生物工程设备嫌气发酵设备

生物工程设备嫌气发酵设备第一页，共四十六页，2022年，8月28日第一节酒精发酵设备一。酒精发酵罐二。酒精发酵罐设计第二节啤酒发酵设备一。啤酒前后发酵设备及其计算二。新型啤酒发酵设备三。CIP清洗系统第三节连续发酵一。连续发酵时间的确定二。连续发酵理论罐数的确定三。连续发酵流程第二页，共四十六页，2022年，8月28日酒精发酵罐：筒体：圆柱形，底盖顶盖：碟形，锥形组成：人孔视镜二氧化碳回收管罐顶：进料管接种管测量仪器接口管，压力表罐身：取样口温度计接口罐底：排料口排污口第三页，共四十六页，2022年，8月28日酒精发酵设备酒精发酵罐动画演示第四页，共四十六页，2022年，8月28日发酵的冷却：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：水力喷射洗涤系统第五页，共四十六页，2022年，8月28日洗涤装置酒精发酵设备第六页，共四十六页，2022年，8月28日酒精发酵设备酒精发酵罐的计算发酵罐结构尺寸的确定

带有锥形底、盖的圆柱形发酵罐全容积为:式中V—发酵罐的代表容积（m3）；V0—进入发酵罐的发酵液量（m3）—装液系数，一般取=0.85~0.90发酵罐全容积按下列计算:式中：D---罐的直径，mH----罐的圆柱部分高度，mh1----罐底高度，mh2-----罐盖高度，m第七页，共四十六页，2022年，8月28日酒精发酵设备酒精发酵罐的计算罐体高度、底、盖高度和罐径的尺寸关系：第八页，共四十六页，2022年，8月28日酒精发酵设备酒精发酵罐的计算发酵罐罐数的确定

对于间歇发酵，发酵罐罐数可按下式计算：式中N－发酵罐个数；n－每24小时内进行加料单发酵罐数目；t－一次发酵周期所需时间，h第九页，共四十六页，2022年，8月28日发酵罐冷却面积的计算可按传热基本方程式来确定，即：酒精发酵设备酒精发酵罐的计算发酵罐冷却面积计算式中A—冷却面积（m2）;Q—总的发酵热（J/h）；K—传热总系数（J/m2

.h)；△Tm—对数平均温度差微生物嫌气发酵时发酵热由：生物合成热Q1,蒸发损失热Q2，罐壁向周围散失的热损失Q3第十页，共四十六页，2022年，8月28日酒精发酵设备总的发酵热Q对数平均温度差△Tm传热总系数K冷却水耗量的计算第十一页，共四十六页，2022年，8月28日酒精发酵设备例题某酒精工厂，每发酵罐的进料量为24t/h，每4h装满一罐，发酵周期为72h，冷却水的初、终温分别为20℃和25℃，若罐内采用蛇管冷却，试确定发酵罐的罐数、结构尺寸、冷却水耗量、冷却面积和冷却装置的主要结构尺寸。（糖化醪密度为1076kg/m3)解：(1)确定发酵罐个数第十二页，共四十六页，2022年，8月28日酒精发酵设备(2)确定发酵罐体积及结构尺寸发酵罐体积发酵罐几何尺寸选取结构尺寸比例：H=1.2D，h1＝h2＝0.1Dh2h1H则发酵罐表面积(圆柱体表面积A1和罐底、罐顶表面积A2、A3）第十三页，共四十六页，2022年，8月28日酒精发酵设备(3)冷却面积和冷却装置主要结构尺寸①总的发酵热Q第十四页，共四十六页，2022年，8月28日②冷却水耗量③对数平均温度差△Tm酒精发酵设备第十五页，共四十六页，2022年，8月28日④传热总系数K值⑤冷却面积酒精发酵设备第十六页，共四十六页，2022年，8月28日⑥冷却装置主要结构尺寸列管总长度L每圈蛇管长度l蛇管总圈数蛇管总高度酒精发酵设备第十七页，共四十六页，2022年，8月28日啤酒发酵设备啤酒酿造工艺第十八页，共四十六页，2022年，8月28日啤酒发酵设备啤酒发酵容器的发展1.发酵容器材料的变化2.开放式向密闭式转换3.密闭容器的发展大型的啤酒发酵罐奈坦罐、联合罐、朝日罐第十九页，共四十六页，2022年，8月28日前发酵设备啤酒发酵设备前发酵槽

