第九章

發酵罐及其附屬設備第九章發酵罐及其附屬設備1發酵罐

發酵罐：進行液體深層培養的生物反應器。發酵罐發酵罐：進行液體深層培養的生物反應器。2第九章發酵罐及其附屬設備1課件3大型發酵罐大型發酵罐4第九章發酵罐及其附屬設備1課件51、發酵罐的特點

（1）發酵罐與其他工業設備的突出差別是對純種培養的要求之高，幾乎達到十分苛刻的程度。因此，發酵罐的嚴密性，運行的高度可靠性是發酵工業的顯著特點。（2）現代發酵工業為了獲取更大的經濟利益，發酵罐更加趨向大型化和自動化發展。

1、發酵罐的特點（1）發酵罐與其他工業設備的突出差別是對62、發酵罐的類型

發酵工業最常用的是通風攪拌罐。除了通風攪拌發酵罐外，其它型式的發酵罐。2、發酵罐的類型發酵工業最常用的是通風攪拌罐。除了通風攪拌7（1）按微生物生長代謝需要分類好氣：抗生素、酶制劑、酵母、氨基酸，維生素等產品是在好氣發酵罐中進行的；需要強烈的通風攪拌，目的是提高氧在發酵液中的傳質系數；厭氣：丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厭氣發酵罐。不需要通氣。（1）按微生物生長代謝需要分類8（2）按照發酵罐設備特點分類機械攪拌通風發酵罐：

循環式：伍式發酵罐，文氏管發酵罐；

非循環式：通風式發酵罐和自吸式發酵罐等。非機械攪拌通風發酵罐：循環式：氣升式發酵罐；非循環式：排管式和噴射式發酵罐。

這兩類發酵罐是采用不同的手段使發酵罐內的氣、固、液三相充分混合，從而滿足微生物生長和產物形成對氧的需求。

（2）按照發酵罐設備特點分類9（3）按容積分類一般認為500L以下的是實驗室發酵罐；500-5000L是中試發酵罐；5000L以上是生產規模的發酵罐。（3）按容積分類10生物反應器生物反應器11第一節密閉厭氧發酵罐

酒精和啤酒都屬于嫌氣發酵產物，其發酵罐因不需要通入昂貴的無菌空氣，因此在設備放大、制造和操作時，都比好氣發酵設備簡單得多。第一節密閉厭氧發酵罐酒精和啤酒都屬于嫌氣發酵產物，其發酵12第一節密閉厭氧發酵罐

對這類發酵罐的要求是：能封閉；能承受一定壓力；有冷卻設備；罐內盡量減少裝置，消滅死角，便于清洗滅菌。第一節密閉厭氧發酵罐對這類發酵罐的要求是：13一、酒精發酵罐滿足酒精發酵的工藝要求滿足酒精酵母生長和代謝的必要工藝條件將發酵產生的熱量及時移走

有利于發酵液的排出，設備的清洗、維修以及設備制造安裝方便等問題。一、酒精發酵罐滿足酒精發酵的工藝要求14基本結構冷卻裝置洗滌裝置基本結構151，基本結構酒精發酵罐筒體為圓柱形底蓋和頂蓋均為碟形或錐形的立式金屬容器罐頂裝有廢汽回收管，進料管，按種管，壓力表、各種測量儀表接口管及供觀察清洗和檢修罐體內部的人孔等罐底裝有排料口和排污口對于大型發酵罐，為了便于維修和清洗，往往在近罐底也裝有人孔。罐身上下部裝有取樣口和溫度計接口1，基本結構16

