發酵機械與設備培訓課件(完整版)

　　

【正文】 發酵罐 (TRC) ? 工作原理： 利用機械攪拌器的作用，使空氣和發酵液充分混合促使氧在發酵液中溶解，以保證供給微生物生長繁殖、發酵所需要的氧氣。 ? 所謂“ 全擋板條件 ”是指在一定轉速下再增加罐內附件而軸功率仍保持不變。 ? 環形管的分布裝置的空氣分散效果不及單管式分布裝置。 之機械攪拌發酵罐 ? 聯軸器及軸承 ? 小型的發酵罐可采用法蘭將攪拌軸連接。 用水量較大。 之自吸式發酵罐 二、 特點 ? 優點： ? ①不必配備空氣壓縮機及其附屬設備，節約設備投資，減少廠房面積。 之自吸式發酵罐 （一）機械攪拌自吸式 ?2 機械攪拌式發酵罐吸氣原理 ? 它的攪拌器是一個空心葉輪，葉輪快速旋轉時液體被甩出，葉輪中形成負壓，從而將罐外的空氣吸到罐內，并與高速流動的液體密切接觸形成細小的氣泡分散在液體之中，氣液混合流體通過導輪流到發酵液主體。 ? 罐頂裝有人孔 、 視鏡及二氧化碳回收管 、進料管 、 接種管 、 壓力表和測量儀表接口管等 。 由于罐太大，因此中心部位降溫和底部循環困難。 ?缺點：能耗大、設備真空操作負荷大、操作費用高、負壓操作容易引起雜菌污染。 二氧化碳氣提法 利用發酵過程中產生的二氧化碳，通過循環壓縮機加壓后，送回發酵罐氣提發酵產生的酒精，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。 ?開口式：室內裝二氧化碳排除裝置，排管冷卻，補充 10%新鮮空氣的再循環方式。一天的過濾量要和后酵槽的數量匹配，不能濾到一半停下來。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來冷卻。h)。外設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、水洗、廢堿洗、堿洗、水洗、酸洗、水洗、殺菌水沖。 一、理論罐數的確定 ?一般采用 圖解法 確定連續發酵的理論罐數。連續發酵周期可達 20天，發酵只需 32小時，酒精濃度達 910%。 ?定期排除部分老酵母，減少酵母自溶。 發酵罐的操作 罐檢 空消 電極標定 配料 實消 接種 中控培養 放罐 洗罐 檢修 第一步：罐檢 ? 目的：快速檢查發酵罐，確保發酵罐正常，可以上罐。 ? 注意事項： 1. 新電極或放置很久的電極必須激活以后才可以進行標定和使用。如果是微堿性溶液，建議用 標準緩沖液校準。 配料操作流程： 領料 ? 正確填寫領料單，從保管處領取原料 ? 領料人簽字確認 溶料 ? 按工藝要求順序溶解各種原料 ? 原料全部溶解，無雜質，無硬塊 投料 ? 確保電極已經插上，出料一閥已經關閉 ? 考慮增容和種子液量，定容到發酵所需體積 第五步：實消 發酵罐實消是對發酵培養基進行徹底的滅菌處 理 , 利用高溫過飽和蒸汽的強穿透能力使各種細菌、 真菌蛋白質凝固而死亡。 第十步：檢修 ? 目的：確保閥門、法蘭、機械密封和試鏡燈等不會泄漏，以備下批生產使用； ? 方法：罐體通入空氣保壓在 ，然后用肥皂水進行試漏，出現泄漏的閥門待壓力卸掉以后進行檢修，更換相應的墊片。 實消操作流程 預熱 ? 通過夾套通蒸汽進行預熱 ? 當溫度升到 90℃ 時停止預熱，關閉攪拌 升溫 ? 從空氣路、取樣路和出料路進蒸汽升溫 ? 壓力升到 滅菌 ? 調節空氣一閥、取樣一閥、出料一閥和排氣閥控制壓力 ? 溫度： 123~125℃ ，壓力： ~，時間 30分鐘 冷卻 ? 通過夾套通冷卻水進行降溫，當溫度低于 90℃ 時開啟攪拌 ? 罐內壓力不能低于 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、石棉手套 ?