第四章 嫌气发酵设备.pptVIP

习 题 新型啤酒发酵设备有哪些类型？从结构角度比较它们的异同点。 啤酒发酵罐的CIP清洗系统由那些操作程序组成？ 特点：微生物在整个发酵过程中始终维持在稳定状态，细胞处于均质状态，可用数学方式和实验公式来表达连续发酵在稳定条件下，微生物生长速度，代谢产物、底物浓度和流加速度之间的关系。借以选定过程控制的参数。 反应时间是连续生产中关键的一个参数之一，它决定了设备的大小、长度、级数。 一、单罐连续发酵的发酵时间 - =μ (a-x) 积分后 得： t= lg S0，S分别表示发酵开始和经发酵时间T后的发酵基质浓度。 μ为比生长速率 d X d t 2.303 μ S0 S 二、理论罐数的确定 一般采用图解法确定连续发酵的理论罐数。与蒸馏塔理论板数的图解法一样。 方法：在间歇发酵中全程测定每一间隔的产物浓度X，得到发酵曲线，从曲线的原点作物料平衡线，斜率为F/V，和曲线交于A点，该点的横坐标X1为第一个罐出口的产物浓度。再从X1出发作同样斜率的直线，与曲线交于B点，该点的横坐标X2为第二个罐出口的产物浓度。依此类推，可求得多罐的理论罐数和出口的产物浓度。 三、连续工艺流程 （一）酒精连续发酵 1、九罐连续糖蜜发酵工艺 酒母和糖蜜同时加入第一个罐，并依次流入各罐，最后从第九个罐流出。在第一个罐中通入空气，并维持第一罐中一定的酵母数。二氧化碳气体由各罐顶部进总汇集管，到综合利用车间。连续发酵周期可达20天，发酵只需32小时，酒精浓度达9-10%。 2、印度Biostil连续发酵工艺 自1989年以来，印度国内有35家酒精厂采用阿法拉伐的Biostil工艺。生产规模在3-18万升/日。 VAM有机化工公司，1994年采用Biostil法建15万升／日，用一个发酵罐，六台酵母离心机，酵母回流发酵罐，但从粗馏塔出来的醪液没有回流发酵罐，而是全部直接排放(废液用来制沼气)，这是与其他采用该工艺的厂不同之处。成熟醪酒分8％、残糖l .5％，每吨标准糖蜜产酒精0.238吨(浓度96％)，Biostil生产线工人25人，比传统法减少16人。 首家采用Biostil工艺的是沙哈德里糖厂，该厂采用一个发酵罐，容积275m3罐。内无机械搅拌，采用罐外冷却方式，即从发酵罐抽出的醇液经板式换热器降温后再回至发酵罐，罐内温度维持在32℃左右。从板式换热器出来的冷却水，经过两座铂流式冷却塔，将冷却水温度降低后，再泵至板式换热器，循环使用。两台酵母离心机(其中一台为备用)，每一台功率为45kw。粗馏塔Φ1.8m，蒸馏塔全部采用铜材质，塔外无保温层。产量为45000升/日。 工艺流程：将酵母菌种投入繁殖罐培养18小时，再经第一、二繁殖罐进一步扩大培养后进入发酵罐，每个榨季只需投一次菌种。糖蜜用回流的废液稀释到40oBX, 送入发酵罐，控制罐内酵母数量约4亿／毫升，温度32℃，进行单罐连续发酵，醪液在罐内停留八小时，含酒分约8％的成熟醪从发酵罐底取出经旋流器除渣，再经酵母分离机将分离出的酵母回流入发酵罐，醪液则通过热交换器预热后去五塔差压蒸馏系统的粗馏塔，蒸馏后的大部分(约60％)废液回流发酵罐，少部分排放。 3、真空连续多级发酵 在多级发酵流程中，设置了多个发酵罐及发酵蒸发器，并公用表面浓缩器、酒精捕集器、真空泵，形成了酒精的多级真空提取。 多级真空发酵设备配置能够提高发酵液的起始浓度达65—73％干物，并得到设计浓度的酒精和成熟的发酵液。因此，这种发酵生产能力与浓度为36—40％一级真空发酵相比增加了30％，同时，酿造用水和能耗都有所降低。 （二）啤酒连续发酵 1、塔式连续发酵 由英国APV公司设计。启动时，加入无菌麦汁及酵母，麦汁在塔内一边上升，一边发酵，直至满塔。经培养达到要求的酵母浓度梯度后，以低速泵入麦汁，一周后全速操作，并经常通入二氧化碳来疏松酵母柱。流出的嫩啤酒经酵母分离器和薄板换热器后送入贮酒罐，充入二氧化碳，贮存4天即可包装。 定期排除部分老酵母，减少酵母自溶。塔体采用三段夹套或盘管冷却，塔顶的圆柱体膨大部分是沉降酵母的离析器装置，减少酵母流失，保持塔内酵母浓度梯度。 塔身H/D=9，离析器H/D=0.5-1。 2、多罐式连续发酵 三罐式连续发酵流程：麦汁通过柱式供氧器，流向两个带有搅拌器发酵罐的第一个，控制三分之二的糖在第一个罐中发酵，温度21℃，再借位差溢流入第二罐。 在第二个罐中发酵温度24℃。再流入第三个酵母分离罐，罐内被冷却到5℃，也可用酵母离心机代替酵母分离罐，成熟啤酒溢流到贮酒罐。 四罐式连续发酵流程：