啤酒发酵罐69课件

啤酒发酵罐2（1）啤酒发酵罐大型化的目的由于大型化，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。（2）圆筒体锥底罐（又称锥底罐）①特点。锥底罐是目前国内外广泛使用的设备，既可用于上面发酵啤酒，又可用于下面发酵啤酒。它有以下优点：a.锥底罐是密闭罐，可作发酵罐用，也可做贮酒罐用，方便酵母的回收；b.方便CO2洗涤，除去啤酒的生青味，加速啤酒的成熟。同时由于具备采用加压、升温的操作，生产灵活，可以缩短生产周期；c.本身有冷却夹套，容易控制发酵温度，可满足生产工艺要求；d.实现自动控制，灭菌较彻底，杂菌污染机会少，有利于无菌操作，符合现代工业要求；e.提高了酒花利用率，减少酒花的用量，改善了啤酒的泡持性。圆筒体锥底罐的缺点及技术处理：

a.酒液澄清慢。因此，对麦芽有一定的质量要求，对酵母的品种有一定要求。应选用凝聚性强的品种，或采用高速离心机分离酵母并选用啤酒生产用麦芽；b.主发酵时产生大量的泡沫，罐的利用率低，因此，在操作过程中应尽可能地减少溶氧才不至于出现窜沫现象，同时菌种与泡沫的产生也有一定的关系，特别是菌种的前几代，有很强的发酵能力，虽通过控制溶氧也难以控制大量的泡沫产生，在这种情况下，可通过减少酵母的添加量来进行控制；c.酒液中二氧化碳含量不均匀，由于流体的静压作用，二氧化碳在酒内形成浓度梯度，上层和下层的二氧化碳含量相差很大，以致酒液中二氧化碳分布不一，可通过用导管出酒加以解决。碳含量相差很大，以致酒液中二氧化碳分布不一，可通过用导管出酒加以解决。②结构图7.2-4圆筒体锥底罐1—顶盖；2—通道支架；3—人孔；4—视镜；5—真空阀；6—安全阀；7—自动清洗装置；8—罐身；9—冷却套；10—冷媒出口；11—冷媒进口；12—温度计；13—采样阀；14—罐底；15—压力表；16—二氧化碳出口；17—压缩空气、洗涤用水进口；18—麦汁进口、酵母和啤酒出口锥底罐的结构如图7.2-4所示。锥底罐为圆筒体、上椭圆或碟形封头、下圆锥形，以不锈钢材料制成，为耐压容器，根据工作压力的要求应设置安全阀，同时由于放料速度较快有可能造成一定的负压；另外由于碱水洗罐，碱性物质能与二氧化碳起反应会形成真空，因此必须设置真空安全阀，其作用是允许空气进入罐内，以建立罐内外压力的平衡；罐身设置冷却夹套2～4段；罐的上部封头设有人孔、安全阀、压力表，二氧化碳排出口，CIP清洗系统入口等。③技术要求。圆筒型锥底罐其直径D与圆筒体高度H之比范围较大，D：H=1：（5～6）均可取得良好的发酵效果，但罐体不宜过高，特别是在未设酵母离心机的情况下，更不宜过高，不然酵母沉降困难，影响过滤。国内目前设备情况为D：H=1：（2～4）。锥角角度一般采用60°～80°，可兼顾设备有利于酵母的排除及节约材料。罐的容量通常根据糖化麦芽汁产量的总体积，再加20％容量，其原因是考虑发酵泡沫空间，即罐的填充系数。时间控制在12～15h充满一罐。锥底罐本身设有冷却夹套进行冷却，其圆筒部分的冷却夹套，一般分为2～4段冷却，同时多数罐在圆锥部分也设有冷却夹套，目的是方便酵母的冷却沉淀排出。夹套的制冷量应满足生产工艺的要求。冷媒可用液氨或乙二醇以及20％～30％酒精溶液。在设备中，冷却夹套的结构多种多样，有扣槽钢、扣角钢、扣半圆钢、冷却层内带导向板、罐外加液氨管、长形薄层螺旋环形冷却管等，较为理想的是长形薄层螺旋环形冷却管。罐体的保温材料可采用聚氨酯泡沫塑料、脲醛泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料(要求白熄材料，防止火灾)或膨胀珍珠岩矿棉等均可，厚度一般为100～200mm，具体依当地气候条件选定。外部加装保护层，如镀锌板、薄铝板等材料，既美观又有保护作用。④锥底罐内的对流和热交换。a.二氧化碳的作用。