第一节 嫌气发酵设备

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1、第七章发酵工程设备嫌气发酵设备好氧发酵设备一酒精的用途二酒精的发酵工艺三酒精的发酵设备第一节酒精发酵工艺及设备简介一酒精的用途食品行业化工行业医药行业二酒精的发酵工艺菌种：酵母原料：含有可发酵性糖或可转变为可发酵性糖的原料淀粉原料薯类谷物糖质原料废糖蜜、甜菜、甘蔗纤维质原料工业下角料淀粉质原料→预处理→蒸煮→糖化→发酵→酒精酒精生产工艺：除杂、粉碎糖化剂酒精酵母糖化剂：淀粉酶实际生产中，由于淀粉水解的最终产物对淀粉酶有反馈抑制作用，使得淀粉完全水解需要较长的时间，在生产上是不必要的。为此在酒精生产过程中

2、的糖化只要求部分淀粉转化为糖，供酵母菌需要，其余淀粉则在发酵过程中边糖化边发酵。四酒精发酵罐酒精发酵罐须满足酵母菌生产和代谢的必要条件，此外要考虑热量（发酵热）的排出即冷却性能，发酵液的排放和设备清洗、维修及制造安装方便等问题。罐顶：罐身：罐底：水力喷射洗涤装置：洒水管：水平安装，借活动接头与固定供水管连接。两端装有喷嘴；洒水管上均匀开有一定数量的小孔。洗涤：借助喷嘴以一定速度向外喷水，产生反作用力，使喷水管自动旋转，在旋转过程中，喷水管内的洗涤水由喷水孔均匀洒在罐壁、罐顶和罐底，达到水力洗涤的目的。高压

3、强的水力喷射洗涤装置：垂直安装于罐中央的喷水管，按一间距均匀地钻有直径4～6mm的小孔，而且小孔与水平方向成200角；水平喷水管不变。洗涤水压为0.6～0.8MPa，水流在较高压力下，由水平喷水管出口处喷出形成48～56rpm转速的自动旋转并以极大的速度喷射到罐壁各处。垂直喷水管也以同样的水流速度喷射到罐体四壁和罐底，可在短时间内完成洗涤。五酒精发酵罐的设计计算(一)发酵罐基本结构尺寸发酵罐的全体积：V——发酵罐的全体积，m3V0——进入发酵罐的发酵液量，m3——装液系数，酒精发酵罐基本尺寸比例：罐体高

4、度H＝1.1～1.5D（罐直径）罐底高度h1＝0.1～0.14D罐盖高度h2＝0.05～0.1D(二)发酵罐冷却面积的计算发酵罐冷却面积A可由热量传递基本方程求出：Q——总的发酵热，J/hrK——传热总系数，J/m2·hr·℃Tm——对数平均温度差，℃A——冷却面积，m21、总发酵热Q微生物嫌气发酵过程中的总发酵热包括：生物合成热Q1、蒸发损失热Q2、发酵罐向周围环境散失的热量Q3。维持微生物生命活动的呼吸热、促进微生物增殖的繁殖热以及微生物形成代谢产物的发酵热。每消耗1kg麦芽糖发酵放出的实际生物热量

5、为418.6kJ。生物合成热：酒精、啤酒发酵：蒸发损失热Q2：代谢气体带走的蒸发热量Q2与发酵液含糖浓度、发酵程度好坏有关，Q2＝（5％～6％）Q1发酵罐散失热量Q3：由对流和辐射组成。总发酵热Q＝Q1－（Q2＋Q3）2、对数平均温度差Tm计算TF——主发酵时的温度，℃T进、T出——冷却水进出口温度，℃3、传热总系数K值的确定4、冷却水的消耗量发酵产生的热量需要冷却水带走，以维持正常的发酵温度，由热平衡方程：QA＝QQA——冷却水带走的热量Q——酒精或其它发酵产品的总发酵热QA＝W·cp（T2－T1）W

6、——冷却水的消耗量，kg/hrcp——冷却水平均温度的比热，J/kg·℃T2、T1——冷却水进出口温度，℃分系数K1和冷却管壁到冷却水的传热分系数K2。可计算出冷却水的消耗量W传热总系数包括两部分：发酵液到冷却管壁的传热第二节啤酒发酵设备一啤酒的发酵工艺二啤酒的发酵设备，一啤酒的生产工艺原料主料：辅料：大麦麦芽麦芽粉麦芽粉浆大米大米粉糖化醪液啤酒发酵罐啤酒花二糊化、糖化工艺青啤一厂：双醪一次煮出法(大米)糊化锅(45℃)90℃(15min)100℃(30min)100℃(麦芽)糖化锅(50℃)65℃休止6

7、0min糖化85min75℃过滤全部1/3蒸汽蒸汽糖化工艺：五器组合（糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、回旋槽）糊化糖化过滤煮沸回旋槽过滤去麦糟洗麦糟第一麦汁第二麦汁洗麦糟水糖度为1.0～1.50Bx煮沸：1.定型控制麦汁糖度为120Bx2.加酒花煮沸时加入10～20％压泡煮沸40min加入40～50％添加苦味结束前10min加入40％添加香味五器组合：除去蛋白质沉淀，并冷却到8℃左右三糖化设备糊化锅：糊化锅用于加热煮沸辅助原料，一般为大米粉或玉米粉和部分麦芽醪液，使淀粉液化和糊化。锅体：锅身为圆柱形，直径

8、与高度比为2:1，有利于液体的循环和更大的加热面积。锅底为弧形或球形；锅底外包有蒸汽夹套，带有4个均匀分布的蒸汽进口，顶部：下粉筒（大米粉、麦芽粉和热水的进料口）；升气管（排放蒸煮时产生的水蒸气）；糊化过程：搅拌糊化为非连续状态，物料和热水进入糊化锅后，在旋桨式搅拌器8的作用下充分混合，醪液保持均匀的温度和浓度，保证醪液中较重粒子的悬浮，防止锅底加热面处的醪液局部过热。糊化结束后经锅底出口用泵压送至糖化锅。锅底：出料阀，电机；