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时间:2020-03-09
《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》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
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
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