為避免發酵車間的潮濕和積水，要求在罐體底部沿罐體四周裝有集水槽。2，發酵罐的冷卻裝置中小型發酵罐：多采用罐頂噴水淋于罐外壁表面進行膜狀冷卻；大型發酵罐：由于罐外壁冷卻面積不能滿足冷卻要求，所以，罐內裝有冷卻蛇管或罐內蛇管和罐外壁噴灑聯合冷卻裝置。為避免發酵車間的潮濕和積水，要求在罐體底部沿罐體四周裝有集17酒精發酵罐的洗滌過去均由人工操作，不僅勞動強度大，而且CO2氣體一旦未徹底排除，工人入罐清洗會發生中毒事故。目前，酒精發酵罐已采用水力噴射洗滌裝置，從而改善了工人的勞動強度和提高了操作效率。大型發酵罐采用這種水力洗滌裝置尤為重要。酒精發酵罐的洗滌過去均由人工操作，不僅勞動強度大，而且CO218高壓水力噴射洗滌裝置（如圖），一根直立的噴水管，安裝于罐中央，在垂直噴水管上鉆小孔，水平噴水管借活接頭，上端和供水管，下端和垂直分配管連接。水流在較高壓力下，由水平噴水管出口處噴出，并以極大的速度噴射到罐壁，而垂直噴水管也以同樣的水流速度噴射到罐體和罐底。高壓水力噴射洗滌裝置（如圖），一根直立的噴水管，安裝于罐中央19傳統的啤酒發酵設備是由分別設在發酵間的發酵池和貯酒間內的貯酒罐組成的。目前圓筒體錐底罐（C.C.T)在露天大罐工藝中使用最為普遍．簡稱露天錐形發酵罐。二、啤酒發酵設備

傳統的啤酒發酵設備是由分別設在發酵間的發酵池和貯酒間內的貯酒20近年來，啤酒發酵設備向大型、室外、聯合的方向發展，迄今為止，使用的大型發酵罐容量已達1500噸。大型化的目的：(1)

使啤酒質量均一化(2)由于啤酒生產的罐數減少，使生產合理化，降低了主要設備的投資。近年來，啤酒發酵設備向大型、室外、聯合的方向發展，迄21(1)發酵容器材料的變化由陶器向木材---水泥----金屬材料演變現在的啤酒生產，后兩種材料都在使用。我國大多數啤酒發酵容器為內有涂料的鋼筋水泥槽，新建的大型容器一般使用不銹鋼。啤酒發酵容器的變遷過程(1)發酵容器材料的變化啤酒發酵容器的變遷過程22（2）開放式發酵容器向密閉式轉變小規模生產時，一般用開放式，對發酵的管理、泡沫形態的觀察和醪液濃度的測定等比較方便。隨著啤酒生產規模的擴大，發酵容器大型化，并為密閉式。（2）開放式發酵容器向密閉式轉變23（3）密閉容器的演變原來是在開放式長方形容器上面加弓形蓋子的密閉發酵槽；隨著技術革新過渡到用鋼板、不銹鋼或鋁制的臥式圓筒形發酵罐。后來出現的是立式圓筒體錐底發酵罐。目前使用的大型發酵罐主要是立式罐，如奈坦罐、聯合罐、朝日罐等。由于發酵罐容量的增大，要求清洗設備裝置也有很大的改進，大都采用CIP自動清洗系統。（3）密閉容器的演變24原位清洗（CleaningInPlace）

簡稱CIP，又稱在位清洗或自動清洗。指無需拆卸設備或設備部件即可在內部循環自動清洗。用途：CIP清洗系統適用于各種飲料、乳品、果汁、啤酒、生物制藥等生產線設備和管道的就地清洗。原位清洗（CleaningInPlace）簡稱C25可提供酸洗，堿洗以及熱洗三個程序，并且可自動設置酸液，堿液濃度以及熱水的溫度。CIP清洗系統配置：清水罐，酸液罐，堿液罐，離心泵，控制柜等可提供酸洗，堿洗以及熱洗三個程序，并且可自動設置酸液，堿26CIP清洗程序及要求

a、水洗，循環5min。

b、堿洗（NaOH），循環10min，堿液濃度3%，溫度80℃。

c、水洗，循環5min至中性止。

d、酸洗

（HNO3），循環10min，酸液濃度1.5%，溫度80℃。

e、水洗，至中性澄清止(pH6.8-7.2)。

g、用清水沖洗，將殘留于罐表面及管線中的堿液沖洗干凈。

h、最后用酸性水沖洗循環，以中和殘留的堿性，放走洗水，使罐保持弱酸狀況。至此完成了全部清洗過程。CIP清洗程序及要求

a、水洗，循環5min。

b、堿洗27優點：均勻處理所有接觸產品的表面避免設備部件在拆卸時可能受到的機械磨損排除打開設備或使用清洗儀器可能造成污染的意外可重復生產步驟的自動流程和在運行數據采集中的控制參數檢測優點：28圓筒體錐底罐（C.C.T)

