03 嫌气发酵设备
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
由于发酵罐容量的增大，要求清洗设备也有很大的 改进，大都采用CIP自动清洗系统。
我国在20世纪70年代未，开始采用室外锥形罐，逐 步取代传统的室内发酵。目前全国新建厂和改建的啤 酒厂已全部采用了圆柱锥底罐的发酵方式。
珠 江 啤 酒 发 酵 罐 群
丹麦嘉士伯啤酒有限公司发酵罐群
啤酒发酵罐群
大型露天啤酒发酵罐群
二、酒精发酵罐的计算 (一)发酵罐构尺寸的确定 发酵罐全体积：V=V0/Φ V：发酵罐全体积，m3 ； V0：进入发酵罐的发酵液量，m3 ； Φ：装料系数，0.85-0.90 ； (二)发酵罐数量的确定
N = n T/ 24 + 1 N：发酵罐个数； n：每24 h内进行加料的发酵罐数目； T：发酵周期；
（三）发酵罐冷却面积的计算 冷却面积：A＝Q/KΔTm ； Q：发酵热，J/h； K：传热系数，J/(m2.h .℃)； ΔTm：对数平均温度差，℃； 1. 总发酵热Q Q = Q1－(Q2 + Q3)； Q1 ：生物合成热，Q1 = V1Q’1/V’1； Q2：蒸发损失热，(5％－6％)Q1； Q3：罐向周围空间散失热量；
啤酒灌装线
全自动控制啤酒发酵罐
• 发展方向:大型、室外、联合化
• 发展过程：
• ①发酵容器材料的变化。由陶瓷→木材→水 泥→金属材料演变；
• ②开放式向密闭式转变； ③密闭容器的演变：密闭发酵槽→卧式圆筒 形发酵罐→立式圆筒体锥底发酵罐
20世纪60年代后，圆柱体锥底发酵罐(圆柱锥底罐 或锥形罐)开始引起各国注意，在奈坦罐基础上， 进行改进和仿制，并由室内走向露天，取得成功。
酒精发酵罐
发酵冷却装置
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； 大型发酵罐 罐内安装冷却蛇管或罐内蛇 管、罐外喷淋冷却。 为避免发酵车间的潮湿和积水，要求在 罐体底部沿罐体四周装有集水池。 采用罐外列管式喷淋冷却的方法，具有 冷却发酵液均匀，冷却效率高等优点。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
酒精发酵罐的洗涤
酒精发酵罐的洗涤，过去均由人工操作，不但 劳动强度大，而且二氧化碳气体一旦未彻底排 除，工人入罐清洗会发生中毒事故。近年来， 酒精发酵罐已逐步采用CIP清洗系统。所谓 CIP清洗系统，是Cleaning In Place, 即内部清 洗系统。是将高压水、各种洗液在罐内喷射洗 涤的装置，从而改善了工人的劳动强度和提高 了操作效率。
大型发酵罐采用这种水力洗涤装置尤其重要。 有关CIP清洗系统将在啤酒发酵设备中介绍。 这里只简单介绍水力洗涤装置。
水力喷射洗涤装置 喷水管垂直安装于罐中 央，径向钻孔向罐壁四 周喷水。水平喷管借活 接头与垂直喷管连接。 高压水流由水平喷管出 口喷出，高速度喷射到 罐壁，而垂直喷水管也 以同样流速度喷射到罐 体和罐底。
2.对数平均温度差ΔTm 3.传热总系数K的确定
4.冷却水耗量的计算
QA = QB = W.Cp (T2-T1) W = QB/Cp (T2-T1 ) W：冷却水耗量，kg/h Cp：冷却水平均温度时的比热，J/(kg.℃) T2 ， T1 ： 冷却水进出口温度，℃
第2节 啤酒发酵设备
啤酒包装生产线
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 宜采用密闭式顶有人孔， 视镜、进料管、接种管、 压力表、测量仪表接口管 以及二氧化碳回收管。罐 底装有排料口和排污口。 罐身上下装有取样口和温 度计接口。对于大型发酵 罐，为了便于维修和清洗， 往往在近罐底也装有人孔。
洗涤装置 为两头装喷嘴 的喷管。喷管呈弧形， 喷管上部钻孔，借活接 头和固定供水管连接， 喷水管两头喷嘴喷水形 成反作用力，喷水管自 动旋转。
