6-2发酵罐及其附属设备
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(二)后发酵设备
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。 根据工艺要求,贮酒室内要维持比前发酵室更低的 温度,一般要求 0-2℃,特殊产品要求达到 -2℃左 右。 后发酵过程残糖较低,发酵温和,故槽内一般无须 再装置冷却蛇管。 贮酒室的建筑结构和保温要求,均不能低于前发酵 室,室内低温的维持,是借室内冷却排管或通入冷 风循环而得。
2.旋转式:旋转式固体发酵罐有鼓形和管形,培养过
程中,整个发酵罐以低速间歇旋转,罐内的小固体颗粒会 沿着罐壁滑动,达到散热和与空气接触之目的。
3.厚层式:固体发酵床的底部为多孔筛板,风
道倾斜形,可使平行流动的气流变成垂直流动。 曲层厚度可以是300-350mm。无菌的压缩空气需调 节好温度和湿度,空气的相对湿度一般为92%, 空气风压常为200mmHg,这种装置的进出料和翻曲 可以实现机械化和自动化,在工业生产上已有应 用。
(一)前发酵设备
传统的前发酵槽均置于发酵室内,发酵槽大部分为开口 式。 前发酵槽可为钢板制,常见的采用钢筋混凝土制成,也 有用砖砌、外面抹水泥的发酵槽。
形式以长方形或正方形为主。
前发酵槽内要涂布一层特殊涂料作为保护层。采用不饱 和聚脂树脂、环氧树脂或其他特殊涂料较为广泛,但 还未完全符合啤酒低温发酵的防腐要求。
后发酵槽是金属的圆筒形密闭容器,有卧式和立式两种。 工厂大多数采用卧式。 发 酵 过 程 中 需 饱 和 CO2 , 后 发 酵 槽 应 制 成 耐 压 0.10.2MPa表压的容器。 后发酵槽槽身装有人孔、取样阀、进出啤酒接管、排出 二氧化碳接管、压缩空气接管、温度计、压力表和安全 阀等附属装置。
第六章 发酵罐及其附属设施
二、
气升发酵罐
包括内环流式和外环流式两种
(一)结构
1 入口 2 空气管 3 上升管 4 冷却夹管 5 压力表 6 罐体 7 气升管 8 排气阀
1
8
6
3 4 2
5
外 环 流 式
7
气升式发酵罐
三、自吸发酵罐
结构
1 带轮(带动轴旋转) 2 排气阀 3 消泡器 4 冷却水管 5 电机 6 导气管 7 支架
h、最后用酸性水冲洗循环,以中和残留的碱性,放走洗 水,使罐保持弱酸状况。至此完成了全部清洗过程。
优点:
均匀处理所有接触产品的表面 避免设备部件在拆卸时可能受到的机械磨损 排除打开设备或使用清洗仪器可能造成污染 的意外 可重复生产步骤的自动流程和在运行数据采 集中的控制参数检测
啤酒的连续发酵罐种类
人孔 (梯子)
视镜(2,配灯) 进料管(培养液,酒母) 压力表和测量仪器 的接口
CO2出口 (回收管)
排料口和排污口 取样口 (上、下) 温度计接口
(上、下、顶)
冷却装置
中小型罐,多采用 罐顶喷水淋于罐外 壁表面进行膜状冷 却 (罐体底部四周 有收集槽) 大型罐 , 罐内有 冷却蛇管 (或与外 壁喷淋相结合)
7 6
1
2
3
4
5
多用于乙酸和酵母增殖的发酵生产
转子的形式有九叶轮 、六叶轮、三叶轮、 十字形叶轮等,叶轮 均为空心形。
四
塔式发酵罐
d
4
1
(一)结构
1 进料口 2 进气口
3 出料口
4 排气口
H
H:d=7:1
2
3
*塔式发酵罐 *
(二)工作原理
利用通入培养液的无菌空气泡上升来带动液体运动, 产生混合效果的非机械搅拌式发酵罐。
简称CIP,又称在位清洗或自动清洗。指无需拆卸设备或 设备部件即可在内部循环自动清洗 。 用途:CIP清洗系统适用于各种饮料、乳品、果汁、啤酒 、生物制药等生产线设备和管道的就地清洗。
CIP清洗系统配置:清水罐,酸液罐,碱液罐, 离心泵,控制柜等
可提供酸洗,碱洗以及热洗三个程序,并且可自动设置 酸液,碱液浓度以及热水的温度。
3.
