“課堂展示與討論課”通知基本要求：報(bào)告主題：某生物制品發(fā)酵設(shè)備與工藝控制PPT不少于25分鐘準(zhǔn)備問題：3～5個(gè)討論：10-15分鐘總結(jié):5分鐘考核：參與展示、回答問題同學(xué)計(jì)入平時(shí)成績(jī)名額：4人，自主報(bào)名或推薦“課堂展示與討論課”通知基本要求：生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件第三章嫌氣發(fā)酵設(shè)備第三章嫌氣發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵設(shè)備是發(fā)酵工廠中主要的設(shè)備，它提供了一個(gè)適應(yīng)微生物生命活動(dòng)和生長(zhǎng)代謝的場(chǎng)所。由于微生物分厭氧和通風(fēng)兩大類，故供微生物生存和代謝的生產(chǎn)設(shè)備也就各不相同。不論厭氧或通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備，除了滿足微生物培養(yǎng)所必要的工藝要求外，還得考慮材質(zhì)的要求以及加工制造難易程度等因素。發(fā)酵設(shè)備是發(fā)酵工廠中主要的設(shè)備，它提供了一個(gè)適應(yīng)微生物生命活本章主要內(nèi)容第一節(jié)酒精發(fā)酵設(shè)備第二節(jié)啤酒發(fā)酵設(shè)備第三節(jié)連續(xù)發(fā)酵設(shè)備本章主要內(nèi)容第一節(jié)酒精發(fā)酵設(shè)備第一節(jié)酒精發(fā)酵設(shè)備?滿足酒精發(fā)酵的工藝要求–滿足酒精酵母生長(zhǎng)和代謝的必要工藝條件–將發(fā)酵產(chǎn)生的熱量及時(shí)移走?有利于發(fā)酵液的排出，設(shè)備的清洗、維修以及設(shè)備制造安裝方便等問題。第一節(jié)酒精發(fā)酵設(shè)備?滿足酒精發(fā)酵的工藝要求一、酒精發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)1.基本結(jié)構(gòu)?酒精發(fā)酵罐筒體為圓柱形?底蓋和頂蓋均為碟形或錐形的立式金屬容器?罐頂裝有廢氣回收管，進(jìn)料管，

按種管，壓力表、各種測(cè)量?jī)x表接口管及供觀察清洗和檢修罐體內(nèi)部的人孔等?罐底裝有排料口和排污口對(duì)于大型發(fā)酵罐，為了便于維修和清洗，往往在近罐底也裝有人孔?罐身上下部裝有取樣口和溫度計(jì)接口一、酒精發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)1.基本結(jié)構(gòu)2.發(fā)酵罐的冷卻裝置–中小型發(fā)酵罐：多采用罐頂噴水淋于罐外壁表面進(jìn)行膜狀冷卻；–大型發(fā)酵罐：由于罐外壁冷卻面積不能滿足冷卻要求，所以，罐內(nèi)裝有冷卻蛇管或罐內(nèi)蛇管和罐外壁噴灑聯(lián)合冷卻裝置。–此外，也有采用罐外列管式噴琳冷卻的方法，此法具有冷卻發(fā)酵液均勻、冷卻效率高等優(yōu)點(diǎn)。2.發(fā)酵罐的冷卻裝置酒精罐內(nèi)裝有卻蛇管酒精罐內(nèi)裝有卻蛇管3.發(fā)酵罐的洗滌裝置大型酒精發(fā)酵罐采用水力噴射洗滌裝置；水力噴射：開孔φ4~6mm與水平呈20o夾角，洗滌壓力0.6~0.8MPa，48~56r/min，5min可完成洗滌作業(yè)。3.發(fā)酵罐的洗滌裝置二、酒精發(fā)酵罐的計(jì)算1.發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)尺寸的確定發(fā)酵罐全容積的計(jì)算：二、酒精發(fā)酵罐的計(jì)算1.發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)尺寸的確定?

帶有錐形底、蓋的圓柱形發(fā)酵罐全容積為?帶有錐形底、蓋的圓柱形發(fā)酵罐全容積為2.發(fā)酵罐罐數(shù)的確定對(duì)于間歇發(fā)酵，發(fā)酵罐罐數(shù)可按下式計(jì)算：2.發(fā)酵罐罐數(shù)的確定生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件傳統(tǒng)發(fā)酵設(shè)備：在室內(nèi)，產(chǎn)量較小，分為：

前酵設(shè)備(主發(fā)酵)：敞口發(fā)酵槽鋼筋水泥，內(nèi)貼瓷磚，防滲處理。后發(fā)酵設(shè)備：密閉發(fā)酵罐立式和臥式，碳鋼涂料

