目录一、总论1.1概论1.2设计依据1.3设计指导思想1.4设计范围二、生产工艺2.1生产方法的选择2.2啤酒发酵流程CAD图纸（附）三、设备选择3.1主要工艺设备选型计算3.2 啤酒罐CAD图纸（附）四、设计结果的自我总结与评价五、参考文献合肥学院生物工程专业化工课程设计说明书啤酒发酵罐课程设计一总论1.1概论圆筒体锥底立式发酵罐圆筒体锥底立式发酵罐（简称锥形罐），已广泛用于发酵啤酒后生产。
锥形罐,可单独用于前发酵或后发酵，还可以将前，后发酵合并在该罐进行（一罐法）。
这种设备的优点在于能缩短发酵时间,而且具有生产上的灵活性，帮能适合于生产各种类型啤酒的要求。
目前，国内外啤酒工厂使用较多的是锥形发酵罐这种设备一般置于室外。
冷媒多采用乙二醇或酒精溶液。
也可使用氨作冷媒，优点心能耗低。
采用的管径小，生产费用可以降低。
最终沉积在锥底的酵母，可打开锥底阀门，把酵母排出罐外，部分酵母留作下次待用，安全阀和玻璃视镜。
影响发酵设备造价的因素主要包括发酵设备大小，形式，操作压力及所需的新华通讯社却工作负荷，容光焕发器的形式主要指其单位容光焕发积所需的表面积，这是影响造价的主要因素。
罐的高度与直径的比例为1.5-6:1.常用3:1或4:1.罐内真空主要是系列的发酵罐在密闭条件下转罐可进行内部清洗时造成成的,由于型发酵罐在工作完毕后放料的速度很快.有可能造成成一定期负压,另外即便函罐内留学生存一部分二氧化碳.在进行清洗时,二氧化碳有被子除去的可能所以也可能造成真空。
由于清洗液中含有碱性物质能与二氧化碳起反应而除去罐内气体。
结构及特点啤酒发酵罐是啤酒厂的主要设备之一，其发酵温度控制是依靠调节冷却系统的冷却流量来实现。
目前国内外较多采用罐体外壁的夹套通入低温酒精水冷却罐内发酵液，而酒精水的降温是通过液氨蒸发来冷却的，其缺点是需要酒精水的中间换热循环。
而本设计对目前现有的啤酒发酵罐，作了进一步发展和改进，其主要特点如下：⑴把大罐的夹层当作蒸发器，液氨直接在夹套内蒸发，利用其气化潜热冷却罐内的啤酒液，从而省却了酒精水的中间换热循环，节省能耗12%以上。
⑵把夹套当作蒸发器，由于夹套内的压力比酒精水系统的要高，为此，设置了安全可靠、合理、结构新颖的蜂窝结构夹套，夹套与筒体组成的蜂窝状结构，其强度和刚度相互得到了提高。
夹套焊缝可减少30%。
⑶夹套做成分片式，与筒体的焊接完全避开筒体的纵、环向焊缝，避免了氨通过焊缝往罐内啤酒液泄漏的可能性。
克服了其它夹套的缺点。
⑷可选用碳钢或不锈钢材料，便于现场制造，降低制造成本，节省投资费用。
1.2设计依据1.2.1合肥学院生物工程课程设计指导书。
1.2.2合肥学院生物工程课程设计任务书。
1. 1.2.3《化工原理教材》、化学工艺设计手册、机械设计手册及生物工程专业基理论课本等参考资料。
1.3设计指导思想1.3.1尽量采用先进的生产技术与设备，认真吸取和借鉴国内外各种产品生产的成熟新工艺、新技术、新设备。
1.3.2合理利用资源，节约能量，消耗指标。
1.4设计范围1.4.1确定工艺流程及生产操作条件1.4.2工艺及主要设备计算（物料衡算、设备计算）1.4.3绘制生产工艺流程图1.4.4编制课程设计说明书二、生产工艺2.1生产方法的选择啤酒发酵工艺流程简图：酵母→培养→扩大培养→锥形罐发酵←充氧←麦汗冷却2.2 啤酒发酵流程CAD图纸（附）三、设备选择3.1主要工艺设备选型计算（1）发酵罐容积计算根据啤酒生产工艺，二次煮出糖化法为间歇生产，因锥形罐容量较大，糖化冷麦汁需分批在24小时内满罐。
年生产天数300天，旺季每天糖化6次，而淡季每天糖化4次，考虑到生产的灵活性，选取每天4批次糖化冷麦汁量为发酵罐的有效容积：V=1.057×41000/300=144.5m3有效发酵罐的填充系数为Ф=0.85，则全容积为：V全=V有效/Ф=170 m3发酵罐采用椭圆封头、圆形筒体和圆锥形底，则V全=（π/6）D2h a+（π/4)D2h b+（π/4)D2H+(1/3）（π/4)D2h1取筒体H=2D，封头高h a=（1/4)D，封头折边高h b=50mm，圆锥形底角60°，圆锥形底高h1（D/2)/tan30°=0.866D，代入上式得V全=1.929D3+0.0393D2=170为方便计算，封头折边可忽略不计，则有V全=1.929D3=170解得D=4.45m,取D=4.5m,筒体H=2D=9m，封头高h a=（1/4)D=1m，验算全容积：V'全=0.524×4.52×1+0.785×4.52×0.05+0.785×4.52×9+0.262×4.53×0.866=110.61+0.795+143.06+14.52=174.28m3 <170 m3H取9m 可用。
