厂(哈尔滨)，1915年建立的北京双合盛啤酒厂，1920年建立的山东烟台醴泉啤酒厂(烟台啤酒厂前身)，1935年建立的广州五羊啤酒厂(广州啤酒厂前身)。当时中国的啤酒业发展缓慢，分布不广，产量不大。生产技术掌握在外国人手中，生产原料麦芽和酒花都依靠进口。1949年以前，全国啤酒厂不到十家，总产量不足万吨。1949年后，中国啤酒工业发展较快，并逐步摆脱了原料依赖进口的落后状态。1979年产量达到510Ml，1986年产量达到4000Ml。中国的啤酒于1954年开始进入国际市场，当时出口仅0.3Ml，到1980年已猛增到26Ml)。从2001年啤酒行业的统计资料来看，全行业总产量达到2274万吨，完成工业总产值476亿元，实现销售收入449亿元，分别比上年增长5.8％、5.3％和4.3％，而2002年的啤酒产量已达到2386.83万吨。2003年达到2540.48万吨，2004年达到2910.5万吨，2005年达到3061.56万吨，2006年达到3515.15万吨。啤酒产量增长表.啤酒产量统计表050010001500200025003000350040002002年2003年2004年2005年2006年系列12.2啤酒生产简介啤酒生产流程图2.2.1整个啤酒生产过程简介啤酒生产大致可分为麦芽制造﹑啤酒酿造﹑啤酒灌装3个主要过程。麦芽制造有以下6道工序。大麦贮存:刚收获的大麦有休眠期,发芽力低,要进行贮存后熟。大麦精选:用风力﹑筛机除去杂物,按麦粒大小筛分成一级﹑二级﹑三级。浸麦:在浸麦槽中用水浸泡2～3日,同时进行洗净,除去浮麦,使大麦的水分(浸麦度)达到42～48％。发芽：浸水后的大麦在控温通风条件下进行发芽,形成各种,使麦粒内容物质进行溶解。发芽适宜温度为13～18℃,发芽週期为4～6日,根芽的伸长为粒长的1～1.5倍。长成的湿麦芽称绿麦芽。焙燥：目的是降低水分,终止绿麦芽的生长和的分解作用,以便长期贮存；使麦芽形成赋予啤酒色﹑香﹑味的物质；易于除去根芽,焙燥后的麦芽水分为3～5％。贮存：焙燥后的麦芽,在除去麦根,精选,冷却之后放入混凝土或金属贮仓中贮存。啤酒酿造有以下5道工序。主要是糖化﹑发酵﹑贮酒后熟3个过程。原料粉碎:将麦芽﹑大米分别由粉碎机粉碎至适于糖化操作的粉碎度。糖化:将粉碎的麦芽和淀粉质辅料用温水分别在糊化锅﹑糖化锅中混合,调节温度。糖化锅先维持在适于蛋白质分解作用的温度(45～52℃)(蛋白休止)。将糊化锅中液化完全的醪液兑入糖化锅后,维持在适于糖化(β-淀粉和α-淀粉)作用的温度(62～70℃)(糖化休止),以制造麦醪。麦醪温度的上昇方法有浸出法和煮出法两种。蛋白﹑糖化休止时间及温度上昇方法,根据啤酒的性质﹑使用的原料﹑设备等决定用过滤槽或过滤机滤出麦汁后,在煮沸锅中煮沸,添加酒花,调整成适当的麦汁浓度后,进入迴旋沉淀槽中分离出热凝固物,澄清的麦汁进入冷却器中冷却到5～8℃。发酵:冷却后的麦汁添加酵母送入发酵池或圆柱锥底发酵罐中进行发酵,用蛇管或夹套冷却并控制温度。进行下面发酵时,最高温度控制在8～13℃,发酵过程分为起泡期﹑高泡期﹑低泡期,一般发酵5～10日。发酵成的啤酒称为嫩啤酒,苦味犟,口味粗糙,CO含量低,不宜饮用。后酵:为了使嫩啤酒后熟,将其送入贮酒罐中或继续在圆柱锥底发酵罐中冷却至0℃左右,调节罐内压力,使CO溶入啤酒中。贮酒期需1～2月,在此期间残存的酵母﹑冷凝固物等逐渐沉淀,啤酒逐渐澄清,CO在酒内饱和,口味醇和,适于饮用。过滤:为了使啤酒澄清透明成为商品,啤酒在-1℃下进行澄清过滤。对过滤的要求为:过滤能力大﹑质量好,酒和CO的损失少,不影响酒的风味。过滤方式有硅藻土过滤﹑纸板过滤﹑微孔薄膜过滤等。啤酒灌装灌装是啤酒生产的最后一道工序,对保持啤酒的质量,赋予啤酒的商品外观形象有直接影响。灌装后的啤酒应符合卫生标准,尽量减少CO损失和减少封入容器内的空气含量。桶装:桶的材质为铝或不锈钢,容量为15﹑20﹑25﹑30﹑50l。其中30l为常用规格。桶装啤酒一般是未经巴氏杀菌的鲜啤酒。鲜啤酒口味好,成本低,但保存期不长,适于当地销售。