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1、第四章 厌氧发酵工艺设备,第一节 厌氧发酵产物的生物合成机制,一、糖酵解途径概念及其特点二、酵母菌的酒精、甘油发酵三、乳酸发酵四、甲烷发酵,第二节 白酒与酒精发酵,一、白酒固态发酵二、酒精发酵（一）酒精发酵的基本过程1、前发酵期2、主发酵期3、后发酵期,（二）传统酒精发酵工艺,1、间歇发酵工艺2、半连续发酵工艺,（三）传统酒精发酵罐结构,酵母将糖转化为酒精高转化率条件(1)满足酵母生长和代谢的必要工艺条件(2)一定的生化反应时间(3)及时移走在生化反应过程中将释放的生物热对这类发酵罐的要求是：能封闭；能承受一定压力；有冷却设备；罐内尽量减少装置，消灭死角，便于清洗灭菌。酒精和啤酒都属于厌氧发酵
2、产物，其发酵罐因不需要通入无菌空气，因此在设备放大、制造和操作时，都比好氧发酵设备简单得多。,P,酒精发酵罐筒体结构,为圆柱形，底盖和顶盖均为碟形或锥形。在酒精发酸过程中，为了回收二氧化碳气体及其所带出的部分酒精，发酵罐宜采用密闭式。罐顶装有人孔、视镜及二氧化碳回收管、进料管、接种管、压力表和测量仪表接口管等。罐底装有排料口和排污口；罐身上下部装有取样口和温度计接口，对于大型发酵耀，为了便于维修和清洗，往往在近罐底也装有人孔。,（四）现代大型酒精发酵罐的结构,500m34200m3斜底、锥形或碟形,（五）新型大型酒精发酵罐的设计,（六）大罐连续发酵工艺流程,第三节 啤酒发酵,近年来，啤酒发酵设
3、备向大型、室外、联合的方向发展，迄今为止，使用的大型发酵罐容量已达1500吨。大型化的目的是：(1)由于大型化，使啤酒质量均一化；由于啤酒生产的罐数减少，使生产合理化，降低了主要设备的投资。,（一）啤酒发酵容器的变迁过程,(2)发酵容器材料的变化。由陶器向木材-水泥-金属材料演变现在的啤酒生产，后两种材料都在使用。过去大多数啤酒发酵容器为内有涂料的钢筋水泥槽，新建的大型容器一般使用不锈钢。,（3）开放式发酵容器向密闭式转变。小规模生产时，一般用开放式，对发酵的管理、泡沫形态的观察和醪液浓度的测定等比较方便。随着啤酒生产规模的扩大，发酵容器大型化，并为密闭式。从开放式转向密闭发酵的最大问题是发酵
4、时被气泡带到表面的泡盖的处理。可用吸取法分离泡盖。,1. 圆筒体锥底发酵耀 圆简体锥底立式发酵罐(简称锥形罐)，已广泛用于上面或下面发酵啤酒生产。锥形耀可单独用于前发酵或后发酵，还可以将前、后发酵合并在该罐进行(一罐法)。优点：在于能缩短发酵时间，而且具有生产上的灵活性，故能适合于生产各种类型啤酒的要求。,三、现代大罐啤酒发酵,圆筒体锥底罐的结构及特点,圆筒体锥底罐发酵最大特点在于大型化，容积从100600m3(也有60m3小型的)。,(1) 设备的外型特点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。筒体直径(D)和筒体高度(H)是主要特性参数。对单酿罐一般是D：H1：1
5、2。对两罐法的发酵罐D：H1：34，对两罐法的贮酒罐D：H1：12，也有采用直径为34m的卧式圆简体罐作贮酒罐。增加H有利于加速发酵，降低H有利于啤酒的自然澄清。,发酵罐锥底角，考虑到发酵中酵母自然沉降最有利，取排出角为6075，对于贮酒罐，因沉淀物很少，主要考虑材料利用率常取锥角为120150 。(2) 罐材料 大型圆筒体锥底罐均采用碳钢加涂料或不锈钢两种材料制成。啤酒是酸性液体，能造成铁的电化学腐蚀，啤酒发酵时产生的H2S、SO2对铁材料会造成氧化还原腐蚀。,(3) 冷却夹套发酵罐或单酿罐内的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，
6、锥底段尽可能接近排酵母口，向上排列。,(4) 隔热层和防护层绝热层材料应具有：导热系数低、体积质量低、吸水小、不易燃等特性。啤酒圆筒体锥底罐绝热层常用如下材料：聚酰氨树脂和自熄式聚苯乙烯泡沫塑料。采用上述两种绝热材料只需厚度150200mm。膨胀珍珠岩粉和矿渣棉价格低，因吸水性大需增加厚度200250mm。外防护层一般采用0.71.5mm厚的合金铝板或0.50.7mm的不锈钢板，特别是瓦楞型板更受欢迎。,(5) 罐主要附件 在上中下三段冷却介质进口位置下装智能型铂温度传感器。在圆筒形下部装可清洗取样阀。 罐顶部应有安全阀、真空破坏阀。CIP装置。 视镜、灯镜、空气和二氧化碳排出管等装置。 锥底
7、有直径500mm的快开人孔。出酒管和排酵母底阀及四通视镜。,圆筒体锥底发酵罐的优点,加速发酵，圆筒体锥底罐发酵和传统发酵相比，由于发酵基质(麦汁)和酵母对流获得强化，可加速发酵。厂房投资节省。冷耗节省。圆筒体锥底罐发酵可依赖CIP自动程序清洗消毒，工艺卫生更易得到保证。,圆筒体锥底发酵罐的缺点,由于罐体比较高，酵母沉降层厚度大，酵母泥使用代数一般比传统低(只能使用56代)； 贮酒时，澄清比较困难(特别在使用非凝聚性酵母)，过滤必须强化； 若采用单酿发酵，罐壁温度和罐中心温度一致，一般要57d以上，短期贮酒不能保证温度一致,三、联合罐,是一种具有较浅锥底的大直径(高径比为1：11.3)发酵罐能在
8、罐内进行机械搅拌，并具有冷却装置。联合罐在发酵生产上的用途与锥形罐相同，既可用于前、后发酵，也能用于多罐法及一罐法生产。因而它适合多方面的需要，故又称该类型罐为通用罐。,四、朝日罐,前发酵和后发酵合一的室外大型发酵罐朝日罐是用4-6mm的不绣钢板制成的斜底圆柱型发酵罐。其高度与直径比为1:1-2:1外部设有冷却夹套，冷却夹套包围罐身与罐底。外面用泡沫塑料保温内部设有带转轴的可动排酒管，用来排出酒液，并有保持酒液中CO2含量均一的作用。,循环,排酵母冷却,朝日罐,（1）利用离心机回收酵母；（2）利用薄板换热器控制发酵温度（3）利用循环泵把发酵液抽出又送回去。,优点：三种设备互相组合，解决了前、后发酵温度控制和酵母浓度的控制问题，加速了酵母的成熟；使用酵母离心机分离发酵液的酵母，可以解决酵母沉淀慢的缺点；利用凝聚性弱的酵母进行发酵，增加酵母与发酵浓接触时间，促进发酵液中乙醛和双乙酰的还原，减少其含量。可加速啤酒的成熟；后酵时罐的装量可达96，提高了设备利用率减少了排除酵母时发酵液的损失；缺点：动力消耗较大。,The EndThanks!,