現(xiàn)代發(fā)酵設(shè)備：立式圓柱錐形罐(錐形罐)、朝日罐聯(lián)合罐不銹鋼容量大型化

（優(yōu)點(diǎn)：啤酒質(zhì)量一致；罐數(shù)少，易管理，設(shè)備投資相應(yīng)減少。）

第二節(jié)啤酒發(fā)酵設(shè)備傳統(tǒng)發(fā)酵設(shè)備：在室內(nèi)，產(chǎn)量較小，分為：第二節(jié)啤酒啤酒前/后發(fā)酵設(shè)備傳統(tǒng)的啤酒發(fā)酵設(shè)備是由分別設(shè)在發(fā)酵間的發(fā)酵池（槽）和貯酒間內(nèi)的貯酒罐組成的。啤酒作坊前發(fā)酵池啤酒前/后發(fā)酵設(shè)備傳統(tǒng)的啤酒發(fā)酵設(shè)備是由分別設(shè)在發(fā)酵間的前發(fā)酵槽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：槽底部有坡度易排水；距槽底10~15cm嫩啤酒排出管；可拆卸；罐內(nèi)有冷卻蛇管，一般每m3發(fā)酵液需0.2m2的冷卻面積。管內(nèi)通冰水制冷劑（一般用液氨）。前發(fā)酵槽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件前發(fā)酵槽數(shù)目的計(jì)算:在一個(gè)發(fā)酵槽可容納一次麥芽質(zhì)量的前提下，發(fā)酵槽的數(shù)目可按下式計(jì)算：若單個(gè)發(fā)酵槽可容納糖化一次麥芽汁量的整倍數(shù)，則發(fā)酵槽的數(shù)目可按下式計(jì)算：前發(fā)酵槽數(shù)目的計(jì)算:若單個(gè)發(fā)酵槽可容納糖化一次麥芽汁量的整倍前發(fā)酵槽體積的計(jì)算:前發(fā)酵槽體積的確定：考慮泡沫空間，計(jì)算糖化一次麥汁的量，即可

確定發(fā)酵槽的總體積V：

Vo——糖化一次麥汁量

Z——一個(gè)發(fā)酵槽容納一次麥汁的倍數(shù)。

φ——裝液系數(shù)，取0.8~0.85前發(fā)酵槽體積的計(jì)算:后發(fā)酵槽后發(fā)酵槽又稱儲(chǔ)酒罐，作用是完成嫩啤酒繼續(xù)發(fā)酵，飽和二氧化碳，促進(jìn)啤酒的穩(wěn)定、澄清和成熟。其容量應(yīng)和啤酒過濾設(shè)備能力匹配。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

材料:以前用A3鋼板,內(nèi)涂防腐層.也有用鋁板現(xiàn)多用復(fù)合鋼板圓筒形金屬容器：臥式和立式后發(fā)酵槽后發(fā)酵槽又稱儲(chǔ)酒罐，作用是完成嫩啤酒繼續(xù)發(fā)酵，飽和儲(chǔ)酒罐的形式儲(chǔ)酒罐的形式傳統(tǒng)儲(chǔ)酒罐傳統(tǒng)儲(chǔ)酒罐后發(fā)酵槽數(shù)目的計(jì)算：若選定每個(gè)后發(fā)酵槽的容量后，根據(jù)后發(fā)酵槽的總有效容積，可確定后發(fā)酵槽數(shù)目（N）：后發(fā)酵槽的有效容積，主要根據(jù)啤酒的年產(chǎn)量、

啤酒的品種、貯酒期(酒齡)確定后發(fā)酵槽數(shù)目的計(jì)算：后發(fā)酵槽的有效容積，主要根據(jù)啤酒的年產(chǎn)量后發(fā)酵槽的全體積計(jì)算：若已知每個(gè)后發(fā)酵槽的有效體積(Vs)和該槽的裝填系數(shù)，則可以確定后發(fā)酵槽的全體積(V0)：后發(fā)酵槽的全體積計(jì)算：現(xiàn)代啤酒發(fā)酵設(shè)備目前圓筒體錐底罐在露天大罐工藝中使用最為普遍．簡(jiǎn)稱露天錐形發(fā)酵罐?，F(xiàn)代啤酒發(fā)酵設(shè)備目前圓筒體錐底罐在露天大罐工藝中使用最為普遍巴氏消毒成品包裝熟啤酒生啤啤酒的整體工藝流程巴氏消毒成品包裝熟啤酒生啤啤酒的整體工藝流程啤酒的整體工藝模型啤酒的整體工藝模型一、圓筒體錐底罐

又簡(jiǎn)稱錐形罐最大特點(diǎn)在于大型化，容積從100-600M3(國(guó)內(nèi)也有小型60M3)應(yīng)用最廣泛能縮短發(fā)酵時(shí)間，且具有生產(chǎn)上的靈活性。造價(jià)最高一、圓筒體錐底罐1.錐形罐的外型特點(diǎn)外筒體蝶形或拱形蓋，錐形體底，罐筒體壁和錐底裝有各種形式的冷卻夾套。筒體直徑(D)和筒體高度(H)是主要特性參數(shù)。

對(duì)單釀罐一般是D：H＝1：1~2;