瓶装:为了保持啤酒质量,减少紫外缐的影响,一般采用棕色或深绿色的玻璃瓶。空瓶经浸瓶槽(碱液2～5％,40～70℃)浸泡,然后通过洗瓶机洗净,再经灌装机灌入啤酒,压盖机压上瓶盖。经杀菌机巴氏杀菌后,检查合格即可装箱出厂。罐装:罐装啤酒于1935年起始于美国。第二次世界大战中因军需而发展很快。战后经一系列技术改造﹐需要量逐步上昇。1966年,美国的瓶装与罐装之比已为52:46。罐体材料为铝或铜。罐装啤酒体轻,运输携带和开启饮用方便,因此很受消费者欢迎,发展很快。PET(聚对苯二甲酸乙二酯)塑料瓶装:自1980年后投放市场,数量逐年增加。其优点为高度透明,重量轻,启封后可再次密封,价格合理。主要缺点为保气性差,在存放过程中,CO逐渐减少。增添涂层能改善保气性,但贮存时间也不能太长。PET瓶不能预先抽空或巴氏杀菌,需采用特殊的灌装程序,以避免摄入空气和污染杂菌。2.2.2啤酒发酵工段简介●啤酒发酵机理啤酒是依赖于纯种啤酒酵母，对麦汁某些组分进行一系列的代谢过程，产生酒精等各种风味物质，构成有独特风味的饮料酒。影响啤酒质量的主要因素：（1）麦汁组成分（2）啤酒酵母的品种和菌株特性（3）投入发酵的酵母数量和质量状态，以及在整个发酵中酵母细胞的生活状况（4）发酵容器的几何形状、尺寸和材料，它会影响到发酵流态和酵母的分布、CO2的排出（5）发酵工艺条件：pH、温度、溶氧水平、发酵时间等一、糖类的发酵麦芽汁中糖类成分占90%左右，其中葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽三糖和棉子糖等称为可发酵性糖，为啤酒酵母的主要碳素营养物质。麦芽汁中麦芽四糖以上的寡糖、戊糖、异麦芽糖等不能被酵母利用称为非发酵性糖。啤酒酵母对糖的发酵顺序为：葡萄糖果糖蔗糖麦芽糖麦芽三糖。葡萄糖、果糖可以直接透过酵母细胞壁，并受到磷酸化酶作用而被磷酸化。蔗糖要被酵母产生的转化酶水解为葡萄糖和果糖后才能进入细胞内。麦芽糖和麦芽三糖要通过麦芽糖渗透酶和麦芽三糖渗透酶的作用输送到酵母体内，再经过水解才能被利用。当麦汁中葡萄糖质量分数在0.2%～0.5%以上时，葡萄糖就会抑制酵母分泌麦芽糖渗透酶，从而抑制麦芽糖的发酵，当葡萄糖质量分数降到0.2%以下时抑制才被解除，麦芽糖才开始发酵。此外，麦芽三糖渗透酶也受到麦芽糖的阻遏作用，麦芽糖质量分数在1%以上时，麦芽三糖也不能发酵。不同菌种分泌麦芽三糖渗透酶的能力不同，在同样麦芽汁和发酵条件下发酵度也不相同。啤酒酵母在含一定溶解氧的冷麦汁中进行以下两种代谢，总反应式如下：有氧C6H12O6+6O2+38ADP+38Pi→6H2O+6CO2+38ATP+281kJ无氧1/2C12H22O12+1/2H2O→C6H12O6+2ADP+2Pi→2C2H5OH+2CO2+2ATP+226.09kJ啤酒酵母对糖的发酵都是通过EMP途径生成丙酮酸后，进入有氧TCA循环或无氧分解途径。酵母在有氧下经过TCA循环可以获得更多的生物能，此时无氧发酵被抑制，称为巴斯德效应。但在葡萄糖（含果糖）质量分数在0.4%～1.0%以上时，氧的存在并不能抑制发酵，而有氧呼吸却受大抑制，称反巴斯德效应。实际酵母接入麦汁后主要进行的是无氧酵解途径（发酵），少量为有氧呼吸代谢。二、麦汁含氮物质的转化麦芽汁中的α-氨基氮含量和氨基酸组成对酵母和啤酒发酵有重要影响，酵母的生长和繁殖需要吸收麦汁中的氨基酸、短肽、氨、嘌呤、嘧啶等可同化性含氮物质。啤酒酵母接入冷麦汁后，在有氧存在的情况下通过吸收麦汁中的低分子含氮物质如氨基酸、二肽、三肽等用于合成酵母细胞蛋白质、核酸等，进行细胞的繁殖。酵母对氨基酸的吸收情况与对糖的吸收相似，发酵初期只有A组8种氨基酸（天冬酰氨、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷酰氨）很快被吸收，其它氨基酸缓慢吸收或不被吸收。当上述8种氨基酸浓度下降50%以上时，其它氨基酸才能被输送到细胞内。当合成细胞时需要8种氨基酸以外的氨基酸时，细胞外的氨基酸不能被输送到细胞内，这时酵母就通过生物合成所需的氨基酸。麦汁中含氮物质的含量及所含氨基酸的种类