《生物工程設(shè)備 第三章 嫌氣發(fā)酵設(shè)備》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物工程設(shè)備 第三章 嫌氣發(fā)酵設(shè)備（51頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、酒精發(fā)酵設(shè)備v 酒精發(fā)酵罐酒精發(fā)酵罐動畫演示動畫演示水利噴射：開孔46mm 與水平呈20o夾角， 洗滌壓力0.60.8MPa， 4856r/min 5min可完成洗滌作業(yè)v 洗滌裝置洗滌裝置酒精發(fā)酵設(shè)備酒精發(fā)酵設(shè)備酒精發(fā)酵設(shè)備v 酒精發(fā)酵罐的計算酒精發(fā)酵罐的計算發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)尺寸的確定發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)尺寸的確定 帶有錐形底、蓋的圓柱形發(fā)酵罐全容積為帶有錐形底、蓋的圓柱形發(fā)酵罐全容積為: :式中式中 V發(fā)酵罐的代表容積（發(fā)酵罐的代表容積（m3）；）；V0進(jìn)入發(fā)酵罐的發(fā)酵液量（進(jìn)入發(fā)酵罐的發(fā)酵液量（m3） 裝液系數(shù)，裝液系數(shù)， 一般取一般取=0.850.900VV 334212hhHDV發(fā)酵罐全容積按下列計

2、算發(fā)酵罐全容積按下列計算: :酒精發(fā)酵設(shè)備v 酒精發(fā)酵罐的計算酒精發(fā)酵罐的計算罐體高度、底、蓋高度和罐徑的尺寸關(guān)系：罐體高度、底、蓋高度和罐徑的尺寸關(guān)系：DhDhDH1 . 005. 014. 01 . 05 . 11 . 121D酒精發(fā)酵設(shè)備v 酒精發(fā)酵罐的計算酒精發(fā)酵罐的計算發(fā)酵罐罐數(shù)的確定發(fā)酵罐罐數(shù)的確定 對于間歇發(fā)酵，發(fā)酵罐罐數(shù)可按下式計算：對于間歇發(fā)酵，發(fā)酵罐罐數(shù)可按下式計算：124ntN式中式中N發(fā)酵罐個數(shù)；發(fā)酵罐個數(shù)； n 每每24小時內(nèi)進(jìn)行加料單發(fā)酵罐數(shù)目；小時內(nèi)進(jìn)行加料單發(fā)酵罐數(shù)目； t 一次發(fā)酵周期所需時間，一次發(fā)酵周期所需時間，h 發(fā)酵罐冷卻面積的計算可按傳熱基本方程式來

3、確定，即：發(fā)酵罐冷卻面積的計算可按傳熱基本方程式來確定，即：酒精發(fā)酵設(shè)備酒精發(fā)酵設(shè)備v 酒精發(fā)酵罐的計算酒精發(fā)酵罐的計算 發(fā)酵罐冷卻面積計算發(fā)酵罐冷卻面積計算mTKQA式中式中 A A冷卻面積（冷卻面積（m m2 2） ; ;Q總的發(fā)酵熱（總的發(fā)酵熱（J/h） ； K傳熱總系數(shù)（傳熱總系數(shù)（J/m2 .h) ；Tm對數(shù)平均溫度差對數(shù)平均溫度差酒精發(fā)酵設(shè)備 總的發(fā)酵熱總的發(fā)酵熱Q321QQQQ 對數(shù)平均溫度差對數(shù)平均溫度差Tm2121ln)()(TTTTTTTTTFFFFm 傳熱總系數(shù)傳熱總系數(shù)K 冷卻水耗量的計算冷卻水耗量的計算)(12TTCQWpBRDDAK77. 11186. 47 . 0

4、8 . 02酒精發(fā)酵設(shè)備酒精發(fā)酵設(shè)備例題例題 某酒精工廠，每發(fā)酵罐的進(jìn)料量為某酒精工廠，每發(fā)酵罐的進(jìn)料量為24t/h，每，每4h裝滿一罐，發(fā)酵裝滿一罐，發(fā)酵周期為周期為72h，冷卻水的初、終溫分別為，冷卻水的初、終溫分別為20和和25，若罐內(nèi)采用蛇，若罐內(nèi)采用蛇管冷卻，試確定發(fā)酵罐的罐數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸、冷卻水耗量、冷卻面管冷卻，試確定發(fā)酵罐的罐數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸、冷卻水耗量、冷卻面積和冷卻裝置的主要結(jié)構(gòu)尺寸。（糖化醪密度為積和冷卻裝置的主要結(jié)構(gòu)尺寸。（糖化醪密度為1076kg/m3)解：解： (1) 確定發(fā)酵罐個數(shù)確定發(fā)酵罐個數(shù)19124726124ntN6424n酒精發(fā)酵設(shè)備 (2) 確定發(fā)酵罐體積及

