第五章发酵设备4.ppt

第五章 发酵设备 第一节反应器的分类及设计要求 一、反应器的分类 1、根据生物催化剂的不同分为：细胞反应器、酶催化反应器。 2、根据细胞或组织的代谢要求分为：厌氧生物反应器、好氧生物反应器、照光生物反应器、膜生物反应器。 3、根据反应器的结构特征分为：罐式、管式、塔式、膜式等。 二、反应器设计的目标 反应器设计的目标：适合工艺要求，获得最大的生产效率，获取高质量、低成本的产品。 三、反应器设计要求： 1、严密的结构 2、良好的液体混合性能 3、较高的传质、传热性能 4、结构简单、能耗低 5、配套和可靠的检测和控制仪表 第二节嫌气发酵设备　 酒精发酵设备 一、酒精发酵设备的基本要求 满足酒精酵母生长和代谢的必要工艺条件。 （1）将发酵产生的热量及时移走； （2）有利于发酵液的排出，设备的清洗、维修以及设备制造安装方便等问题。 二、酒精发酵罐的结构 1、基本结构 酒精发酵罐筒体为圆柱形。底盖和顶盖均为碟形或锥形的立式金属容器。罐顶装有废汽回收管，进料管，按种管，压力表、各种测量仪表接口管及供观察清洗和检修罐体内部的人孔等。罐底装有排料口和排污口对于大型发酵罐，为了便于维修和清洗，往往在近罐底也装有人孔。罐身上下部装有取样口和温度计接口。 1、罐型 酒精发酵罐筒体为圆柱形，低盖和顶盖均为碟形或锥形。 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，发酵罐采用密闭式顶有人孔，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装有取样口和温度计接中口对于型发酵罐。 为了便于维修和清洗，在近罐底装有人孔。 2. 发酵的冷却装置 根据发酵的大小不同，酒精发酵罐通常采用以下冷却装置：（1）中小型发酵罐：多采用罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却；（2）大型发酵罐：由于罐外壁冷却面积不能满足冷却要求，所以，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。（3）也有采用罐外列管式喷琳冷却的方法，此法具有冷却发酵液均匀、冷却效率高等优点。 3. 洗涤装置 ：水力喷射洗涤装置。  二.酒精发酵罐的计算（一）发酵罐结构尺寸 发酵罐全体积： 式中V—发酵罐的代表容积?????? V0—进入发酵罐的发酵液量??????? —装液系数，一般取=0.85~0.90 带有锥形底、盖的圆柱形 发酵罐全容积为： (二）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： N—发酵罐个数（其中一个作备用）（个） n—每24小时内进行加料的发酵罐数目（个） t—一次发酵罐周期所需要时间（小时)  （三）发酵罐冷却面积计算  第三节???嫌气发酵设备?啤酒发酵设备 一、啤酒发酵设备的发展：1.木材→水泥→金属 2.开放式→向密闭式3.方形→圆形卧式→立式圆筒锥底罐4.人工洗涤→CIP自动清洗系统  二、啤酒发酵形式 上面发酵:发酵时酵母上浮,发酵终结很久才部分下沉. 下面发酵:发酵时酵母浮游于发酵液中,发酵完后酵母即下沉,酵母可重复使用5-7次. 上下面发酵工艺区别主要是发酵温度的差异: 啤酒种类 起始温度 最高温度 最终温度 上面啤酒 10-15 15-25 5-7 下面啤酒 6-8 8-12 3.5-5 三、啤酒前发酵设备 1、啤酒前发酵 设备 长、正方形， 开口， 30m3/个， H小于2m  2、前发酵槽的计算 （1）发酵槽数的确定 容纳一次糖化的麦芽汁时： N = nt n—每日糖化次数 t—前发酵所需时间 可容纳几次糖化的麦芽汁时 N = nt/Z n—每日糖化次数 t—前发酵所需时间 Z—在一个发酵槽内可容纳糖化麦芽汁的次数 （2）前发酵槽体积的计算 发酵槽体积 容纳一次糖化的麦芽汁时 V = ZV0/φ V—前发酵槽的全体积 Z—在一个发酵槽内可容纳糖化麦芽汁的次数 V0——糖化一次麦汁量 Φ—装液系数0.8-0.85 （3）前发酵槽冷却面积的计算 (1)计算主发酵期每小时的放热量Q (2)计算传热系数K (3)传热面积 四、后发酵罐 卧式、立式 后发酵阶段 残糖继续发酵， 饱和二氧化碳， 澄清、成熟 后发酵槽的计算 后酵