對(duì)兩罐法的發(fā)酵罐D(zhuǎn)：H＝1：3~4，對(duì)兩罐法的貯酒罐D(zhuǎn)：H＝1：1~2,也有采用直徑為3~4m的臥式圓簡(jiǎn)體罐作貯酒罐。增加高度（H）有利于加速發(fā)酵，降低H有利于啤酒的自然澄清。發(fā)酵罐錐底角:考慮到發(fā)酵中酵母自然沉降最有利，取排出角為73~75?(一定體積沉降酵母在錐底中占有最小比表面積時(shí)摩接力最小).貯酒罐錐底角:因沉淀物很少，主要考慮材料利用率常取錐角為120~150?。1.錐形罐的外型特點(diǎn)2.罐材料大型錐形罐均采用碳鋼加涂料或不銹鋼兩種材料制成。啤酒是酸性液體，能造成鐵的電化學(xué)腐蝕，啤酒發(fā)酵時(shí)產(chǎn)的H2S、SO2對(duì)鐵材料會(huì)造成氧化還原腐蝕。2.罐材料3.冷卻夾套?先進(jìn)的錐形罐均采用換熱片式(爆炸成型)一次性冷媒直接蒸發(fā)式換熱，一次性冷媒(如氨蒸發(fā)溫度為-3~-4℃)蒸發(fā)后的壓力在1.0MPa~1.2MPa，也就是說換熱片需耐高壓。?發(fā)酵罐或單釀罐內(nèi)的冷卻夾套一般分成三段，上段距發(fā)酵液面15cm向下排列，中段在筒體的下部距支撐裙座15cm向上排列，錐底段盡可能接近排酵母口，向上排列。3.冷卻夾套4.隔熱層和防護(hù)層?隔熱層材料應(yīng)具有：導(dǎo)熱系數(shù)低、體積質(zhì)量低、吸水小、不易燃等特性。

啤酒錐形罐隔熱層常用如下材料：

聚酰氨樹脂和自熄式聚苯乙烯泡沫塑料，采用上述兩種絕熱材料只需厚度150~200mm。膨脹珍珠巖粉和礦渣棉價(jià)格低，因吸水性大需增加厚度200~250mm。外防護(hù)層：一般采用0.7~1.5mm厚的合金鋁板或0.5~0.7mm的不銹鋼板，特別是瓦楞型板更受歡迎4.隔熱層和防護(hù)層外防護(hù)層：5.罐主要附件?在上中下三段冷卻介質(zhì)進(jìn)口位置下裝智能型鉑溫度傳感器。?在圓筒形下部裝可清洗取樣閥。?罐頂部應(yīng)有安全閥、真空破壞閥。?在液面上150mm裝有CIP裝置。?還應(yīng)裝上視鏡、燈鏡、空氣和二氧化碳排出管等裝置。?錐底有直徑500mm的快開人孔。如做單釀罐應(yīng)具有深入錐底800-1200mm的出酒管和排酵母底閥及四通視鏡。5.罐主要附件啤酒錐形罐的優(yōu)點(diǎn)?加速發(fā)酵，錐形發(fā)酵罐發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵相比，由于發(fā)酵基質(zhì)(麥汁)和酵母對(duì)流獲得強(qiáng)化，可加速發(fā)酵。?廠房投資節(jié)省。?冷耗節(jié)省。?錐形發(fā)酵罐發(fā)酵可依賴CIP自動(dòng)程序清洗消毒，工藝衛(wèi)生更易得到保證。6.圓筒體錐底發(fā)酵罐的優(yōu)缺點(diǎn)啤酒錐形罐的優(yōu)點(diǎn)6.圓筒體錐底發(fā)酵罐的優(yōu)缺點(diǎn)啤酒錐形罐的缺點(diǎn)由于罐體比較高，酵母沉降層厚度大，酵母泥使用代數(shù)一般比傳統(tǒng)低(只能使用5~6代)；貯酒時(shí)，澄清比較困難(特別在使用非凝聚性酵母)，過濾必須強(qiáng)化；若采用單釀發(fā)酵，罐壁溫度和罐中心溫度一致，一般要5~7d以上，短期貯酒不能保證溫度一致。啤酒錐形罐的缺點(diǎn)二、聯(lián)合罐又稱通用罐（適用前酵后酵或多罐法/一罐法）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）淺錐底、大直徑發(fā)酵罐

（高徑比:1:1~1.3）（2）罐體耐壓

（0.0703MPa）（3）材料:普通鋼板+涂料或不銹鋼二、聯(lián)合罐用途：與發(fā)酵罐相同，既用于前后發(fā)酵，也能用于多罐法及一罐法生產(chǎn)。主體：是一個(gè)圓柱體。由帶人孔的薄殼垂直圓柱體，拱形頂有足夠斜度、錐底所組成；罐體采用１５ｃｍ厚的保溫層。攪拌：可用機(jī)械攪拌，也可以通過對(duì)罐體的精心設(shè)計(jì)達(dá)到同樣的攪拌作用。用途：與發(fā)酵罐相同，既用于前后發(fā)酵，也能用于多罐法及一罐法生三、朝日罐又稱朝日單一釀槽（前酵后酵合一的室外大型發(fā)酵罐）高徑比1~2:1罐材:4~6mm不銹鋼板主要特點(diǎn)：（1）利用離心機(jī)回收酵母（2）薄板換熱器控制溫度（3）利用循環(huán)泵抽送發(fā)酵液