5、結(jié)構(gòu)尺寸確定發(fā)酵罐體積及結(jié)構(gòu)尺寸)m(1000.910761000424VV20 發(fā)酵罐體積發(fā)酵罐體積 發(fā)酵罐幾何尺寸發(fā)酵罐幾何尺寸選取結(jié)構(gòu)尺寸比例：H = 1.2D，h1 h20.1Dh2Dh1H)32 . 02 . 1 (785. 0100)3131(4V2212DDDhhHD則mDhhmDHmD47. 01 . 06 . 52 . 17 . 421 發(fā)酵罐表面積發(fā)酵罐表面積(圓柱體表面積圓柱體表面積A1和罐底、罐頂表面積和罐底、罐頂表面積A2、 A3）22221232211847. 035. 235. 214. 3826 . 57 . 414. 3mhRRAAmDHA酒精發(fā)酵設(shè)備 (3)

6、 冷卻面積和冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸冷卻面積和冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸mTKQA 總的發(fā)酵熱總的發(fā)酵熱Q321QQQQ）（BWCTTAKQQQmsqQ341251102%51046 .418%11000424)/(1068. 3102 . 1)3235(5 .331185 .331001007 . 1543444hkJQQTTTTcTTkkKBWBWBWC輻對 冷卻水耗量冷卻水耗量 ）(2 . 725302030ln25302030ln)()(2121TTTTTTTTTFFFFm 對數(shù)平均溫度差對數(shù)平均溫度差Tm）（h/kg176002025186. 41068. 3)(512TTCQWpB酒精發(fā)酵設(shè)

7、備傳熱總系數(shù)傳熱總系數(shù)K值值)m/s(12. 11000)053. 0(785. 036002176002w47 . 08 . 021045. 177. 11186. 4RDDAK19321675011880035. 0270011450011 K 冷卻面積冷卻面積)m(5 .262 . 719321068. 325mTKQA酒精發(fā)酵設(shè)備 冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸列管總長度L)m(1492/ )06. 0053. 0(14. 35 .26CPDAL每圈蛇管長度l)m(915. 0314. 32222PPhDl蛇管總?cè)?shù))m(179149lLNP蛇管總高度)m(4 . 2) 1(

8、PPhNH酒精發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒釀造工藝啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備 啤酒發(fā)酵容器的發(fā)展啤酒發(fā)酵容器的發(fā)展1.發(fā)酵容器材料的變化發(fā)酵容器材料的變化2.開放式向密閉式轉(zhuǎn)換開放式向密閉式轉(zhuǎn)換3.密閉容器的發(fā)展密閉容器的發(fā)展 大型的啤酒發(fā)酵罐大型的啤酒發(fā)酵罐奈坦罐、聯(lián)合罐、朝日罐奈坦罐、聯(lián)合罐、朝日罐 前發(fā)酵設(shè)備前發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備A前發(fā)酵槽前發(fā)酵槽 啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計算啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計算啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備 前發(fā)酵設(shè)備前發(fā)酵設(shè)備前發(fā)酵室前發(fā)酵室 啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計算啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計算啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備 前發(fā)酵槽的計算前發(fā)酵槽的計算 啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及

9、計算啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計算 (1) 發(fā)酵槽數(shù)目的確定發(fā)酵槽數(shù)目的確定ntN tZnN (2) 前發(fā)酵槽體積的確定前發(fā)酵槽體積的確定0ZVV (3) 前發(fā)酵槽冷卻面積計算前發(fā)酵槽冷卻面積計算mTKQA啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備臥式后發(fā)酵槽臥式后發(fā)酵槽立式后發(fā)酵槽立式后發(fā)酵槽 后發(fā)酵設(shè)備后發(fā)酵設(shè)備以前用A3鋼板,內(nèi)涂防腐層.也有用 鋁板 現(xiàn)多用復(fù)合鋼板 啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計算啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計算1壓力調(diào)節(jié)裝置壓力調(diào)節(jié)裝置 2取樣口取樣口 3人孔人孔 4啤酒放出口啤酒放出口啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備 后發(fā)酵槽的計算后發(fā)酵槽的計算 啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計算啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計算SVVN (1)

