第一篇第三章嫌气发酵设备

第三章嫌气发酵设备酒精发酵设备啤酒发酵设备酒精发酵设备酒精发酵罐洗涤装置酒精发酵设备酒精发酵设备酒精发酵罐的计算发酵罐结构尺寸的确定•带有锥形底、盖的圆柱形发酵罐全容积为:式中V—发酵罐的代表容积（m3）；V0—进入发酵罐的发酵液量（m3）—装液系数，一般取=0.85~0.900VV334π212hhHDV•发酵罐全容积按下列计算:酒精发酵设备酒精发酵罐的计算•罐体高度、底、盖高度和罐径的尺寸关系：DhDhDH1.005.014.01.05.11.121～～～↑↓→←D↑↓酒精发酵设备酒精发酵罐的计算发酵罐罐数的确定•对于间歇发酵，发酵罐罐数可按下式计算：124ntN式中N－发酵罐个数；n－每24小时内进行加料单发酵罐数目；t－一次发酵周期所需时间，h发酵罐冷却面积的计算可按传热基本方程式来确定，即：酒精发酵设备酒精发酵罐的计算发酵罐冷却面积计算mTKQA式中A—冷却面积（m2）;Q—总的发酵热（J/h）；K—传热总系数（J/m2.h)；△Tm—对数平均温度差酒精发酵设备•总的发酵热Q321QQQQ•对数平均温度差△Tm2121ln)()(TTTTTTTTTFFFFm•传热总系数K•冷却水耗量的计算)(12TTCQWpBRDDAK77.11186.47.08.02酒精发酵设备例题某酒精工厂，每发酵罐的进料量为24t/h，每4h装满一罐，发酵周期为72h，冷却水的初、终温分别为20℃和25℃，若罐内采用蛇管冷却，试确定发酵罐的罐数、结构尺寸、冷却水耗量、冷却面积和冷却装置的主要结构尺寸。（糖化醪密度为1076kg/m3)解：(1)确定发酵罐个数19124726124ntN6424n酒精发酵设备(2)确定发酵罐体积及结构尺寸)m(1000.910761000424VV30•发酵罐体积•发酵罐几何尺寸选取结构尺寸比例：H=1.2D，h1＝h2＝0.1D↑↓→←D↑↓)32.02.1(785.0100)3131(4πV2212DDDhhHD则mDhhmDHmD47.01.06.52.17.421•发酵罐表面积(圆柱体表面积A1和罐底、罐顶表面积A2、A3）22221232211847.035.235.214.3826.57.414.3mhRπRAAmπDHA酒精发酵设备(3)冷却面积和冷却装置主要结构尺寸mTKQA①总的发酵热Q321QQQQ）（BWCTTAKQQQmsqQ341251102%51046.418%11000424)/(1068.3102.1)3235(5.331185.331001007.1543444hkJQQTTTTcTTkkKBWBWBWC＝辐对②冷却水耗量℃）(2.725302030ln25302030ln)()(2121TTTTTTTTTFFFFm③对数平均温度差△Tm）（h/kg176002025186.41068.3)(512TTCQWpB酒精发酵设备④传热总系数K值)m/s(12.11000)053.0(785.036002176002w47.08.021045.177.11186.4RDDAK19321675011880035.0270011450011K⑤冷却面积)m(5.262.719321068.325mTKQA酒精发酵设备⑥冷却装置主要结构尺寸列管总长度L)m(1492/)06.0053.0(14.35.26CPDAL每圈蛇管长度l)m(915.0314.32222PPhDl蛇管总圈数179149lLNP蛇管总高度)m(4.2)1(PPhNH酒精发酵设备啤酒酿造工艺流程图啤酒发酵设备啤酒发酵设备•啤酒发酵容器的发展1.发酵容器材料的变化2.开放式向密闭式转换3.密闭容器的发展•大型的啤酒发酵罐奈坦罐、联合罐、朝日罐啤酒发酵设备新型啤酒发酵设备•圆筒体锥底发酵罐（C.C.T）圆筒体锥底立式发酵罐（简称锥形罐）。这种设备的优点在于能缩短发酵时间,而且具有生产上的灵活性，适合于生产各种类型啤酒的要求。目前，锥形发酵罐成为国内外啤酒工厂使用较多的设备。发酵方法分类C.C.T发酵：单酿罐发酵：前发酵、主发酵、后发酵、贮酒全部在一个罐中完成。两罐法发酵：前发酵、主发酵在发酵罐完成，后发酵和贮酒在贮酒罐完成。前、主、后发酵在发酵罐完成，贮酒在贮酒罐完成。C.C.T的结构特点•其最大特点在于大型化，容积从100~600m3。•外筒体蝶形或拱形盖，锥形体底，罐筒体壁和锥底有各种形式的冷却夹套。•罐材料：碳钢加涂料或不锈钢。C.C.T的结构特点•冷却夹套：一般分成三段，上段距发酵液面15cm向下排列，中段在筒体的下部距支撑裙座15cm向上排列，锥底段尽可能接近排酵母口，向上排列。•冷媒多采用乙二醇或酒精溶液，也可使用氨。•锥形罐的冷却装置C.C.T的结构特点•隔热层：聚酰氨树脂、自熄式聚苯乙烯泡沫塑料，只需厚度150~200mm。膨胀珍珠岩粉、矿渣棉需增加厚度200~250mm。C.C.T的结构特点•防护层：外防护层一般采用0.7~1.5mm厚的合成铝板或0.5~0.7mm的不锈钢板。•罐的主要附件：取样阀、安全阀、真空破坏阀、CIP执行机构、视镜、灯镜、空气和CO2排出管。C.C.T的结构特点•单酿罐具有深入锥底800~1200mm的出酒管和排酵母底阀。啤酒发酵设备↑↓↑↓→←D60°H/D=1.5～6:1•锥形罐的几何尺寸H0/D=0.866新型啤酒发酵设备C.C.T发酵的优点•加速发酵：由于发酵基质和酵母对流获得强化，可加速发酵，一般酿造周期为16~22天。C.C.T发酵的优点•厂房投资节省；•冷耗节省，比传统发酵节省40%~55%；•发酵罐清洗、消毒用CIP系统，自动化程度高；