生物工程设备 教学课件 作者 高平 刘书志 主编第五章 嫌气发酵设备.ppt

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1、生物工程设备第五章嫌气发酵设备嫌气发酵设备5.1酒精发酵罐5.2啤酒发酵罐5.1酒精发酵罐5.1.1酒精发酵罐的结构及操作注意事项1．酒精发酵罐的结构酒精发酵罐通常可分为密闭式和开放式两种。密闭式酒精发酵罐的优点是：可以防止杂菌感染，便于保温冷却及控制发酵温度，酒精产量多，损失少，可回收，发酵率高；缺点是结构较复杂，造价较贵。目前大多数工厂都采用密闭式发酵罐。5.1酒精发酵罐酒精发酵罐罐身为圆柱形，罐顶和罐底均为锥形或碟形，结构如图5-1所示，罐顶装有人孔、视镜、排料管、接种管、二氧化碳回收管、压力表和各种测量仪表接口管等。罐底装有排料管、排污管。罐身上下部

2、装有温度计和取样器。罐内常装有供加热杀菌用的直接蒸汽管。发酵罐的冷却装置，对于中小型发酵罐，多采用罐外壁喷淋膜状冷却；对于大型发酵罐，罐内装冷却蛇管或罐内蛇管和罐外喷淋联合冷却装置。5.1酒精发酵罐图5-1锥底酒精发酵罐1－冷却水入口；2－取样口；3－压力表；4－CO2气体出口；5－喷淋水入口；6－料液及酒母入口；7－人孔；8－冷却水出口；9－温度计；10－喷淋水收集槽；11－喷淋水出口；12－发酵液及污水排出5.1酒精发酵罐酒精发酵罐工作时，罐内不同高度的发酵液中CO2含量有所不同，发酵液中形成一个CO2含量的浓度梯度，一般罐底液层气泡密集程度较高，发酵液

3、相对密度小，罐上部液层CO2气泡密集程度较低，发酵液相对密度大，于是相对密度小的底部发酵液就具有上浮的提升力，同时，上升的二氧化碳气泡对周围的液体也具有一种拖曳力，这拖曳力和液体上浮的提升力相结合就构成气体搅拌作用，使罐内发酵液不断循环混合和热交换。5.1酒精发酵罐酒精发酵罐的洗涤，过去均由人工操作，不仅劳动强度大，而且二氧化碳气体一旦未彻底排除，工人入罐清洗就会发生中毒事故。近年来，酒精发酵罐已逐步采用水力喷射洗涤装置，如图5-2所示，从而降低了工人的劳动强度和提高了操作效率。水力喷射洗涤装置是由一根两头装有喷嘴的洒水管组成，喷水管两端弯有一定的弧度，喷水

4、管上均匀地钻有一定数量的小孔，喷水管安装时呈水平，喷水管借活络接头和固定供水管连接。5.1酒精发酵罐图5-2水力喷射洗涤装置5.1酒精发酵罐2．酒精发酵罐结构尺寸酒精发酵罐其罐体高度、底、盖高度和罐径的尺寸比例推荐如下：H＝（1.1～1.5）Dh1＝（0.1～0.14）Dh2＝（0.05～0.1）D式中H——罐的圆柱部分高度，m；D——罐的直径，m；h1——罐底高度，m；h2——罐盖高度，m。5.1酒精发酵罐3．酒精发酵罐操作注意事项酒精发酵罐是酒精生产的核心设备，其运行状况直接影响产品得率，因此，生产中要严格按照设备操作规程，规范操作，以确保其正常运行。（

5、1）操作注意事项①进料前，要对设备、管道、管件彻底灭菌。②接种时，严格按照无菌操作的规程操作，以免带入杂菌。5.1酒精发酵罐③发酵过程中严密监控温度的变化，确保在最适要求范围。无论何种酵母菌，都有最适生长和发酵温度，生产中要根据菌种特性，结合发酵模式，合理控制不同发酵阶段的温度范围。④定期观察设备、管道和管件的运行状况，严防跑、冒、滴、漏现象，避免杂菌感染。⑤定期或在线检查发酵醪理化指标，如发现异常发酵，一定要按照操作规程规定之措施及时予以调整。⑥对于间歇发酵，发酵结束出罐后，对发酵罐彻底灭菌。5.1酒精发酵罐（2）酒精异常发酵及产生原因和处理方法①酸度增高

6、，镜检有杂菌，残余还原糖高。产生原因：发酵罐或管道、阀门、泵有死角，清洗不干净，灭菌不彻底。预防和处理方法：注意发酵罐、管道、阀门、泵等的清洗和灭菌；控制发酵温度。②残余还原糖过高。产生原因：酵母质量不高、蒸煮过度或发酵温度过高。预防和处理方法：分析酵母质量不高的原因并采取相应措施，适当降低蒸煮温度和缩短蒸煮时间，控制发酵温度。5.1酒精发酵罐5.1.2酒精连续发酵设备连续发酵是在发酵罐内连续不断地流加培养液，同时又连续不断地排出发酵液，使发酵罐中的微生物一直维持在生长加速期，同时又降低了代谢产物的积累，培养液浓度和代谢产品含量具有相对的稳定性，微生物在整个

7、发酵过程中始终维持在稳定状态，细胞处于均质状态。其优点是：发酵周期短，设备利用率高；产品质量和产量较高；节省人力和物力；生产管理稳定；便于自动化生产。5.1酒精发酵罐1．糖蜜原料制酒精的连续发酵设备组合图5-3是糖蜜制酒精的连续发酵流程，该流程由9个发酵罐组成，其容量视生产能力大小而定。酵母和糖蜜同时连续流加入第一罐内，并依次流经各罐，最后从9号罐排出。除了在酒母槽通人空气之外，在1号罐内也同样通人适量的空气，或增大酵母接种量，维持1号罐内工艺所要求的酵母数。连续发酵周期结束，则贮存于每罐的发酵液，先从末罐按逆向顺序依次排出，入蒸馏塔蒸馏。5.1酒精发酵罐图

8、5-3糖蜜制酒精连续发酵流程成熟发酵醪5.1酒精发酵