10、后發(fā)酵槽數(shù)目的確定后發(fā)酵槽數(shù)目的確定 (2) 后發(fā)酵槽全體積的確定后發(fā)酵槽全體積的確定SVV 0后發(fā)酵槽又稱儲酒罐，作用是完成嫩啤酒的繼續(xù)發(fā)酵，飽和二氧化碳，促進(jìn)啤酒的穩(wěn)定、澄清和成熟。 其容量應(yīng)和啤酒過其容量應(yīng)和啤酒過濾設(shè)備能力匹配濾設(shè)備能力匹配。后發(fā)酵槽的有效容積，主要根據(jù)啤酒的年產(chǎn)量，啤酒的品種貯酒期(酒齡)確定.啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備 新型啤酒發(fā)酵設(shè)備新型啤酒發(fā)酵設(shè)備 圓筒體錐底發(fā)酵槽圓筒體錐底發(fā)酵槽 圓筒體錐底立式發(fā)酵罐圓筒體錐底立式發(fā)酵罐（簡稱錐形罐（簡稱錐形罐 ）。這種設(shè)備）。這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于能縮短發(fā)酵時間的優(yōu)點(diǎn)在于能縮短發(fā)酵時間, ,而且具有生產(chǎn)上的靈活性，而且具有生產(chǎn)上的

11、靈活性，適合于生產(chǎn)各種類型啤酒的適合于生產(chǎn)各種類型啤酒的要求。目前，錐形發(fā)酵罐成要求。目前，錐形發(fā)酵罐成為國內(nèi)外啤酒工廠使用較多為國內(nèi)外啤酒工廠使用較多的設(shè)備。的設(shè)備。啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備HH0D60H/D = 1.56:1 錐形罐的幾何尺寸錐形罐的幾何尺寸H0/D = 0.866 新型啤酒發(fā)酵設(shè)備新型啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備 新型啤酒發(fā)酵設(shè)備 錐形罐的冷卻裝置錐形罐的冷卻裝置 新型啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備 錐形罐錐形罐 新型啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備 聯(lián)合罐聯(lián)合罐 新型啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備 朝日罐朝日罐罐材:46mm不銹鋼板高徑比12:1優(yōu)點(diǎn)：可加速啤酒的成熟。發(fā)酵時罐的裝量達(dá)96，提

12、高設(shè)備利用率，減少了排除酵母時發(fā)酵液的損失。缺點(diǎn)：動力消耗大。 新型啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備 CIP清洗系統(tǒng)清洗系統(tǒng)預(yù)沖洗預(yù)沖洗堿預(yù)洗堿預(yù)洗中間清洗中間清洗固定噴頭噴洗固定噴頭噴洗清水沖洗清水沖洗酸沖洗酸沖洗堿噴洗堿噴洗啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒工廠典型設(shè)備實(shí)習(xí)基地（瀾滄江啤酒廠和KK啤酒廠）典型設(shè)備連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵 間歇發(fā)酵：操作簡單，發(fā)酵周期長，發(fā)酵罐數(shù)多，設(shè)間歇發(fā)酵：操作簡單，發(fā)酵周期長，發(fā)酵罐數(shù)多，設(shè)備利用率低。備利用率低。 連續(xù)發(fā)酵：培養(yǎng)液濃度和代謝產(chǎn)物含量相對穩(wěn)定，發(fā)連續(xù)發(fā)酵：培養(yǎng)液濃度和代謝產(chǎn)物含量相對穩(wěn)定，發(fā)酵周期短，設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率高，易于自動化生產(chǎn)。酵周期短，設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率

13、高，易于自動化生產(chǎn)。 連續(xù)發(fā)酵存在的問題：連續(xù)發(fā)酵存在的問題：（1）微生物的突變）微生物的突變（2）污菌）污菌（3）混合均勻度）混合均勻度（4）絲狀菌的輸送）絲狀菌的輸送dtdXVqXqXnnn11nnnXXDdtdX連續(xù)發(fā)酵 連續(xù)發(fā)酵時間的確定連續(xù)發(fā)酵時間的確定0ln1tNO1V1X1V2X2NO2FS1X1FS2X22122111XXXmlndXdtaXaXtc12.303lnlgOata X()dXaXdt120dXdXdtdt0oX 12VVV第一罐： P741111 1111 111/OdXVFXFXX VdtFXX VF VF VD120dXdXdtdt21222222121211

