生物反应器课程设计.pdfVIP

安徽工程大学机电学院 生物反应器设计 （啤酒露天发酵罐设计） 姓名：钱靖 班级：生工2101 学号：3102107134 时间：2013 年11 月18 日 指导老师：项驷文 葛飞 安徽工程大学机电学院 第一章 啤酒发酵罐结构与动力学特征 一、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 600 2003 2200 在大、中、小型啤酒厂家 多家， 全国啤酒总产量已超过 万吨，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。 就发酵罐的外形来分，主要有圆柱锥形底罐、圆柱蝶形罐、圆柱 加斜底的朝日罐和球形罐等。当前世界各地用的比较多的是圆柱锥 底发酵罐。由于我国新建啤酒厂不断上马，都纷纷设计采用大型露 天圆柱锥底罐，一些老厂家扩建和技术革新也都在发酵罐方面做了 大的改进，圆柱锥底罐的采用仍是主流。 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； - 1- 安徽工程大学机电学院 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。 三、露天圆锥发酵罐的结构 （一）罐体部分 3 露天圆锥发酵罐的罐体有灌顶、圆柱体与锥底 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＜6.0m。圆柱体外壁主要安装冷却层及保温层，同时安装测温、 测压等传感元件。 60 90 90 120 圆锥底：它的夹角多为 — °，也有 — °，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 -2 - 安徽工程大学机电学院 1/4 1/3 锥发酵罐圆锥底的高度与夹角有关，大致占总高的 — 。圆锥 底的外壁一般安装冷却夹套，也有的罐不装，锥底部分需安装进出 管道。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。 （二）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