酒精连续发酵流程

2、前发酵槽体积的计算
发酵槽体积
（1） 容纳一次糖化的麦芽汁时
V = ZV0/φ
V—前发酵槽的全体积
Z—在一个发酵槽内可容纳糖化麦芽汁的次数 V0——糖化一次麦汁量
Φ—装液系数0.8-0.85
3、前发酵槽冷却面积的计算
(1)计算主发酵期每小时的放热量Q (2)计算传热系数K (3)传热面积
2、后发酵槽
➢ 为了便于维修和清洗，在近罐底 装有人孔。
2. 发酵的冷却装置
中小型发酵罐，多采用罐顶喷水淋于罐外表面进行 膜状冷却；对于大型发酵罐，罐内装有冷却蛇管或 罐外壁喷洒联合冷却。
3. 洗涤装置 ：水力喷射洗涤装置。
二.酒精发酵罐的计算
（一）发酵罐结构尺寸
发酵罐全体积：
式中V—发酵罐的代表容积 V0—进入发酵罐的发酵液量 —装液系数，一般取=0.85~0.90
第二章 嫌气发酵设备
➢ 授课时间
4学时
➢ 单元目标与要求
掌握酒精、啤酒发酵罐的特点、原理、构造与计算，啤酒 间歇发酵流程，酒精连续发酵流程。
➢ 授课内容
酒精发酵设备、啤酒发酵设备的特点、原理、构造与计算， 啤酒和酒精间歇与连续发酵工艺。
➢ 重点和难点
酒精发酵设备、啤酒发酵设备的特点、原理、构造与计算， 啤酒间歇发酵流程，酒精连续发酵流程。
第一节 酒精发酵设备
一、酒精发酵罐
1、罐型
➢ 酒精发酵罐筒体为圆柱形，低盖 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人孔， 视镜及二氧化碳回收管。
➢ 进料管接种管压力表和测量仪表 接口管等。
➢ 罐底装有排料口和排污口罐身上 下装有取样口和温度计接中口对 于型发酵罐。
N—发酵罐个数（其中一个作备用）（个） n—每24小时内进行加料的发酵罐数目（个） t—一次发酵罐周期所需要时间（小时)
（三）发酵罐冷却面积计算
发酵罐冷却面积的计算可按传热基本方程式来确定，即：
式中 Q—总的发酵热（ J/h ） K—传热总系数 J/（m2·h·℃）
△tm—对数平均温度差 , ℃
F—冷却面积（ m2 ）
卧式密闭槽， 也有立式
后发酵阶段 残糖继续发酵， 饱和二氧化碳， 澄清、成熟
(四)后发酵槽的计算
1、后酵槽数目N
N=V/Vs
2、后酵槽全体积
V0 =Vs/Φ
二、新型啤发酵设备
（一）
圆 筒 体 锥 底 发 酵 罐
1、主要结构
(1）压力真空装置的作用 根据设定的压力来自动控制 允许无菌空气进入罐内，CO2气体排出
第二节 啤酒发酵设备
啤酒发酵设备的发展： 1.木材→水泥→金属 2.开放式→向密闭式 3.方形→圆形卧式→立式圆筒锥底罐 4.人工洗涤→CIP自动清洗系统
啤酒发酵工艺的发展： 1、间歇 2、连续：搅拌多罐型、塔式
第二节 啤酒发酵设备
啤酒发酵设备的发展： 1.木材→水泥→金属 2.开放式→向密闭式 3.方形→圆形卧式→立式圆筒锥底罐 4.人工洗涤→CIP自动清洗系统
3、设计因素
➢ 高度和直径：H/D = 1.5 - 6：1 ➢ 液位高度：小于12m好 ➢ 锥角：60 - 750 ➢ 材料：不锈钢 ➢ 隔热材料：聚苯乙烯泡沫、聚酰胺树脂、膨胀
珍珠岩
➢ 罐的耐压：顶、筒、底部材料厚度可不一样 ➢ 罐的清洗：CIP
（二） 其他发酵罐
1、联合罐 （P70 ） 为浅锥底大直径 ，
罐外，维持设定的压力。
(2)圆柱体锥底和冷却套
锥底：便于酵母沉淀回收
冷却套：分为2-3段，很大的罐可分为四
段
(3)罐的特点
密闭：回收二氧化碳 适用：下面、上面发酵均可 发酵周期：短 12-14天 H/D大： 单位容积的表面积大，耗钢材多 自然对流：促进发酵，利于传热。 自然对流原因:冷却形成、二氧化碳的作用
H/D为1-2：1，造价 低，用氨直接蒸发来 冷却，只在罐的上部 做了一段米勒冷却板， 可在24小时内发酵温 度由15℃下降至5℃， 属小面积大流量冷却 方式。
用途：与发酵罐相同，既用于前后发酵，也能 用于多罐法及一罐法生产。
主体：是一个圆柱体。由带人孔的薄壳垂直圆 柱体，拱形顶有足够斜度，锥底所组成。罐体 采用１５ｃｍ厚的保温层。
三、CIP清洗系统
第三节 连续发酵
间歇发酵：微生物在一个罐内完成4个阶段的培养 过程。
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。
连续发酵特点
是微生物在整个发酵过程中始终维持在稳 定状态，细胞处于均质状态。在此前提下，可 用数学方式和实验公式来表达连续发酵在稳定 状态条件下，微生物生长速度，代谢产物，底 物浓度和流加速度之间关系。
搅拌：可用机械搅拌，也可以通过对罐 体的 精心设计达到同样的搅拌作用。
2、朝日罐
为微倾斜底的平底罐， H/D =1-2，工艺与锥形
罐不Байду номын сангаас。
特点：离心机回收酵母， 用薄板换热器冷却，用 泵将发酵液抽出冷却后 又送回罐内，也起搅拌 作用,可加速啤酒的成 熟,发酵时罐的装量达 ９６％，提高设备利用 率。
带有锥形底、盖的圆柱形
发酵罐全容积为：
酒精发酵罐其罐体高度、底、盖高度和罐径的尺 寸关系可推荐如下： H =1.1 - 1.5D
h1=0.1 - 0.14D
h1=0.05 - 0.1D
根据发酵的全容积V和径高比等，即可确定发酵罐 的结构尺寸。
(二）发酵罐罐数的确定
对于间歇发酵，发酵罐罐数可按下式计算：
一、啤酒前、后发酵设备
1、啤酒前发酵 设备 长、正方形， 开口， 30m3/个， H小于2m
（二）前发酵槽的计算
1、发酵槽数的确定
（1） 容纳一次糖化的麦芽汁时
N = nt
n—每日糖化次数 t—前发酵所需时间
（2）可容纳几次糖化的麦芽汁时
N = nt/Z
n—每日糖化次数 t—前发酵所需时间 Z—在一个发酵槽内可容纳糖化麦芽汁的次数
啤酒发酵工艺的发展： 1、间歇 2、连续：搅拌多罐型、塔式
3、啤酒发酵形式
上面发酵:发酵时酵母上浮,发酵终结很久才部分下沉. 下面发酵:发酵时酵母浮游于发酵液中,发酵完后酵母 即下沉,酵母可重复使用5-7次.
上下面发酵工艺区别主要是发酵温度的差异: 啤酒种类 起始温度 最高温度 最终温度 ▪ 上面啤酒 10-15 15-25 5-7 ▪ 下面啤酒 6-8 8-12 3.5-5