發(fā)酵設(shè)備專題培訓(xùn)

第六章發(fā)酵設(shè)備第一節(jié)發(fā)酵設(shè)備概述發(fā)酵主要設(shè)備為發(fā)酵罐和種子罐，它們各自都附有原料(培養(yǎng)基)調(diào)制、蒸煮、滅菌和冷卻設(shè)備，通氣調(diào)節(jié)和除菌設(shè)備，以及攪拌器等。種子罐：以確保發(fā)酵罐培養(yǎng)所必需的菌體量為目的。發(fā)酵罐：承擔(dān)產(chǎn)物的生產(chǎn)任務(wù)。它必須能夠提供微生物生命活動和代謝所要求的條件，并便于操作和控制，保證工藝條件的實(shí)現(xiàn)，從而獲得高產(chǎn)。一、發(fā)酵罐

發(fā)酵罐的定義：是為一個特定生物化學(xué)過程的操作提供良好而滿意的環(huán)境的容器。對于某些工藝來說，發(fā)酵罐是個密閉容器，同時附帶精密控制系統(tǒng)；而對于另一些簡單的工藝來說，發(fā)酵罐只是個開口容器，有時甚至簡單到只要有一個開口的坑。

發(fā)酵罐系統(tǒng)

一個優(yōu)良的發(fā)酵罐裝置和組成（1）應(yīng)具有嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)（2）良好的液體混合特性（3）好的傳質(zhì)相傳熱速率（4）具有配套而又可靠的檢測、控制儀表發(fā)酵罐發(fā)展歷史

第一階段:1900年以前，是現(xiàn)代發(fā)酵罐的雛形，它帶有簡單的溫度和熱交換儀器。第二階段:1900-1940年，出現(xiàn)了200m3的鋼制發(fā)酵罐，在面包酵母發(fā)酵罐中開始使用空氣分布器，機(jī)械攪拌開始用在小型的發(fā)酵罐中。第三階段：1940-1960年，機(jī)械攪拌、通風(fēng)，無菌操作和純種培養(yǎng)等一系列技術(shù)開始完善，發(fā)酵工藝過程的參數(shù)檢測和控制方面已出現(xiàn)，耐蒸汽滅菌的在線連續(xù)測定的pH電極和溶氧電極，計算機(jī)開始進(jìn)行發(fā)酵過程的控制。發(fā)酵產(chǎn)品的分離和純化設(shè)備逐步實(shí)現(xiàn)商品化。第四階段：1960-1979年，機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的容積增大到80-150m3。由于大規(guī)模生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的需要，又出現(xiàn)了壓力循環(huán)和壓力噴射型的發(fā)酵罐，它可以克服—些氣體交換和熱交換問題。計算機(jī)開始在發(fā)酵工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。第五階段：1979年至今。生物工程和技術(shù)的迅猛發(fā)展，給發(fā)酵工業(yè)提出了新的課題。于是，大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)酵罐應(yīng)運(yùn)而生，胰島素，干擾素等基因工程的產(chǎn)品走上商品化。發(fā)酵罐的特點(diǎn)

（1）發(fā)酵罐與其他工業(yè)設(shè)備的突出差別是對純種培養(yǎng)的要求之高，幾乎達(dá)到十分苛刻的程度。因此，發(fā)酵罐的嚴(yán)密性，運(yùn)行的高度可靠性是發(fā)酵工業(yè)的顯著特點(diǎn)。（2）現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)為了獲取更大的經(jīng)濟(jì)利益，發(fā)酵罐更加趨向大型化和自動化發(fā)展。在發(fā)酵罐的自動化方面，作為參數(shù)檢測的眼睛如pH電極、溶解氧電極、溶解CO2電極等的在線檢測在國外巳相當(dāng)成熟。國內(nèi)目前尚處于起步階段，發(fā)酵檢測參數(shù)還只限于溫度、壓力、空氣流量等一些最常規(guī)的參數(shù)。發(fā)酵罐的種類

發(fā)酵工業(yè)上最常用的是通風(fēng)攪拌罐。除了通風(fēng)攪拌發(fā)酵罐外，其它型式的發(fā)酵罐如：氣提式發(fā)酵罐、壓力循環(huán)發(fā)酵罐、帶超濾膜的發(fā)酵罐等。典型發(fā)酵設(shè)備

種子制備設(shè)備主發(fā)酵設(shè)備輔助設(shè)備(無菌空氣和培養(yǎng)基的制備)發(fā)酵液預(yù)處理設(shè)備粗產(chǎn)品的提取設(shè)備產(chǎn)品精制與干燥設(shè)備流出物回收、利用和處理設(shè)備發(fā)酵罐工藝操作條件

1．溫度：25～40℃。2．壓力：0～1kg/cm3(表壓)。3．滅菌條件；溫度100～140℃，壓力0～3kg/cm3(表壓).4．pH：2～11。5．需氧量：0.05～0.3kmo1/m3·h。6．通氣量：0.3～2VVM。7．功率消耗：0.5～4kW/m3。8．發(fā)酵熱量：5000～20000kcal/m3.h。發(fā)酵酵罐罐的的類類型型1．．按按微微生生物物生生長長代代謝謝需需要要分分類類：：好氣氣：：抗抗生生素素、、酶酶制制劑劑、、酵酵母母、、氨氨基基酸酸，，維維生生素素等等產(chǎn)產(chǎn)品品是是在在好好氣氣發(fā)發(fā)酵酵罐罐中中進(jìn)進(jìn)行行的的；；需需要要強(qiáng)強(qiáng)烈烈的的通通風(fēng)風(fēng)攪攪拌拌，，目目的的是是提提高高氧氧在在發(fā)發(fā)酵酵液液中中的的傳傳質(zhì)質(zhì)系系數(shù)數(shù)；；厭氣氣：：丙丙酮酮丁丁醇醇、、酒酒精精、、啤啤酒酒、、乳乳酸酸等等采采用用厭厭氣氣發(fā)發(fā)酵酵罐罐。。不不需需要要通通氣氣。。2.按按照照發(fā)發(fā)酵酵罐罐設(shè)設(shè)備備特特點(diǎn)點(diǎn)分分類類：：機(jī)械械攪攪拌拌通通風(fēng)風(fēng)發(fā)發(fā)酵酵罐罐：：包包括括循循環(huán)環(huán)式式，，如如伍伍式式發(fā)發(fā)酵酵罐罐，，文文氏氏管管發(fā)發(fā)酵酵罐罐，，以以及及非非循循環(huán)環(huán)式式的的通通風(fēng)風(fēng)式式發(fā)發(fā)酵酵罐罐和和自自吸吸式式發(fā)發(fā)酵酵罐罐等等。。非機(jī)機(jī)械械攪攪拌拌通通風(fēng)風(fēng)發(fā)發(fā)酵酵罐罐：：包包括括循循環(huán)環(huán)式式的的氣氣提提式式、、液液提提式式發(fā)發(fā)酵酵罐罐，，以以及及非非循循環(huán)環(huán)式式的的排排管管式式和和噴噴射射式式發(fā)發(fā)酵酵罐罐。。這兩兩類類發(fā)發(fā)酵酵罐罐是是采采用用不不同同的的手手段段使使發(fā)發(fā)酵酵罐罐內(nèi)內(nèi)的的氣氣、、固固、、液液三三相相充充分分混混合合，，從從而而滿滿足足微微生生物物生生長長和和產(chǎn)產(chǎn)物物形形成成對對氧氧的的需需求求。。3．．