大型发酵罐的高压强水力喷射洗涤装置，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°角，水平喷水管借活 接头，上端和供水总管，下端和垂直分配管相 连接，洗涤水压为0.6-0.8MPa。水流在较高压 力下，由水平喷水管出口处喷出，使其以4856r/min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。因此，约5min时间就可 完成洗涤作业。洗涤水若用废热水，还可提高 洗涤效果。
第3章 嫌气发酵设备
第1节 酒精发酵设备
南阳天冠酒精集团公司 中央两个罐为酒精发酵罐
酵母菌和发酵
概述
酵母将糖转化为酒精，欲获得较高的转化率， 除满足酵母生产和代谢必要工艺条件外，还需 要一定的生化反应时间，在生化反应过程中将 释放出一定数量的生物热，若该热量不及时移 走，必将直接影响酵母的生长和代谢产物的转 化率。
相继出现了其他类型的圆柱锥底罐，如日本的朝日 罐(Asaki tank,1965年)，美国的通用罐(universal tank,1968年)，西班牙的球形罐(Spherical tank,1975年)。迄今为止，使用的大型发酵罐容量 已达1500t。 大型化的目的 1.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 主要设备的投资。
大型露天啤酒发酵罐
啤酒发酵罐安装
一、圆柱体锥底发 酵罐
冷媒用乙二醇、酒 精溶液或氨(直接 蒸发)。二氧化碳 由罐顶排出，罐 底装有净化二氧 化碳充气管，二 氧化碳从充气管 的小孔吹入发酵 液中，以便在发 酵过程中饱和二 氧化碳。罐锥底 角60-120°，以 70°为好，高径 比1.5-6: 1，常用 3-4:1。
因此，酒精发酵罐的结构必须首先满足上述 工艺要求。
此外，从结构上看，应考虑有利于发酵液的 排出及设备清洗，维修以及设备制造安装方便 等问题。
对酒精发酵罐的要求 • 及时移走热量； • 有利于发酵液的排出； • 便于设备的清洗，维修； • 有利于回收二氧化碳。
一、酒精发酵罐结构 罐体为圆柱体，罐顶和罐底 为碟形或锥形。 为回收二氧化碳及带出的酒 精，发酵罐采用密闭结构。 罐顶有人孔、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等。 罐底有排料口、排污口。罐 身有取样口、温度计接口。 大型发酵罐，为便于维修、 清洗，近罐底装人孔。
我国在20世纪70年代未，开始采用室外锥形罐，逐 步取代传统的室内发酵。目前全国新建厂和改建的啤 酒厂已全部采用了圆柱锥底罐的发酵方式。
珠 江 啤 酒 发 酵 罐 群
丹麦嘉士伯啤酒有限公司发酵罐群
啤酒发酵罐群
大型露天啤酒发酵罐群
二、酒精发酵罐的计算 (一)发酵罐构尺寸的确定 发酵罐全体积：V=V0/Φ V：发酵罐全体积，m3 ； V0：进入发酵罐的发酵液量，m3 ； Φ：装料系数，0.85-0.90 ； (二)发酵罐数量的确定
N = n T/ 24 + 1 N：发酵罐个数； n：每24 h内进行加料的发酵罐数目； T：发酵周期；
（三）发酵罐冷却面积的计算 冷却面积：A＝Q/KΔTm ； Q：发酵热，J/h； K：传热系数，J/(m2.h .℃)； ΔTm：对数平均温度差，℃； 1. 总发酵热Q Q = Q1－(Q2 + Q3)； Q1 ：生物合成热，Q1 = V1Q’1/V’1； Q2：蒸发损失热，(5％－6％)Q1； Q3：罐向周围空间散失热量；
啤酒灌装线
全自动控制啤酒发酵罐
• 发展方向:大型、室外、联合化
• 发展过程：
• ①发酵容器材料的变化。由陶瓷→木材→水 泥→金属材料演变；
• ②开放式向密闭式转变； ③密闭容器的演变：密闭发酵槽→卧式圆筒 形发酵罐→立式圆筒体锥底发酵罐
20世纪60年代后，圆柱体锥底发酵罐(圆柱锥底罐 或锥形罐)开始引起各国注意，在奈坦罐基础上， 进行改进和仿制，并由室内走向露天，取得成功。
酒精发酵罐
发酵冷却装置
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； 大型发酵罐 罐内安装冷却蛇管或罐内蛇 管、罐外喷淋冷却。 为避免发酵车间的潮湿和积水，要求在 罐体底部沿罐体四周装有集水池。 采用罐外列管式喷淋冷却的方法，具有 冷却发酵液均匀，冷却效率高等优点。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
