生化工程设备-第一篇-第三章-嫌弃发酵设备-第一节,第二节重点.pptx

第三章  嫌气发酵设备;第三章嫌气发酵设备; 由于微生物主要分嫌气和好气两大类，故发酵设备也分两大类:酒精、啤酒和丙阁丁醇等属嫌气发酵产品;谷氨胶、拧棱酸、酶制剂和抗菌素等属好气发酵产品，在发酵过程中需不断通人无菌空气。 近年来，国内外发酵设备已日趋大容量发展。大型发酵罐具有简化管理，节约投资， 降低成本以及利于自控等优点，并已在大型发酵罐中实现了自动清洗。;;第一节酒精发酵设备; 酒精发酵罐简体为圆柱体，底盖和顶盖均为碟形或锥形，如图1-3-1所示。 在酒精发酵过程中，为了回收二氧化碳气体及其所带出的部分酒精，发酵罐宜采用密闭式，罐顶装有人孔，视镜及二氧化碳回收管，进料管，接种管，压力表和测量仪表接口管等。罐底装有排料口和排污口，罐身上下部有取样口和温度汁接口，对于大型发酵罐， 为了便于维修和清洗，往往在近罐底也装有人孔。; 发酵的冷却装置，对于中小理发酵罐，多采用罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却;对于大型发酵罐，罐内装有冷却蛇管或罐内蛇管和罐外壁喷洒联合冷却装置，为避免发酵车间的潮湿和积水，要求在罐体底部沿罐体四周装有集水槽。采用罐外列管式喷淋冷却的方法，具有岭却发酵液均匀，冷却效率高等优点。; 酒精发酵罐的洗涤，过去均由人士操作，不仅劳动强度大.而且二氧化碳气体一旦未彻底排除，人工人罐清洗会发生中毒事故。近年来，酒精发酵健已逐步采用水力暗射游涤装骨.从 而改善了人士的劳动强度和提高了效率。大型发酵罐采用这种水力洗涤装置尤为重要。 水力洗涤装置如图1-3-2所示。; 它是由一根两头装有喷嘴的洒水管组成，两头喷水管弯有一定的弧度，喷水管上均匀地钻有一定数量的外孔，喷水管安装时呈水平.喷水管借活接头和固定供水管相连接，它是借喷水管两头喷嘴以一定喷出速度而形成的反作用力，使喷水管自动旋转，在旋转过程中，喷水管内的洗涤水由喷水孔均匀喷洒在罐壁、罐顶和罐底上，从而达到水力洗涤的目的。对于120 的酒精发酵罐，采用36mmX 3mm的喷水管，管上开有f f4mmX 30个小孔，两头喷嘴口径为9mm，;; 它是一根直立的喷水管，沿轴向安装于罐的中央，在垂直喷水管上按一定的问距均匀地钻有~6mm的小孔，孔与水平呈 角，水平喷水管接活络接头，上端和供水总管， 下端和垂直分配管相连接，洗涤水压为0. 6~0. 8MPa，水流在较高压力下，由水平喷水管出口处喷出，使其以48~56r/min自动旋转，并以极大的速度喷射到罐撞各处。而垂豆 的喷水管也以同样的水流速度喷射到罐体四壁和罐底，因此，约5min时间就可完成洗涤作业。洗涤水若用废热水，还可提高洗涤效果。; 二、酒精发酵罐的计算;发酵罐全体积可按下式计算：; （二）发酵罐罐数的确定; (三)发酵罐冷却面积计算; 1 、总的发酵热Q;;此外，对于小型试验罐，也可在发酵最旺盛时，测定其冷却水的进出口温度和单位时 间内的耗水量，从而得出小罐的放热量Q1。;2.对数平均温度差ΔTm;3.传热总系数K值的确定;第二节 啤酒发酵设备;; 啤酒发酵容器的变迁过程，大概可分为以下三个方面：一是发酵容器材料的变化。容 器的材料由陶器向木材→水泥→金属材料演变，现在的啤酒生产，后两种材料都在使用。 我国新建的啤酒厂发酵罐一般使用不锈钢。二是开放式发酵容器向密闭式转换。小规模生 产时，糖化投料量较少，啤酒发酵容器放在室内，一般用开放式，上面没有盖子。对发酵的管理，泡沫形态的观察和醪液浓度的测定等比较方便。随着啤酒生产规模的扩大，投料 量越来越大，发酵容器已开始大型化，并为密闭式。从开放式转向密闭发酵的最大问题是发酵时被气泡带到表面的泡盖(Scum)的处理。开放发酵便于撇取，密闭容器人孔较小，难以撇取。可用吸取法分离泡盖。; 三是密闭容器的演变。原来是在开放式长方形容器上面加穹形盖子的密闭发酵罐槽，随着技术革新过渡到用钢板、不锈钢或铝制的卧式圆筒形发酵罐。后来出现的是立式圆简体锥底发酵罐，这种罐是20世纪初期瑞士的奈坦(Nathan) 发明的，所以又称奈坦式发酵罐。 目前使用的大型发酵罐主要是立式罐，如奈坦罐、联合罐、朝日罐等。由于发酵罐容量的增大，要求清洗设备也有很大的改进，大都采用CIP自动清洗系统。; 一、传统啤酒发酵设备及计算;（一）主发酵设备;开放式主发酵池如图1-3-4所示。; 为了维持发酵池内酵液的低温，在槽中装有冷却蛇管或排管。主发酵池的冷却面积，根据经验，对下面啤酒发酵取每立方米发酵液约为0.2m2冷却面积，蛇管内通入0-2℃的冷水。 密闭式发酵池具有回收二氧化碳，减少前发酵室内通风换气的耗冷量以及减少杂菌污染机会等优点。因此，这种密闭式发酵罐已日益被新建啤酒厂采用。; 除了在池内装置冷却蛇管，维持一定的发酵温度外，也须在发酵室内配置冷却排管。 维