(4)發(fā)酵時(shí)罐的裝量達(dá)９６％，

提高設(shè)備利用率。三、朝日罐CIP清洗系統(tǒng)CIP系統(tǒng)是CleanInPlace的簡(jiǎn)稱，

即內(nèi)部清洗系統(tǒng)（自動(dòng)化的噴洗裝置）。下圖是兩個(gè)容積為800m3，安裝在室外的發(fā)酵罐的CIP清洗系統(tǒng)的聯(lián)接流程。CIP清洗系統(tǒng)CIP系統(tǒng)是CleanInPlace的簡(jiǎn)稱生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件CIP清洗系統(tǒng)流程CIP清洗系統(tǒng)流程CIP清洗系統(tǒng)CIP清洗系統(tǒng)生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件啤酒罐內(nèi)膽啤酒罐內(nèi)膽啤酒罐啤酒罐啤酒罐外部啤酒罐外部生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件小型啤酒發(fā)酵車間小型啤酒發(fā)酵車間小型發(fā)酵車間小小型試驗(yàn)車間小型試驗(yàn)車間生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件銅製糖化鍋精美的糖化室銅製糖化鍋精美的糖化室生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件德國(guó)德國(guó)慕尼黑皇家啤酒屋.德國(guó)德國(guó)慕尼黑皇家啤酒屋.武漢新天地-海歸博士后打造正統(tǒng)德國(guó)巴伐利亞啤酒屋-鄔紅華武漢新天地-海歸博士后打造正統(tǒng)德國(guó)巴伐利亞啤酒屋-鄔紅華第三節(jié)連續(xù)發(fā)酵設(shè)備連續(xù)發(fā)酵：

在發(fā)酵罐內(nèi)連續(xù)不斷的流加培養(yǎng)液，同時(shí)又連續(xù)不斷的排除發(fā)酵液，使發(fā)酵罐內(nèi)微生物一直維持在生長(zhǎng)加速期，同時(shí)又降低了代謝產(chǎn)物的積累，縮短了發(fā)酵周期，提高了設(shè)備的利用率，這種發(fā)酵方式稱為連續(xù)發(fā)酵。

優(yōu)點(diǎn)：

（1）培養(yǎng)液濃度和代謝產(chǎn)物含量相對(duì)穩(wěn)定，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的和產(chǎn)量的穩(wěn)定；（2）發(fā)酵周期短，設(shè)備利用率和產(chǎn)量較高，節(jié)省人力和物力以及生產(chǎn)管理穩(wěn)定，便于自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。第三節(jié)連續(xù)發(fā)酵設(shè)備連續(xù)發(fā)酵：一、酒精連續(xù)發(fā)酵流程上世紀(jì)50~70年代開始,首先在糖蜜原料實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵,然后是淀粉原料酒精連續(xù)發(fā)酵。連續(xù)發(fā)酵可持續(xù)時(shí)間20d發(fā)酵液酵母數(shù)維持0.6~1.0億/ml時(shí),發(fā)酵周期34h。發(fā)酵液酒精含量達(dá)到9%~10%,發(fā)酵率85%一、酒精連續(xù)發(fā)酵流程上世紀(jì)50~70年代開始,首先在糖蜜原料淀粉質(zhì)原料連續(xù)發(fā)酵工藝流程淀粉質(zhì)原料連續(xù)發(fā)酵工藝流程淀粉質(zhì)原料連續(xù)發(fā)酵流程

(1)

操作開始：糖液及酵母同時(shí)加入1-3罐至滿，停止加酵母，繼續(xù)加糖液，開底部閥使發(fā)酵液流入4號(hào)，4號(hào)流入5號(hào)，至9號(hào)結(jié)束，周期32小時(shí)，10、11號(hào)為貯存計(jì)量罐，輪用。(2)操作結(jié)束：換罐（換種），停止流加糖液，關(guān)1號(hào)二氧化碳閥，泵轉(zhuǎn)入2號(hào)，1號(hào)消毒并加新種新料重新開始，1號(hào)滿時(shí)，2號(hào)經(jīng)泵排盡并消毒好，1號(hào)流入2號(hào)，如止下去，20天換種一次。(3)

1-3號(hào)罐為流加罐，始終處于主發(fā)酵狀態(tài)，在這一階段中酵母處增殖階段，并同時(shí)隨著發(fā)酵醪中的淀粉和糊精繼續(xù)被糖化而后幾個(gè)罐則起后發(fā)酵的作用。10、11號(hào)為計(jì)量罐。

淀粉質(zhì)原料連續(xù)發(fā)酵流程(1)

操作開始：糖液及酵母同時(shí)加入生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件連續(xù)發(fā)酵流程：塔式和多罐式使用連續(xù)發(fā)酵的啤酒廠：

新西蘭啤酒廠（三罐和四罐）

英國(guó)（塔式罐）

上海啤酒廠（塔式罐）連續(xù)發(fā)酵缺點(diǎn)：

雙乙酰含量高

微生物變異染菌二、啤酒連續(xù)發(fā)酵流程連續(xù)發(fā)酵流程：二、啤酒連續(xù)發(fā)酵流程塔式連續(xù)發(fā)酵是上世紀(jì)60年代英國(guó)APV公司開始設(shè)計(jì),又稱APV連續(xù)發(fā)酵流程右圖為啤酒塔式連續(xù)發(fā)酵流程

主要設(shè)備：塔式發(fā)酵罐

塔身直徑1.8m,高15m

塔底錐角60?