按按容容積積分分類類：：一般般認(rèn)認(rèn)為為500L以以下下的的是是實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室室發(fā)發(fā)酵酵罐罐；；500-5000L是是中中試試發(fā)發(fā)酵酵罐罐；；5000L以以上上是是生生產(chǎn)產(chǎn)規(guī)規(guī)模模的的發(fā)發(fā)酵酵罐罐。。第二二節(jié)節(jié)嫌嫌氣氣發(fā)發(fā)酵酵設(shè)設(shè)備備密閉閉厭厭氧氧發(fā)發(fā)酵酵罐罐對這這類類發(fā)發(fā)酵酵罐罐的的要要求求是是：：能能封封閉閉；；能能承承受受一一定定壓壓力力；；有有冷冷卻卻設(shè)設(shè)備備；；罐罐內(nèi)內(nèi)盡盡量量減減少少裝裝置置，，消消滅滅死死角角，，便便于于清清洗洗滅滅菌菌。。酒精精和和啤啤酒酒都都屬屬于于嫌嫌氣氣發(fā)發(fā)酵酵產(chǎn)產(chǎn)物物，，其其發(fā)發(fā)酵酵罐罐因因不不需需要要通通入入昂昂貴貴的的無無菌菌空空氣氣，，因因此此在在設(shè)設(shè)備備放放大大、、制制造造和和操操作作時時，，都都比比好好氣氣發(fā)發(fā)酵酵設(shè)設(shè)備備簡簡單單得得多多。。它的容容積常常大于于50m3，H:Dt=1-2，罐罐的上上、下下部都都是錐錐形的的。上部有有物料料口，，冷卻卻水口口，CO2和氣體體出口口、人人孔和和壓力力表開開口等等。溫度控制制采用用罐內(nèi)內(nèi)蛇管管和罐罐外壁壁直接接水噴噴淋相相結(jié)合合，排排料管管在罐罐的底底部。。一、酒酒精發(fā)發(fā)酵罐罐酵母將將糖轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為酒精精高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率率條件件(1)滿足足酵母母生長長和代代謝的的必要要工藝藝條件件(2)一定定的生生化反反應(yīng)時時間(3)及時時移走走在生生化反反應(yīng)過過程中中將釋釋放的的生物物熱酒精發(fā)發(fā)酵罐罐的結(jié)結(jié)構(gòu)要要求滿足工工藝要要求，，有利利于發(fā)發(fā)酵熱熱的排排出從結(jié)構(gòu)構(gòu)上有有利于于發(fā)酵酵液的的排出出有利于于設(shè)備備清洗洗、維維修以以及設(shè)設(shè)備制制造安安裝方方便等等問題題。酒精發(fā)發(fā)酵罐罐筒體體結(jié)構(gòu)構(gòu)為圓柱柱形，，底蓋蓋和頂頂蓋均均為碟碟形或或錐形形。在酒精精發(fā)酸酸過程程中，，為了了回收收CO2氣體及及其所所帶出出的部部分酒酒精，，發(fā)酵酵罐宜宜采用用密閉閉式。。罐頂裝裝有人人孔、、視鏡鏡及二二氧化化碳回回收管管、進(jìn)進(jìn)料管管、接接種管管、壓壓力表表和測測量儀儀表接接口管管等。。罐底裝裝有排排料口口和排排污口口；罐身上上下部部裝有有取樣樣口和和溫度度計接接口，，對于于大型型發(fā)酵酵耀，，為了了便于于維修修和清清洗，，往往往在近近罐底底也裝裝有人人孔。。發(fā)酵的的冷卻卻裝置置對于中中小型型發(fā)酵酵罐，，多采采用罐罐頂噴噴水淋淋于罐罐外壁壁表面面進(jìn)行行膜狀狀冷卻卻；對于大大型發(fā)發(fā)酵罐罐，罐罐內(nèi)裝裝有冷冷卻蛇蛇管或或罐內(nèi)內(nèi)蛇管管和罐罐外壁壁噴灑灑聯(lián)合合冷卻卻裝置置，為避免免發(fā)酵酵車間間的潮潮濕和和積水水，要要求在在罐體體底部部沿罐罐體四四周裝裝有集集水槽槽。采用罐罐外列列管式式噴淋淋冷卻卻的方方法，，具有有冷卻卻發(fā)酵酵液均均勻，，冷卻卻效率率高等等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。酒精發(fā)發(fā)酵罐罐的洗洗滌過去均均由人人工操操作，，不僅僅勞動動強(qiáng)度度大，，而且且CO2氣體一一旦末末徹底底排除除，工工人入入罐清清洗會會發(fā)生生中毒毒事故故。近年來來，酒酒精發(fā)發(fā)酵罐罐巳逐逐步采采用水水力噴噴射洗洗滌裝裝置，，從而而改善善了工工人的的勞動動強(qiáng)度度和提提高了了操作作效率率。大大型發(fā)發(fā)酵罐罐采用用這種種水力力洗滌滌裝置置尤為為重要要。水力噴噴射裝裝置是由一一根兩兩頭裝裝有噴噴嘴的的灑水水管組組成兩頭噴噴水管管彎有有一定定的弧弧度噴水管管上均均勻地地鉆有有一定定數(shù)量量的小小孔噴水管管安裝裝時呈呈水平平噴水管管借活活接頭頭和固固定供供水管管相連連接它是借借噴水水管兩兩頭噴噴嘴以以一定定噴出出速度度而形形成的的反作作用力力，使使噴水水管自自動旋旋轉(zhuǎn)。。對于120m3的酒精精發(fā)酵酵耀，，采用用36×3mm的噴噴水管管，管管上開開有44××30個小小孔，，兩頭頭噴嘴嘴口徑徑為9mm。高壓強(qiáng)強(qiáng)的水水力噴噴射洗洗滌裝裝置它是一一根直直立的的噴水水管，，沿軸軸向安安裝于于罐的的中央央，在在垂直直噴水水管上上按一一定的的間距距均勻勻地鉆鉆有4-6mm的小小孔，，孔與與水平平呈20度度角，，水平平噴水水管借借活接接頭，，上端端和供供水總總管，，下端端相垂垂直分分配管管相連連接，，洗滌滌水壓壓為0.6-0.8MPa。。水流在在較高高壓力力下，，由水水平噴噴水管管出口口處噴噴出，，使其其以每每分鐘鐘48—56轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)自動動旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，并并以極極大的的速度度噴射射到罐罐壁各各處，，而垂垂直的的噴水水管也也以同同樣的的水流流速度度噴射射到罐罐體四四壁和和罐底底。約5min時間間即可可完成成洗滌滌作業(yè)業(yè)。洗洗滌水水若用用廢熱熱水，，還可可提高高洗滌滌效果果。二、酒酒精發(fā)發(fā)酵罐罐的計計算(一)發(fā)酵酵罐結(jié)結(jié)構(gòu)尺尺寸的的確定定發(fā)酵罐罐全容容積可可按下下式計計算：：(二)發(fā)酵酵罐罐罐數(shù)的的確定定對于間間歇發(fā)發(fā)酵，，發(fā)酵酵罐罐罐數(shù)可可按下下式計計算(三)發(fā)酵酵罐冷冷卻面面積計計算1．總總的發(fā)發(fā)酵熱熱Q微生物物在嫌嫌氣發(fā)發(fā)醉過過程中中總的的發(fā)酵酵熱，，一般般由生生物合合成熱熱Q1，蒸蒸發(fā)熱熱損失失Q2，罐罐壁向向用圍圍散失失的熱熱損失失Q3等三三部分分熱量量所組組成。。微生物物的生生物合合成熱熱是由由維持持微生生物生生命活活動的的呼吸吸熱、、促進(jìn)進(jìn)微生生物增增殖的的繁殖殖熱以以及微微生物物形成成代謝謝產(chǎn)物物的發(fā)發(fā)酵熱熱所組組成由于各各種微微生物物的生生理特特性和和代謝謝途徑徑不同同，故故對于于微生生物的的生物物合成成熱至至今尚尚難準(zhǔn)準(zhǔn)確計計算。。對于確確定酒酒精、、啤酒酒等嫌嫌氣發(fā)發(fā)酵的的發(fā)酵酵熱，，一般般按發(fā)發(fā)酵最最旺盛盛時單單位時時間糖糖度降降低的的百分分值來來計算算，通通常以以消耗耗1kg麥麥芽糖糖發(fā)酵酵放出出的熱熱量約約為418.6kJ為計計算基基準(zhǔn)。。如果發(fā)發(fā)酵液液不進(jìn)進(jìn)行冷冷卻，，則發(fā)發(fā)酵溫溫度可可升高高10℃。。