什麼是啤酒發酵設備

啤酒發酵罐預留空間的控制

由於小麥啤酒在發酵階段形成很強烈的泡沫，所以發酵罐只能裝50％以下的麥汁，泡沫上升的空間至少為40％。錐形貯酒罐只有很小的泡沫上升空間，不過此空間取決於錐形貯酒罐中的具體工藝情況，若僅進行低溫貯藏，則空余空間為5—8％；若還要進行雙乙酸分解，則空余空間為10—12％；若要添加高泡酒，則空余空間為25％。

啤酒發酵設備
啤酒發酵主要設備為發酵罐和種子罐，它們各自都附有原料(培養基)調制，蒸煮，滅菌和冷卻設備，通氣調節和除菌設備，以及攪拌器等。發酵罐：承擔產物的生產任務。種子罐：以確保發酵罐培養所必需的菌體量為目的。

目錄[隱藏]
1發酵罐介紹
2發酵罐發展歷史
3發酵罐的特點
4發酵罐的種類
5發酵罐的類型
6發展趨勢
7前後發酵設備
8新型啤酒發酵設備
9啤酒的連續發酵罐種類
10發酵罐的結構
11標准通用式發酵罐
12相關詞條
13參考資料
啤酒發酵設備-發酵罐介紹

啤酒發酵設備
發酵罐：承擔產物的生產任務。它必須能夠提供微生物生命活動和代謝所要求的條件，並便於操作和控制，保證工藝條件的實現，從而獲得高產。

發酵罐的定義：是為一個特定生物化學過程的操作提供良好而滿意的環境的容器。

對於某些工藝來說，發酵罐是個密閉容器，同時附帶精密控制系統；而對於另一些簡單的工藝來說，發酵罐只是個開口容器，有時甚至簡單到只要有一個開口的坑。

一個優良的發酵罐裝置和組成
(1)應具有嚴密的結構
(2)良好的液體混合特性
(3)好的傳質相傳熱速率
(4)具有配套而又可靠的檢測，控制儀表

啤酒發酵設備-發酵罐發展歷史
第一階段：1900年以前，是現代發酵罐的雛形，它帶有簡單的溫度和熱交換儀器。

第二階段：1900-1940年，出現了200m3的鋼制發酵罐，在面包酵母發酵罐中開始使用空氣分布器，機械攪拌開始用在小型的發酵罐中。

第三階段：1940-1960年，機械攪拌，通風，無菌操作和純種培養等一系列技術開始完善，發酵工藝過程的參數檢測和控制方面已出現，耐蒸汽滅菌的在線連續測定的ph電極和溶氧電極，計算機開始進行發酵過程的控制。發酵產品的分離和純化設備逐步實現商品化。

第四階段：1960-1979年，機械攪拌通風發酵罐的容積增大到80-150m3。由於大規模生產單細胞蛋白的需要，又出現了壓力循環和壓力噴射型的發酵罐，它可以克服—些氣體交換和熱交換問題。計算機開始在發酵工業上得到廣泛應用。

第五階段：1979年至今。生物工程和技術的迅猛發展，給發酵工業提出了新的課題。於是，大規模細胞培養發酵罐應運而生，胰島素，干擾素等基因工程的產品走上商品化。

啤酒發酵設備-發酵罐的特點
(1)發酵罐與其他工業設備的突出差別是對純種培養的要求之高，幾乎達到十分苛刻的程度。因此，發酵罐的嚴密性，運行的高度可靠性是發酵工業的顯著特點。

(2)現代發酵工業為了獲取更大的經濟利益，發酵罐更加趨向大型化和自動化發展。在發酵罐的自動化方面，作為參數檢測的眼睛如ph電極，溶解氧電極，溶解co2電極等的在線檢測在國外巳相當成熟。發酵檢測參數還只限於溫度，壓力，空氣流量等一些最常規的參數。

啤酒發酵設備-發酵罐的種類

啤酒發酵設備
發酵工業上最常用的是通風攪拌罐。除了通風攪拌發酵罐外，其它型式的發酵罐如：氣提式發酵罐，壓力循環發酵罐，帶超濾膜的發酵罐等。

典型發酵設備：種子制備設備、主發酵設備、輔助設備(無菌空氣和培養基的制備)、發酵液預處理設備、粗產品的提取設備、產品精制與干燥設備、流出物回收，利用和處理設備

發酵罐工藝操作條件
1。溫度:25～40℃。
2。壓力:0～1kg/cm3(表壓)。
3。滅菌條件;溫度100～140℃，壓力0～3kg/cm3(表壓)。
4。ph:2～11。
5。需氧量:0。05～0。3kmo1/m3·h。
6。通氣量:0。3～2vvm。
7。功率消耗:0。5～4kw/m3。
8。發酵熱量:5000～20000kcal/m3。h。