罐容積45M3塔式連續(xù)發(fā)酵是上世紀(jì)60年生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件國(guó)內(nèi)某廠啤酒塔式發(fā)酵罐國(guó)內(nèi)某廠啤酒塔式發(fā)酵罐

冷卻：將麥芽汁冷卻到20-21℃；裝量：1號(hào)發(fā)酵罐26m3，2號(hào)發(fā)酵罐26m3，3號(hào)分離罐14m3；麥汁流速：每小時(shí)2.4m3；溫度：1號(hào)21℃，2號(hào)24℃，3號(hào)3-7℃；麥汁停留時(shí)間：每罐停留時(shí)間10-13h；酵母濃度：1號(hào)5.4*107個(gè)/ml，2號(hào)6*107個(gè)/ml，3號(hào)2*107個(gè)/mlpH：1號(hào)4.0，2號(hào)3.9

三罐式啤酒連續(xù)發(fā)酵流程冷卻：將麥芽汁冷卻到20-21℃；三罐式啤酒連續(xù)發(fā)酵流程本章總結(jié)1.酒精發(fā)酵罐的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.現(xiàn)代啤酒發(fā)酵設(shè)備的主要類型3.圓筒體錐底發(fā)酵罐的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.圓筒體錐底發(fā)酵罐的優(yōu)缺點(diǎn)本章總結(jié)1.酒精發(fā)酵罐的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)“課堂展示與討論課”通知基本要求：報(bào)告主題：某生物制品發(fā)酵設(shè)備與工藝控制PPT不少于25分鐘準(zhǔn)備問題：3～5個(gè)討論：10-15分鐘總結(jié):5分鐘考核：參與展示、回答問題同學(xué)計(jì)入平時(shí)成績(jī)名額：4人，自主報(bào)名或推薦“課堂展示與討論課”通知基本要求：生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件第三章嫌氣發(fā)酵設(shè)備第三章嫌氣發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵設(shè)備是發(fā)酵工廠中主要的設(shè)備，它提供了一個(gè)適應(yīng)微生物生命活動(dòng)和生長(zhǎng)代謝的場(chǎng)所。由于微生物分厭氧和通風(fēng)兩大類，故供微生物生存和代謝的生產(chǎn)設(shè)備也就各不相同。不論厭氧或通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備，除了滿足微生物培養(yǎng)所必要的工藝要求外，還得考慮材質(zhì)的要求以及加工制造難易程度等因素。發(fā)酵設(shè)備是發(fā)酵工廠中主要的設(shè)備，它提供了一個(gè)適應(yīng)微生物生命活本章主要內(nèi)容第一節(jié)酒精發(fā)酵設(shè)備第二節(jié)啤酒發(fā)酵設(shè)備第三節(jié)連續(xù)發(fā)酵設(shè)備本章主要內(nèi)容第一節(jié)酒精發(fā)酵設(shè)備第一節(jié)酒精發(fā)酵設(shè)備?滿足酒精發(fā)酵的工藝要求–滿足酒精酵母生長(zhǎng)和代謝的必要工藝條件–將發(fā)酵產(chǎn)生的熱量及時(shí)移走?有利于發(fā)酵液的排出，設(shè)備的清洗、維修以及設(shè)備制造安裝方便等問題。第一節(jié)酒精發(fā)酵設(shè)備?滿足酒精發(fā)酵的工藝要求一、酒精發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)1.基本結(jié)構(gòu)?酒精發(fā)酵罐筒體為圓柱形?底蓋和頂蓋均為碟形或錐形的立式金屬容器?罐頂裝有廢氣回收管，進(jìn)料管，

