生物工程设备业内参考

1、 生物工程设备 组员组员:续云昊续云昊 罗文俊罗文俊 张红波张红波 吴艳蕾吴艳蕾 刘东江刘东江 程杰程杰1学习浅析酒精发酵罐酒精发酵罐啤酒发酵设备啤酒发酵设备连续发酵连续发酵2学习浅析3学习浅析第一节第一节 酒精发酵设备酒精发酵设备一、酒精发酵罐一、酒精发酵罐 发酵设备是工厂中的主要设备。因微生物主要分嫌气、好气两类，故发酵设备也分此两类。 嫌气发酵产品：酒精、啤酒、丁醇、丙酮； 好气发酵产品：谷氨酸、柠檬酸、酶制剂、抗菌素等。连续发酵：节约设备投资和操作费用；因时间缩短和管理合理化，提高了生产能力。目前，连续发酵在酒精生产的大部分工厂中得到应用，啤酒发酵连续化也相继在工业生产中得到应用。 4

2、学习浅析 酒精发酵罐酒精发酵罐5学习浅析发酵的冷却： 中小型发酵罐：灌顶喷水淋于罐外壁表面 大型发酵罐：罐内冷却蛇管、 罐内蛇管和罐外壁喷洒联合冷却装置 酒精发酵罐的洗涤：水力喷射洗涤系统6学习浅析3、水力洗涤装置、水力洗涤装置7学习浅析二、酒精发酵罐的计算二、酒精发酵罐的计算（一）发酵罐结构尺寸的确定（一）发酵罐结构尺寸的确定8学习浅析9学习浅析二、发酵罐罐数的确定二、发酵罐罐数的确定10学习浅析三、发酵罐冷却面积计算三、发酵罐冷却面积计算11学习浅析（1）、总的发酵热）、总的发酵热q对于确定酒精、啤酒等嫌气发酵的发酵热，一般按发酵最旺盛时的单位时间糖度降低的百分值来计算，通常以消耗1kg麦

3、芽糖发酵放出的热量约为650kj位计算基准。12学习浅析式中 q1小型试验罐的放热量，jh; w冷却水的消耗量，kgh; cp冷却水的平均比热容，j(kgc)； t2冷却水的出口温度，； t1冷却水的进口温度，。13学习浅析由所得q1的热量，在扩大到应运生产罐上，则q1为； q1=(q1v1)v1 （jh) 式中v1 小型试验罐中发酵液的体积，m ； v1 生产罐中发酵液的体积，m 。 14学习浅析15学习浅析(3)传热总系数k值确定16学习浅析17学习浅析18学习浅析19学习浅析 啤酒发酵设备啤酒发酵设备 第二节第二节20学习浅析 啤酒发酵容器的发展啤酒发酵容器的发展 1. 1.发酵容器材料

4、的变化发酵容器材料的变化 2. 2.开放式向密闭式转换开放式向密闭式转换 3. 3.密闭容器的发展密闭容器的发展 大型的啤大型的啤 酒发酵罐：酒发酵罐： 奈坦罐、联合罐、朝日罐奈坦罐、联合罐、朝日罐21学习浅析 一、啤酒前后发酵设备及计算（一）啤酒前发酵设备（一）啤酒前发酵设备22学习浅析 前发酵前发酵主发酵又称“前发酵”，是啤酒发酵的主要过程，在这个过程中，酵母完成了增殖、厌氧发酵及其沉淀回收等，消耗了大部分可发酵性糖和可同化性氮等麦汁成分，排出的发酵代谢产物即啤酒的主要组成。 后发酵后发酵下酒以后，由于嫩啤酒还含有少量的可发酵性糖类，加上酵母的再次悬浮，在贮酒罐内回再次出现一个较为旺盛的发