此外，，對于于小型型試驗(yàn)驗(yàn)罐，，也可可在發(fā)發(fā)酵最最旺盛盛時，，測定定其冷冷卻水水的進(jìn)進(jìn)出口口溫度度和單單位時時間內(nèi)內(nèi)的耗耗水量量，從從而得得出小小罐的的放熱熱量Q1’’。代謝氣氣體帶帶走的的蒸發(fā)發(fā)熱量量Q2與糖糖濃濃濃度、、發(fā)酵酵程度度好壞壞有關(guān)關(guān)，除除間接接測定定外，，目前前還難難具體體計算算，一一般計計算時時可取取Q1的5、6％左左右。。不論發(fā)發(fā)酵罐罐置于于室內(nèi)內(nèi)或室室外，，均要要向周周圍空空間散散失熱熱量Q3，，這部部分熱熱量由由對流流相輻輻射組組成，，具體體計算算可參參閱有有關(guān)資資料。。所以總總的發(fā)發(fā)酵熱熱是：：4．冷冷卻水水耗量量的計計算由熱平平衡方方程式式得：：QA＝＝QB式中QA———酒酒精或或其他他發(fā)酵酵產(chǎn)品品的總總發(fā)酵酵熱(J／／h)QB———冷冷卻水水帶走走的熱熱量(J／／h)[例題題]某酒精精工廠廠，每每發(fā)酵酵罐的的進(jìn)料料量為為24t/h。。每4h裝裝滿一一罐，，發(fā)酵酵周期期為72h，冷冷卻水水的初初、終終溫分分別為為20℃和和25℃，，若罐罐內(nèi)采采用蛇蛇管冷冷卻，，試確確定發(fā)發(fā)酵罐罐的結(jié)結(jié)構(gòu)尺尺寸、、罐數(shù)數(shù)、冷冷卻水水耗量量、冷冷卻面面積和和冷卻卻裝置置的主主要結(jié)結(jié)構(gòu)尺尺寸。。(糖糖化醪醪密度度為1076kg/m3)n=24/4=6N=6×72/24+1=19發(fā)酵罐罐容積積發(fā)酵罐罐采用用圓柱柱形器器身，，底和和頂為為錐形形蓋，，選取取結(jié)構(gòu)構(gòu)尺寸寸的比比例關(guān)關(guān)系如如下：：由發(fā)酵酵罐的的基本本結(jié)構(gòu)構(gòu)尺寸寸，可可確定定全罐罐表面面積．．罐體體圓柱柱部分分表面面積F1和和罐底底罐頂頂表面面積F2，，F(xiàn)3分別別為：：2．冷冷卻面面積和和冷卻卻裝置置主要要結(jié)構(gòu)構(gòu)尺寸寸假定罐罐壁不不包扎扎保溫溫層，，壁溫溫最高高可達(dá)達(dá)35t，，生產(chǎn)產(chǎn)廠所所在地地區(qū)的的夏季季平均均溫度度可查查閱有有關(guān)資資料，，現(xiàn)假假定為為32℃。。Q3=全罐罐總表表面積積×ac×(t2-t1)主發(fā)酵酵控制制發(fā)酵酵液溫溫度tw為為30℃，，按題題意冷冷卻水水進(jìn)出出口溫溫度分分別為為t1＝20℃℃，t2＝＝25℃(4)傳熱熱總系系數(shù)K值的的確定定選取蛇蛇管為為水煤煤氣輸輸送鋼鋼管，，其規(guī)規(guī)格為為53/60mm，，則管管的橫橫截面面積為為考慮罐罐徑較較大，，設(shè)罐罐內(nèi)同同心裝裝兩列列蛇管管，并并同時時進(jìn)入入冷卻卻水，，則水水在管管內(nèi)流流速為為：(5)冷卻卻面積積和主主要尺尺寸二、啤啤酒發(fā)發(fā)酵設(shè)設(shè)備近年來來，啤啤酒發(fā)發(fā)酵設(shè)設(shè)備向向大型型、室室外、、聯(lián)合合的方方向發(fā)發(fā)展，，迄今今為止止，使使用的的大型型發(fā)酵酵罐容容量已已達(dá)1500噸噸。大型化化的目目的是是：(1)由于大大型化化，使使啤酒酒質(zhì)量量均一一化；；由于啤啤酒生生產(chǎn)的的罐數(shù)數(shù)減少少，使使生產(chǎn)產(chǎn)合理理化，，降低低了主主要設(shè)設(shè)備的的投資資。(1)發(fā)酵酵容器器材料料的變變化。。由陶器器向木木材---水泥泥----金屬屬材料料演變變現(xiàn)在的的啤酒酒生產(chǎn)產(chǎn)，后后兩種種材料料都在在使用用。我國大大多數(shù)數(shù)啤酒酒發(fā)酵酵容器器為內(nèi)內(nèi)有涂涂料的的鋼筋筋水泥泥槽，，新建建的大大型容容器一一般使使用不不銹鋼鋼。啤酒發(fā)發(fā)酵容容器的的變遷遷過程程（2））開放放式發(fā)發(fā)酵容容器向向密閉閉式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變。。小規(guī)模模生產(chǎn)產(chǎn)時，，一般般用開開放式式，對對發(fā)酵酵的管管理、、泡沫沫形態(tài)態(tài)的觀觀察和和醪液液濃度度的測測定等等比較較方便便。隨著啤啤酒生生產(chǎn)規(guī)規(guī)模的的擴(kuò)大大，發(fā)發(fā)酵容容器大大型化化，并并為密密閉式式。從開放放式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向密密閉發(fā)發(fā)酵的的最大大問題題是發(fā)發(fā)酵時時被氣氣泡帶帶到表表面的的泡蓋蓋的處處理。?？捎糜梦∪》ǚ址蛛x泡泡蓋。。（3））密閉閉容器器的演演變。。原來是是在開開放式式長方方形容容器上上面加加弓形形蓋子子的密密閉發(fā)發(fā)酵槽槽；隨著技技術(shù)革革新過過渡到到用鋼鋼板、、不銹銹鋼或或鋁制制的臥臥式圓圓筒形形發(fā)酵酵罐。。后來出出現(xiàn)的的是立立式圓圓筒體體錐底底發(fā)酵酵罐。。目前使使用的的大型型發(fā)酵酵罐主主要是是立式式罐，，如奈奈坦罐罐、聯(lián)聯(lián)合罐罐、朝朝日罐罐等。。由于發(fā)發(fā)酵罐罐容量量的增增大，，要求求清洗洗設(shè)備備裝置置也有有很大大的改改進(jìn)，，大都都采用用CIP自自動清清洗系系統(tǒng)。。啤酒前前、后后發(fā)酵酵設(shè)備備及計計算(一)前發(fā)發(fā)酵設(shè)設(shè)備傳統(tǒng)的的前發(fā)發(fā)酵槽槽均置置于發(fā)發(fā)酵室室內(nèi)，，發(fā)酵酵槽大大部分分為開開口式式。前發(fā)酵酵槽可可為鋼鋼板制制，常常見的的采用用鋼筋筋混凝凝上制制成，，也有有用磚磚砌、、外面面抹水水泥的的發(fā)酵酵槽。。形式以以長方方形或或正方方形為為主。。前發(fā)酵酵槽內(nèi)內(nèi)要涂涂布一一層特特殊涂涂料作作為保保護(hù)層層。采采用不不飽和和聚脂脂樹脂脂、環(huán)環(huán)氧樹樹脂或或其他他特殊殊涂料料較為為廣泛泛，但但還未未完全全符合合啤酒酒低溫溫發(fā)酵酵的防防腐要要求。。前發(fā)酵酵槽的的底略略有傾傾斜，，利于于廢水水排出出離槽底底10-15cm處處，伸伸出有有嫩啤啤酒放放出管管為了維維持發(fā)發(fā)酵槽槽內(nèi)醪醪液的的低溫溫，在在槽中中裝有有冷卻卻蛇管管或排排管。。前發(fā)酵酵槽的的冷卻卻面積積，根根據(jù)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，，對下下面啤啤酒發(fā)發(fā)酵取取每立立方米米發(fā)酵酵液約約為0.2平方方米冷冷卻面面積，，蛇管管內(nèi)通通入0-2度的的冰水水。注意CO2的排排放，，防止止中毒毒密閉式式發(fā)酵酵槽優(yōu)點(diǎn)（1））可可回收收二氧氧化碳碳（2））減減少前前發(fā)酵酵室內(nèi)內(nèi)通風(fēng)風(fēng)換氣氣的耗耗冷量量（3））減減少雜雜菌污污染機(jī)機(jī)會。。