文档介绍：第六章嫌气发酵设备第一节酒精发酵设备一、对酒精发酵罐的要求(1)及时移走热量;(2)有利于发酵液的排出;(3)便于设备的清洗,维修;(4)有利于回收二氧化碳。二、酒精发酵罐结构(1)罐体:圆柱形体,碟形或锥形底盖和顶盖。灌顶装有人孔、视镜、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计接口。(2)冷却装置:中小型发酵罐采用灌顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却;大型发酵罐,采用罐内装冷却蛇管或罐内蛇管和罐外壁喷洒联合冷却装置。(3)洗涤:水力洗涤装置,由一根两头装有喷嘴的洒水管组成,两头喷水管弯成一定的弧度,喷水管上钻有一定数量的小孔,借活接头和固定供水管连接,喷水管两头喷嘴以一定速度喷出水而形成反作用力,使喷水管自动旋转,从而达到水力洗涤的目的。高压水力喷射洗涤装置,一根直立的喷水管,安装于罐中央,在垂直喷水管上钻小孔,水平喷水管借活接头,上端和供水管,下端和垂直分配管连接。水流在较高压力下,由水平喷水管出口处喷出,并以极大的速度喷射到罐壁,而垂直喷水管也以同样的水流速度喷射到罐体和罐底。对于>20m3的酒精发酵罐,采用φ36×3mm的喷水罐,管上开有φ4×30个小孔,两头喷嘴直径9mm。二、酒精发酵罐的计算(一)发酵罐结构尺寸的确定发酵罐全体积:式中——进入发酵罐的发酵液量,m3;——装液系数,~。带有锥形底、盖及圆柱形筒身的发酵罐:式中——罐的直径,;——罐的圆柱部分高度,;——罐底高度,;——罐盖高度,。根据发酵罐的全体积V和高径比H/D等,可确定发酵罐的结构尺寸。(二)发酵罐罐数的确定对于间歇发酵:发酵罐数目为式中——发酵罐个数,个;——每24小时内进行加料的发酵罐数目,个;——发酵周期所需要时间,。(三)发酵罐的冷却面积的计算发酵罐冷却面积的计算可按传热方程式来确定,即:式中——总的发酵热,J/h;——总传热系数,℃);——对数平均温度差,℃;——冷却面积,。1总发酵热QQ=Q1-(Q2+Q3)式中Q1:生物合成热,;Q2:蒸发损失热,5%-6%Q1Q3:罐散热2对数平均温度差ΔTm3传热总系数K的确定发酵液到蛇管的传热系数K1,一般计算时根据生产经验或直接测定为准,然而由于发酵液的组分和浓度等不同,其不同的发酵液K1值也有所不同,对于酒精而言可以取2300-2700KJ/m2•h•℃。从冷却管壁到冷却水的传热系数K2,若采用蛇管冷却,水为冷却剂,则可以用如下公式计算。若采用罐外喷淋冷却,则K2为:上式适用的喷淋水密度为100-1500Kg/h由于发酵液组分时常变化,且主发酵期醪液上下翻腾,传热情况较复杂,故k值取经验值。4冷却水耗量的计算热平衡方程为Q发=Q水=WCP(t2-t1)式中W—冷却水耗量,kg/h——冷却水在平均温度的比热,时的比热;——冷却水进出口温度,℃。第二节啤酒发酵设备近年来,啤酒发酵设备向大型、室外、联合的方向发展。迄今为止,使用的大型发酵罐容量已达1500吨。大型化的目的主要有两方面:由于大型化,使啤酒的质量均一化;由于啤酒生产的罐数减少,使生产合理化,降低设备的投资。啤酒发酵器的变迁过程,大概可分三个方向:①发酵容器材料的变化。容器材料由陶瓷向木材→水泥→金属材料演变。现在的啤酒生产,后两种材料都在使用。②发酵方式改变,开放式向密闭式转变。③密闭容器形状的演变,由长方形容器上面加穹形盖到圆拄性转变。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。由于发酵罐量的增大,清洗设备也有很大进步,大多采用CIP自动清洗系统。一、啤酒发酵设备结构(一)前发酵设备结构大部分为开口式长方形和正方形。制造材料:钢板、钢筋混凝土、也有用砖砌、外面抹水泥的发酵槽。涂布一层特殊材料作为保护层。如沥青蜡涂料、不饱和聚脂树脂、环氧树脂或其他特殊涂料等。前发酵槽的底略有倾斜,利于废水排出,离槽底10~15cm处,伸出嫩啤酒放出管,该管为活动接管,平时可拆卸,所以伸出槽底的高度也可适当调节。管口有个塞子,以挡住沉淀下来的酵母,避免酵母污染放出的嫩啤酒,使嫩啤酒放空后,可拆去啤酒出口管头。酵母即从槽底该管口直接流出。为了维持发酵槽内醪液的低温,在槽内装有冷却蛇管或排管,前发酵槽的冷却面积,。蛇管内通入的冷水。密闭式发酵槽具有回收二氧化碳,减少前发酵室内通风换气的耗冷量以及减少杂菌污染等机会的优点。因此,这种密闭式发酵罐已日益被新建的啤酒厂采用。除了在槽内装置冷却蛇管,维持一定的发酵温度外,也需在发酵室内配置冷却排管,维持室内低温。但这种冷却排管耗金属材料多,占地面积大,且冷却效果差,故新建工厂多采用空调装置,使室内维持工艺要求的温度和湿度。(二)