厌氧发酵设备概述.ppt

二、联合罐 联合罐，又称通用罐。在发酵生产上的用途与锥形罐相同，既可做发酵罐，又可做储酒罐，也能用于多罐法和一罐法生产。联合罐对缩短生产周期、节省投资和生产费用有显著效果。 联合罐为直立圆柱形罐，顶部封头为椭球形或碟形， 底部封头为锥形或浅锥形，以便回收酵母等沉淀物和排除洗涤水，因其表面积与容量之比较小，罐的造价较低。 罐的中上部设有一段双层冷却板，采用乙二醇溶液或液氨冷却。由于冷却夹套在中上部，上部酒液冷却后，密度增加，沿罐壁下降，底部酒液从罐中心上升，形成对流，使罐内温度均匀。 为了加强酒液冷却时的自然对流，在罐的底部酵母层的上方设置一个二氧化碳喷射环，当二氧化碳在罐中心向上鼓泡时，酒液运动使底部出口处的酵母浓度增加，便于回收。 三、朝日罐 朝日罐又称朝日单一酿槽，它是1972年日本朝日啤酒公司试制成功的前发酵和后发酵合一的室外大型发酵罐，解决了沉淀困难，缩短了储藏啤酒的成熟期。 （1）优点 ①利用薄板热交换器顺利地解决了从主发酵到后发酵啤酒温度的控制问题。 ② 利用酵母离心机分离酵母，可以解决酵母沉淀慢的缺点。 ③利用间歇的循环泵把罐内的发酵液抽出来再送回去，使发酵液中更多的二氧化碳释放出来，排除啤酒中的生味物质，加速啤酒的后熟。 （2）缺点：动力消耗大，冷耗稍多。 四、啤酒连续发酵设备 啤酒的连续发酵是20世纪初开始研究，20世纪50年代逐渐发展成工业化的一种快速发酵方法。特点是采用较高的温度，保持旺盛的酵母层，麦汁发酵周期短。 已投入生产使用的连续发酵方法有塔式连续发酵和多罐式连续发酵。 啤酒酵母的絮凝性能及沉淀能力是影响发酵的两个重要因素，进行塔式连续发酵需要采用高絮凝性的酵母，使用固定化啤酒酵母进行连续发酵的研究效果较好，前景乐观。 1. 多罐式啤酒连续发酵 多罐式啤酒连续发酵有三罐式、四罐式连续发酵流程。三罐式流程是将经过杀菌、冷却的麦芽汁，通过柱式供氧器充氧，流向两个带有搅拌器发酵罐5中!加入酵母，搅拌均匀，保持21°发酵10~13h，当麦芽糖消耗2/3时，经发酵罐5发酵的啤酒和酵母混合液，借液位差溢流入发酵罐6中，24 °保温发酵，最后流入酵母分离罐7，在罐内被冷却到5°，自然沉降的酵母从罐底部排出，二氧化碳从罐上部排出，成熟啤酒从侧管溢流到储酒罐中储存，成熟后过滤灌装。 这种连续发酵流程规模已扩大到每天生产啤酒能力为25~85t，在产品质量上、理化指标和传统发酵啤酒没有明显区别，但动力消耗较大。 2. 塔式啤酒连续发酵 塔式连续发酵罐是英国APV公司20世纪60 年代设计 的，又称APV塔式连续发酵罐。 塔式连续发酵开始时，先分批加入经处理的无菌麦芽汁，无菌麦芽汁从塔底进入，经塔内多孔板折流，使麦芽汁均匀地分布到塔内各截面。麦芽汁在塔内一边上升，一边发酵，直至满塔为止。培养并使其达到要求的酵母浓度梯度后，用泵连续泵入麦芽汁。必须控制好麦芽汁在塔内的流速，流速低，发酵度高，但产量少。流速过高，溢流的啤酒发酵度不足，并会将酵母带出，使发酵过程受阻。 麦芽汁开始流速较慢，1周后，可达全速操作。连续发酵过程中，须经常从塔底通入二氧化碳，以保持酵母柱的疏松度。流出的嫩啤酒，经过酵母分离器后，再经薄板换热器冷却至-1°，然后送入储酒罐内，经过充二氧化碳后，储存4d，即可过滤包装出厂。 第五章 厌氧发酵设备 发酵设备是生物工厂中最主要的设备，发酵设备必须具有适宜微生物生长和形成产物的各种条件，促进微生物的新陈代谢，使之能在低消耗下获得较高产量。因此发酵设备必须具备微生物生长的基本条件。例如：需要维持合适的培养温度，要求有不同程度的无菌度，结构应尽可能简单，便于灭菌和清洗。 由于微生物主要分嫌气和好气两大类，故发酵设备也分为两大类：嫌气发酵设备和通风发酵设备。 嫌气发酵设备常用于酒精、啤酒、丙酮、丁醇等嫌气发酵产品的生产。其特点是在发酵过程中不需通入氧气或空气，有时需通入二氧化碳或氮气等惰性气体以保持罐内正压，防止染菌。 酒精发酵罐和啤酒发酵罐是最常见的嫌气发酵设备，本章以其为例重点介绍。 第一节 酒精发酵罐 一、酒精发酵罐的结构及操作 1、酒精发酵罐的结构 酒精发酵罐通常可分为密闭式和开放式两种，目前大多数工厂都采用密闭式发酵罐。 密闭式酒精发酵罐的优点是：可以防止杂 菌感染、便于保温冷却及控制发酵温度、酒精产量多、损失少、可回收、发酵率高。 密闭式酒精发酵罐的缺点是结构较复杂、造价较贵。 酒精发酵罐罐身为圆柱形，罐顶和罐底均为 锥形或碟形。罐顶装有人孔、视镜、排料管、接种管、二氧化碳回收管、压力表和各种测量仪表接口管等。罐底装有排料管、排污管。罐身上下部装有温度计和取样器。罐内常装有供加热杀菌用的直接蒸汽管。 为了便于维修和清洗，对于大型酒精发酵罐。往往在近罐底也设有人孔。