組成在槽內(nèi)內(nèi)裝置置冷卻卻蛇管管在發(fā)酵酵室內(nèi)內(nèi)配置置冷卻卻排，，或或采用用空調(diào)調(diào)裝置置，使使室內(nèi)內(nèi)維持持工藝藝所要要求的的溫度度和濕濕度。。發(fā)酵室室內(nèi)裝裝置密密閉式式發(fā)酵酵罐，，則采采用空空調(diào)設(shè)設(shè)備，，實(shí)施施冷風(fēng)風(fēng)再循循環(huán)更更有利利于冷冷耗的的節(jié)約約，為為避免免在室室內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生激激烈的的氣流流，通通風(fēng)口口都應(yīng)應(yīng)設(shè)在在墻角角處。。降低發(fā)發(fā)酵室室的冷冷耗量量措施施合理地地在室室內(nèi)配配置進(jìn)進(jìn)出風(fēng)風(fēng)道以以及正正確操操作空空調(diào)設(shè)設(shè)備發(fā)酵室室的四四周墻墻壁和和頂棚棚均要要采用用較好好的絕絕熱結(jié)結(jié)構(gòu)，，絕熱熱層厚厚度不不應(yīng)小小于5cm。發(fā)酵槽槽外壁壁及四四周墻墻壁應(yīng)應(yīng)鋪砌砌白瓷瓷磚或或紅缸缸磚，，也可可用標(biāo)標(biāo)號較較高的的水泥泥抹面面，再再涂以以較暗暗淡的的油漆漆。地面通通道應(yīng)應(yīng)用防防滑瓷瓷磚鋪鋪設(shè)，，并有有—定定坡度度，便便于廢廢水排排出。。發(fā)酵室室內(nèi)頂頂相應(yīng)應(yīng)建成成傾斜斜或光光滑弧弧面，，以免免冷凝凝水淌淌入發(fā)發(fā)酵槽槽內(nèi)。。從節(jié)省省冷耗耗考慮慮，室室內(nèi)空空間不不宜太太高，，單位位體積積發(fā)酵酵室內(nèi)內(nèi)的發(fā)發(fā)酵槽槽容量量應(yīng)盡盡可能能最大大。(二)前前發(fā)酵罐罐的計算算1.發(fā)發(fā)酵槽數(shù)數(shù)目的確確定采用小容容量的發(fā)發(fā)酵槽，，將導(dǎo)致致一系列列非生產(chǎn)產(chǎn)消耗的的增加。。容積小小，槽數(shù)數(shù)目多，，又必然然會增加加投資費(fèi)費(fèi)用，所所以一般般不宜采采用。在一個發(fā)發(fā)酵槽內(nèi)內(nèi)可容納納一次麥麥汁量的的前提下下，發(fā)酵酵槽的數(shù)數(shù)目可按按下式計計算若單個發(fā)發(fā)酵槽可可容納糖糖化一次次麥汁量量的整倍倍數(shù)，則則發(fā)酵槽槽數(shù)目可可按下列列通式計計算在一個發(fā)發(fā)酵槽內(nèi)內(nèi)容納一一次糖化化麥芽汁汁量的前前提下，，發(fā)酵槽槽的數(shù)目目僅僅取取決于每每日糖化化次數(shù)和和前發(fā)酵酵時間，，而與生生產(chǎn)量以以及生產(chǎn)產(chǎn)的不平平衡性無無關(guān)。2．前發(fā)發(fā)酵槽容容積的確確定計算糖化化一次麥麥汁量或或其量的的整倍數(shù)數(shù)，同時時適當(dāng)考考慮泡沫沫所占的的空間，，即可確確定前發(fā)發(fā)酵槽的的客積。。計算如如下：(三)后后發(fā)酵設(shè)設(shè)備主要完成成嫩啤酒酒的繼續(xù)續(xù)發(fā)酵，，并飽和和二氧化化碳，促促進(jìn)啤酒酒的穩(wěn)定定、澄清清和成熟熟。根據(jù)工藝藝要求，，貯酒室室內(nèi)要維維持比前前發(fā)酵室室更低的的溫度，，一般要要求0-2℃，，特殊產(chǎn)產(chǎn)品要求求達(dá)到-2℃左左右。后發(fā)酵過過程殘?zhí)翘禽^低，，發(fā)酵溫溫和，故故槽內(nèi)一一般無須須再裝置置冷卻蛇蛇管。貯酒室的的建筑結(jié)結(jié)構(gòu)和保保溫要求求，均不不能低于于前發(fā)酵酵室，室室內(nèi)低溫溫的維持持，是借借室內(nèi)冷冷卻排管管或通入入冷風(fēng)循循環(huán)而得得。后發(fā)酵槽槽是金屬屬的圓筒筒形密閉閉容器，，有臥式式和立式式兩種。。工廠大大多數(shù)采采用臥式式。發(fā)酵過程程中需飽飽和CO2，后后發(fā)酵槽槽應(yīng)制成成耐壓0.1-0.2MPa表壓的的容器。。后發(fā)酵槽槽槽身裝裝有人孔孔、取樣樣閥、進(jìn)進(jìn)出啤酒酒接管、、排出二二氧化碳碳接管、、壓縮空空氣接管管、溫度度計、壓壓力表和和安全閥閥等附屬屬裝置。。后發(fā)酵槽槽的材料料，一般般用A3鋼板制制造，內(nèi)內(nèi)壁涂以以防腐層層。貯酒槽全全部放置置在隔熱熱的貯酒酒室內(nèi)，，維持一一定的后后酵溫度度。毗鄰鄰貯酒室室外建有有絕熱保保暖的操操作通道道，在通通道內(nèi)進(jìn)進(jìn)行后發(fā)發(fā)酵過程程的調(diào)節(jié)節(jié)和操作作。貯酒室和和通道相相隔的墻墻壁上開開有一定定直徑和和數(shù)量的的玻璃窺窺察窗，，便于觀觀察后發(fā)發(fā)酵室內(nèi)內(nèi)部情況況。通道內(nèi)保保持常溫溫，開啟啟發(fā)酵液液的管道道和閥門門都接通通到通道道里。(四)后后發(fā)酵罐罐的計算算貯酒罐的的容量應(yīng)應(yīng)和啤酒酒過濾能能力配合合起來，，即一天天的過濾濾量要相相當(dāng)一個個罐或幾幾個罐的的貯酒量量。如果濾酒酒時貯酒酒罐的高高壓用CO2，，情況會會好得多多。一般小型型啤酒廠廠，采用用單個貯貯酒罐滿滿足每日日裝酒產(chǎn)產(chǎn)量，而而大中型型啤酒廠廠則要數(shù)數(shù)個貯灑灑罐才能能滿足要要求。（二）新新型啤酒酒發(fā)酵設(shè)設(shè)備1.圓圓筒體錐錐底發(fā)酵酵耀圓簡體錐錐底立式式發(fā)酵罐罐(簡稱稱錐形罐罐)，已已廣泛用用于上面面或下面面發(fā)酵啤啤酒生產(chǎn)產(chǎn)。錐形罐可可單獨(dú)用用于前發(fā)發(fā)酵或后后發(fā)酵，，還可以以將前、、后發(fā)酵酵合并在在該罐進(jìn)進(jìn)行(一一罐法)。這種設(shè)備備的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：在于于能縮短短發(fā)酵時時間，而而且具有有生產(chǎn)上上的靈活活性，故故能適合合于生產(chǎn)產(chǎn)各種類類型啤酒酒的要求求。設(shè)備特點(diǎn)點(diǎn)這種設(shè)備備一般置置于室外外。已滅菌的的新鮮麥麥汁與酵酵母由底底部進(jìn)入入罐內(nèi)；；發(fā)酵最旺旺盛時，，使用全全部冷卻卻夾套，，維持適適宜的發(fā)發(fā)酵溫度度。冷媒媒多采用用乙二醇醇或酒精精溶液，，也可使使用氨(直接蒸蒸發(fā))作作冷媒；；CO2氣體由由罐頂排排出。罐身和罐罐蓋上均均裝有人人孔，罐罐頂裝有有壓力表表、安全全閥和玻玻璃視鏡鏡。在罐底裝裝有凈化化的CO2充氣氣管。罐身裝有有取樣管管和溫度度計接管管。設(shè)備外部部包扎良良好的保保溫層，，以減少少冷量損損耗。優(yōu)點(diǎn)：（1）是是能耗低低，采用用的管徑徑小，生生產(chǎn)費(fèi)用用可以降降低。（2）最最終沉積積在錐底底的酵母母，可打打開錐底底閥門，，把酵母母排出罐罐外，部部分酵母母留作下下次待用用。