發(fā)酵罐的重要系數(shù)的分析

　　一般發(fā)酵罐的高徑比為1.7-2.5之間，高徑比大有利于傳熱和溶氧，攪拌剪切力大。發(fā)酵罐的攪拌裝置包括機(jī)械攪拌和非機(jī)械攪拌。通風(fēng)發(fā)酵的攪拌裝置包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、攪拌軸、軸密封裝置和攪拌槳。機(jī)械攪拌的目的是迅速分散氣泡和混合加入物料。一個(gè)攪拌槳要同時(shí)達(dá)到這兩個(gè)目的，有時(shí)是矛盾的。例如，達(dá)到混合功能需要大直徑的攪拌器和采用低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，而提高分散氣泡效果則需要多葉片、小直徑和大的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)輸入功率決定于攪拌槳形式和其他發(fā)酵罐部件。發(fā)酵罐內(nèi)常安裝4塊擋板以增加混合、傳熱和傳質(zhì)效率。擋板之寬度為發(fā)酵罐直徑的10%~12%，擋板越寬則混合效果越好。為了消除平常清潔呈現(xiàn)的衛(wèi)生死角，能夠利用淡季運(yùn)用強(qiáng)1效清潔劑或人工對(duì)啤酒發(fā)酵罐進(jìn)行完全清潔，也稱之為“大清潔”，以防止因設(shè)備衛(wèi)生死角有污物堆集而影響商品質(zhì)量。在好氣深層發(fā)酵罐中，來自無菌空氣系統(tǒng)的壓縮空氣通過空氣分布器射入發(fā)酵罐內(nèi)，分布器有單孔管式和多孔管式。

　　微生物在繁殖和耗氧發(fā)酵過程中都需要氧氣，通常以空氣作為氧源?？諝庵泻懈魇礁鳂拥奈⑸?，這些微生物隨著空氣進(jìn)入培養(yǎng)液，在適宜的條件下，它們會(huì)大量繁殖，消耗大量的營養(yǎng)物質(zhì)，以及產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物，干擾甚至破壞預(yù)定發(fā)酵的正常進(jìn)行，使發(fā)酵產(chǎn)品的效價(jià)降低，產(chǎn)量下降，甚至造成發(fā)酵徹底失敗等嚴(yán)重事故。發(fā)酵罐的組成部件包括：罐體主要用來培養(yǎng)發(fā)酵各種菌體，密封性要好（防止菌體被污染），罐體當(dāng)中有攪拌漿，用于發(fā)酵過程當(dāng)中不停的攪拌。

起發(fā)期

通氧發(fā)酵的麥汁在進(jìn)入發(fā)酵罐后，就開始準(zhǔn)備細(xì)胞生長的一步。在起發(fā)階段，也稱為潛伏期或誘導(dǎo)期，不存在直觀的活動(dòng)或酵母生長。在此期間，酵母開始吸收細(xì)胞生長所需的氧氣、養(yǎng)分和礦物質(zhì)。此時(shí)不產(chǎn)生其他細(xì)胞。酵母使用麥汁中的氧氣和養(yǎng)分產(chǎn)生繁殖所需的化合物。物料從頂部加料孔進(jìn)入，然后進(jìn)行蒸煮、滅菌，物料降溫通過內(nèi)蛇管、外夾套冷卻，罐底進(jìn)入無菌空氣，從罐頂排出，達(dá)到通氣、恒溫要求，采用軸向攪拌翻料，發(fā)酵罐容積范圍為0。

起發(fā)期通常非常簡短，但是可持續(xù)24小時(shí)，具體依賴于酵母細(xì)胞的健康程度和發(fā)育能力以及開始時(shí)的溫度。起發(fā)期在細(xì)胞一次分化時(shí)結(jié)束。此時(shí)，細(xì)胞開始加速分化，而且酵母細(xì)胞總數(shù)隨時(shí)間增加。然后，酵母進(jìn)入稱為對(duì)數(shù)生長期的快速生長期。

對(duì)數(shù)生長期

酵母開始繁殖時(shí)，發(fā)酵速度隨著新細(xì)胞的形成而快速增加。每個(gè)原始酵母細(xì)胞分化產(chǎn)生2個(gè)細(xì)胞。然后每個(gè)細(xì)胞分化，總共形成4個(gè)細(xì)胞。4個(gè)細(xì)胞再次分化，產(chǎn)生8個(gè)細(xì)胞，如此循環(huán)往復(fù)。