注意事項： ：關閉車間門窗和排氣扇，接種環境周圍禁止人員來回走動，降低空氣流動性； ：拔接種針護套時需靠在火焰附近，接種壺不可傾斜過度，避免種子液流出；接種操作過程中罐壓不能掉零； ：拔出接種壺時接種針不可以指向人員，避免接種針飛出后造成人員受傷；點燃火焰圈不可隨處亂扔，熄滅以后才可以繼續操作。 溶氧電極的標定 1 每次使用電極前都必須進行校準，校準介質可以是空氣或飽和介質，電極校準前必須按 。 2. PH電極標定的時候需要將接地電極放入盛放標準液的燒杯內。 2. 壓力表：壓力表是否歸零。 塔身 H/D=9，離析器 H/D=。 多級真空發酵設備配置能夠提高發酵液的起始濃度達65— 73％干物，并得到設計濃度的酒精和成熟的發酵液。 ?方法：在間歇發酵中全程測定每一間隔的產物濃度 X，得到發酵曲線，從曲線的原點作物料平衡線，斜率為 F/V，和曲線交于 A點，該點的橫坐標 X1為第一個罐出口的產物濃度。這將導致發酵周期長、能耗增加、設備利用率低、設備數量多等問題。 ?特點：利用離心機回收酵母，利用薄板冷卻器降溫，利用循環泵將發酵液抽出再送回。可進行多種形式的啤酒發酵，稱為通用罐。由于后酵要進行二氧化碳飽和，因此應做成耐壓罐，利用壓力及真空安全閥來保證安全受壓。發酵完畢，酵母凝聚沉淀到發酵容器底部，發酵溫度 510℃ 。室外放置，節省投資。 （二）前發酵槽的計算 數目： 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 產熱量： Q=εΔsqρ/24t [J/(m 3 h)] ε — 放熱不平衡系數，取 Δs — 主酵期單位時間降糖百分率 q— 發酵 1kg麥芽糖放熱量（ ） （三）后發酵設備 ?貯酒罐 ，完成嫩啤酒的繼續發酵，并飽和二氧化碳，促進啤酒穩定、澄清和成熟。 膜蒸發法 由發酵循環和膜蒸發兩個獨立的循環回路組成，兩個回路通過一個可調優的內回路連接。發酵和萃取在同一反應器中進行：采用固定化細胞技術，選擇合適無毒的萃取劑。對于酒精發酵來說：酒精濃度大于 2%時，即表現出抑制作用；酒精濃度大于 8%時，酵母的繁殖就停止了。 ? 罐身上下部裝有取樣口和溫度計接口，對于大型發酵罐，為了便于維修和清洗，往往在近罐底也裝有人孔。 之自吸式發酵罐 （三）溢流噴射自吸式發酵罐 ? 吸氣原理 ? 液體溢流時形成拋射流，由于液體的表面層與其相鄰的氣體的動量傳遞，使邊界層的氣體有一定的速率，從而帶動氣體的流動形成自吸作用。 ? ③用于酵母生產和醋酸發酵具有生產效率高、經濟效益高的優點。 圖 機械攪拌通風發酵罐 的幾何尺寸 ～?DH 3121 ～?DD i ～?iDC 1218 ～?DB 52～?iDS 20H↑↑↑↑↑↑DiDB之機械攪拌發酵罐 ? 機械攪拌通風發酵罐的幾何尺寸及體積 ? 體積 ? 尺寸 ?????? ???? DhDhDhDVbab 614π6π4π 2221? 橢圓形封頭體積： ? 發酵罐的總體積： ?????? ?????? ?? DhHDV b 6124π 20近似為： 220 4π DHDV ??之機械攪拌發酵罐 ? 機械攪拌發酵罐的 熱量傳遞 ? 發酵過程的熱量計算 ? 生物合成熱量計算法 ? 冷卻水帶出熱量計算法 ? 發酵液溫升測量計算法 4321 Q t ????? ?L12VTTWQ Ct?? ? ?L22112VTcmcmt△???? 攪拌器軸功率的計算（單只攪拌槳） ? 不通氣條件下的軸功率 P0計算 魯士頓 (Rushton J. H.)公式： 5i30 DNP LP ???P0－無通氣攪拌輸入的功率 （ W） ； NP－功率準數，是攪拌雷諾數 ReM的函數； ω－渦輪轉速 （ 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