【正文】 發(fā)酵罐 (TRC) ? 工作原理： 利用機(jī)械攪拌器的作用，使空氣和發(fā)酵液充分混合促使氧在發(fā)酵液中溶解，以保證供給微生物生長(zhǎng)繁殖、發(fā)酵所需要的氧氣。 ? 所謂“ 全擋板條件 ”是指在一定轉(zhuǎn)速下再增加罐內(nèi)附件而軸功率仍保持不變。 ? 環(huán)形管的分布裝置的空氣分散效果不及單管式分布裝置。 之機(jī)械攪拌發(fā)酵罐 ? 聯(lián)軸器及軸承 ? 小型的發(fā)酵罐可采用法蘭將攪拌軸連接。 用水量較大。 之自吸式發(fā)酵罐 二、 特點(diǎn) ? 優(yōu)點(diǎn)： ? ①不必配備空氣壓縮機(jī)及其附屬設(shè)備，節(jié)約設(shè)備投資，減少?gòu)S房面積。 之自吸式發(fā)酵罐 （一）機(jī)械攪拌自吸式 ?2 機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐吸氣原理 ? 它的攪拌器是一個(gè)空心葉輪，葉輪快速旋轉(zhuǎn)時(shí)液體被甩出，葉輪中形成負(fù)壓，從而將罐外的空氣吸到罐內(nèi)，并與高速流動(dòng)的液體密切接觸形成細(xì)小的氣泡分散在液體之中，氣液混合流體通過(guò)導(dǎo)輪流到發(fā)酵液主體。 ? 罐頂裝有人孔 、 視鏡及二氧化碳回收管 、進(jìn)料管 、 接種管 、 壓力表和測(cè)量?jī)x表接口管等 。 由于罐太大，因此中心部位降溫和底部循環(huán)困難。 ?缺點(diǎn)：能耗大、設(shè)備真空操作負(fù)荷大、操作費(fèi)用高、負(fù)壓操作容易引起雜菌污染。 二氧化碳?xì)馓岱? 利用發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳，通過(guò)循環(huán)壓縮機(jī)加壓后，送回發(fā)酵罐氣提發(fā)酵產(chǎn)生的酒精，在 0℃ 冷卻飽和了酒精和水蒸氣的二氧化碳，再由活性炭填充柱吸附酒精，纖維素填充柱吸附水。 ?開(kāi)口式：室內(nèi)裝二氧化碳排除裝置，排管冷卻，補(bǔ)充 10%新鮮空氣的再循環(huán)方式。一天的過(guò)濾量要和后酵槽的數(shù)量匹配，不能濾到一半停下來(lái)。啤酒的香味突出。冷媒多采用乙二醇、酒精溶液或液氨直接蒸發(fā)來(lái)冷卻。h)。外設(shè)冷卻夾套包圍罐身和罐底。 ?主要步驟有： CO2回收、水沖、通空氣、接入 CIP系統(tǒng)、水洗、廢堿洗、堿洗、水洗、酸洗、水洗、殺菌水沖。 一、理論罐數(shù)的確定 ?一般采用 圖解法 確定連續(xù)發(fā)酵的理論罐數(shù)。連續(xù)發(fā)酵周期可達(dá) 20天，發(fā)酵只需 32小時(shí)，酒精濃度達(dá) 910%。 ?定期排除部分老酵母，減少酵母自溶。 發(fā)酵罐的操作 罐檢 空消 電極標(biāo)定 配料 實(shí)消 接種 中控培養(yǎng) 放罐 洗罐 檢修 第一步：罐檢 ? 目的：快速檢查發(fā)酵罐，確保發(fā)酵罐正常，可以上罐。 ? 注意事項(xiàng)： 1. 新電極或放置很久的電極必須激活以后才可以進(jìn)行標(biāo)定和使用。如果是微堿性溶液，建議用 標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校準(zhǔn)。 配料操作流程： 領(lǐng)料 ? 正確填寫領(lǐng)料單，從保管處領(lǐng)取原料 ? 領(lǐng)料人簽字確認(rèn) 溶料 ? 按工藝要求順序溶解各種原料 ? 