設備的結構特點C．C．T發酵最大特點在于大型化，容積從100~600m3(國內也有60m3小型的)。圓筒體錐底罐（C.C.T)

設備的結構特點C．C．291，設備的外型特點外筒體：蝶形或拱形蓋，錐形體底，罐筒體壁和錐底有各種形式的冷卻夾套。筒體直徑(D)和筒體高度(H)是主要特性參數。對單釀罐一般是D：H＝1:1~2。對兩罐法發酵罐D：H＝1:3~4貯酒罐D：H＝1:1~21，設備的外型特點外筒體：30第九章發酵罐及其附屬設備1課件31H/D=1.7-3H—筒身高度HL/D=2-2.5HL按照裝料VL=70%V總計算

d/D=1/3-1/2d-攪拌器直徑

W/D=1/12-1/8（取0.1,并留1-2cm間隙,以防死角）

W—檔板寬度B/D=0.8-1.0B—下攪拌器距底間距

(s/d)2=1.5-2.5可以取相同值，1.5≤s/d≤2(s/d)3=1-2s—攪拌器間距

發酵罐外形、結構及幾何尺寸要求

H/D=1.7-3H—筒32發酵罐錐底角，考慮到發酵中酵母自然沉降最有利，取排出角為73~75°(一定體積沉降酵母在錐底中占有最小比表面積時摩接力最小)；對于貯酒罐，因沉淀物很少，主要考慮材料利用率常取錐角為120~150°。

發酵罐錐底角，考慮到發酵中酵母自然沉降最有利，取排出角為73332，罐材料

大型C．C．T均采用碳鋼加涂料或不銹鋼兩種材料制成。2，罐材料

大型C．C．T均采用碳鋼加涂料或不銹鋼兩種材料制343，冷卻夾套冷卻夾套的發酵罐或單釀罐內一般分成三段：上段距發酵液面15cm向下排列；中段在筒體的下部距支撐裙座15cm向上排列；錐底段盡可能接近排酵母口，向上排列。3，冷卻夾套冷卻夾套的發酵罐或單釀罐內一般分成三段：35冷媒多采用乙二醇或酒精溶液，也可使用氨(直接蒸發)作冷媒；由于啤酒冰點溫度為-2.0~-2.7℃。為了防止啤酒在罐內局部結冰，冷媒溫度應在-3℃左右。

