第六章第四节嫌气发酵设备
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的酵母可以沉淀，凝聚性差的酵母就需要离 心分离。
（3）圆柱锥底罐是密闭罐，既可以作发酵罐， 也可以作贮酒罐（二罐法）;也可将发酵和贮 酒合二为一（一罐法）。由于是密闭罐，可 以回收二氧化碳，CO2气体由罐顶排出罐外 并收集。
（一）圆柱锥底发酵罐的特点
（4）罐内发酵液由于液体高度而产生CO2 梯度（即形成密度梯度）。通过冷却控制， 可使发酵液进行自然对流，罐体越高对流 越强。由于强烈对流的存在，酵母发酵能 力提高，发酵速度加快，发酵周期缩短。
5、设备清洗由人工被自动化、程序化清洗系统取代。 CIP自动清洗系统。
6、由人工控制向计算机自动控制发展
二、新型啤酒发酵设备
二、新型啤酒发酵设备
——圆筒体锥底发酵罐（锥形罐）
锥形罐结构图
（一）圆柱锥底发酵罐的特点
（1）该罐具有锥底，主发酵后回收酵母方便。 （2）圆柱锥形罐具有相当高度，凝聚力较强
酒精连续发酵流程
1、淀粉质原料发酵酒精流程
(1)操作开始：糖液及酵母同时加入1-3罐至满，停止加酵母，继续加糖液，开底部阀使发 酵液流入4号，4号流入5号，至9号结束，周期32小时，10、11号为贮存计量罐，轮 用。
(2)操作结束：换罐（换种），停止流加糖液，关1号二氧化碳阀，泵转入2号，1号消毒并 加新种新料重新开始，1号满时，2号经泵排尽并消毒好，1号流入2号，如止下去，20 天换种一次。
➢ 发酵罐上部有顶盖及视镜，可观察发 酵罐的表面现象。
➢ 进料管安装在罐的顶部，罐底装有排 料口和排污口。
➢ 罐身上装有取样口和温度计接口。
➢ 为了便于维修和清洗，大型发酵罐在 近罐底装有人孔。
2、降温部分
大型发酵罐 内盘管、外喷淋
小型发酵罐 表面冷却
3、清洗部分
过去：人工清洗，劳动强度大，易出现 CO2中毒。
（5）罐本身具有冷却夹套，冷却面积能够 满足工艺上的降温要求。
（一）圆柱锥底发酵罐的特点
（6）锥形罐既适用于下面发酵，也适用于上 面发酵。
第二章 嫌气发酵设备
概述
生物培养发酵分嫌气和好气两大 类，发酵设备也分为两大类：
1、通风发酵罐：谷氨酸、柠檬酸、 酶制剂和抗菌素等产品，在发酵过程 中需不断通入无菌空气。
2、嫌气发酵设备：酒精、啤酒和 丙酮、丁醇等产品，过程无需通风 。
Ⅰ、酒精发酵设备
一、酒精发酵罐的形式与特点：
分为密闭式和开放式两种。 密闭式优点：
1、可以防止杂菌感染；2、便于保温冷 却及控制发酵温度；3、酒精产量多，损 失少，可回收CO2，发酵率高； 缺点：结构复杂，造价高。
二、密闭式发酵罐结构
1、罐体部分
➢ 酒精发酵罐筒体为圆柱形，底盖和顶 盖均为碟形或锥形。
➢ 在酒精发酵过程中，为了回收二氧化 碳气体及其所带出的部分酒精，发酵 罐采用密闭式顶有二氧化碳回收管。
(3) 1-3号罐为流加罐，始终处于主发酵状态，在这一阶段中酵母处增殖阶段，并同时随着 发酵醪中的淀粉和糊精继续被糖化而后几个罐则起后发酵的作用。 10、11号为计量罐。
2、糖蜜发酵酒精流程
该流程由9个发酵罐组成，其容量视生产生产能力大小而定。酵母和糖蜜同时连续流加 入第一罐内，并依次流经各罐，最后从9号罐排出。除了在酵母槽通入空气外，在1号 罐内也同样通入适量的空气，或增大酵母接种量，维持1号罐内工艺所要求的酵母数。 连续发酵周期结束，则贮存于每罐的发酵液，先从末罐按逆向顺序依次排出，入蒸馏 塔蒸馏，而空罐则依次进行清洗灭菌待用。
罐体较大，罐内产生的CO2较少时，可配置侧 向搅拌器。
南阳天冠酒精集团公司
（三）酒精连续发酵设备
间歇发酵：微生物在一个罐内完成各个阶 段的培养过程。其缺点是发酵周期长，管 理分散，不便于自动化。
连续发酵：在发酵罐内不断流加培养液， 又不断排出发酵液，使发酵罐中的微生物 一直维持在生长加速期。同时又降低代谢 产物的积累，这样就缩短了发酵周期， 提高了设备利用率。
现在：水力喷射清洗
水力喷射洗涤装置