原料全部溶解，無(wú)雜質(zhì)，無(wú)硬塊 投料 ? 確保電極已經(jīng)插上，出料一閥已經(jīng)關(guān)閉 ? 考慮增容和種子液量，定容到發(fā)酵所需體積 第五步：實(shí)消 發(fā)酵罐實(shí)消是對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行徹底的滅菌處 理 , 利用高溫過(guò)飽和蒸汽的強(qiáng)穿透能力使各種細(xì)菌、 真菌蛋白質(zhì)凝固而死亡。 第十步：檢修 ? 目的：確保閥門、法蘭、機(jī)械密封和試鏡燈等不會(huì)泄漏，以備下批生產(chǎn)使用； ? 方法：罐體通入空氣保壓在 ，然后用肥皂水進(jìn)行試漏，出現(xiàn)泄漏的閥門待壓力卸掉以后進(jìn)行檢修，更換相應(yīng)的墊片。 實(shí)消操作流程 預(yù)熱 ? 通過(guò)夾套通蒸汽進(jìn)行預(yù)熱 ? 當(dāng)溫度升到 90℃ 時(shí)停止預(yù)熱，關(guān)閉攪拌 升溫 ? 從空氣路、取樣路和出料路進(jìn)蒸汽升溫 ? 壓力升到 滅菌 ? 調(diào)節(jié)空氣一閥、取樣一閥、出料一閥和排氣閥控制壓力 ? 溫度： 123~125℃ ，壓力： ~，時(shí)間 30分鐘 冷卻 ? 通過(guò)夾套通冷卻水進(jìn)行降溫，當(dāng)溫度低于 90℃ 時(shí)開(kāi)啟攪拌 ? 罐內(nèi)壓力不能低于 第六步：接種 ?接種方法：壓差接種法 ?接種材料：種子液、火焰圈、 95%酒精、酒精棉、鑷子、打火機(jī)、石棉手套 ?注意事項(xiàng)： ：關(guān)閉車間門窗和排氣扇，接種環(huán)境周圍禁止人員來(lái)回走動(dòng)，降低空氣流動(dòng)性； ：拔接種針護(hù)套時(shí)需靠在火焰附近，接種壺不可傾斜過(guò)度，避免種子液流出；接種操作過(guò)程中罐壓不能掉零； ：拔出接種壺時(shí)接種針不可以指向人員，避免接種針飛出后造成人員受傷；點(diǎn)燃火焰圈不可隨處亂扔，熄滅以后才可以繼續(xù)操作。 溶氧電極的標(biāo)定 1 每次使用電極前都必須進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)介質(zhì)可以是空氣或飽和介質(zhì)，電極校準(zhǔn)前必須按 。 2. PH電極標(biāo)定的時(shí)候需要將接地電極放入盛放標(biāo)準(zhǔn)液的燒杯內(nèi)。 2. 壓力表：壓力表是否歸零。 塔身 H/D=9，離析器 H/D=。 多級(jí)真空發(fā)酵設(shè)備配置能夠提高發(fā)酵液的起始濃度達(dá)65— 73％干物，并得到設(shè)計(jì)濃度的酒精和成熟的發(fā)酵液。 ?方法：在間歇發(fā)酵中全程測(cè)定每一間隔的產(chǎn)物濃度 X，得到發(fā)酵曲線，從曲線的原點(diǎn)作物料平衡線，斜率為 F/V，和曲線交于 A點(diǎn)，該點(diǎn)的橫坐標(biāo) X1為第一個(gè)罐出口的產(chǎn)物濃度。這將導(dǎo)致發(fā)酵周期長(zhǎng)、能耗增加、設(shè)備利用率低、設(shè)備數(shù)量多等問(wèn)題。 ?特點(diǎn)：利用離心機(jī)回收酵母，利用薄板冷卻器降溫，利用循環(huán)泵將發(fā)酵液抽出再送回。可進(jìn)行多種形式的啤酒發(fā)酵，稱為通用罐。由于后酵要進(jìn)行二氧化碳飽和，因此應(yīng)做成耐壓罐，利用壓力及真空安全閥來(lái)保證安全受壓。