冷媒多采用乙二醇或酒精溶液，也可使用氨(直接蒸發)作冷媒；364，隔熱層和防護層絕熱層材料應具有：導熱系數低、體積質量低、吸水小、不易燃等特性。啤酒C．C．T常用如下材料：絕熱材料聚酰氨樹脂，可現場噴涂發泡，施工方便，價格中等，但易燃。自熄式聚苯乙烯泡沫塑料是最佳絕熱材料，但價格貴。采用上述兩種絕熱材料只需厚度150~200mm。膨脹珍珠巖粉和礦渣棉價格低，因吸水性大需增加厚度200~250mm。外防護層一般采用0.7~1.5mm厚的合金鋁板或0.5~0.7mm的不銹鋼板，特別是瓦楞型板更受歡迎。4，隔熱層和防護層絕熱層材料應具有：導熱系數低、體積質量低、375，罐主要附件在上中下三段冷卻介質進口位置下裝智能型鉑溫度傳感器。在圓筒形下部裝可清洗取樣閥。罐頂部應有安全閥、真空破壞閥。在液面上150mm裝有CIP裝置。還應裝上視鏡、燈鏡、空氣和二氧化碳排出管等裝置。錐底有直徑500mm的快開人孔。如做單釀罐應具有深入錐底800-1200mm的出酒管和排酵母底閥及四通視鏡。5，罐主要附件38圓筒體錐底發酵罐的優點加速發酵C.C.T發酵和傳統發酵相比，由于發酵基質(麥汁)和酵母對流獲得強化，可加速發酵。廠房投資節省。冷耗節省。C.C.T發酵可依賴CIP自動程序清洗消毒，工藝衛生更易得到保證。圓筒體錐底發酵罐的優點加速發酵39圓筒體錐底發酵罐的缺點由于罐體比較高，酵母沉降層厚度大，酵母泥使用代數一般比傳統低(只能使用5~6代)；貯酒時，澄清比較困難(特別在使用非凝聚性酵母)，過濾必須強化；若采用單釀發酵，罐壁溫度和罐中心溫度一致，一般要5~7d以上，短期貯酒不能保證溫度一致圓筒體錐底發酵罐的缺點由于罐體比較高，酵母沉降層厚度大，酵母40第二節通風發酵設備四十年代中期，青霉素的工業化生產，深層通風培養技術的出現，標志近代通風發酵工業的開始。在深層通風培養技術中，發酵罐是關鍵設備。在發酵罐中，微生物在適當的環境中進行生長、新陳代謝和形成發酵產物。第二節通風發酵設備四十年代中期，青霉素的工業化生產，深層41一、通風發酵罐及結構通風發酵罐又稱好氣性發酵罐，如谷氨酸、檸檬酸、酶制劑、抗生素、酵母等發酵用的發酵罐。好氣性發酵需要將空氣不斷通入發酵液中，以供微生物所消耗的氧。常用通風發酵罐有以下幾種類型：機械攪拌發酵罐氣升式發酵罐自吸式發酵罐伍式發酵罐文氏管發酵罐一、通風發酵罐及結構通風發酵罐又稱好氣性發酵罐，如谷42（一）、機械攪拌通風發酵罐機械攪拌通風發酵罐是發酵工廠最常用類型。它是利用機械攪拌器的作用，使空氣和發酵液充分混合，促使氧在發酵液中溶解，以保證供給微生物生長繁殖、發酵所需要的氧氣。（一）、機械攪拌通風發酵罐機械攪拌通風發酵罐是發酵工廠最常用431，機械攪拌通風發酵罐的基本要求一個性能優良的機械攪拌通風發酵罐必須滿足以下基本要求：（1）發酵罐應具有適宜的徑高比；發酵罐的高度與直徑之比一般為2.5~4倍左右，罐身越長，氧的利用率較高（2）發酵罐能承受一定壓力；（3）發酵罐的攪拌通風裝置能使氣液充分混合，保證發酵液必須的溶解氧；（4）發酵罐應具有足夠的冷卻面積；（5）發酵罐內應盡量減少死角，避免藏垢積污，滅菌能徹底，避免染菌；（6）攪拌器的軸封應嚴密，盡量減少泄漏。1，機械攪拌通風發酵罐的基本要求一個性能優良的機械攪拌通風發442，機械攪拌發酵罐的結構機械攪拌通風發酵罐是一種密封式受壓設備，其主要部件包括：2，機械攪拌發酵罐的結構機械攪拌通風發酵罐是一種密封式45第九章發酵罐及其附屬設備1課件46（1）罐體

發酵罐的罐體由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接而成；小型發酵罐罐頂和罐身采用法蘭連接材料一般為不銹鋼。（1）罐體

發酵罐的罐體由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接而成；47第九章發酵罐及其附屬設備1課件48為了便于清洗，小型發酵罐頂設有清洗用的手孔。中大型發酵罐則裝有快開人孔及清洗用的快開手孔。罐頂還裝有視鏡及燈鏡。在發酵罐的罐頂上的接管有：進料管、補料管、排氣管、接種管和壓力表接管。在罐身上的接管有冷卻水進出管、進空氣管、取樣管、溫度計管和測控儀表接口。為了便于清洗，小型發酵罐頂設有清洗用的手孔。中大型發酵罐則裝49第九章發酵罐及其附屬設備1課件50（2）．發酵罐罐體的尺寸比例