是由一根两头装有喷嘴的洒水管组成 两头喷水管弯有一定的弧度 喷水管上均匀地钻有一定数量的小孔 喷水管安装时呈水平 喷水管借活接头和固定供水管相连接 它是借喷水管两头喷嘴以一定喷出速
度而形成的反作用力，使喷水管自动 旋转。
高压强的水力喷射洗涤装置
它是一根直立的喷水管，沿轴向安装于罐的中央，在 垂直喷水管上按一定的间距均匀地钻有4-6mm的小孔， 孔与水平呈20度角，水平喷水管接活接头，上端和供 水总管，下端和相垂直分配管相连接，洗涤水压为 0.6~0.8MPa。
一、啤酒发酵设备的演变发展
1、发酵容器材料的变化：水泥→防腐碳钢→ 不锈钢 2、开放式发酵容器向密闭式转换。 3、密闭容器的演变：开放式发酵容器+盖子 →密闭压力容器（卧式圆筒形发酵罐、立式 圆筒锥底发酵罐 （奈坦式发酵罐））
啤酒发酵设备的演变发展
4、由室内小型化向大型、室外发展，主要是大型化的 室外立式罐。优点： ① 由于大型化，使啤酒质量均一化。 ② 由于啤酒生产的罐数减少，使生产合理化，降 低了主要设备的投资。 ③ 生产效率高。
（四）酒精捕集器
填料塔
为收集同CO2混合逸出的酒 精蒸汽。
（五）酒精蒸馏塔
泡盖塔 浮阀塔 筛板塔
p258ห้องสมุดไป่ตู้
Ⅱ、啤酒发酵设备
发酵得到嫩啤酒
啤酒发酵工艺：
（贮酒）： 主要完成嫩 啤酒的继续 发酵，并饱 和二氧化碳， 促进啤酒的 稳定、澄清 和成熟。
麦芽→糖化（生产麦芽汁）→前发酵→后发酵→滤酒 →生啤、瓶啤
水流在较高压力下，由水平喷水管出口处喷出，使其 以每分钟48~56转自动旋转，并以极大的速度喷射到 罐壁各处，而垂直的喷水管也以同样的水流速度喷射 到罐体四壁和罐底。
约5min时间即可完成洗涤作业。洗涤水若用废热水， 还可提高洗涤效果。
酒精发酵罐一般不配置机械搅拌装置
酒精发酵罐工作时罐内不同高度的发酵液中 CO2含量有所不同，一般罐底CO2气泡密集程 度高，醪液相对密度小，罐上部CO2气泡密集 程度低，醪液相对密度大，于是相对密度小的 底部发酵液具有上浮的提升力，同时上升的 CO2气泡对周围的液体也具有一定的拖拽力， 这拖拽力和液体上浮的提升力结合就构成气体 搅拌作用。
（3）圆柱锥底罐是密闭罐，既可以作发酵罐， 也可以作贮酒罐（二罐法）;也可将发酵和贮 酒合二为一（一罐法）。由于是密闭罐，可 以回收二氧化碳，CO2气体由罐顶排出罐外 并收集。
（一）圆柱锥底发酵罐的特点
（4）罐内发酵液由于液体高度而产生CO2 梯度（即形成密度梯度）。通过冷却控制， 可使发酵液进行自然对流，罐体越高对流 越强。由于强烈对流的存在，酵母发酵能 力提高，发酵速度加快，发酵周期缩短。
5、设备清洗由人工被自动化、程序化清洗系统取代。 CIP自动清洗系统。
6、由人工控制向计算机自动控制发展
二、新型啤酒发酵设备
二、新型啤酒发酵设备
——圆筒体锥底发酵罐（锥形罐）
锥形罐结构图
（一）圆柱锥底发酵罐的特点
（1）该罐具有锥底，主发酵后回收酵母方便。 （2）圆柱锥形罐具有相当高度，凝聚力较强
酒精连续发酵流程
1、淀粉质原料发酵酒精流程
(1)操作开始：糖液及酵母同时加入1-3罐至满，停止加酵母，继续加糖液，开底部阀使发 酵液流入4号，4号流入5号，至9号结束，周期32小时，10、11号为贮存计量罐，轮 用。
(2)操作结束：换罐（换种），停止流加糖液，关1号二氧化碳阀，泵转入2号，1号消毒并 加新种新料重新开始，1号满时，2号经泵排尽并消毒好，1号流入2号，如止下去，20 天换种一次。
➢ 发酵罐上部有顶盖及视镜，可观察发 酵罐的表面现象。
➢ 进料管安装在罐的顶部，罐底装有排 料口和排污口。
➢ 罐身上装有取样口和温度计接口。
➢ 为了便于维修和清洗，大型发酵罐在 近罐底装有人孔。
2、降温部分
大型发酵罐 内盘管、外喷淋
小型发酵罐 表面冷却
3、清洗部分
过去：人工清洗，劳动强度大，易出现 CO2中毒。
（5）罐本身具有冷却夹套，冷却面积能够 满足工艺上的降温要求。
（一）圆柱锥底发酵罐的特点
（6）锥形罐既适用于下面发酵，也适用于上 面发酵。
第二章 嫌气发酵设备
概述