按種管，壓力表、各種測(cè)量?jī)x表接口管及供觀察清洗和檢修罐體內(nèi)部的人孔等?罐底裝有排料口和排污口對(duì)于大型發(fā)酵罐，為了便于維修和清洗，往往在近罐底也裝有人孔?罐身上下部裝有取樣口和溫度計(jì)接口一、酒精發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)1.基本結(jié)構(gòu)2.發(fā)酵罐的冷卻裝置–中小型發(fā)酵罐：多采用罐頂噴水淋于罐外壁表面進(jìn)行膜狀冷卻；–大型發(fā)酵罐：由于罐外壁冷卻面積不能滿足冷卻要求，所以，罐內(nèi)裝有冷卻蛇管或罐內(nèi)蛇管和罐外壁噴灑聯(lián)合冷卻裝置。–此外，也有采用罐外列管式噴琳冷卻的方法，此法具有冷卻發(fā)酵液均勻、冷卻效率高等優(yōu)點(diǎn)。2.發(fā)酵罐的冷卻裝置酒精罐內(nèi)裝有卻蛇管酒精罐內(nèi)裝有卻蛇管3.發(fā)酵罐的洗滌裝置大型酒精發(fā)酵罐采用水力噴射洗滌裝置；水力噴射：開孔φ4~6mm與水平呈20o夾角，洗滌壓力0.6~0.8MPa，48~56r/min，5min可完成洗滌作業(yè)。3.發(fā)酵罐的洗滌裝置二、酒精發(fā)酵罐的計(jì)算1.發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)尺寸的確定發(fā)酵罐全容積的計(jì)算：二、酒精發(fā)酵罐的計(jì)算1.發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)尺寸的確定?

帶有錐形底、蓋的圓柱形發(fā)酵罐全容積為?帶有錐形底、蓋的圓柱形發(fā)酵罐全容積為2.發(fā)酵罐罐數(shù)的確定對(duì)于間歇發(fā)酵，發(fā)酵罐罐數(shù)可按下式計(jì)算：2.發(fā)酵罐罐數(shù)的確定生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件傳統(tǒng)發(fā)酵設(shè)備：在室內(nèi)，產(chǎn)量較小，分為：

前酵設(shè)備(主發(fā)酵)：敞口發(fā)酵槽鋼筋水泥，內(nèi)貼瓷磚，防滲處理。后發(fā)酵設(shè)備：密閉發(fā)酵罐立式和臥式，碳鋼涂料

現(xiàn)代發(fā)酵設(shè)備：立式圓柱錐形罐(錐形罐)、朝日罐聯(lián)合罐不銹鋼容量大型化

（優(yōu)點(diǎn)：啤酒質(zhì)量一致；罐數(shù)少，易管理，設(shè)備投資相應(yīng)減少。）

第二節(jié)啤酒發(fā)酵設(shè)備傳統(tǒng)發(fā)酵設(shè)備：在室內(nèi)，產(chǎn)量較小，分為：第二節(jié)啤酒啤酒前/后發(fā)酵設(shè)備傳統(tǒng)的啤酒發(fā)酵設(shè)備是由分別設(shè)在發(fā)酵間的發(fā)酵池（槽）和貯酒間內(nèi)的貯酒罐組成的。啤酒作坊前發(fā)酵池啤酒前/后發(fā)酵設(shè)備傳統(tǒng)的啤酒發(fā)酵設(shè)備是由分別設(shè)在發(fā)酵間的前發(fā)酵槽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：槽底部有坡度易排水；距槽底10~15cm嫩啤酒排出管；可拆卸；罐內(nèi)有冷卻蛇管，一般每m3發(fā)酵液需0.2m2的冷卻面積。管內(nèi)通冰水制冷劑（一般用液氨）。前發(fā)酵槽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件前發(fā)酵槽數(shù)目的計(jì)算:在一個(gè)發(fā)酵槽可容納一次麥芽質(zhì)量的前提下，發(fā)酵槽的數(shù)目可按下式計(jì)算：若單個(gè)發(fā)酵槽可容納糖化一次麥芽汁量的整倍數(shù)，則發(fā)酵槽的數(shù)目可按下式計(jì)算：前發(fā)酵槽數(shù)目的計(jì)算:若單個(gè)發(fā)酵槽可容納糖化一次麥芽汁量的整倍前發(fā)酵槽體積的計(jì)算:前發(fā)酵槽體積的確定：考慮泡沫空間，計(jì)算糖化一次麥汁的量，即可

確定發(fā)酵槽的總體積V：

Vo——糖化一次麥汁量

Z——一個(gè)發(fā)酵槽容納一次麥汁的倍數(shù)。

φ——裝液系數(shù)，取0.8~0.85前發(fā)酵槽體積的計(jì)算:后發(fā)酵槽后發(fā)酵槽又稱儲(chǔ)酒罐，作用是完成嫩啤酒繼續(xù)發(fā)酵，飽和二氧化碳，促進(jìn)啤酒的穩(wěn)定、澄清和成熟。其容量應(yīng)和啤酒過濾設(shè)備能力匹配。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

材料:以前用A3鋼板,內(nèi)涂防腐層.也有用鋁板現(xiàn)多用復(fù)合鋼板圓筒形金屬容器：臥式和立式后發(fā)酵槽后發(fā)酵槽又稱儲(chǔ)酒罐，作用是完成嫩啤酒繼續(xù)發(fā)酵，飽和儲(chǔ)酒罐的形式儲(chǔ)酒罐的形式傳統(tǒng)儲(chǔ)酒罐傳統(tǒng)儲(chǔ)酒罐后發(fā)酵槽數(shù)目的計(jì)算：若選定每個(gè)后發(fā)酵槽的容量后，根據(jù)后發(fā)酵槽的總有效容積，可確定后發(fā)酵槽數(shù)目（N）：后發(fā)酵槽的有效容積，主要根據(jù)啤酒的年產(chǎn)量、

