生物工程設(shè)備嫌氣發(fā)酵設(shè)備

生物工程設(shè)備嫌氣發(fā)酵設(shè)備第一頁，共四十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)酒精發(fā)酵設(shè)備一。酒精發(fā)酵罐二。酒精發(fā)酵罐設(shè)計(jì)第二節(jié)啤酒發(fā)酵設(shè)備一。啤酒前后發(fā)酵設(shè)備及其計(jì)算二。新型啤酒發(fā)酵設(shè)備三。CIP清洗系統(tǒng)第三節(jié)連續(xù)發(fā)酵一。連續(xù)發(fā)酵時(shí)間的確定二。連續(xù)發(fā)酵理論罐數(shù)的確定三。連續(xù)發(fā)酵流程第二頁，共四十六頁，2022年，8月28日酒精發(fā)酵罐：筒體：圓柱形，底蓋頂蓋：碟形，錐形組成：人孔視鏡二氧化碳回收管罐頂：進(jìn)料管接種管測量儀器接口管，壓力表罐身：取樣口溫度計(jì)接口罐底：排料口排污口第三頁，共四十六頁，2022年，8月28日酒精發(fā)酵設(shè)備酒精發(fā)酵罐動(dòng)畫演示第四頁，共四十六頁，2022年，8月28日發(fā)酵的冷卻：中小型發(fā)酵罐：灌頂噴水淋于罐外壁表面大型發(fā)酵罐：罐內(nèi)冷卻蛇管

罐內(nèi)蛇管和罐外壁噴灑聯(lián)合冷卻裝置酒精發(fā)酵罐的洗滌：水力噴射洗滌系統(tǒng)第五頁，共四十六頁，2022年，8月28日洗滌裝置酒精發(fā)酵設(shè)備第六頁，共四十六頁，2022年，8月28日酒精發(fā)酵設(shè)備酒精發(fā)酵罐的計(jì)算發(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:式中V—發(fā)酵罐的代表容積（m3）；V0—進(jìn)入發(fā)酵罐的發(fā)酵液量（m3）—裝液系數(shù)，一般取=0.85~0.90發(fā)酵罐全容積按下列計(jì)算:式中：D---罐的直徑，mH----罐的圓柱部分高度，mh1----罐底高度，mh2-----罐蓋高度，m第七頁，共四十六頁，2022年，8月28日酒精發(fā)酵設(shè)備酒精發(fā)酵罐的計(jì)算罐體高度、底、蓋高度和罐徑的尺寸關(guān)系：第八頁，共四十六頁，2022年，8月28日酒精發(fā)酵設(shè)備酒精發(fā)酵罐的計(jì)算發(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：式中N－發(fā)酵罐個(gè)數(shù)；n－每24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行加料單發(fā)酵罐數(shù)目；t－一次發(fā)酵周期所需時(shí)間，h第九頁，共四十六頁，2022年，8月28日發(fā)酵罐冷卻面積的計(jì)算可按傳熱基本方程式來確定，即：酒精發(fā)酵設(shè)備酒精發(fā)酵罐的計(jì)算發(fā)酵罐冷卻面積計(jì)算式中A—冷卻面積（m2）;Q—總的發(fā)酵熱（J/h）；K—傳熱總系數(shù)（J/m2

