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1、畢業(yè)論文開題報告
論 文 題 目：
年產40萬噸10度啤酒發(fā)酵罐設計
開題報告填寫要求
1．開題報告作為畢業(yè)論文答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)論文工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在系審查后生效；
2．開題報告內容必須用按教務處統一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；
3．學生的“學號”要寫全號（如072074123），不能只寫最后2位或1位數字；
4. 有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數
2、據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”；
5. 指導教師意見和所在系意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。
畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告
一．論文研究目的及意義：
近年來，啤酒發(fā)酵設備向大型、室外、聯合的方向發(fā)展。迄今為止，使用的大型發(fā)酵罐容量已達1500噸。大型化的目的：?由于大型化，使啤酒質量均一化。?由于啤酒生產的罐數減少，使生產合理化，降低了主要設備的投資。
啤酒發(fā)酵容器的變遷過程，大概可以分為3個方面：一是發(fā)酵容器材料的變化。容器的材料由陶器
3、向木材→水泥→金屬材料演變，現在的啤酒生產，后兩種材料的都在使用。我國大多數啤酒發(fā)酵容器為內有涂料的鋼筋水泥槽，新建的大型容器一般使用不銹鋼。二是開放式發(fā)酵容器向密閉式轉換。小規(guī)模生產時，糖化投料量較少，啤酒發(fā)酵容器放在室內，一般用開放式，上面沒有蓋子。對發(fā)酵的管理，泡沫形態(tài)的觀察和醪液濃度的測定等比較方便。隨著啤酒生產規(guī)模的擴大，投料量越來越大，發(fā)酵容器已開始大型化，并為密閉式。從開放式轉向密閉發(fā)酵的最大問題是發(fā)酵時被氣泡帶到表面的泡蓋處理。開放發(fā)酵便于撇取，密閉容器人孔較小，難以撇取?？捎梦》ǚ蛛x泡蓋。三是密閉容器的演變。原來是在開放式長方形容器上面加穹形蓋子的密閉式發(fā)酵槽，隨著技術革新
4、過渡到用鋼板、不銹鋼或鋁制的臥式圓筒形發(fā)酵罐。后來出現的是立式圓筒體錐底發(fā)酵罐，這種罐是20世紀初期瑞士的奈坦發(fā)明的，所以又叫奈坦式發(fā)酵罐。
目前使用的大型發(fā)酵罐主要是立式罐，如奈坦罐、聯合罐、朝日罐等。由于發(fā)酵罐容量的增大，要求清洗設備也有很大的改進，大都采用CIP自動清洗系統。
畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告
二．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
⑴前發(fā)酵罐設備
傳統的發(fā)酵槽均置于發(fā)酵室內，發(fā)酵槽大部分為開口式。前發(fā)酵槽可為鋼板制，常見的采用鋼筋混凝土制成，也有用磚砌、外面抹水泥的發(fā)酵槽，形式以長方形或
5、正方形為主。
盡管發(fā)酵槽的結構形式和材質各不相同，但為了防止啤酒中有機酸對各種材質的腐蝕，前發(fā)酵槽內均要涂布一層特殊涂料作為保護層。如果采用瀝青蠟涂料作為腐蝕層，雖然防腐效果好，但成本高，勞動強度大，且年年要維修，不能適應啤酒生產的發(fā)展。因此采用不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂或其他特殊涂料較為廣泛，但還未完全符合啤酒低溫發(fā)酵的防腐要求。
前發(fā)酵槽的底略有傾斜，利于廢水排出，離槽底10~15cm處，深處有嫩啤酒放出管，平時可拆卸，所以伸出槽底的高度也可適當調節(jié)。管口有個塞子，以擋住沉淀下來的酵母，避免酵母污染放出的嫩啤酒。待嫩啤酒放盡后，可拆去嫩啤酒出口管頭，酵母即可從槽底
6、該管口排出。
為了維持發(fā)酵槽內醪液的低溫，在槽中裝有冷卻蛇管或排管。前發(fā)酵槽的冷卻面積，根據經驗，對下面啤酒發(fā)酵取每立方米發(fā)酵液約為0.2㎡冷卻面積，蛇管內通入0~2攝氏度的冷水。
密閉式發(fā)酵槽具有回收二氧化碳，減少前發(fā)酵室內通風換氣的耗冷量以及減少雜菌污染機會等優(yōu)點。因此這種密閉式發(fā)酵罐漸漸流行起來。
除了在槽內裝置冷卻蛇管，維持一定的發(fā)酵溫度外，也需在發(fā)酵室內配置冷卻排，維持室內一定的溫度。但這種冷卻排耗金屬材料多，占地面積大，且冷卻效果差，新建廠多采用空調裝置，使室內維持工藝所要求的溫度和濕度。
采用開口式前發(fā)酵槽時，室內不能積聚過
7、高濃度的二氧化碳，否則危害人體健康，因此，室內應裝有排出二氧化碳氣體的裝置。若采用空調設備，則必須保證不斷補充約為10%的室外新鮮空氣，其余作為再循環(huán)，從而節(jié)省冷耗，降低空調時的負荷。同時，確保排除二氧化碳氣體，使室內二氧化碳氣體的濃度達到最低
發(fā)酵室內裝置密閉式發(fā)酵槽，則采用空調設備，實施冷風再循環(huán)更有利于冷耗的節(jié)約。為避免在室內產生激烈的氣流，通風口都應設在墻角處。
⑵前發(fā)酵槽計算
1.發(fā)酵槽數目的確定
采用小容量的發(fā)酵槽，將導致一系列非生產消耗的增加。體積小，數目多，必然增加投資費用，所以一般不宜采用。
8、 在一個發(fā)酵室內可容納一次麥芽汁量的前提下，發(fā)酵槽的數目可按下式計算：
N=nt
式中 n—每日糖化次數；
t—前發(fā)酵時間，d。
若單個發(fā)酵槽可容納糖化一次麥汁量的整數倍，則發(fā)酵槽數目可按下列同通式計算：
N=(n÷Z)t
式中 Z—在一個發(fā)酵槽內容納一次糖化麥芽汁量的整數倍。
由此可見，在一個發(fā)酵槽內容納一次糖化麥芽汁量的前提下，發(fā)酵槽的數
9、目僅僅取決于每日糖化次數和前發(fā)酵時間，而與生產量以及生產的不平衡性無關。
2.前發(fā)酵槽體積的確定
計算糖化一次麥汁量或其量的整數倍，同時適當考慮泡沫所占的空間，其可確定發(fā)酵槽的體積。計算如下：
V=(Za)÷?