发酵液中的对流主要是二氧化碳的作用。由于容器较大，在不同高度的发酵液中CO2含量不同，整个锥底罐中形成一个CO2含量梯度。发酵液中CO2浓度大其相对密度低，发酵液中CO2浓度小其相对密度大，而罐的下部CO2的密集程度高，上部的CO2含量低，于是下部相对密度较小的发酵液就具有上升的提升力。同时CO2气泡上升时，对周围的液体具有一种拖拽力，正是由于拖拽力和提升力的共同作用形成气体搅拌作用，使罐的发酵液得到循环，促进了发酵液的混合和热交换；b.冷却作用。冷却操作时啤酒温度发生变化，也会引起罐内的发酵液的对流循环；c.人工充CO2的作用。在发酵后期，为了加强冷却时酒液的自然对流，人工充CO2强化了酒液的循环，加快啤酒成熟，除去酒液中的生青味（注：CO2喷射环的位置高于酵母层的位置，送入纯CO2）。在罐顶设二氧化碳回收总管，将回收的二氧化碳送入二氧化碳处理站。⑤机械洗涤。大型发酵罐和贮酒设备都设有机械洗涤装置，现在一般为CIP自动清洗系统。在罐内设有喷射或喷淋装置，其安装位置为喷出的液体最有力地射到罐壁结垢最严重的地方。另外还有相应的其他设备，如碱液罐、热水罐、甲醛罐以及循环用的泵和管道等；碱液可反复使用，当浓度达不到要求时可添加，使用时碱液的温度一般不超过75℃，浓度一般为3％～5％，可同时加入洗涤剂。用泵经管道送往发酵罐或贮酒罐中的高压旋转喷射装置，在物理作用和碱液等的化学作用下，使污垢迅速溶解，达到清洗效果。洗涤后碱液流回到碱液罐，每次循环时间不应少于5min。然后再分别用热水、清水按工艺要求进行清洗。⑥辅助设备及自动控制设施。辅助设备主要包括洗涤液贮罐、甲醛贮罐、热水贮罐、空气过滤器、各种泵、二氧化碳回收及处理装置。圆筒体锥底罐的容量大而高，人工操作不便，对其温度、工作压力及液位显示等技术控制都是利用自动控制系统来完成。⑦安装及使用要求。a.罐体焊接后，罐内壁焊缝必须磨平抛光至Ra小于0.8μm，抛光方向必须与CIP自动清洗系统水流方向一致；b.设备安装后，罐内及夹套分别试水压，一般为2.94×105Pa；c.冷媒进口管应装有压力表和安全阀，进口冷媒的压力应小于1.96×105Pa。排出管上应装有止回阀。如有几条进出口管，可分别集中一总管上输送；d.对于露天大罐，现场加工后，必须安装于固定的支座上，同时考虑防震、保温、防风载荷等因素；e.罐体的锥部应置于室内，其酒液出口离地面高度以方便操作为好。洗涤剂贮罐、甲醛贮罐、各类泵和自f.圆筒体锥底罐的容量应和糖化设备的容量相应配合，最好在12~15h连续满罐。满罐时间过长，啤酒的双乙酰含量将显著提高，这样将会延长整个生产周期。锥底罐的容量还需与包装能力相适应，最好能将一罐酒当天包装完，可保证成品啤酒的质量；g.酵母的添加以分批添加为好。一次添加酵母，操作比较方便，发酵起发快，污染机会少。但是一次添加酵母后，在以后几批麦汁加入时，酵母易移至上层，形成上下层酵母不均匀的现象；h.如果采用一罐法发酵，酵母的回收一般分为三次进行，第一次在主酵完成时进行；第二次在后发酵降温之前进行；第三次在滤酒前进行，前两次回收的酵母浓度高，可以选留部分作为下批接种用。留用的酵母如不洗涤，可以采用循环泵送或通风的办法排除酵母中的二氧化碳，使酵母保持良好的生理状态；i.为了滤酒时罐底部的浑酒不至于先排出，锥底设一出酒短管，其长度以高出浑酒液面即可，使滤酒时上部澄清良好的酒先排出。最后才将底部浑酒由罐底出口引出，也有在罐体中部设酒液排出管；j.出酒时用脱氧水将阀出口及管道充满，减少吸氧。出酒后，应立即开启CIP自动清洗系统。k.阀多采用手动碟阀、远控碟阀或带泄漏识别功能的阀门。⑧锥底罐容量及个数确定。a.容量。锥底罐的容量必须与每天生产的冷麦芽汁量相适应，最大不超过每天生产的冷麦芽汁的量。装满一罐的时间应在12～15h。一般罐的有效容量是每批冷麦芽汁的整数倍，罐的容量系数取80％～85％。b.数量。锥底罐的