朝日罐
前发酵和后发酵合一的室外大型发酵罐 朝日罐是用 4—6mm 的不绣钢板制成的斜底圆柱型发酵 罐。 其高度与直径比为1:1-2:1 外部设有冷却夹套,冷却夹套包围罐身与罐底。外面 用泡沫塑料保温
内部设有带转轴的可动排油管,用来排出酒液,并有 保持酒液中CO 2含量均一的作用。
是锥形的。
上部有物料口,冷却水口,
CO2 和 气 体 出 口 、 入 孔 和 压
力表开口等。
温度控制采用罐内蛇管和罐 外壁直接水喷淋相结合,排 料管在罐的底部。
一、酒精发酵罐
酒精发酵罐的结构要求
满足酵母生长和代谢的必 要工艺条件, 及时移走在生化反应过程 中将释放的生物热, 从结构上有利于发酵液的 排出, 有利于设备清洗、维修以 及设备制造安装方便等问 题。
(三)特点
优点: 结构简单,造价低 减少了剪切对细胞的破坏 缺点: 罐体较高,需要安装在室外 适用范围较小
*塔式发酵罐 *
多用于啤酒发酵
第二节
嫌气发酵设备
密闭厌氧发酵罐
对这类发酵罐的要求是: 能封闭; 能承受一定压力; 有冷却设备; 罐内尽量减少装置,消灭死角,便于清洗灭菌。
它 的 容 积 常 大 于 50m3 , H:Dt=1-2 ,罐的上、下部都
前发酵槽的底略有倾斜,利于废水排出 离槽底10-15cm处,伸出有嫩啤酒放出管 为了维持发酵槽内醪液的低温,在槽中装有冷却 蛇管或排管。 前发酵槽的冷却面积,根据经验,对下面啤酒发 酵取每立方米发酵液约为 0.2 平方米冷却面积, 蛇管内通入0-2度的冰水。
注意CO2的排放,防止中毒
酒精发酵罐的洗涤
二、啤酒发酵设备
传统的啤酒发酵设备是由分别设在发酵间的发酵池和贮酒
间内的贮酒罐组成的。
目前圆筒体锥底罐(C.C.T)在露天大罐工艺中使用最为普 遍.简称露天锥形发酵罐。
二、啤酒发酵设备
近年来,啤酒发酵设备向大型、室外、联合的方向发 展,迄今为止,使用的大型发酵罐容量已达1500吨。
日本朝日啤酒株式会社啤酒发酵罐
(三)CIP清洗系统
啤酒发酵罐的容量正在逐步增大,这类发酵罐大部分 安装在室外,原来的清洗方法已不适用,必须采用自 动化的喷洗装置。
采用较多的是CIP清洗系统。
所谓CIP系统,是clean in place的简称,意即内部清 洗系统。
原位清洗(Cleaning In Place)
固体发酵的优缺点
1、原料来源广,价格低廉。
2、在霉菌发酵时就可以防止污染杂菌。
3、能耗低。
4、固体发酵的产物回收—般步骤少,费用也 省。
固体发酵存在的主要工程问题是大规模生产时 的散热比较困难,参数检测如pH值、温度、菌 体增殖量、产物生成量等是很难实现的。因此, 实现固体发酵的最优化困难重重。
优点
(1)是能耗低,采用的管径小,生产费用可以降低。 (2)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。
2.联合罐
是一种具有较浅锥底的大直径 ( 高径比为 1 : 1—
1.3)发酵罐
能在罐内进行机械搅拌,并具有冷却装置。 联合罐在发酵生产上的用途与锥形罐相同,既可用 于前、后发酵,也能用于多罐法及一罐法生产。因 而它适合多方面的需要,故又称该类型罐为通用罐。
(三)新型啤酒发酵设备
1. 圆筒体锥底发酵罐
圆简体锥底立式发酵罐 ( 简称锥形罐 ),已广泛用于发 酵啤酒生产。 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)。
设备特点
这种设备一般置于室外。
已灭菌的新鲜麦汁与酵母由底部进入罐内; 发酵最旺盛时,使用全部冷却夹套,维持适宜的发酵 温度。冷媒多采用乙二醇或酒精溶液,也可使用氨( 直 接蒸发)作冷媒; CO 2气体由罐顶排出。 罐身和罐盖上均装有人孔,罐顶装有压力表、安全阀 和玻璃视镜。 在罐底装有净化的CO2充气管。 罐身装有取样管和温度计接管。 设备外部包扎良好的保温层,以减少冷量损耗。
三、丙酮—丁醇发酵罐
生产丙酮、丁醇的发酵罐比酒精发酵罐高,罐身需承
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受高压,罐壁较厚,用钢板制成。顶盖和底部采用球 形封头,罐内表面平整光滑,无内部件,采用表面喷 淋冷却。
第四节 固体发酵设备
固体发酵
微生物在具有一定温度和湿度的固体表 面进行生长和繁殖就称作为固体发酵。 固体发酵主要适合于霉菌。
机械通风固体发酵设备
使用了机械通风即鼓风机,因而强化了 发酵系统的通风,使曲层厚度大大增加 ,不仅使曲生产效率大提高,而且便于 控制曲层发酵温度,提高曲的质量。
天窗 曲室 风道 曲槽 曲料 筐架 鼓风机 电动机 图6-22 通风曲槽培养室
华北制药厂1000t 青霉素发酵罐
1 .两个搅拌罐和一个酵母分离罐串联起来,加入酒 花的麦芽汁流加入第一个搅拌罐,经发酵后,成熟 啤酒从分离罐中流出。这种流程已达到日产100m2的 规模。 2.由数个高度 6~9m的塔式发酵罐串联起来,附加一 些酵母分离和啤酒贮藏设备。 还有一个由主发酵塔和一个发酵塔组成,发酵周期40 、 50小时,连续发酵两个月,各项经济指标均优于间 歇法。
CIP清洗程序及要求
a、水洗,循环5min。
b、碱洗(NaOH),循环10 min,碱液浓度3%,温度 80℃。
c、水洗,循环5 min至中性止。 d、酸洗 (HNO3),循环10 min,酸液浓度1.5%,温度 80℃。
e、水洗,至中性澄清止(pH6.8-7.2)。
g、用清水冲洗,将残留于罐表面及管线中的碱液冲洗干 净。
自然通风固体曲发酵设备
国内广大农村的个体生产中,采用曲盘、帘子和曲架就可 以进行生产。 工业上是用多层铝制浅盘放在架子上进行培养,培养室保
持一定的温度和湿度。
固体发酵设备
1.浅盘式:国内广大农村的个体生产中,采用曲
盘、帘子和曲架就可以进行生产。工业上是用多 层铝制浅盘放在架子上进行培养,培养室保持一 定的温度和湿度。