影響發(fā)酵酵設(shè)備造造價的因因素發(fā)酵設(shè)備備大小、、形式、、操作壓壓力及所所需的冷冷卻工作作負(fù)荷。。容器的形形式主要要指其單單位容積積所需的的表面積積，以m2/100L表示示，這是是影響造造價的主主要因素素。大型發(fā)酵酵罐的設(shè)設(shè)計罐的耐壓壓要求熱交換內(nèi)部清洗洗罐的耐壓壓要求考慮CO2的回收。。就必須須使罐內(nèi)內(nèi)的CO2維持一定定的壓力力，所以以大罐就就成為一一個耐壓壓罐，就就有必要要設(shè)立安安全閥。。罐的工作作壓力根根據(jù)其不不同的發(fā)發(fā)酵工藝藝而有所所不同。。若作為為前酵和和貯酒兩兩用，就就應(yīng)以貯貯灑時CO2含量為依依據(jù)，所所需的耐耐壓程度度要稍高高于單用用于前酵酵的罐。。根據(jù)英國國設(shè)計法法則Bs5500(1976)的規(guī)規(guī)定：如如大罐的的工作壓壓力為x磅／平平方英寸寸，則設(shè)設(shè)計時用用的罐壓壓力是x(1十十10％％)。當(dāng)壓力達(dá)達(dá)到罐的的設(shè)計壓壓力時，，安全閥閥應(yīng)開始始開啟。。安全閥閥最大的的工作壓壓力是設(shè)設(shè)計壓力力加10％罐內(nèi)真空空罐內(nèi)真空空主要是是系列的的發(fā)酵罐罐在密閉閉條件下下轉(zhuǎn)罐或或進(jìn)行內(nèi)內(nèi)部清洗洗時造成成的。大型發(fā)酵酵罐放料料的速度度很快造造成一定定的負(fù)壓壓。罐內(nèi)內(nèi)留留存存一一部部分分CO2氣體體，，在在進(jìn)進(jìn)行行清清洗洗時時，，CO2有被被除除去去的的可可能能，，所所以以也也可可能能造造成成真真空空。。大型型真真空空發(fā)發(fā)酵酵罐罐應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)防防止止真真空空的的裝裝置置。。真真空空安安全全閥閥的的作作用用是是允允許許空空氣氣進(jìn)進(jìn)入入罐罐內(nèi)內(nèi)，，以以建建立立罐罐內(nèi)內(nèi)外外壓壓力力的的平平衡衡。。罐內(nèi)內(nèi)CO2的除除去去量量可可根根據(jù)據(jù)進(jìn)進(jìn)入入的的清清洗洗液液的的堿堿含含量量算算出出，，并并進(jìn)進(jìn)一一步步計計算算出出需需要要進(jìn)進(jìn)入入罐罐內(nèi)內(nèi)的的空空氣氣量量。。罐內(nèi)內(nèi)的的對對流流與與熱熱交交換換發(fā)酵酵罐罐中中發(fā)發(fā)酵酵液液的的對對流流主主要要依依靠靠其其中中CO2的作作用用。。在在整整個個錐錐形形罐罐的的發(fā)發(fā)酵酵液液中中形形成成一一個個CO2含量量的的梯梯度度。。比重重較較小小的的發(fā)發(fā)酵酵液液具具有有上上浮浮的的提提升升力力。。而而且且在在發(fā)發(fā)酵酵時時上上升升的的二二氧氧化化碳碳?xì)鈿馀菖輰χ苤車鷩牡囊阂后w體具具有有一一種種拖拖曳曳力力由于于拖拖曳曳力力和和提提升升力力結(jié)結(jié)合合后后所所造造成成的的氣氣體體攪攪拌拌作作用用，，使使罐罐的的內(nèi)內(nèi)容容物物得得到到循循環(huán)環(huán)，，促促進(jìn)進(jìn)了了發(fā)發(fā)酵酵液液的的混混合合相相熱熱交交換換。。冷卻操作時時啤酒溫度度的變化也也會引起罐罐的內(nèi)容物物的對流循循環(huán)。2.聯(lián)合罐罐是一種具有有較淺錐底底的大直徑徑(高徑比比為1：1—1．3)發(fā)酵罐罐能在罐內(nèi)進(jìn)進(jìn)行機(jī)械攪攪拌，并具具有冷卻裝裝置。聯(lián)合罐在發(fā)發(fā)酵生產(chǎn)上上的用途與與錐形罐相相同，既可可用于前、、后發(fā)酵，，也能用于于多罐法及及一罐法生生產(chǎn)。因而而它適合多多方面的需需要，故又又稱該類型型罐為通用用罐。結(jié)構(gòu)：主體體是一圓柱柱體，是由由7層1.2m寬的的鋼板組成成?？偟谋肀砻娣e是378m3，總體積765m3。聯(lián)合罐是由由帶人孔的的薄殼垂直直圓柱體、、拱形頂及及有足夠斜斜度以除去去酵母的錐錐底所組成成。錐底的形式式可與浸麥麥槽的錐底底相似。聯(lián)合罐的基基礎(chǔ)是一鋼鋼筋混凝土土圓柱體，，其外壁約約3m高，，20cm厚。基礎(chǔ)圓柱體體壁上部的的形狀是按按照罐底的的斜度來確確定的。有有30個鐵鐵錨均勻地地分埋入圓圓柱體壁中中，并與罐罐焊接。圓圓柱體與罐罐底之間填填入堅固結(jié)結(jié)實(shí)的水泥泥沙漿，在在填充料與與罐底之間間留25.4cm厚厚的空心層層以絕緣。。3.朝日罐罐前發(fā)酵和后后發(fā)酵合一一的室外大大型發(fā)酵罐罐朝日罐是用用4—6mm的不繡繡鋼板制成成的斜底圓圓柱型發(fā)酵酵罐。其高度與直直徑比為1:1-2:1外部設(shè)有冷冷卻夾套，，冷卻夾套套包圍罐身身與罐底。。外面用泡泡沫塑料保保溫內(nèi)部設(shè)有帶帶轉(zhuǎn)軸的可可動排油管管，用來排排出酒液，，并有保持持酒液中CO2含含量均一的的作用。朝日罐特點(diǎn)點(diǎn)朝日罐與錐錐形罐具有有相同的功功能，但生生產(chǎn)工藝不不同。（1）利用用離心機(jī)回回收酵母（2）利用用薄板換熱熱器控制發(fā)發(fā)酵溫度（3）利用用循環(huán)泵把把發(fā)酵液抽抽出又送回回去。優(yōu)點(diǎn)：三種設(shè)備互互相組合，，解決了前前、后發(fā)酵酵溫度控制制和酵母濃濃度的控制制問題，加加速了酵母母的成熟。。使用酵母離離心機(jī)分離離發(fā)酵液的的酵母，可可以解決酵酵母沉淀慢慢的缺點(diǎn)利用凝聚性性弱的酵母母進(jìn)行發(fā)酵酵，增加酵酵母與發(fā)酵酵濃接觸時時間，促進(jìn)進(jìn)發(fā)酵液中中乙醛和雙雙乙酰的還還原，減少少其含量。。啤酒循環(huán)的的操作啤酒循環(huán)的的目的是為為了回收酵酵母，降低低酒溫，控控制下酒醉醉母濃度和和排除啤酒酒中的生味味物質(zhì)。（1）第一一次循環(huán)是是在主發(fā)酵酵完畢的第第8天，發(fā)發(fā)酵液由離離心機(jī)分離離酵母后經(jīng)經(jīng)薄板換熱熱器降溫返返回發(fā)酵耀耀，循環(huán)時時間為7h。（2）待后后酵到4h時進(jìn)行第第二次循環(huán)環(huán)，使酵母母濃度進(jìn)一一步降低，，循環(huán)時間間為4-12h。如果要求縮縮短成熟期期，可縮短短循環(huán)時間間。當(dāng)?shù)诙窝h(huán)時時酵母由于于攪動的關(guān)關(guān)系，發(fā)酵酵液中酵母母濃度可能能回升，這這有利于雙雙乙酰的還還原和生味味物質(zhì)的排排除。（3）若雙雙乙酰含量量高，或生生味物質(zhì)較較顯著，可可在第10天進(jìn)行第第三次循環(huán)環(huán)操作。利用朝日罐罐進(jìn)行一罐罐法生產(chǎn)啤啤酒的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是：可加速啤酒酒的成熟后酵時罐的的裝量可達(dá)達(dá)96％，，提高了設(shè)設(shè)備利用率率減少了排除除酵母時發(fā)發(fā)酵液的損損失缺點(diǎn)是動力力消耗較大大。