式中 V—前發(fā)酵槽的全體積，m3
a—糖化一次麥汁量，m3
Z—在一個發(fā)酵槽中容納糖化一次麥汁量的整數倍；
?—裝液系數，取0.8~0.85。
10、 3.前發(fā)酵槽冷卻面積計算
啤酒前發(fā)酵槽冷卻面積的計算式
A=Q÷(KT)
式中 Q—總的發(fā)酵熱，J/h
K—傳熱總系數，J/(㎡·h·C。)
T—對數平均溫度差，C。；
A—冷卻面積，㎡。
通常發(fā)酵1千克麥芽糖放熱量為418600J，對于每立方米發(fā)酵麥汁在主發(fā)酵期間每小時的放熱量應為:
11、 Q=(ωsqp)/24t
式中 ω—主發(fā)酵周期放熱不平衡系數，取1.3~1.5。
s—主發(fā)酵期，單位時間內麥汁糖度差百分率,%
q—發(fā)酵1㎏麥芽糖的放熱量，J/㎏
p—麥汁平均濃度,㎏/m3
t—主發(fā)酵期間，麥汁實際需要冷卻天數，t=n-2;
n—主發(fā)酵的天數，間歇發(fā)酵的頭末兩天不需冷卻。
在計算從發(fā)酵麥汁到蛇管壁的傳熱分系數a時，可將啤酒發(fā)酵液近似做自然對流給熱，在具體情
12、況下，(G·P=500~20000000),a可用下式近似計算：
a=2.5c
T啤酒溫度，C；
T蛇管外表面溫度；
C比例系數，隨液體的表面溫度而變化，見下表：
比例系數與液體平均溫度對應關系
（T1+T2）/2
2
4
6
8
10
c
125
150
170
185
204
13、 ⑶后發(fā)酵設備
后發(fā)酵槽又稱貯酒槽，該設備主要完成嫩啤酒的繼續(xù)發(fā)酵，幷飽和二氧化碳，促進啤酒的穩(wěn)定、澄清和成熟。根據工藝要求，貯酒室內要維持比前發(fā)酵室更低的溫度，一般要求0~2攝氏度，特殊產品要求達到-2攝氏度左右。后發(fā)酵過程殘?zhí)禽^低，發(fā)酵溫和，產生發(fā)酵熱較少，故槽內一般無需再裝置冷卻蛇管，發(fā)酵產生的發(fā)酵熱借室內低溫將其帶走。因此，貯酒室的結構和保溫要求，均不能低于前發(fā)酵室，室內低溫的維持，是借室內冷卻排管或通入冷風循環(huán)而得，后者比前者應用更廣。
后發(fā)酵槽是金屬的圓筒形容器，有臥式和立式兩種。工廠大多采用臥式。由于發(fā)酵過程中需飽和二氧化碳，所以后發(fā)酵
14、槽應制成耐壓0.1~0.2Mpa表壓的容器。后發(fā)酵槽槽身裝有人孔、取樣閥、進出啤酒接管、排出二氧化碳接管、壓縮空氣接管、溫度計、壓力表和安全閥等附屬裝置。
后發(fā)酵槽的材料，以前用A3×××××××（格式同上）××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××…………。
可根據需要自行加頁。
進度安排：
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指導教師意見：（對本課題深度、廣度、工作量及預期達到的目標的意見）
15、
指導教師：
年 月 日
教研室審查意見：
專業(yè)負責人：
年 月 日
所在系審查意見：
系主任：
年 月 日
畢業(yè)設計(論文)開題報告 年產40萬噸10度啤酒發(fā)酵罐設計