在對(duì)數(shù)生長期，酵母細(xì)胞的數(shù)量成對(duì)數(shù)增加。在加速的初期后，生長速度基本為常數(shù)。發(fā)酵罐中的酵母細(xì)胞數(shù)從開始時(shí)的約每毫升2千萬上升到1高每毫升8千萬至1億2千萬。根據(jù)發(fā)酵溫度，在80-100小時(shí)內(nèi)達(dá)到峰值細(xì)胞數(shù)。對(duì)數(shù)生長期受限于麥汁中可消耗的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量。按照設(shè)計(jì)，制約的養(yǎng)分為氧氣。2、打開發(fā)酵罐電源前務(wù)必檢查冷卻水是否已打開，溫度探頭是否已插入槽中，否則會(huì)燒壞加熱電路。

其它階段

如果毫無干預(yù)地繼續(xù)發(fā)酵過程，則酵母生長在固定期后將經(jīng)歷減速期。

緊隨著對(duì)數(shù)生長期后，當(dāng)細(xì)胞數(shù)和新形成的細(xì)胞數(shù)近似相等時(shí)，細(xì)胞總數(shù)會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)。由于發(fā)酵副產(chǎn)品中的濃度增大，細(xì)胞數(shù)超過生成的細(xì)胞數(shù)，細(xì)胞總數(shù)就會(huì)下降。由于我們有意在對(duì)數(shù)生長末期去掉酵母并將啤酒從發(fā)酵罐轉(zhuǎn)移，所以這些階段不是啤酒釀造主發(fā)酵工藝的組成部分。發(fā)酵過程中，氧的傳質(zhì)速率主要受發(fā)酵液中溶解氧的濃度和傳遞阻力影響。

主酵糖度

主酵表觀糖度是主發(fā)酵結(jié)束后，主發(fā)酵啤酒中保留的表觀浸出物的數(shù)量。如圖 18所示，在發(fā)酵期間，主發(fā)酵啤酒中的糖度不斷減少。只要發(fā)酵罐中有啤酒，而且活性酵母細(xì)胞可用來支持發(fā)酵，則浸出物的數(shù)量將會(huì)繼續(xù)減少。但是，需要將一定數(shù)量的可發(fā)酵性浸出液和酵母帶入后酵罐中，以提高后酵的活力。種子罐廠家說明自吸式液體發(fā)酵罐是一種不需要空氣壓縮機(jī)，而在攪拌過程中自吸入空氣的發(fā)酵罐，國內(nèi)醋廠、酵母廠、制藥廠已采用該發(fā)酵設(shè)備。

  發(fā)酵過程可以通過固體培養(yǎng)和深層浸沒培養(yǎng)來完成,從生產(chǎn)工藝來說可分為間隙分批、半連續(xù)和連續(xù)水泥攪拌樁發(fā)酵等,但素工業(yè)化大規(guī)模嘚發(fā)酵過程,則以通氣純種培養(yǎng)為主。

   通過純種培養(yǎng)嘚發(fā)酵罐有自吸式發(fā)攪拌機(jī)械酵罐、標(biāo)準(zhǔn)式發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐、噴射式葉輪發(fā)酵罐、外循環(huán)發(fā)酵罐和多孔板塔式發(fā)酵罐等。自吸式發(fā)酵罐瀝青攪拌設(shè)備系通過發(fā)酵罐內(nèi)葉輪嘚高速轉(zhuǎn)動(dòng),形成真空將空氣吸入罐內(nèi),由于葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生嘚真空,其吸入壓頭和空氣流量攪拌釜發(fā)展史有一定限制,因而僅適用對(duì)通氣量要求不高嘚發(fā)酵品種;塔式發(fā)酵罐素將發(fā)酵液置于多層多孔塔板嘚細(xì)長罐體內(nèi)攪拌樁墻,在罐底部通入無菌空氣,通過氣體分散進(jìn)行氧嘚傳遞,但其供氧量也受到一定限度。6操作平臺(tái)、恒溫水箱等碳鋼設(shè)備應(yīng)定期（一年一次）刷油漆，防止銹蝕。