5、酵过程，这个过程即称为“后发酵”。后发酵是传统发酵方式的一个必然过程，依靠这个后发酵过程，可以完成驱除生酒味、溶解与饱和co2的作用，同时可以形成适量的酯，并有益于酵母、蛋白质凝固物的沉降，达到啤酒成熟的目的。23学习浅析24学习浅析1.发酵槽数目的确定发酵槽数目的确定（二）前发酵槽的计算25学习浅析2.前发酵槽体积的确定前发酵槽体积的确定26学习浅析3.前发酵槽冷却面积计算前发酵槽冷却面积计算27学习浅析（三）后发酵设备（三）后发酵设备28学习浅析关于后发酵设备： 1、后发酵槽又称贮酒罐，该设备主要完成嫩啤酒的继续发酵，并饱合二氧化碳，促进酒的稳定、澄清和成熟。 2、后发酵过程残糖较低，发酵

6、温和，产生发酵热较少，故槽内一般无须再装置冷却蛇管，后发酵的发酵热借室内低温将其带走。 3、室内低温的维持，是借室内冷却排管或通入冷风循环而得。29学习浅析（四）后发酵槽的计算（四）后发酵槽的计算30学习浅析二二 、新型啤酒发酵设备、新型啤酒发酵设备31学习浅析32学习浅析33学习浅析（二）联合罐（二）联合罐34学习浅析35学习浅析 优点优点：可加速啤酒的成熟。发酵时罐的装量达96，提高设备利用率，减少了排除酵母时发酵液的损失。 缺点缺点：动力消耗大。（三）朝日罐（三）朝日罐特点特点：利用离心机回收酵母，利用薄板换热器控制发酵温度，利用循环泵把发酵液抽出又送回去。这三种设备互相组合，解决了前、

7、后发酵温度控制和酵母的控制问题，同时也解决了消除发酵液不成熟的风味，加速了啤酒的成熟。36学习浅析三、三、cipcip清洗系统清洗系统37学习浅析预冲洗预冲洗碱预洗碱预洗中间清洗中间清洗固定喷头喷洗固定喷头喷洗清水冲洗清水冲洗酸冲洗酸冲洗碱喷洗碱喷洗 cip清洗系统 新型啤酒发酵设备38学习浅析39学习浅析啤酒发酵设备40学习浅析第三节第三节 连续发酵连续发酵41学习浅析一、连续发酵时间的确定 连续发酵时间的确定连续发酵时间的确定0ln1tno1v1x1v2x2no2fs1x1fs2x22122111xxxm0ln1t42学习浅析1 1）若发酵产物的形成和微生物的生长是同时进行的，即双）若发酵

8、产物的形成和微生物的生长是同时进行的，即双边发酵，按化学剂量关系，最低要用一个发酵罐边发酵，按化学剂量关系，最低要用一个发酵罐2 2）若代谢产物的形成和微生物的生长明显分为两个阶段，）若代谢产物的形成和微生物的生长明显分为两个阶段，因此时需要两个不同的培养条件，所以至少要两只发酵罐因此时需要两个不同的培养条件，所以至少要两只发酵罐3 3）若菌体生长和代谢产物的形成很难明显区分，且各阶段）若菌体生长和代谢产物的形成很难明显区分，且各阶段的培养条件又各不相同，则需要几个罐串联进行连续发酵的培养条件又各不相同，则需要几个罐串联进行连续发酵图解法：图解法：多罐连续发酵须满足的条件：输出量多罐连续发酵须满足的条件：输出量= =输入量输入量+ +生长量生长量或：或：对上式，斜率对上式，斜率d=q/vd=q/v，截距，截距xn-1xn-1对第一罐，对第一罐，xn=xn-1xn=xn-1第一罐物料平衡过原点。第一罐物料平衡过原点。二、连续发酵罐数的确定二、连续发酵罐数的确定aabcxdx/dtx1x2x3斜率d)(dd1nnnxxdtx43学习浅析三、连续发酵流程44学习浅析（一）酒精连续发酵（一）酒精连续发酵45学习浅析46学习浅析47学习浅析（二）（二） 啤酒连续发酵流程啤酒连续发酵流程48学习浅析1、塔式连续发酵、塔式连续发酵49学习浅析50学习浅析国内使用的塔式发酵罐