（三）CIP清洗系系統(tǒng)啤酒發(fā)酵罐罐的容量正正在逐步增增大，這類類發(fā)酵罐大大部分安裝裝在室外，，原來的清清洗方法已已不適用，，必須采用用自動化的的噴洗裝置置。采用較多的的是CIP清洗系統(tǒng)統(tǒng)。所謂CIP系統(tǒng)，是是cleaninplace的簡簡稱，意即即內(nèi)部清洗洗系統(tǒng)。由于大罐建建在室外，，所以連接接的管道要要長而且主主管的管徑徑必然要大大，一般般為150mm。如果在大罐罐中加澄清清劑，會在在罐底形成成沉渣層，，故在罐的的出料處設(shè)設(shè)一沉渣阻阻擋器同時為了能能放盡罐底底的存液，，出料處應(yīng)應(yīng)是一雙重重出口。沉于罐底的的沉渣固形形物具有一一定的經(jīng)濟(jì)濟(jì)價值，應(yīng)應(yīng)該回收，，所以在洗洗罐時要盡盡可能少用用水沖出沉沉渣，以免免稀釋。啤酒進(jìn)出站站是供嫩啤啤酒(麥汁汁)進(jìn)入管管、啤酒輸輸出管及清清洗液返回回管之間的的聯(lián)結(jié)，它它位于罐出口底下下，可用U形管在啤啤酒進(jìn)出管管與清洗液液返回管之之間進(jìn)行任任意聯(lián)結(jié)。。通氣管的出出口應(yīng)在低低于罐出口口的位置，，由橡皮管管與清洗液液返回管線線相聯(lián)結(jié)。。CIF循環(huán)環(huán)單位設(shè)在在酒庫內(nèi)，，包括微型型開關(guān)(控控制清洗液液的進(jìn)出)、控制盤盤、CIP供應(yīng)泵、、污水泵、、水箱。控制盤通過過儀表來控控制清洗液液的溫度、、水位及罐罐的充滿與與放空等程程序。清洗液進(jìn)出出閥和通氣氣管上的通通氣閥的控控制與CIP系統(tǒng)的的控制裝置置是有關(guān)系系的，所以以可在清洗洗操作開始始前先將通通氣閥開啟啟。清洗液返回回管線的位位置是在通通氣管末端端之下，這這樣可以在在CIP清清洗操作時時保證通氣氣管也能得得到有效的的清洗。通氣閥位置置應(yīng)在罐內(nèi)內(nèi)的清洗液液的液位之之上，可防防止清洗后后由于罐的的冷卻而造造成真空，，因?yàn)樗煽梢詿o阻地地補(bǔ)入空氣氣。通氣管下部部還具有壓壓力調(diào)節(jié)閥閥。CIP消洗洗工作程序序是自動控控制進(jìn)行的的，從控制制盤上可以以通過儀表表記求下溫溫度、壓力力及時間等等參數(shù)。清洗程序(1)預(yù)沖沖洗：在罐罐底的沉渣渣放了一半半之后進(jìn)行行，每次預(yù)預(yù)沖洗的時時間為30秒，進(jìn)行行10次，，是通過回回轉(zhuǎn)噴嘴進(jìn)進(jìn)行的，每每次沖洗之之后要有30秒的排排泄時間，主主要排去底底部的沉渣渣。(2)在箱箱底被沖干干凈后，用用足量的水水充入CIP的供應(yīng)應(yīng)及返回管管線，改變變系統(tǒng)進(jìn)行行堿預(yù)洗，，自動地將將清洗劑加加入供水中中，使清洗洗劑成為一一種氯化了了的堿性洗洗滌劑，其其總堿度在在3000一3300ppm之間，用用這種堿液液循環(huán)16分鐘。在在此期間CIP供應(yīng)應(yīng)泵吸引端端注入蒸汽汽，使清洗洗液溫度維維持在32℃左右。。(3)中間間沖洗：用用CIP循循環(huán)單位的的水罐來的的清水進(jìn)行行4分鐘沖沖洗。(4)從氣氣動器來的的空氣流入入罐頂?shù)墓坦潭▏婎^，，然后進(jìn)行行三次清水水的噴沖，，每次30秒，從罐罐頂沿罐的的四周沖洗洗下來。(5)進(jìn)行行堿噴沖：：用總堿度度為3500-4000ppm的氯化化了的堿液液進(jìn)行噴沖沖，堿液的的溫度為32℃左右右，噴沖循循環(huán)15分分鐘。(6)用清清水沖洗，，將殘留于于罐表面及及管線中的的堿液沖洗洗干凈。(7)最后后用酸性水水沖洗循環(huán)環(huán)，以中和和殘留的堿堿性，放走走洗水，使使罐保持弱弱酸狀況。。至此完成成了全部清清洗過程。。進(jìn)行大型增增清洗工作作的關(guān)鍵設(shè)設(shè)備是噴嘴嘴(1)固定定噴嘴，位位于罐的上上部;(2)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)噴嘴，位位于罐的下下部。啤酒的連續(xù)續(xù)發(fā)酵罐種種類1．兩個攪攪拌罐和一一個酵母分分離罐串聯(lián)聯(lián)起來，加加入酒花的的麥芽汁流流加入第一一個攪拌罐罐，經(jīng)發(fā)酵酵后，成熟熟啤酒從分分離罐中流流出。這種種流程已達(dá)達(dá)到日產(chǎn)100m2的規(guī)模。2．由數(shù)個個高度6～～9m的塔塔式發(fā)酵罐罐串聯(lián)起來來，附加一一些酵母分分離和啤酒酒貯藏設(shè)備備。還有一個由由主發(fā)酵塔塔和一個發(fā)發(fā)酵塔組成成，發(fā)酵周周期40、、50小時時，連續(xù)發(fā)發(fā)酵兩個月月，各項(xiàng)經(jīng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均均優(yōu)于間歇歇法。三、丙酮——丁醇發(fā)酵酵罐生產(chǎn)丙酮、、丁醇的發(fā)發(fā)酵罐比酒酒精發(fā)酵罐罐高，罐身身需承受高高壓，罐壁壁較厚，用用鋼板制成成。頂蓋和和底部采用用球形封頭頭，罐內(nèi)表表面平整光光滑，無內(nèi)內(nèi)部件，采采用表面噴噴淋冷卻。。種子罐采采用夾套冷冷卻。第三節(jié)通通風(fēng)發(fā)酵罐罐一、機(jī)械攪攪拌發(fā)酵罐罐機(jī)械攪拌發(fā)發(fā)酵罐是發(fā)發(fā)酵工廠常常用類型之之一。它是利用機(jī)機(jī)械攪拌器器的作用，，使空氣和和醪液充分分混合促使使氧在醪液液中溶解，，以保證供供給微生物物生長繁殖殖、發(fā)酵所所需要的氧氧氣。發(fā)酵罐的基基本條件（1）發(fā)酵酵罐應(yīng)具有有適宜的徑徑高比。罐罐身越高，，氧的利用用率較高。。（2）發(fā)酵酵罐能承受受一定的壓壓力。（3）要保保證發(fā)酵液液必須的溶溶解氧。（4）發(fā)酵酵罐應(yīng)具有有足夠的冷冷卻面積。。（5）發(fā)酵酵罐內(nèi)應(yīng)盡盡量減少死死角，避免免藏垢積污污，滅菌能能徹底，避避免染菌。。（6）攪拌拌器的軸封封應(yīng)嚴(yán)密，，防病量減減少泄漏。。二、發(fā)酵罐罐罐體的尺寸比例Di=1/3dH0=2DiB=0.1Dha=0.25DS=3DiC=Di發(fā)酵罐三、發(fā)酵罐罐的結(jié)構(gòu)1、罐體2、攪拌器和擋擋板3、消泡器4、聯(lián)軸器及軸軸承5、變速裝置6、空氣分布裝裝置7、軸封8、冷卻裝置三、發(fā)酵罐罐的結(jié)構(gòu)罐體：由由圓柱體及及橢圓形或或碟形封頭頭焊接而成成，材料為為碳鋼或不不銹鋼，對對于大型發(fā)發(fā)酵罐可用用襯不銹鋼鋼板或復(fù)合合不銹鋼制制成，襯里里用的不銹銹鋼板厚為為2-3毫毫米。為了滿足工工業(yè)要求，，在一定壓壓力下操作作、空消或或?qū)嵪薰逓橐粋€受受壓容器，，通常滅菌菌的壓力為為2.5公公斤/厘米米2（絕對對壓力）。。攪拌器攪拌器有平平葉式、彎彎葉式、箭箭葉式三種種其作用是打打碎氣泡，，使氧溶解解于醪液中中，從攪拌拌程度來說說，以平葉葉渦輪最為為激烈，功功率消耗也也最大，彎彎葉次之，，箭葉最小小。