啤酒發酵設備-發酵罐的類型
1。按微生物生長代謝需要分類
好氣:抗生素，酶制劑，酵母，氨基酸，維生素等產品是在好氣發酵罐中進行的；需要強烈的通風攪拌，目的是提高氧在發酵液中的傳質系數。厭氣：丙酮丁醇，酒精，啤酒，乳酸等采用厭氣發酵罐。不需要通氣。

2。按照發酵罐設備特點分類
機械攪拌通風發酵罐：包括循環式，如伍式發酵罐，文氏管發酵罐，以及非循環式的通風式發酵罐和自吸式發酵罐等。非機械攪拌通風發酵罐:包括循環式的氣提式，液提式發酵罐，以及非循環式的排管式和噴射式發酵罐。這兩類發酵罐是采用不同的手段使發酵罐內的氣，固，液三相充分混合，從而滿足微生物生長和產物形成對氧的需求。

3。按容積分類
一般認為500l以下的是實驗室發酵罐;500-5000l是中試發酵罐;5000l以上是生產規模的發酵罐。

密閉厭氧發酵罐
對這類發酵罐的要求是：能封閉；能承受一定壓力;有冷卻設備;罐內盡量減少裝置，消滅死角，便於清洗滅菌。
酒精和啤酒都屬於嫌氣發酵產物，其發酵罐因不需要通入昂貴的無菌空氣，因此在設備放大，制造和操作時，都比好氣發酵設備簡單得多。

它的容積常大於50m3，h:dt=1-2，罐的上，下部都是錐形的。

上部有物料口，冷卻水口，co2和氣體出口，人孔和壓力表開口等。

溫度控制采用罐內蛇管和罐外壁直接水噴淋相結合，排料管在罐的底部。

啤酒發酵設備
一，酒精發酵罐
酵母將糖轉化為酒精高轉化率條件
(1)滿足酵母生長和代謝的必要工藝條件
(2)一定的生化反應時間
(3)及時移走在生化反應過程中將釋放的生物熱

酒精發酵罐的結構要求：滿足工藝要求，有利於發酵熱的排出，從結構上有利於發酵液的排出，有利於設備清洗，維修以及設備制造安裝方便等問題。

酒精發酵罐筒體結構
為圓柱形，底蓋和頂蓋均為碟形或錐形。在酒精發酸過程中，為了回收co2氣體及其所帶出的部分酒精，發酵罐宜采用密閉式。罐頂裝有人孔，視鏡及二氧化碳回收管，進料管，接種管，壓力表和測量儀表接口管等。
罐底裝有排料口和排污口;罐身上下部裝有取樣口和溫度計接口，對於大型發酵耀，為了便於維修和清洗，往往在近罐底也裝有人孔。

發酵的冷卻裝置
對於中小型發酵罐，多采用罐頂噴水淋於罐外壁表面進行膜狀冷卻;對於大型發酵罐，罐內裝有冷卻蛇管或罐內蛇管和罐外壁噴灑聯合冷卻裝置，為避免發酵車間的潮濕和積水，要求在罐體底部沿罐體四周裝有集水槽。采用罐外列管式噴淋冷卻的方法，具有冷卻發酵液均勻，冷卻效率高等優點。

酒精發酵罐的洗滌
過去均由人工操作，不僅勞動強度大，而且co2氣體一旦末徹底排除，工人入罐清洗會發生中毒事故。近年來，酒精發酵罐巳逐步采用水力噴射洗滌裝置，從而改善了工人的勞動強度和提高了操作效率。大型發酵罐采用這種水力洗滌裝置尤為重要。

水力噴射裝置
是由一根兩頭裝有噴嘴的灑水管組成，兩頭噴水管彎有一定的弧度，噴水管上均勻地鑽有一定數量的小孔，噴水管安裝時呈水平，噴水管借活接頭和固定供水管相連接，它是借噴水管兩頭噴嘴以一定噴出速度而形成的反作用力，使噴水管自動旋轉。