14、22201dXVFXFXX VdtX VFXFXFXXFXXXDX VX即2112212211111mmXXXttDXX或112122121122111111mmXXttXXXtttX穩(wěn)定狀態(tài)=2，第二罐比生長速率相當(dāng)單罐比生長速率：1122111111 0.852.50.40.150.55mXtXttt連續(xù)發(fā)酵 連續(xù)發(fā)酵理論罐數(shù)的確定連續(xù)發(fā)酵理論罐數(shù)的確定AabcXdX/dtX1X2X3斜率D 物料平衡方程式：)(dd1nnnXXDtX多罐連續(xù)發(fā)酵物料平衡通用方多罐連續(xù)發(fā)酵物料平衡通用方程程，物料平衡線，斜率D=q/V，截距為Xn-1的直線，對第一罐，Xn = Xn-1=0， 間歇發(fā)酵：菌體

15、濃度和微生物增長量的曲線,得到曲線abc,第一罐平衡線與abc交于A點(diǎn),出口濃度為X1,同理,已知稀釋速率即稀釋比可求出多罐連續(xù)發(fā)酵的理論罐數(shù)和各罐的微生物進(jìn)出口濃度. CO2成熟發(fā)酵醪成熟發(fā)酵醪糖糖蜜蜜酒酒母母123456789連續(xù)發(fā)酵 酒精連續(xù)發(fā)酵流程酒精連續(xù)發(fā)酵流程上世紀(jì)5070年代開始,首先在糖蜜原料實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵,然后淀粉原料。連續(xù)發(fā)酵可持續(xù)時間連續(xù)發(fā)酵可持續(xù)時間20d 發(fā)酵液酵母數(shù)維持發(fā)酵液酵母數(shù)維持0.61.0億億/ml時時, 發(fā)酵周期發(fā)酵周期34h, 發(fā)酵液酒精含量發(fā)酵液酒精含量 達(dá)到達(dá)到9%10%, 發(fā)酵率發(fā)酵率85%淀粉質(zhì)原料制酒精連續(xù)發(fā)酵流程連續(xù)發(fā)酵 酒精連續(xù)發(fā)酵流程酒精連

16、續(xù)發(fā)酵流程連續(xù)發(fā)酵 啤酒連續(xù)發(fā)酵流程啤酒連續(xù)發(fā)酵流程 塔式連續(xù)發(fā)酵流程塔式連續(xù)發(fā)酵流程1：原料貯倉2：麥芽篩選機(jī)3：提升機(jī)4：麥芽粉碎機(jī)5：糖化鍋6：大米篩選機(jī)7：大米粉碎機(jī)8：糊化鍋9：過濾槽10：麥糟輸送11：麥糟貯罐12：煮沸/回旋槽13：外加熱器14：酒花添加罐15：麥汁冷卻器16：空氣過濾器17：酵母培養(yǎng)及添加罐18：發(fā)酵罐19：啤酒穩(wěn)定劑添加罐20：緩沖罐21：硅藻土添加罐22：硅藻土過濾機(jī)23：啤酒清濾機(jī)24：清酒罐25：洗瓶機(jī)26：罐裝機(jī)27：啤酒殺菌機(jī)28：貼標(biāo)機(jī)29：裝箱機(jī)連續(xù)發(fā)酵 啤酒連續(xù)發(fā)酵流程啤酒連續(xù)發(fā)酵流程 塔式發(fā)酵塔式發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵 啤酒連續(xù)發(fā)酵流程啤酒連續(xù)發(fā)酵流程 多罐式連續(xù)發(fā)酵多罐式連續(xù)發(fā)酵小小 結(jié)結(jié)v 酒精發(fā)酵設(shè)備酒精發(fā)酵設(shè)備v 酒精發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)酒精發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)v 酒精發(fā)酵罐的計算酒精發(fā)酵罐的計算v 啤酒發(fā)酵設(shè)備啤酒發(fā)酵設(shè)備v 新型啤酒發(fā)酵罐新型啤酒發(fā)酵罐v CIP清洗系統(tǒng)清洗系統(tǒng)v 連續(xù)發(fā)酵設(shè)備連續(xù)發(fā)酵設(shè)備v 酒精連續(xù)發(fā)酵酒精連續(xù)發(fā)酵v 啤酒連續(xù)發(fā)酵啤酒連續(xù)發(fā)酵