锥形罐工作原理与罐体结构
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1
)锥形发酵罐工作原理
锥形罐发酵法发酵周期短、发酵?/p>
度快的原因是由于锥形罐内发酵液的流体力学特性和现代啤酒发酵技术采用的结果?/p>
接种
酵母后,由于酵母的凝聚作用,
使得罐底部酵母的细胞密度增大?/p>
导致发酵速度加快?/p>
发酵
过程中产生的二氧化碳量增多,
同时由于发酵液的液柱高度产生的静压作用,
也使二氧化碳
含量随液层变化呈梯度变化(见?/p>
4-3-1
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,因此罐内发酵液的密度也呈现梯度变化,此外,
由于锥形罐体外设有冷却装置,可以人为控制发酵各阶段温度。在静压差、发酵液密度差?/p>
二氧化碳的释放作用以及罐上部降温产生的温差(
1
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2
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这些推动力的作用下,罐内发酵
液产生了强烈的自然对流,
增强了酵母与发酵液的接触?/p>
促进了酵母的代谢?/p>
使啤酒发酵?/p>
度大大加快,啤酒发酵周期显著缩短。另外,由于提高了接种温度、啤酒主发酵温度、双?/p>
酰还原温度和酵母接种量也利于加快酵母的发酵速度,从而使发酵能够快速进行?/p>
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2
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锥形发酵罐基本结?/p>
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罐顶部分
罐顶为一圆拱形结构,
中央开孔用于放置可拆卸的大直径
法兰?/p>
以安?/p>
CO2
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CIP
管道及其连接件,
罐顶还安装防真空阀?/p>
过压阀和压力传感器等,
罐内侧装有洗涤装置,也安装有供罐顶操作的平台和通道?/p>
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罐体部分
罐体为圆柱体,是
罐的主体部分?/p>
发酵罐的高度取决于圆柱体的直径与高度?/p>
由于罐直径大耐压低,
一般锥?/p>
罐的直径不超?/p>
6m
。罐体的加工比罐顶要容易,罐体外部用于安装冷却装置和保温层,?/p>
留一定的位置安装测温?/p>
测压元件?/p>
罐体部分的冷却层有各种各样的形式?/p>
如盘管?/p>
米勒扳?/p>
夹套式,并分?/p>
2
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3
段,用管道引出与冷却介质进管相连,冷却层外覆以聚氨酯发泡塑料
等保温材料,保温层外再包一层铝合金或不锈钢板,也有使用彩色钢板作保护层?/p>
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圆锥
底部?/p>
圆锥底的夹角一般为
60
º
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80
º
,也?/p>
90
º
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110
º
,但这多用于大容量的发酵罐。发?/p>
罐的圆锥底高度与夹角有关,夹角越小锥底部分越高。一般罐的锥底高度占总高度的
1/4
?/p>
右,不要超过
1/3
。圆锥底的外壁应设冷却层,以冷却锥底沉淀的酵母。锥底还应安装进?/p>
管道、阀门、视镜、测温、测压得传感元件等?/p>
此外,罐的直径与高度比通常?/p>
1
?/p>
2
?/p>
1
?/p>
4
,总高度最好不要超?/p>
16m
,以免引起强烈对流,影响酵母和凝固物的沉降。制罐材料可
用不锈钢或碳钢,
若使用碳钢,
罐内壁必须涂以对啤酒口味没有影响的且无毒的涂料?/p>
发酵
罐工作压力可根据罐的工作性质确定?/p>
一般发酵罐的工作压力控制在
0.2
?/p>
0.3MPa
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罐内?/p>
必须光滑平整?/p>
不锈钢罐内壁要进行抛光处理,碳钢罐内壁涂料要均匀,无凹凸面,无颗?/p>
状凸起?/p>
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3
)锥形发酵罐主要尺寸的确?/p>
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径高?/p>
锥形罐呈圆柱锥底形,圆筒体的直径
与高度之比为
1
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1
?/p>
4
。一般径高比越大,发酵时自然对流越强烈,酵母发酵速度快,但酵
母不容易沉降,啤酒澄清困难。一般直径与麦汁液位总高度之比应?/p>
1
?/p>
2
,直径与柱形?/p>
分麦汁高度之比应?/p>
1
?/p>
1
?/p>
1.5
?/p>
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罐容?/p>
罐容量越大,麦汁满罐时间越长,发酵增殖次
数多、时间长,会造成双乙酰前驱物质形成量增大,双乙酰产生量大、还原时间长。此外,
还会造成出酒?/p>
清洗?/p>
重新进麦汁等非生产时间延长,
且用冷高峰期峰值高?/p>
造成供冷紧张?/p>
由于二氧化碳的释放和泡沫的产生,
罐有效容积一般为罐总量?/p>
80%
左右?/p>
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锥角
一般在
60
°
?/p>
90
°
之间?/p>
常用
60
°
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75
°
(不锈钢罐常用锥?/p>
60
°
,内有涂料的钢罐锥角?/p>
75
°
?/p>
,以
利于酵母的沉降与分离?/p>
?/p>
冷却夹套和冷却面?/p>
锥形发酵罐冷却常采用间接冷却?/p>
国内一
般采用半圆管、槽钢、弧形管夹套,或米勒板氏夹套在低温低压(?/p>
3
?/p>
?/p>
0.03MPa
)下?