生物工程设备1.3嫌气发酵设备重点.ppt

2006年，世界的啤酒总生产量为17,014万千升。若把著名的东京巨蛋球场比作啤酒杯，这些啤酒大约可灌137杯 。 我国2010年啤酒产量已达到4483万千升。连续数年居世界第一。 大型锥罐设计中的问题： 压力； 真空； 热交换及发酵液循环。 中国传统白酒发酵 新型啤酒发酵设备 啤酒发酵设备 锥形罐 新型啤酒发酵设备 啤酒发酵设备 联合罐 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。?? 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 啤酒发酵设备 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）污染杂菌 （3）混合均匀度不理想 （4）丝状菌的输送困难 连续发酵 连续发酵时间的确定 单罐间歇发酵 多罐连续发酵 连续发酵 连续发酵理论罐数的确定 物料平衡方程式： 连续发酵 酒精连续发酵流程 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 连续发酵 啤酒连续发酵流程 塔式连续发酵流程 连续发酵 啤酒连续发酵流程 塔式发酵 连续发酵 啤酒连续发酵流程 多罐式连续发酵 * * 嫌气发酵设备 酒精发酵设备 啤酒发酵设备 连续发酵设备 酒精发酵设备 酒精发酵罐 洗涤装置 酒精发酵设备 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: 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： 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小时内进行加料的发酵罐数目； t －一次发酵周期所需时间，h 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 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 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 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＝0.1D h2 h1 H 则 发酵罐表面积(圆柱体表面积A1和罐底、罐顶表面积A2、 A3） 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 ② 冷却水耗量 ③ 对数平均温度差△Tm 酒精发酵设备 ④传热总系数K值 ⑤ 冷却面积 酒精发酵设备 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 啤酒发酵设备 啤酒酿造工艺 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 联合罐、朝日罐 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 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 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 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 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 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