酒精发酵罐的洗涤
酒精发酵罐的洗涤，过去均由人工操作，不但 劳动强度大，而且二氧化碳气体一旦未彻底排 除，工人入罐清洗会发生中毒事故。近年来， 酒精发酵罐已逐步采用CIP清洗系统。所谓 CIP清洗系统，是Cleaning In Place, 即内部清 洗系统。是将高压水、各种洗液在罐内喷射洗 涤的装置，从而改善了工人的劳动强度和提高 了操作效率。
大型发酵罐采用这种水力洗涤装置尤其重要。 有关CIP清洗系统将在啤酒发酵设备中介绍。 这里只简单介绍水力洗涤装置。
水力喷射洗涤装置 喷水管垂直安装于罐中 央，径向钻孔向罐壁四 周喷水。水平喷管借活 接头与垂直喷管连接。 高压水流由水平喷管出 口喷出，高速度喷射到 罐壁，而垂直喷水管也 以同样流速度喷射到罐 体和罐底。
2.对数平均温度差ΔTm 3.传热总系数K的确定
4.冷却水耗量的计算
QA = QB = W.Cp (T2-T1) W = QB/Cp (T2-T1 ) W：冷却水耗量，kg/h Cp：冷却水平均温度时的比热，J/(kg.℃) T2 ， T1 ： 冷却水进出口温度，℃
第2节 啤酒发酵设备
啤酒包装生产线
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 宜采用密闭式顶有人孔， 视镜、进料管、接种管、 压力表、测量仪表接口管 以及二氧化碳回收管。罐 底装有排料口和排污口。 罐身上下装有取样口和温 度计接口。对于大型发酵 罐，为了便于维修和清洗， 往往在近罐底也装有人孔。
洗涤装置 为两头装喷嘴 的喷管。喷管呈弧形， 喷管上部钻孔，借活接 头和固定供水管连接， 喷水管两头喷嘴喷水形 成反作用力，喷水管自 动旋转。
大型发酵罐的高压强水力喷射洗涤装置，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°角，水平喷水管借活 接头，上端和供水总管，下端和垂直分配管相 连接，洗涤水压为0.6-0.8MPa。水流在较高压 力下，由水平喷水管出口处喷出，使其以4856r/min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。因此，约5min时间就可 完成洗涤作业。洗涤水若用废热水，还可提高 洗涤效果。
第3章 嫌气发酵设备
第1节 酒精发酵设备
南阳天冠酒精集团公司 中央两个罐为酒精发酵罐
酵母菌和发酵
概述
酵母将糖转化为酒精，欲获得较高的转化率， 除满足酵母生产和代谢必要工艺条件外，还需 要一定的生化反应时间，在生化反应过程中将 释放出一定数量的生物热，若该热量不及时移 走，必将直接影响酵母的生长和代谢产物的转 化率。
相继出现了其他类型的圆柱锥底罐，如日本的朝日 罐(Asaki tank,1965年)，美国的通用罐(universal tank,1968年)，西班牙的球形罐(Spherical tank,1975年)。迄今为止，使用的大型发酵罐容量 已达1500t。 大型化的目的 1.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 主要设备的投资。
大型露天啤酒发酵罐
啤酒发酵罐安装
一、圆柱体锥底发 酵罐
冷媒用乙二醇、酒 精溶液或氨(直接 蒸发)。二氧化碳 由罐顶排出，罐 底装有净化二氧 化碳充气管，二 氧化碳从充气管 的小孔吹入发酵 液中，以便在发 酵过程中饱和二 氧化碳。罐锥底 角60-120°，以 70°为好，高径 比1.5-6: 1，常用 3-4:1。
因此，酒精发酵罐的结构必须首先满足上述 工艺要求。
此外，从结构上看，应考虑有利于发酵液的 排出及设备清洗，维修以及设备制造安装方便 等问题。
对酒精发酵罐的要求 • 及时移走热量； • 有利于发酵液的排出； • 便于设备的清洗，维修； • 有利于回收二氧化碳。
一、酒精发酵罐结构 罐体为圆柱体，罐顶和罐底 为碟形或锥形。 为回收二氧化碳及带出的酒 精，发酵罐采用密闭结构。 罐顶有人孔、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等。 罐底有排料口、排污口。罐 身有取样口、温度计接口。 大型发酵罐，为便于维修、 清洗，近罐底装人孔。