對於120m3的酒精發酵耀，采用36×3mm的噴水管，管上開有44×30個小孔，兩頭噴嘴口徑為9mm。

高壓強的水力噴射洗滌裝置
它是一根直立的噴水管，沿軸向安裝於罐的中央，在垂直噴水管上按一定的間距均勻地鑽有4-6mm的小孔，孔與水平呈20度角，水平噴水管借活接頭，上端和供水總管，下端相垂直分配管相連接，洗滌水壓為0。6-0。8mpa。
水流在較高壓力下，由水平噴水管出口處噴出，使其以每分鐘48—56轉自動旋轉，並以極大的速度噴射到罐壁各處，而垂直的噴水管也以同樣的水流速度噴射到罐體四壁和罐底。約5min時間即可完成洗滌作業。洗滌水若用廢熱水，還可提高洗滌效果。

二，酒精發酵罐的計算

(一)發酵罐結構尺寸的確定

(二)發酵罐罐數的確定

(三)發酵罐冷卻面積計算

微生物在嫌氣發醉過程中總的發酵熱，一般由生物合成熱q1，蒸發熱損失q2，罐壁向用圍散失的熱損失q3等三部分熱量所組成。微生物的生物合成熱是由維持微生物生命活動的呼吸熱，促進微生物增殖的繁殖熱以及微生物形成代謝產物的發酵熱所組成由於各種微生物的生理特性和代謝途徑不同，故對於微生物的生物合成熱至今尚難准確計算。

對於確定酒精，啤酒等嫌氣發酵的發酵熱，一般按發酵最旺盛時單位時間糖度降低的百分值來計算，通常以消耗1kg麥芽糖發酵放出的熱量約為418。6kj為計算基准。如果發酵液不進行冷卻，則發酵溫度可升高10℃。此外，對於小型試驗罐，也可在發酵最旺盛時，測定其冷卻水的進出口溫度和單位時間內的耗水量，從而得出小罐的放熱量q1'。代謝氣體帶走的蒸發熱量q2與糖濃濃度，發酵程度好壞有關，除間接測定外，目前還難具體計算，一般計算時可取q1的5，6%左右。

不論發酵罐置於室內或室外，均要向周圍空間散失熱量q3，這部分熱量由對流相輻射組成，具體計算可參閱有關資料。

啤酒發酵設備-發展趨勢

啤酒發酵設備
近年來，啤酒發酵設備向大型，室外，聯合的方向發展，迄今為止，使用的大型發酵罐容量已達1500噸。大型化的目的是：

(1)由於大型化，使啤酒質量均一化;由於啤酒生產的罐數減少，使生產合理化，降低了主要設備的投資。

發酵容器材料的變化。由陶器向木材---水泥----金屬材料演變。現在的啤酒生產，後兩種材料都在使用。我國大多數啤酒發酵容器為內有塗料的鋼筋水泥槽，新建的大型容器一般使用不銹鋼。

(2)開放式發酵容器向密閉式轉變。

小規模生產時，一般用開放式，對發酵的管理，泡沫形態的觀察和醪液濃度的測定等比較方便。隨著啤酒生產規模的擴大，發酵容器大型化，並為密閉式。從開放式轉向密閉發酵的最大問題是發酵時被氣泡帶到表面的泡蓋的處理。可用吸取法分離泡蓋。

(3)密閉容器的演變。
原來是在開放式長方形容器上面加弓形蓋子的密閉發酵槽；隨著技術革新過渡到用鋼板，不銹鋼或鋁制的臥式圓筒形發酵罐。後來出現的是立式圓筒體錐底發酵罐。目前使用的大型發酵罐主要是立式罐，如奈坦罐，聯合罐，朝日罐等。由於發酵罐容量的增大，要求清洗設備裝置也有很大的改進，大都采用cip自動清洗系統。啤酒前，後發酵設備及計算。

啤酒發酵設備-前後發酵設備

啤酒發酵設備
(一)前發酵設備

傳統的前發酵槽均置於發酵室內，發酵槽大部分為開口式。前發酵槽可為鋼板制，常見的采用鋼筋混凝上制成，也有用磚砌，外面抹水泥的發酵槽。形式以長方形或正方形為主。前發酵槽內要塗布一層特殊塗料作為保護層。采用不飽和聚脂樹脂，環氧樹脂或其他特殊塗料較為廣泛，但還未完全符合啤酒低溫發酵的防腐要求。

前發酵槽的底略有傾斜，利於廢水排

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