為了拆裝方方便，大型型攪拌器可可做成兩半半型，用螺螺栓聯(lián)成整整體。通用發(fā)酵罐罐的攪拌槳槳類型（1）通用用發(fā)酵罐的的攪拌槳最最廣泛使用用的是平葉葉渦輪攪拌拌槳，國內(nèi)內(nèi)采用的大大多數(shù)是六六平葉式，，其各部分分尺寸比例例已規(guī)范化化。這種攪拌槳槳具有很大大的循環(huán)液液體輸送量量，功率消消耗大。因因此特別適適用于絲狀狀菌發(fā)酵。。（2）船用用螺旋攪拌拌器，它具具有比渦輪輪槳更為強(qiáng)強(qiáng)烈的軸向向流動，但但是氧傳遞遞效率低。。（3）振動動混合器，，盡管可以以提供較高高的氧傳遞遞效率，但但剪切力較較低。（4））多多棒棒攪攪拌拌槳槳，，已已用用于于粘粘稠稠的的絲絲狀狀鏈鏈霉霉菌菌發(fā)發(fā)酵酵的的發(fā)發(fā)酵酵罐罐中中。。這這種種攪攪拌拌槳槳具具有有較較好好的的剪剪切切分分散散能能力力和和較較低低的的功功率率消消耗耗，，在在整整個個發(fā)發(fā)酵酵過過程程中中功功率率變變化化相相對對渦渦輪輪槳槳要要小小的的多多。。（5））氣氣體體導(dǎo)導(dǎo)入入式式攪攪拌拌器器，，是是由由一一個個空空心心的的攪攪拌拌槳槳組組成成，，安安裝裝在在空空心心的的攪攪拌拌軸軸上上。。攪攪拌拌槳槳上上至至少少有有一一個個暴暴露露在在液液體體中中的的開開口口。。由由于于攪攪拌拌槳槳轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動，，開開口口處處的的壓壓力力隨隨之之減減少少，，使使導(dǎo)導(dǎo)入入的的氣氣體體沿沿著著攪攪拌拌軸軸向向下下流流動動。。它它適適應(yīng)應(yīng)于于低低粘粘度度的的發(fā)發(fā)酵酵液液。。消泡泡裝裝量量消泡泡方方式式有有兩兩種種：：一一是是加加入入化化學(xué)學(xué)消消泡泡劑劑消消除除泡泡沫沫，，但但高高濃濃度度的的化化學(xué)學(xué)消消泡泡劑劑會會對對發(fā)發(fā)酵酵產(chǎn)產(chǎn)生生抑抑制制作作用用，，故故不不能能添添加加太太多多；；第二二種種方方式式，，即即機(jī)機(jī)械械消消泡泡。。機(jī)機(jī)械械消消泡泡裝裝置置主主要要有有四四種種。。一是是鋸鋸齒齒式式消消泡泡槳槳．．它它安安裝裝于于罐罐內(nèi)內(nèi)頂頂部部、、高高出出液液面面的的位位置置，，固固定定在在攪攪拌拌軸軸上上，，隨隨攪攪拌拌軸軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動，，不不斷斷將將泡泡沫沫打打破破。。二是是半半封封閉閉式式渦渦輪輪消消泡泡器器，，它它是是由由前前者者發(fā)發(fā)展展改改進(jìn)進(jìn)而而來來，，泡泡沫沫可可直直接接被被渦渦輪輪打打碎碎或或被被渦渦輪輪拋拋出出撞撞擊擊到到罐罐壁壁而而破破碎碎。。三是是離離心心式式消消泡泡器器，，它它們們置置于于發(fā)發(fā)酵酵罐罐的的頂頂部部，，利利用用高高速速旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)產(chǎn)產(chǎn)生生的的離離心心力力將將泡泡沫沫破破碎碎，，液液體體仍仍然然返返回回罐罐內(nèi)內(nèi)。。第四四種種是是刮刮板板式式消消泡泡器器，，它它安安裝裝于于發(fā)發(fā)酵酵罐罐的的排排氣氣口口處處，，泡泡沫沫從從氣氣液液進(jìn)進(jìn)口口進(jìn)進(jìn)到到高高速速旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的刮刮板板中中，，刮刮板板轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速為為1000——1450rpm，，泡泡沫沫迅迅速速被被打打碎碎，，由由于于離離心心力力作作用用，，液液體體披披甩甩向向殼殼體體壁壁上上，，返返回回罐罐內(nèi)內(nèi)，，氣氣體體則則由由汽汽孔孔排排出出。。擋板板擋板板的的作作用用是是改改變變液液流流的的方方向向，，由由徑徑向向流流改改為為軸軸向向流流，，促促使使液液體體激激烈烈翻翻動動，，增增加加溶溶解解氧氧。。通常常擋擋板板寬寬度度取取（（0.1-0.12））D，，裝裝設(shè)設(shè)4-6塊塊即即可可滿滿足足全全擋擋板板條條件件。。所謂“全全擋板條條件”是是指在一一定轉(zhuǎn)速速下再增增加罐內(nèi)內(nèi)附件而而軸功率率仍保持持不變。。要達(dá)到到全擋板板條件必必須滿足足下式要要求：D—罐的的直徑（（mm））Z—擋板板數(shù)W—擋板板寬度（（mm））豎立的列列管，排排管，也也可以起起擋板作作用，故故一般具具有冷卻卻列管或或排管的的發(fā)酵罐罐內(nèi)不另另設(shè)擋板板。（但冷卻卻管為盤盤管時，，則應(yīng)設(shè)設(shè)擋板。。）擋板板的長度度自液面面起到罐罐底為止止。擋板與罐罐壁之間間的距離離為（1/5~1/9）W，，避免形形成死角角，防止止物料與與菌體堆堆積。聯(lián)軸器及及軸承大型發(fā)酵酵罐攪拌拌軸較長長，常分分為二至至三段，，用聯(lián)軸軸器使上上下攪拌拌軸成牢牢固的剛剛性聯(lián)接接。常用的聯(lián)聯(lián)軸器有有鼓形及及夾殼形形兩種。。小型的的發(fā)酵罐罐可采用用法蘭將將攪拌軸軸連接，，軸的連連接應(yīng)垂垂直，中中心線對對正。為了減少少震動，，中型發(fā)發(fā)酵罐一一般在罐罐內(nèi)裝有有底軸承承，而大大型發(fā)酵酵罐裝有有中間軸軸承，底底軸承和和中間軸軸承的水水平位置置應(yīng)能適適當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)。罐內(nèi)軸承承不能加加潤滑油油，應(yīng)采采用液體體潤滑的的塑料軸軸瓦（如如石棉酚酚醛塑料料，聚四四氟乙烯烯等）。。軸瓦與軸軸之間的的間隙常常取軸徑徑的0.4-0.7%，以適適應(yīng)溫度度差的變變化。罐內(nèi)軸承承接觸處處的軸頸頸極易磨磨損，尤尤其是底底軸承處處的磨損損更為嚴(yán)嚴(yán)重，可可以在與與軸承接接觸處的的軸上增增加一個個軸套，，用緊固固螺釘與與軸固定定，這樣樣僅磨損損軸套而而軸不會會磨損，，檢修時時只要更更換軸套套就可以以了。變速裝置置試驗(yàn)罐采采用無級級變速裝裝置，發(fā)發(fā)酵罐常常用的變變速裝置置有三角角皮帶伸伸展動，，圓柱或或螺旋圓圓錐齒輪輪減速裝裝置，其其中以三三角皮帶帶變速傳傳動效率率較高，，但加工工，安裝裝精度要要求高。。采用變極極電動機(jī)機(jī)作階段段變速，，即在需需氧高峰峰時采用用高轉(zhuǎn)速速，而在在不需較較高溶解解氧的階階段適當(dāng)當(dāng)降低轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。這這樣，發(fā)發(fā)酵產(chǎn)率率并不降降低，而而動力消消耗則有有所節(jié)約約。