.h)；△Tm—對(duì)數(shù)平均溫度差微生物嫌氣發(fā)酵時(shí)發(fā)酵熱由：生物合成熱Q1,蒸發(fā)損失熱Q2，罐壁向周圍散失的熱損失Q3第十頁，共四十六頁，2022年，8月28日酒精發(fā)酵設(shè)備總的發(fā)酵熱Q對(duì)數(shù)平均溫度差△Tm傳熱總系數(shù)K冷卻水耗量的計(jì)算第十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日酒精發(fā)酵設(shè)備例題某酒精工廠，每發(fā)酵罐的進(jìn)料量為24t/h，每4h裝滿一罐，發(fā)酵周期為72h，冷卻水的初、終溫分別為20℃和25℃，若罐內(nèi)采用蛇管冷卻，試確定發(fā)酵罐的罐數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸、冷卻水耗量、冷卻面積和冷卻裝置的主要結(jié)構(gòu)尺寸。（糖化醪密度為1076kg/m3)解：(1)確定發(fā)酵罐個(gè)數(shù)第十二頁，共四十六頁，2022年，8月28日酒精發(fā)酵設(shè)備(2)確定發(fā)酵罐體積及結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)酵罐體積發(fā)酵罐幾何尺寸選取結(jié)構(gòu)尺寸比例：H=1.2D，h1＝h2＝0.1Dh2h1H則發(fā)酵罐表面積(圓柱體表面積A1和罐底、罐頂表面積A2、A3）第十三頁，共四十六頁，2022年，8月28日酒精發(fā)酵設(shè)備(3)冷卻面積和冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸①總的發(fā)酵熱Q第十四頁，共四十六頁，2022年，8月28日②冷卻水耗量③對(duì)數(shù)平均溫度差△Tm酒精發(fā)酵設(shè)備第十五頁，共四十六頁，2022年，8月28日④傳熱總系數(shù)K值⑤冷卻面積酒精發(fā)酵設(shè)備第十六頁，共四十六頁，2022年，8月28日⑥冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸列管總長度L每圈蛇管長度l蛇管總?cè)?shù)蛇管總高度酒精發(fā)酵設(shè)備第十七頁，共四十六頁，2022年，8月28日啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒釀造工藝第十八頁，共四十六頁，2022年，8月28日啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵容器的發(fā)展1.發(fā)酵容器材料的變化2.開放式向密閉式轉(zhuǎn)換3.密閉容器的發(fā)展大型的啤酒發(fā)酵罐奈坦罐、聯(lián)合罐、朝日罐第十九頁，共四十六頁，2022年，8月28日前發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備前發(fā)酵槽

啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計(jì)算第二十頁，共四十六頁，2022年，8月28日啤酒發(fā)酵設(shè)備前發(fā)酵設(shè)備前發(fā)酵室

啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計(jì)算第二十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日啤酒發(fā)酵設(shè)備前發(fā)酵槽的計(jì)算啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計(jì)算(1)發(fā)酵槽數(shù)目的確定(2)前發(fā)酵槽體積的確定(3)前發(fā)酵槽冷卻面積計(jì)算第二十二頁，共四十六頁，2022年，8月28日啤酒發(fā)酵設(shè)備臥式后發(fā)酵槽立式后發(fā)酵槽后發(fā)酵設(shè)備啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計(jì)算第二十三頁，共四十六頁，2022年，8月28日啤酒發(fā)酵設(shè)備后發(fā)酵槽的計(jì)算啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計(jì)算(1)后發(fā)酵槽數(shù)目的確定(2)后發(fā)酵槽全體積的確定第二十四頁，共四十六頁，2022年，8月28日啤酒發(fā)酵設(shè)備新型啤酒發(fā)酵設(shè)備圓筒體錐底發(fā)酵槽

圓筒體錐底立式發(fā)酵罐（簡稱錐形罐）。這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于能縮短發(fā)酵時(shí)間,而且具有生產(chǎn)上的靈活性，適合于生產(chǎn)各種類型啤酒的要求。目前，錐形發(fā)酵罐成為國內(nèi)外啤酒工廠使用較多的設(shè)備。第二十五頁，共四十六頁，2022年，8月28日啤酒發(fā)酵設(shè)備HH0D60°H/D=1.5～6:1錐形罐的幾何尺寸H0/D=0.866新型啤酒發(fā)酵設(shè)備第二十六頁，共四十六頁，2022年，8月28日啤酒發(fā)酵設(shè)備新型啤酒發(fā)酵設(shè)備

錐形罐的冷卻裝置第二十七頁，共四十六頁，2022年，8月28日新型啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備

錐形罐第二十八頁，共四十六頁，2022年，8月28日新型啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備

聯(lián)合罐第二十九頁，共四十六頁，2022年，8月28日新型啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備

朝日罐優(yōu)點(diǎn)：可加速啤酒的成熟。發(fā)酵時(shí)罐的裝量達(dá)96％，提高設(shè)備利用率，減少了排除酵母時(shí)發(fā)酵液的損失。缺點(diǎn)：動(dòng)力消耗大。