啤酒前、后发酵设备及计算第二十页，共四十六页，2022年，8月28日啤酒发酵设备前发酵设备前发酵室

啤酒前、后发酵设备及计算第二十一页，共四十六页，2022年，8月28日啤酒发酵设备前发酵槽的计算啤酒前、后发酵设备及计算(1)发酵槽数目的确定(2)前发酵槽体积的确定(3)前发酵槽冷却面积计算第二十二页，共四十六页，2022年，8月28日啤酒发酵设备卧式后发酵槽立式后发酵槽后发酵设备啤酒前、后发酵设备及计算第二十三页，共四十六页，2022年，8月28日啤酒发酵设备后发酵槽的计算啤酒前、后发酵设备及计算(1)后发酵槽数目的确定(2)后发酵槽全体积的确定第二十四页，共四十六页，2022年，8月28日啤酒发酵设备新型啤酒发酵设备圆筒体锥底发酵槽

圆筒体锥底立式发酵罐（简称锥形罐）。这种设备的优点在于能缩短发酵时间,而且具有生产上的灵活性，适合于生产各种类型啤酒的要求。目前，锥形发酵罐成为国内外啤酒工厂使用较多的设备。第二十五页，共四十六页，2022年，8月28日啤酒发酵设备HH0D60°H/D=1.5～6:1锥形罐的几何尺寸H0/D=0.866新型啤酒发酵设备第二十六页，共四十六页，2022年，8月28日啤酒发酵设备新型啤酒发酵设备

锥形罐的冷却装置第二十七页，共四十六页，2022年，8月28日新型啤酒发酵设备啤酒发酵设备

锥形罐第二十八页，共四十六页，2022年，8月28日新型啤酒发酵设备啤酒发酵设备

联合罐第二十九页，共四十六页，2022年，8月28日新型啤酒发酵设备啤酒发酵设备

朝日罐优点：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：动力消耗大。

第三十页，共四十六页，2022年，8月28日新型啤酒发酵设备啤酒发酵设备CIP清洗系统预冲洗碱预洗中间清洗固定喷头喷洗清水冲洗酸冲洗碱喷洗第三十一页，共四十六页，2022年，8月28日第三十二页，共四十六页，2022年，8月28日啤酒发酵设备第三十三页，共四十六页，2022年，8月28日啤酒工厂典型设备实习基地（澜沧江啤酒厂和KK啤酒厂）典型设备第三十四页，共四十六页，2022年，8月28日连续发酵间歇发酵：操作简单，发酵周期长，发酵罐数多，设备利用率低。连续发酵：培养液浓度和代谢产物含量相对稳定，发酵周期短，设备利用率和生产效率高，易于自动化生产。连续发酵存在的问题：（1）微生物的突变（2）污菌（3）混合均匀度（4）丝状菌的输送第三十五页，共四十六页，2022年，8月28日发酵罐数确定的理论依据：1）若发酵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2）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3）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图解法：多罐连续发酵须满足的条件：

输出量=输入量+生长量即：或对上式，斜率D=q/V，截距Xn-1对第一罐，Xn=Xn-1第一罐物料平衡过原点第三十六页，共四十六页，2022年，8月28日连续发酵连续发酵时间的确定第三十七页，共四十六页，2022年，8月28日连续发酵连续发酵理论罐数的确定物料平衡方程式：第三十八页，共四十六页，2022年，8月28日连续发酵酒精连续发酵流程第三十九页，共四十六页，2022年，8月28日淀粉质原料制酒精连续发酵流程连续发酵酒精连续发酵流程第四十页，共四十六页，2022年，8月28日连续发酵啤酒连续发酵流程塔式连续发酵流程第四十一页，共四十六页，2022年，8月28日1：原料贮仓2：麦芽筛选机3：提升机4：麦芽粉碎机5：糖化锅6：大米筛选机7：大米粉碎机8：糊化锅9：过滤槽10：麦糟输送11：麦糟贮罐12：煮沸/回旋槽13：外加热器14：酒花添加罐15：麦汁冷却器16：空气过滤器17：酵母培养及添加罐18：发酵罐19：啤酒稳定剂添加罐20：缓冲罐21：硅藻土添加罐22：硅藻土过滤机23：啤酒清滤机24：清酒罐25：洗瓶机26：罐装机27：啤酒杀菌机28：贴标机29：装箱机

啤酒的酿造过程第四十二页，共四十六页，2022年，8月28日连续发酵啤酒连续发酵流程塔式发酵第四十三页，共四十六页，2022年，8月28日连续发酵啤酒连续发酵流程多罐式连续发酵