(2)发酵罐个数确定设发酵周期为25天，每天加料1罐（糖化4次），发酵罐个数为：N=1×25+1=26个（其中1个备用），年产量为41000t。
若每天加料1.5罐（糖化6次），发酵罐个数为：N=1.5×25+1=38.5个（其中1个备用）取整数N=39个，故本设计年最大产量可达61500t。
（3）发酵罐冷却夹套换热面积计算F=Q总/K∆t mQ总=Q生－Q蒸发－Q罐壁根据啤酒产品一罐法工艺特性，发酵罐宜采用罐外壁盘绕半圆管冷带换热，传热系数K=120~163W/m2·K。
发酵罐冷麦汁量144.5m3，12°麦汁的比重为1.0484，麦汁浓度由12%→5%，放热量最大，麦芽糖发酵放热613.6kJ/kg。
主酵时间为3－5天，计算取3天，取发酵不平衡系数为1.5，则Q生=144.5×1000×1.0484（12%－5%）×613.6×1.5/（3×24）=139538kJ/hQ蒸发=5%Q生=6976kJ/h；罐壁外有保温层，Q罐壁可忽略不计。
Q总=139538-6976=132562kJ/h根据工艺要求，1天内啤酒从双乙酰还原温度12降至5，降温时间选取12小时，啤酒比热C啤=4.0kJ/kg·K，此阶段传热系数K=140W/m2·K，则Q降=144.5×1000×1.0484×4.0（12－5）/12=353485kJ/hQ降>Q总，所以应用Q降计算换热面积，则平均温度差∆t m=（∆t1－∆t2）/ln(∆t1－∆t2)12 → 5 啤酒发酵液-5 → -2 冷媒25%酒精∆t1=17 ∆t2=7 代入∆t m=（17+273.15－7－273.15）/ln（17/7）=11.3K F=Q降/K∆t m=353438/[(140×3600/1000)×11.3]=62.1m2冷媒比热C冷=4.186kJ/kg·K，发酵罐冷带冷媒最大流量：W=Q降/C冷(t2－t1)=353485/4.186[-2－(-5)]=28089kg/h=20.19t3.2 啤酒罐CAD图纸（附）四、设计结果的自我总结与评价本次课程设计是啤酒发酵工艺的设计，通过本次课程设计我学到了很多东西。
本次课程设计需要大量的化工原理课本知识和计算，这样就能起到学以致用的好处，不仅巩固了我们的学习成果、提高了我们的计算能力，也使我们了解了各种计算在实际生产中的应用与方法。
光靠课本上的知识是不够的，还必须查阅很多资料，上网搜索，这样就提高了我们搜集和整理资料的能力。
通过具体的发酵的设计，我们熟悉了发酵罐的结构、反应过程、生产流程，还了解了生产过程中附属设备的设计选择。
这不是一个单一设备的设计，而是一整套生产系统的设计。
它使我们学会了怎样从实际生产出发，周全的考虑问题，从宏观的角度统筹生产，从微观的角度设计好每一个细节。
在本次的课程设计中，我查阅了很多资料，了解了许多课堂上学不到的东西。
计算机辅助设计现在已经被广泛应用于生产中，学会和掌握这些新技术是我们现代工程技术人员所必须的，在本次课程设计中，我使用了计算机辅助设计，一定得学好现代科学技术，否则，将不能适应社会的快速发展。
本次课程设计虽然不是太完美，但毕竟我们努力了，也得到了锻炼。
通过本次课程设计我将理论与实践联系到了一起，知识和能力都得到了提高，这些知识与经验对自己以后的学习和工作来说都是一笔宝贵的财富。
还有本次课程设计依靠的是团队精神，正所谓众人拾柴火焰高、食指抱拳力千斤,团队合作可以节省大量时间,能起到事半功倍的效果。
最后，我要感谢我的指导老师胡科研老师，感谢他在本次课程设计中对我的指导和帮助。
五、参考文献[1]. 《化学化工物性数据手册》（无机卷）.北京.化学工业出版社[2]. （苏）FO Ⅱ迪新在奥尔斯科戈. 《化工基本过程与设备》. 北京.化学工业出版社，1988[3]. 国家医药管理局上海医药设计院. 化工工艺设计手册. 北京：化学工业出版社，1986 1982[4]. EE 路德维希. 化学工业部化工设计公司译，化工装置的工艺设计（2nd），第二册.北京：化学a 工业出版社，1985[5].王志魁《化工原理》化学工业出版社，19982012年5月18日。