生物培养发酵分嫌气和好气两大 类，发酵设备也分为两大类：
1、通风发酵罐：谷氨酸、柠檬酸、 酶制剂和抗菌素等产品，在发酵过程 中需不断通入无菌空气。
2、嫌气发酵设备：酒精、啤酒和 丙酮、丁醇等产品，过程无需通风 。
Ⅰ、酒精发酵设备
一、酒精发酵罐的形式与特点：
分为密闭式和开放式两种。 密闭式优点：
1、可以防止杂菌感染；2、便于保温冷 却及控制发酵温度；3、酒精产量多，损 失少，可回收CO2，发酵率高； 缺点：结构复杂，造价高。
二、密闭式发酵罐结构
1、罐体部分
➢ 酒精发酵罐筒体为圆柱形，底盖和顶 盖均为碟形或锥形。
➢ 在酒精发酵过程中，为了回收二氧化 碳气体及其所带出的部分酒精，发酵 罐采用密闭式顶有二氧化碳回收管。
(3) 1-3号罐为流加罐，始终处于主发酵状态，在这一阶段中酵母处增殖阶段，并同时随着 发酵醪中的淀粉和糊精继续被糖化而后几个罐则起后发酵的作用。 10、11号为计量罐。
2、糖蜜发酵酒精流程
该流程由9个发酵罐组成，其容量视生产生产能力大小而定。酵母和糖蜜同时连续流加 入第一罐内，并依次流经各罐，最后从9号罐排出。除了在酵母槽通入空气外，在1号 罐内也同样通入适量的空气，或增大酵母接种量，维持1号罐内工艺所要求的酵母数。 连续发酵周期结束，则贮存于每罐的发酵液，先从末罐按逆向顺序依次排出，入蒸馏 塔蒸馏，而空罐则依次进行清洗灭菌待用。
罐体较大，罐内产生的CO2较少时，可配置侧 向搅拌器。
南阳天冠酒精集团公司
（三）酒精连续发酵设备
间歇发酵：微生物在一个罐内完成各个阶 段的培养过程。其缺点是发酵周期长，管 理分散，不便于自动化。
连续发酵：在发酵罐内不断流加培养液， 又不断排出发酵液，使发酵罐中的微生物 一直维持在生长加速期。同时又降低代谢 产物的积累，这样就缩短了发酵周期， 提高了设备利用率。
现在：水力喷射清洗
水力喷射洗涤装置
是由一根两头装有喷嘴的洒水管组成 两头喷水管弯有一定的弧度 喷水管上均匀地钻有一定数量的小孔 喷水管安装时呈水平 喷水管借活接头和固定供水管相连接 它是借喷水管两头喷嘴以一定喷出速
度而形成的反作用力，使喷水管自动 旋转。
高压强的水力喷射洗涤装置
它是一根直立的喷水管，沿轴向安装于罐的中央，在 垂直喷水管上按一定的间距均匀地钻有4-6mm的小孔， 孔与水平呈20度角，水平喷水管接活接头，上端和供 水总管，下端和相垂直分配管相连接，洗涤水压为 0.6~0.8MPa。
一、啤酒发酵设备的演变发展
1、发酵容器材料的变化：水泥→防腐碳钢→ 不锈钢 2、开放式发酵容器向密闭式转换。 3、密闭容器的演变：开放式发酵容器+盖子 →密闭压力容器（卧式圆筒形发酵罐、立式 圆筒锥底发酵罐 （奈坦式发酵罐））
啤酒发酵设备的演变发展
4、由室内小型化向大型、室外发展，主要是大型化的 室外立式罐。优点： ① 由于大型化，使啤酒质量均一化。 ② 由于啤酒生产的罐数减少，使生产合理化，降 低了主要设备的投资。 ③ 生产效率高。
（四）酒精捕集器
填料塔
为收集同CO2混合逸出的酒 精蒸汽。
（五）酒精蒸馏塔
泡盖塔 浮阀塔 筛板塔
p258ห้องสมุดไป่ตู้
Ⅱ、啤酒发酵设备
发酵得到嫩啤酒
啤酒发酵工艺：
（贮酒）： 主要完成嫩 啤酒的继续 发酵，并饱 和二氧化碳， 促进啤酒的 稳定、澄清 和成熟。
麦芽→糖化（生产麦芽汁）→前发酵→后发酵→滤酒 →生啤、瓶啤
水流在较高压力下，由水平喷水管出口处喷出，使其 以每分钟48~56转自动旋转，并以极大的速度喷射到 罐壁各处，而垂直的喷水管也以同样的水流速度喷射 到罐体四壁和罐底。
约5min时间即可完成洗涤作业。洗涤水若用废热水， 还可提高洗涤效果。
酒精发酵罐一般不配置机械搅拌装置
酒精发酵罐工作时罐内不同高度的发酵液中 CO2含量有所不同，一般罐底CO2气泡密集程 度高，醪液相对密度小，罐上部CO2气泡密集 程度低，醪液相对密度大，于是相对密度小的 底部发酵液具有上浮的提升力，同时上升的 CO2气泡对周围的液体也具有一定的拖拽力， 这拖拽力和液体上浮的提升力结合就构成气体 搅拌作用。