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发酵设备培训讲义;第一节发酵设备概述;一、发酵罐;发酵罐系统;发酵罐发展历史;第四阶段：1960-1979年，机械搅拌通风发酵罐的容积增大到80-150m3。由于大规模生产单细胞蛋白的需要，又出现了压力循环和压力喷射型的发酵罐，它可以克服—些气体交换和热交换问题。计算机开始在发酵工业上得到广泛应用。

第五阶段：1979年至今。生物工程和技术的迅猛发展，给发酵工业提出了新的课题。于是，大规模细胞培养发酵罐应运而生，胰岛素，干扰素等基因工程的产品走上商品化。

;发酵罐的特点;发酵罐的种类;典型发酵设备;发酵罐工艺操作条件;发酵罐的类型;2.按照发酵罐设备特点分类：

机械搅拌通风发酵罐：包括循环式，如伍式发酵罐，文氏管发酵罐，以及非循环式的通风式发酵罐和自吸式发酵罐等。

非机械搅拌通风发酵罐：包括循环式的气提式、液提式发酵罐，以及非循环式的排管式和喷射式发酵罐。

这两类发酵罐是采用不同的手段使发酵罐内的气、固、液三相充分混合，从而满足微生物生长和产物形成对氧的需求。;3．按容积分类：

一般认为5001以下的是实验室发酵罐；

500-50001是中试发酵罐；

50001以上是生产规模的发酵罐。

;第二节嫌气发酵设备;密闭厌氧发酵罐;它的容积常大于50m3，H:Dt=1-2，罐的上、下部都是锥形的。

上部有物料口，冷却水口，CO2和气体出口、人孔和压力表开口等。

温度控制采用罐内蛇管和罐外壁直接水喷淋相结合，排料管在罐的底部。;一、酒精发酵罐;酒精发酵罐的结构要求;酒精发酵罐筒体结构;发酵的冷却装置;酒精发酵罐的洗涤;水力喷射装置;高压强的水力喷射洗涤装置;二、酒精发酵罐的计算;;;;(三)发酵罐冷却面积计算;1．总的发酵热Q;;;代谢气体带走的蒸发热量Q2与糖浓浓度、发酵程度好坏有关，除间接测定外，目前还难具体计算，一般计算时可取Q1的5、6％左右。

不论发酵罐置于室内或室外，均要向周围空间散失热量Q3，这部分热量由对流相辐射组成，具体计算可参阅有关资料。

所以总的发酵热是：;4．冷却水耗量的计算;;n=24/4=6

N=6×72/24+1=19;发酵罐容积;发酵罐采用圆柱形器身，底和顶为锥形盖，选取结构尺寸的比???关系如下：;由发酵罐的基本结构尺寸，可确定全罐表面积．罐体圆柱部分表面积F1和罐底罐顶表面积F2，F3分别为：;2．冷却面积和冷却装置主要结构尺寸;假定罐壁不包扎保温层，壁温最高可达35t，生产厂所在地区的夏季平均温度可查阅有关资料，现假定为32℃。;Q3=全罐总表面积×ac×(t2-t1);主发酵控制发酵液温度tw为30℃，按题意冷却水进出口温度分别为t1＝20℃，t2＝25℃

;(4)传热总系数K值的确定

选取蛇管为水煤气输送钢管，其规格为53／60Mm，则管的横截面积为;(5)冷却面积和主要尺寸;二、啤酒发酵设备;啤酒发酵容器的变迁过程;（2）开放式发酵容器向密闭式转变。

小规模生产时，一般用开放式，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，发酵容器大型化，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的处理。可用吸取法分离泡盖。;（3）密闭容器的演变。

原来是在开放式长方形容器上面加弓形盖子的密闭发酵槽；

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筒体锥底发酵罐。

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，要求清洗设备装置也有很大的改进，大都采用CIP自动清洗系统。

;啤酒前、后发酵设备及计算;;密闭式发酵槽;发酵室内装置密闭式发酵罐，则采用空调设备，实施冷风再循环更有利于冷耗的节约，为避免在室内产生激烈的气流，通风口都应设在墙角处。;降低发酵室的冷耗量措施;(二)前发酵罐的计算;若单个发酵槽可容纳糖化一次麦汁量的整倍数，则发酵槽数目可按下列通式计算;2．前发酵槽容积的确定;(三)后发酵设备;;;(四)后发酵罐的计算;（二）新型啤酒发酵设备;设备特点;;影响发酵设备造价的因素;大型发酵罐的设计;罐的耐压要求;罐内真空;罐内的对流与热交换;2.联合罐;结构：主体是一圆柱体，是由7层1.2m宽的钢板组成。总的表面积是378m3，总体积765m3。

联合罐是由带人孔的薄壳垂直圆柱体、拱形顶及有足够斜度以除去酵母的锥底所组成。

锥底的形式可与浸麦槽的锥底相似。

联合罐的基础是一钢筋混凝土圆柱体，其外壁约3m高，20cm厚。

基础圆柱体壁上部的形状是按照罐底的斜度来确定的。有30个铁锚均匀地分埋入圆柱体壁中，并与罐焊接。圆柱体与罐底之间填入坚固结实的水泥沙浆，在填充料与罐底之间留25.4cm厚的