自動化程程度較高高的發(fā)酵酵罐，采采用可控控硅變頻頻裝置，，根據(jù)溶溶氧測定定儀連續(xù)續(xù)測定發(fā)發(fā)酵液中中溶解氧氧濃度的的情況，，并按照照微生物物生長需需要的耗耗氧及發(fā)發(fā)酵情況況，隨時時自動變變更轉(zhuǎn)速速，這種種裝置進(jìn)進(jìn)一步節(jié)節(jié)約了動動力消耗耗，并可可相應(yīng)提提高發(fā)酵酵產(chǎn)率，，但其裝裝置頗為為復(fù)雜。空氣分布布裝置空氣分布布裝置的的作用是是吹入無無菌空氣氣，并使使空氣均均勻分布布。分布裝置置的形式式有單管管及環(huán)形形管等。。常用的的為單管管式，管管口對正正罐底中中央，裝裝于最低低一擋攪攪拌器下下面，管管口與罐罐低的距距離約40mm，并且且空氣分分散效果果較好。。若距離過過大，空空氣分散散效果較較差。該該距離可可根據(jù)溶溶氧情況況適當(dāng)調(diào)調(diào)整，空空氣由分分布管噴噴出上升升時，被被攪拌器器打碎成成小氣泡泡，并與與醪液充充分混合合，增加加了氣液液傳質(zhì)效效果。通常通風(fēng)風(fēng)管的空空氣流速速取20米/秒秒。為了了防止吹吹管吹入入的空氣氣直接噴噴擊罐底底，加速速罐底腐腐蝕，在在空氣分分布器下下部罐底底上加焊焊一塊不不銹鋼補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)?？煽裳娱L罐罐底壽命命。通風(fēng)量在在0.02~0.5ml/sec時時，氣泡泡的直徑徑與空氣氣噴口直直徑的1/3次次方成正正比。也也就是說說，噴口口直徑越越小，氣氣泡直徑徑也越小小。因而而氧的傳傳質(zhì)系數(shù)數(shù)也越大大。但是是生產(chǎn)實(shí)實(shí)際的通通風(fēng)量均均超過上上述范圍圍，因此此氣泡直直徑僅與與通風(fēng)量量有關(guān)，，而與噴噴口直徑徑無關(guān)。。軸封軸封的作作用：使使罐頂或或罐底與與軸之間間的縫隙隙加以密密封，防防止泄露露和污染染雜菌。。常用的的軸封有有填料函函軸封和和端面軸軸封兩種種。填料函軸軸封是由由填料箱箱體，填填料底襯襯套，填填料壓蓋蓋和壓緊緊螺栓待待零件構(gòu)構(gòu)成，使使旋轉(zhuǎn)軸軸達(dá)到密密封的效效果。安裝在旋旋轉(zhuǎn)軸與與設(shè)備之之間的部部件，它它的作用用是阻止止工作介介質(zhì)（液液體、氣氣體）沿沿轉(zhuǎn)動軸軸伸出設(shè)設(shè)備之處處泄漏冷卻裝置置5M3以以下發(fā)酵酵罐一般般采用夾夾套冷卻卻。大型型發(fā)酵罐罐采用列列管冷卻卻（四至至八組））。帶夾夾套的發(fā)發(fā)酵罐罐罐體壁厚厚要按外外壓計算算[即3.5Kg/厘厘米2（（絕對壓壓力）]夾套內(nèi)設(shè)設(shè)置螺旋旋片導(dǎo)板板，來增增加換熱熱效果，，同時對對罐身起起加強(qiáng)作作用。冷冷卻列管管極易腐腐蝕或磨磨損穿孔孔，最好好用不銹銹鋼制造造。發(fā)酵罐裝裝料容積積發(fā)酵罐裝裝料容積積：在一一般情況況下，裝裝料高度度取罐圓圓柱部分分高度，，但須根根據(jù)具體體情況而而定。采采用有效效的機(jī)械械消渙裝裝置，可可以提高高罐的裝裝料量。。攪拌器軸軸功率的的計算1、求攪攪拌雷諾諾準(zhǔn)數(shù)2、在不不通氣條條件下一一只圓盤盤彎葉渦渦輪攪拌拌器的輸輸入攪拌拌功率3、在不不通氣條條件下兩兩只圓盤盤彎葉渦渦輪攪拌拌器的輸輸入攪拌拌功率4、求通通氣條件件下兩只只圓盤彎彎葉渦輪輪攪拌器器的輸入入攪拌功功率5、選用用電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)通用用式發(fā)酵酵罐通用式式發(fā)酵酵罐是是最廣廣泛應(yīng)應(yīng)用的的深層層好氣氣培養(yǎng)養(yǎng)設(shè)備備。。在工業(yè)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)中，，尤其其是制制藥工工業(yè)中中，使使用得得最廣廣泛的的就是是通用用式發(fā)發(fā)酵罐罐。這種發(fā)發(fā)酵繞繞既具具有機(jī)機(jī)械攪攪拌裝裝置，，又具具有壓壓縮空空氣分分布裝裝置。。發(fā)酵酵罐的的攪拌拌軸既既可置置于發(fā)發(fā)酵罐罐的頂頂部，，也可可置于于其底底部，，其高高徑比比為2:1-6:19有關(guān)的的重要要因素素是氧氧傳遞遞效率率，功功率輸輸入、、混合合質(zhì)量量，攪攪拌槳槳形式式和發(fā)發(fā)酵罐罐的幾幾何比比例等等。自吸式式發(fā)酵酵罐它與通通用發(fā)發(fā)酵罐罐的主主要區(qū)區(qū)別是是：①①有一一個特特殊的的攪拌拌器，，攪拌拌器由由轉(zhuǎn)子子和定定子組組成；；②沒沒有通通氣管管。具有轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子和和定子子的攪攪拌器器的吸吸氣原原理：：浸在發(fā)發(fā)酵液液中的的轉(zhuǎn)子子迅速速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，液液體和和空氣氣在離離心力力的作作用下下，被被甩向向葉輪輪外緣緣。這這時，，轉(zhuǎn)子中中心處處形成成負(fù)壓壓，轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)速速愈大大，所所造成成的負(fù)負(fù)壓也也愈大大。由由于轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的的空膛膛與大大氣相相通，，發(fā)酵酵罐外外的空空氣通通過過過濾器器不斷斷地被被吸入入，隨隨即甩甩向葉葉輪外外緣，，再通通過異異向葉葉輪使使氣液液均勻勻分布布甩出出。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的的攪拌拌，又又使氣液在在葉輪輪周圍圍形成成強(qiáng)烈烈的混混合流流，空空氣泡泡被粉粉碎，，氣液液充分分混合合。自吸式式發(fā)酵酵罐的的攪拌拌器①回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)翼片片式自自吸攪攪拌器器；②噴射射式自自吸攪攪拌器器；③具有轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子和和定子子的自自吸攪攪拌器器。氣泡塔塔式發(fā)發(fā)酵罐罐塔式發(fā)發(fā)酵罐罐系一一直立立長圓圓筒，，筒內(nèi)內(nèi)安裝裝孔板板，有有的還還在罐罐內(nèi)安安裝攪攪拌器器，罐罐壁四四周裝裝擋板板。與與分批批的機(jī)機(jī)械攪攪拌發(fā)發(fā)酵罐罐類似似，有有的塔塔頂橫橫截面面擴(kuò)大大，供供以降降低流流速，，截留留液體體夾帶帶的懸懸浮物物。發(fā)發(fā)酵液液和空空氣可可以并并流，，也可可逆流流。罐的特特點(diǎn)是是：罐罐身高高，高高徑比比為6；土土霉素素等生生產(chǎn)用用的設(shè)設(shè)備，，高徑徑比達(dá)達(dá)到7。由由于液液位高高，空空氣利利用率率高，，節(jié)省省空氣氣約5％，，節(jié)省省動力力約30％％，但但底部部存在在沉淀淀現(xiàn)象象；溫溫度高高時降降溫較較難?！，F(xiàn)代發(fā)發(fā)酵罐罐的大大型化化給STF帶來來—系系列難難以