1、生物反应器课程设计 -1- 第一章第一章 啤酒发酵罐结构与动力学特征啤酒发酵罐结构与动力学特征 啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料 经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营 养成分的饮料酒。我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家 之一，但我国的啤酒工业迄今只有 100 余年的历史。改革开放以来， 我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在距 世界第二位。由于啤酒工业的飞速发展，陈旧的技术，设备将受到 严重的挑战。为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方 面的需要，国际上啤酒发酵技术子啊原有传统技术的基础上有很大 进展。尤其是采用设计
2、多种形式的大容量发酵和储酒容器。这些大 容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有 较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度， 提高劳动生产率。 就发酵罐的外形来分，主要有圆柱锥形底罐、圆柱蝶形罐、圆 柱加斜底的朝日罐和球形罐等。 一一、啤酒发酵罐的特点、啤酒发酵罐的特点 1、单位占地面积的啤酒产量大；而且可以节约土建费用； 2、可以方便地排放酵母及其他沉淀物（相对朝日罐、通用罐、贮就 罐而言） ； 3、发酵温度控制方便、有效，麦汁发酵时对流好，发酵速度快，可 以缩短发酵周期（相对卧式罐、发酵槽而言） ； 生物反应器课程设计 - 2 - 4、可以回收利用二氧化碳
3、，并可有利于啤酒的口味稳定性与非生物 稳定性（相对开口容器而言） ； 5、可以一关多用，生产工艺比较灵活；简化生产过程与操作，而且 酒损也现对减少； 6、制作相应要比其他发酵罐简单； 7、便于自动控制，如自动清洗和自动灭菌，节省人力与洗涤费用， 卫生条件好。 二二、露天圆锥发酵罐的结构、露天圆锥发酵罐的结构 露天圆锥发酵罐基本上由四个部分组成： （一）罐体部分（一）罐体部分 露天圆锥发酵罐的罐体有灌顶、圆柱体与锥底 3 部分组成，其 中： 灌顶： 为圆拱形， 中央开孔用于可拆卸大直径法兰， 以安装 CO2 与 CIP 管道及其连接件， 灌顶还装有真空阀，安全阀与压力传感器。 圆柱体：为发酵罐主
4、体，发酵罐的高度主要决定于圆柱体的直 径与径高比，由于大直径的光耐压低，考虑到使用钢板的厚度，一 般直径6.0m。 圆锥底：它的夹角多为 6090，也有 90120，但这多用 于大直径的罐及大容量的罐；如夹角过小会使椎体部分很高。露天 圆锥发酵罐圆锥底的高度与夹角有关，大致占总高的 1/41/3。圆 锥底的外壁一般安装冷却夹套、阀门与视镜、取样管阀、测温、测 压的传感元件或温度计，CO2 洗涤装置等。 生物反应器课程设计 - 3 - （二）温度控制部分（二）温度控制部分 发酵罐的温度控制部分主要由冷却层、保温层、测温元器件、 温度记录及温度控制装置等组成，其中：冷却层是调节发酵罐内液 体温度的主要部分，按其结构可分为盘式和夹套式两种；发酵罐的 保温层一般使用聚氨酯泡沫塑料或脲醛泡沫塑料，也有使用聚苯乙 烯泡沫塑料，在发泡保温时，为了未来的维修剥离及复原的方便， 罐身与发泡塑料之间最好能用塑料薄膜隔离；发酵罐的测温元件有 直接感应与遥控两种；发酵罐的温控装置实际起供、断冷却水的作 用。 （三）操作附件部分（三）操作附件部分 发酵罐的操作附件比较多，主要包括：进、出管道、阀门