啤酒的品種、貯酒期(酒齡)確定后發(fā)酵槽數(shù)目的計(jì)算：后發(fā)酵槽的有效容積，主要根據(jù)啤酒的年產(chǎn)量后發(fā)酵槽的全體積計(jì)算：若已知每個(gè)后發(fā)酵槽的有效體積(Vs)和該槽的裝填系數(shù)，則可以確定后發(fā)酵槽的全體積(V0)：后發(fā)酵槽的全體積計(jì)算：現(xiàn)代啤酒發(fā)酵設(shè)備目前圓筒體錐底罐在露天大罐工藝中使用最為普遍．簡(jiǎn)稱露天錐形發(fā)酵罐?，F(xiàn)代啤酒發(fā)酵設(shè)備目前圓筒體錐底罐在露天大罐工藝中使用最為普遍巴氏消毒成品包裝熟啤酒生啤啤酒的整體工藝流程巴氏消毒成品包裝熟啤酒生啤啤酒的整體工藝流程啤酒的整體工藝模型啤酒的整體工藝模型一、圓筒體錐底罐

又簡(jiǎn)稱錐形罐最大特點(diǎn)在于大型化，容積從100-600M3(國(guó)內(nèi)也有小型60M3)應(yīng)用最廣泛能縮短發(fā)酵時(shí)間，且具有生產(chǎn)上的靈活性。造價(jià)最高一、圓筒體錐底罐1.錐形罐的外型特點(diǎn)外筒體蝶形或拱形蓋，錐形體底，罐筒體壁和錐底裝有各種形式的冷卻夾套。筒體直徑(D)和筒體高度(H)是主要特性參數(shù)。

對(duì)單釀罐一般是D：H＝1：1~2;

對(duì)兩罐法的發(fā)酵罐D(zhuǎn)：H＝1：3~4，對(duì)兩罐法的貯酒罐D(zhuǎn)：H＝1：1~2,也有采用直徑為3~4m的臥式圓簡(jiǎn)體罐作貯酒罐。增加高度（H）有利于加速發(fā)酵，降低H有利于啤酒的自然澄清。發(fā)酵罐錐底角:考慮到發(fā)酵中酵母自然沉降最有利，取排出角為73~75?(一定體積沉降酵母在錐底中占有最小比表面積時(shí)摩接力最小).貯酒罐錐底角:因沉淀物很少，主要考慮材料利用率常取錐角為120~150?。1.錐形罐的外型特點(diǎn)2.罐材料大型錐形罐均采用碳鋼加涂料或不銹鋼兩種材料制成。啤酒是酸性液體，能造成鐵的電化學(xué)腐蝕，啤酒發(fā)酵時(shí)產(chǎn)的H2S、SO2對(duì)鐵材料會(huì)造成氧化還原腐蝕。2.罐材料3.冷卻夾套?先進(jìn)的錐形罐均采用換熱片式(爆炸成型)一次性冷媒直接蒸發(fā)式換熱，一次性冷媒(如氨蒸發(fā)溫度為-3~-4℃)蒸發(fā)后的壓力在1.0MPa~1.2MPa，也就是說換熱片需耐高壓。?發(fā)酵罐或單釀罐內(nèi)的冷卻夾套一般分成三段，上段距發(fā)酵液面15cm向下排列，中段在筒體的下部距支撐裙座15cm向上排列，錐底段盡可能接近排酵母口，向上排列。3.冷卻夾套4.隔熱層和防護(hù)層?隔熱層材料應(yīng)具有：導(dǎo)熱系數(shù)低、體積質(zhì)量低、吸水小、不易燃等特性。