第三十頁，共四十六頁，2022年，8月28日新型啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備CIP清洗系統(tǒng)預(yù)沖洗堿預(yù)洗中間清洗固定噴頭噴洗清水沖洗酸沖洗堿噴洗第三十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日第三十二頁，共四十六頁，2022年，8月28日啤酒發(fā)酵設(shè)備第三十三頁，共四十六頁，2022年，8月28日啤酒工廠典型設(shè)備實(shí)習(xí)基地（瀾滄江啤酒廠和KK啤酒廠）典型設(shè)備第三十四頁，共四十六頁，2022年，8月28日連續(xù)發(fā)酵間歇發(fā)酵：操作簡單，發(fā)酵周期長，發(fā)酵罐數(shù)多，設(shè)備利用率低。連續(xù)發(fā)酵：培養(yǎng)液濃度和代謝產(chǎn)物含量相對(duì)穩(wěn)定，發(fā)酵周期短，設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率高，易于自動(dòng)化生產(chǎn)。連續(xù)發(fā)酵存在的問題：（1）微生物的突變（2）污菌（3）混合均勻度（4）絲狀菌的輸送第三十五頁，共四十六頁，2022年，8月28日發(fā)酵罐數(shù)確定的理論依據(jù)：1）若發(fā)酵產(chǎn)物的形成和微生物的生長是同時(shí)進(jìn)行的，即雙邊發(fā)酵，按化學(xué)劑量關(guān)系，最低要用一個(gè)發(fā)酵罐2）若代謝產(chǎn)物的形成和微生物的生長明顯分為兩個(gè)階段，因此時(shí)需要兩個(gè)不同的培養(yǎng)條件，所以至少要兩只發(fā)酵罐3）若菌體生長和代謝產(chǎn)物的形成很難明顯區(qū)分，且各階段的培養(yǎng)條件又各不相同，則需要幾個(gè)罐串聯(lián)進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵圖解法：多罐連續(xù)發(fā)酵須滿足的條件：

輸出量=輸入量+生長量即：或?qū)ι鲜?，斜率D=q/V，截距Xn-1對(duì)第一罐，Xn=Xn-1第一罐物料平衡過原點(diǎn)第三十六頁，共四十六頁，2022年，8月28日連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵時(shí)間的確定第三十七頁，共四十六頁，2022年，8月28日連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵理論罐數(shù)的確定物料平衡方程式：第三十八頁，共四十六頁，2022年，8月28日連續(xù)發(fā)酵酒精連續(xù)發(fā)酵流程第三十九頁，共四十六頁，2022年，8月28日淀粉質(zhì)原料制酒精連續(xù)發(fā)酵流程連續(xù)發(fā)酵酒精連續(xù)發(fā)酵流程第四十頁，共四十六頁，2022年，8月28日連續(xù)發(fā)酵啤酒連續(xù)發(fā)酵流程塔式連續(xù)發(fā)酵流程第四十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日1：原料貯倉2：麥芽篩選機(jī)3：提升機(jī)4：麥芽粉碎機(jī)5：糖化鍋6：大米篩選機(jī)7：大米粉碎機(jī)8：糊化鍋9：過濾槽10：麥糟輸送11：麥糟貯罐12：煮沸/回旋槽13：外加熱器14：酒花添加罐15：麥汁冷卻器16：空氣過濾器17：酵母培養(yǎng)及添加罐18：發(fā)酵罐19：啤酒穩(wěn)定劑添加罐20：緩沖罐21：硅藻土添加罐22：硅藻土過濾機(jī)23：啤酒清濾機(jī)24：清酒罐25：洗瓶機(jī)26：罐裝機(jī)27：啤酒殺菌機(jī)28：貼標(biāo)機(jī)29：裝箱機(jī)

啤酒的釀造過程第四十二頁，共四十六頁，2022年，8月28日連續(xù)發(fā)酵啤酒連續(xù)發(fā)酵流程塔式發(fā)酵第四十三頁，共四十六頁，2022年，8月28日連續(xù)發(fā)酵啤酒連續(xù)發(fā)酵流程多罐式連續(xù)發(fā)酵