生物工程设备97699

2020/4/9
5
发酵的冷却： 中小型发酵罐：灌顶喷水淋于罐外壁表
面 大型发酵罐：罐内冷却蛇管、 罐内蛇管
和罐外壁喷洒联合冷却装置 酒精发酵罐的洗涤：水力喷射洗涤系统
2020/4/9
6
3、水力洗涤装置
2020/4/9
7
二、酒精发酵罐的计算
（一）发酵罐结构尺寸的确定
2020/4/9
8
2020/4/9
1.发酵槽数目的确定
2020/4/9
25
2.前发酵槽体积的确定
2020/4/9
26
3.前发酵槽冷却面积计算
2020/4/9
27
（三）后发酵设备
2020/4/9
28
关于后发酵设备：
1、后发酵槽又称贮酒罐，该设备主要 完成嫩啤酒的继续发酵，并饱合二氧化碳， 促进酒的稳定、澄清和成熟。
2、后发酵过程残糖较低，发酵温和，产 生发酵热较少，故槽内一般无须再装置冷 却蛇管，后发酵的发酵热借室内低温将其 带走。
2020/4/9
17
2020/4/9
18
2020/4/9
19
第二节
啤 酒 发 酵 设 备
2020/4/9
20
• 啤酒发酵容器的发展 1.发酵容器材料的变化 2.开放式向密闭式转换 3.密闭容器的发展 大型的啤
酒发酵罐： 奈坦罐、联合罐、朝日罐
2020/4/9
21
一、啤酒前后发酵设备及计算
47
（二） 啤酒连续发酵流程
2020/4/9
48
1、塔式连续发酵
2020/4/9
49
2020/4/9
50
2020/4/9
国内使用的塔式发 酵罐的主要技术条 件是：塔身直径 1.2M，高11.2M；塔 底锥角60°；塔顶 酵母离析器直径 2.4M，高2.0M;罐内 折流器（多孔挡板） 开Φ2mm小孔，孔 距4mm；罐的容量 10m³.
回再次出现一个较为旺盛的发酵过程，这个过程即
称为“后发酵”。后发酵是传统发酵方式的一个必
然过程，依靠这个后发酵过程，可以完成驱除生酒
味、溶解与饱和CO2的作用，同时可以形成适量的酯，
并有益于酵母、蛋白质凝固物的沉降，达到啤酒成
熟的目的。
2020/4/9
23
2020/4/9
24
（二）前发酵槽的计算
3、室内低温的维持，是借室内冷却排管 或通入冷风循环而得。
2020/4/9
29
（四）后发酵槽的计算
2020/4/9
30
二 、新型啤酒发酵设备
2020/4/9
31
2020/4/9
32
2020/4/9
33
（二）联合罐
2020/4/9
34
2020/4/9
35
（三）朝日罐
特点：利用离心机回收酵母，利用薄板 换热器控制发酵温度，利用循环泵把发 酵液抽出又送回去。这三种设备互相组 合，解决了前、后发酵温度控制和酵母 的控制问题，同时也解决了消除发酵液 不成熟的风味，加速了啤酒的成熟。
优点：可加速啤酒的成熟。发酵
时罐的装量达96％，提高设备利用
率，减少了排除酵母时发酵液的损
失。
缺20点20/：4/9动力消耗大。
36
三、CIP清洗系统
2020/4/9
37
新型啤酒发酵设备 CIP清洗系统
2020/4/9
预冲洗
碱预洗
中间清洗 固定喷头喷洗
碱喷洗
酸冲洗
清水冲洗
38
2020/4/9
39
9
二、发酵罐罐数的确定
2020/4/9
10
三、发酵罐冷却面积计算
2020/4/9
11
（1）、总的发酵热Q
对于确定酒精、啤酒等嫌气发酵的发
酵热，一般按发酵最旺盛时的单位时
间糖度降低的百分值来计算，通常以
消耗1Kg麦芽糖发酵放出的热量约为
650KJ位计算基准。
2020/4/9
12
式中 Q'1――小型试验罐的放热量，J∕h; W――冷却水的消耗量，Kg∕h; Cp――冷却水的平均比热容，J∕(Kg•C)； T2――冷却水的出口温度，℃； T1――冷却水的进口温度，℃。
（一）啤酒前发酵设备
2020/4/9
22
前发酵——主发酵又称“前发酵”，是啤酒发酵
的主要过程，在这个过程中，酵母完成了增殖、厌
氧发酵及其沉淀回收等，消耗了大部分可发酵性糖
和可同化性氮等麦汁成分，排出的发酵代谢产物即
啤酒的主要组成。
后发酵——下酒以后，由于嫩啤酒还含有少量的
可发酵性糖类，加上酵母的再次悬浮，在贮酒罐内
2020/4/9
生物工程设备
组员:续云昊 罗文俊 张红波 吴艳蕾 刘东江 程杰
1
第五章 厌氧发酵设备
第一节
罐酒 精 发 酵
第二节
备啤 酒 发 酵 设
第三节
酵连 续 发
2020/4/9
2
2020/4/9
3
第一节 酒精发酵设备
一、酒精发酵罐
• 发酵设备是工厂中的主要设备。因微生物主 要分嫌气、好气两类，故发酵设备也分此两类。
啤酒发酵设备
2020/4/9
40
第三节 连续发酵
2020/4/9
41
一、连续发酵时间的确定
2020/4/9
• 连续发酵时间的确定
↓↓
t t11lnln00
→→
↓
NO1
NO2
V1
↑ V2
X1
X2
FS1X1
FS2X2 →
m
1
1
1
2
X2 X1 X2
42
二、连续发酵罐数的确定
1）若发酵产物的形成和微生物的生长是同时进行的，即双
• 嫌气发酵产品：酒精、啤酒、丁醇、丙酮； 好气发酵产品：谷氨酸、柠檬酸、酶制剂、抗菌 素等。
• 连续发酵：①节约设备投资和操作费用；②因 时间缩短和管理合理化，提高了生产能力。目前 ，连续发酵在酒精生产的大部分工厂中得到应用 ，啤酒发酵连续化也相继在工业生产中得到应用 。
2020/4/9
4
酒精发酵罐
边发酵，按化学剂量关系，最低要用一个发酵罐
2）若代谢产物的形成和微生物的生长明显分为两个阶段，
因此时需要两个不同的培养条件，所以至少要两只发酵罐
3）若菌体生长和代谢产物的形成很难明显区分，且各阶段
的培养条件又各不相同，则需要几个罐串联进行连续发酵
图解法：
多罐连续发酵须满足的条件：输出量=输入量+生长量
或： dX/dt
dX n dt
D(X n
X n1)
Ab
对上式，斜率D=q/V，截距Xn-1 对第一罐，Xn=Xn-1 第一罐物料平衡过原点。
斜率＝D
20X1 X
X2 X3
三、连续发酵流程
2020/4/9
44
（一）酒精连续发酵
2020/4/9
45
2020/4/9
46
2020/4/9
2020/4/9
13
由所得Q'1的热量，在扩大到应运生产罐上，则Q1为； Q1=(Q'1∕V'1)V1 （J∕h)
式中V'1 ――小型试验罐中发酵液的体积，m ³ ； V1 ―― 生产罐中发酵液的体积，m ³ 。
2020/4/9
14
2020/4/9
15
(3)传热总系数K值确定
2020/4/9
16