發(fā)酵完畢，酵母凝聚沉淀到發(fā)酵容器底部，發(fā)酵溫度 510℃ 。室外放置，節(jié)省投資。 （二）前發(fā)酵槽的計(jì)算 數(shù)目： N=nt 容納一次麥汁量 N=nt/z 容納 Z次麥汁量 容積： V=ZV0/φ φ 取 產(chǎn)熱量： Q=εΔsqρ/24t [J/(m 3 h)] ε — 放熱不平衡系數(shù)，取 Δs — 主酵期單位時(shí)間降糖百分率 q— 發(fā)酵 1kg麥芽糖放熱量（ ） （三）后發(fā)酵設(shè)備 ?貯酒罐 ，完成嫩啤酒的繼續(xù)發(fā)酵，并飽和二氧化碳，促進(jìn)啤酒穩(wěn)定、澄清和成熟。 膜蒸發(fā)法 由發(fā)酵循環(huán)和膜蒸發(fā)兩個(gè)獨(dú)立的循環(huán)回路組成，兩個(gè)回路通過(guò)一個(gè)可調(diào)優(yōu)的內(nèi)回路連接。發(fā)酵和萃取在同一反應(yīng)器中進(jìn)行：采用固定化細(xì)胞技術(shù)，選擇合適無(wú)毒的萃取劑。對(duì)于酒精發(fā)酵來(lái)說(shuō)：酒精濃度大于 2%時(shí)，即表現(xiàn)出抑制作用；酒精濃度大于 8%時(shí)，酵母的繁殖就停止了。 ? 罐身上下部裝有取樣口和溫度計(jì)接口，對(duì)于大型發(fā)酵罐，為了便于維修和清洗，往往在近罐底也裝有人孔。 之自吸式發(fā)酵罐 （三）溢流噴射自吸式發(fā)酵罐 ? 吸氣原理 ? 液體溢流時(shí)形成拋射流，由于液體的表面層與其相鄰的氣體的動(dòng)量傳遞，使邊界層的氣體有一定的速率，從而帶動(dòng)氣體的流動(dòng)形成自吸作用。 ? ③用于酵母生產(chǎn)和醋酸發(fā)酵具有生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)點(diǎn)。 圖 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐 的幾何尺寸 ～?DH 3121 ～?DD i ～?iDC 1218 ～?DB 52～?iDS 20H↑↑↑↑↑↑DiDB之機(jī)械攪拌發(fā)酵罐 ? 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的幾何尺寸及體積 ? 體積 ? 尺寸 ?????? ???? DhDhDhDVbab 614π6π4π 2221? 橢圓形封頭體積： ? 發(fā)酵罐的總體積： ?????? ?????? ?? DhHDV b 6124π 20近似為： 220 4π DHDV ??之機(jī)械攪拌發(fā)酵罐 ? 機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的 熱量傳遞 ? 發(fā)酵過(guò)程的熱量計(jì)算 ? 生物合成熱量計(jì)算法 ? 冷卻水帶出熱量計(jì)算法 ? 發(fā)酵液溫升測(cè)量計(jì)算法 4321 Q t ????? ?L12VTTWQ Ct?? ? ?L22112VTcmcmt△???? 攪拌器軸功率的計(jì)算（單只攪拌槳） ? 不通氣條件下的軸功率 P0計(jì)算 魯士頓 (Rushton J. H.)公式： 5i30 DNP LP ???P0－無(wú)通氣攪拌輸入的功率 （ W） ； NP－功率準(zhǔn)數(shù)，是攪拌雷諾數(shù) ReM的函數(shù)； ω－渦輪轉(zhuǎn)速 （ r/s） ； ρL－液體密度（ kg/m3）； μ －液體粘度（ ）； D －渦輪直徑（ m）； 圓盤六平直葉渦輪 NP≈6 圓盤