啤酒錐形罐隔熱層常用如下材料：

聚酰氨樹脂和自熄式聚苯乙烯泡沫塑料，采用上述兩種絕熱材料只需厚度150~200mm。膨脹珍珠巖粉和礦渣棉價(jià)格低，因吸水性大需增加厚度200~250mm。外防護(hù)層：一般采用0.7~1.5mm厚的合金鋁板或0.5~0.7mm的不銹鋼板，特別是瓦楞型板更受歡迎4.隔熱層和防護(hù)層外防護(hù)層：5.罐主要附件?在上中下三段冷卻介質(zhì)進(jìn)口位置下裝智能型鉑溫度傳感器。?在圓筒形下部裝可清洗取樣閥。?罐頂部應(yīng)有安全閥、真空破壞閥。?在液面上150mm裝有CIP裝置。?還應(yīng)裝上視鏡、燈鏡、空氣和二氧化碳排出管等裝置。?錐底有直徑500mm的快開人孔。如做單釀罐應(yīng)具有深入錐底800-1200mm的出酒管和排酵母底閥及四通視鏡。5.罐主要附件啤酒錐形罐的優(yōu)點(diǎn)?加速發(fā)酵，錐形發(fā)酵罐發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵相比，由于發(fā)酵基質(zhì)(麥汁)和酵母對(duì)流獲得強(qiáng)化，可加速發(fā)酵。?廠房投資節(jié)省。?冷耗節(jié)省。?錐形發(fā)酵罐發(fā)酵可依賴CIP自動(dòng)程序清洗消毒，工藝衛(wèi)生更易得到保證。6.圓筒體錐底發(fā)酵罐的優(yōu)缺點(diǎn)啤酒錐形罐的優(yōu)點(diǎn)6.圓筒體錐底發(fā)酵罐的優(yōu)缺點(diǎn)啤酒錐形罐的缺點(diǎn)由于罐體比較高，酵母沉降層厚度大，酵母泥使用代數(shù)一般比傳統(tǒng)低(只能使用5~6代)；貯酒時(shí)，澄清比較困難(特別在使用非凝聚性酵母)，過濾必須強(qiáng)化；若采用單釀發(fā)酵，罐壁溫度和罐中心溫度一致，一般要5~7d以上，短期貯酒不能保證溫度一致。啤酒錐形罐的缺點(diǎn)二、聯(lián)合罐又稱通用罐（適用前酵后酵或多罐法/一罐法）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）淺錐底、大直徑發(fā)酵罐

（高徑比:1:1~1.3）（2）罐體耐壓

（0.0703MPa）（3）材料:普通鋼板+涂料或不銹鋼二、聯(lián)合罐用途：與發(fā)酵罐相同，既用于前后發(fā)酵，也能用于多罐法及一罐法生產(chǎn)。主體：是一個(gè)圓柱體。由帶人孔的薄殼垂直圓柱體，拱形頂有足夠斜度、錐底所組成；罐體采用１５ｃｍ厚的保溫層。攪拌：可用機(jī)械攪拌，也可以通過對(duì)罐體的精心設(shè)計(jì)達(dá)到同樣的攪拌作用。用途：與發(fā)酵罐相同，既用于前后發(fā)酵，也能用于多罐法及一罐法生三、朝日罐又稱朝日單一釀槽（前酵后酵合一的室外大型發(fā)酵罐）高徑比1~2:1罐材:4~6mm不銹鋼板主要特點(diǎn)：（1）利用離心機(jī)回收酵母（2）薄板換熱器控制溫度（3）利用循環(huán)泵抽送發(fā)酵液

(4)發(fā)酵時(shí)罐的裝量達(dá)９６％，

提高設(shè)備利用率。三、朝日罐CIP清洗系統(tǒng)CIP系統(tǒng)是CleanInPlace的簡(jiǎn)稱，

即內(nèi)部清洗系統(tǒng)（自動(dòng)化的噴洗裝置）。下圖是兩個(gè)容積為800m3，安裝在室外的發(fā)酵罐的CIP清洗系統(tǒng)的聯(lián)接流程。CIP清洗系統(tǒng)CIP系統(tǒng)是CleanInPlace的簡(jiǎn)稱生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件CIP清洗系統(tǒng)流程CIP清洗系統(tǒng)流程CIP清洗系統(tǒng)CIP清洗系統(tǒng)生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件啤酒罐內(nèi)膽啤酒罐內(nèi)膽啤酒罐啤酒罐啤酒罐外部啤酒罐外部生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件小型啤酒發(fā)酵車間小型啤酒發(fā)酵車間小型發(fā)酵車間小小型試驗(yàn)車間小型試驗(yàn)車間生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件銅製糖化鍋精美的糖化室銅製糖化鍋精美的糖化室生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件生物工程設(shè)備3-第三章-嫌氣發(fā)酵設(shè)備課件德國(guó)德國(guó)慕尼黑皇家啤酒屋.德國(guó)德國(guó)慕尼黑皇家啤酒屋.武漢新天地-海歸博士后打造正統(tǒng)德國(guó)巴伐利亞啤酒屋-鄔紅華武漢新天地-海歸博士后打造正統(tǒng)德國(guó)巴伐利亞啤酒屋-鄔紅華第三節(jié)連續(xù)發(fā)酵設(shè)備連續(xù)發(fā)酵：

在發(fā)酵罐內(nèi)連續(xù)不斷的流加培養(yǎng)液，同時(shí)又連續(xù)不斷的排除發(fā)酵液，使發(fā)酵罐內(nèi)微生物一直維持在生長(zhǎng)加速期，同時(shí)又降低了代謝產(chǎn)物的積累，縮短了發(fā)酵周期，提高了設(shè)備的利用率，這種發(fā)酵方式稱為連續(xù)發(fā)酵。

優(yōu)點(diǎn)：

（1）培養(yǎng)液濃度和代謝產(chǎn)物含量相對(duì)穩(wěn)定，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的和產(chǎn)量的穩(wěn)定；（2）發(fā)酵周期短，設(shè)備利用率和產(chǎn)量較高，節(jié)省人力和物力以及生產(chǎn)管理穩(wěn)定，便于自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。第三節(jié)連續(xù)