H/D=2.5~4d/D=1/2~1/3W/D=1/8~1/12B/d=0.8~1.0(s/d)2=1.5~2.5(s/d)3=1~2（2）．發酵罐罐體的尺寸比例H/D=2.5~451攪拌的目的打碎氣泡，增加氣液接觸面積，即a↑產生渦流，延長氣泡在液體中的停留時間造成湍流，減小氣泡外滯流液膜的厚度，KL↑動量傳遞（N、Ws），有利于混合及固體物料保持懸浮狀態攪拌的效果:原生流→圓周運動（徑向運動）：層流及漩渦，原生流速V原∝n

擋板作用：次生流→軸向運動、翻動，決定混合好壞，V次∝n2攪拌效果評價：傳質，傳熱及混合效果效果的改善：轉速，攪拌器（槳）的形式和數量攪拌的目的52第九章發酵罐及其附屬設備1課件53攪拌器的形式：通用式發酵罐大多采用渦輪式攪拌器，而又以圓盤渦輪攪拌器為主。槳葉型式：圓盤渦輪攪拌器有平葉式、彎葉式、箭葉式三種。葉片數量：至少三個，通常六個，多至八個。

α

：彎>平>箭；β：彎>箭>平攪拌器的形式：通用式發酵罐大多采用渦輪式攪拌器，而又以圓54在相同的攪拌功率PG下，

粉碎氣泡能力：平>彎>箭

綜合傳質+混合，翻動流體能力：箭>彎>平彎葉最好（對于KLa）。

在相同的攪拌功率PG下，55第九章發酵罐及其附屬設備1課件56攪拌槳的層數：根據

H/D及（s/d）n

的要求進行計算。一般3-4層，底層攪拌最重要，占軸功率的40%，所具葉片數最多（6-8片）。攪拌槳的層數：根據H/D及（s/d）n的要求進行計算。一57第九章發酵罐及其附屬設備1課件58蝸輪攪拌器平葉箭葉彎葉通用式發酵罐大多采用渦輪式攪拌器，而又以圓盤渦輪攪拌器為主。蝸輪攪拌器平葉箭葉彎葉通用式發酵罐大多采用渦輪式攪拌59大型發酵罐攪拌裝置攪拌槳冷卻管攪拌電機上封頭大型發酵罐攪拌裝置攪拌槳冷卻管攪拌電機上封頭60第九章

發酵罐及其附屬設備第九章發酵罐及其附屬設備61發酵罐

發酵罐：進行液體深層培養的生物反應器。發酵罐發酵罐：進行液體深層培養的生物反應器。62第九章發酵罐及其附屬設備1課件63大型發酵罐大型發酵罐64第九章發酵罐及其附屬設備1課件651、發酵罐的特點

（1）發酵罐與其他工業設備的突出差別是對純種培養的要求之高，幾乎達到十分苛刻的程度。因此，發酵罐的嚴密性，運行的高度可靠性是發酵工業的顯著特點。（2）現代發酵工業為了獲取更大的經濟利益，發酵罐更加趨向大型化和自動化發展。

1、發酵罐的特點（1）發酵罐與其他工業設備的突出差別是對662、發酵罐的類型

發酵工業最常用的是通風攪拌罐。除了通風攪拌發酵罐外，其它型式的發酵罐。2、發酵罐的類型發酵工業最常用的是通風攪拌罐。除了通風攪拌67（1）按微生物生長代謝需要分類好氣：抗生素、酶制劑、酵母、氨基酸，維生素等產品是在好氣發酵罐中進行的；需要強烈的通風攪拌，目的是提高氧在發酵液中的傳質系數；厭氣：丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厭氣發酵罐。不需要通氣。（1）按微生物生長代謝需要分類68（2）按照發酵罐設備特點分類機械攪拌通風發酵罐：

循環式：伍式發酵罐，文氏管發酵罐；

非循環式：通風式發酵罐和自吸式發酵罐等。非機械攪拌通風發酵罐：循環式：氣升式發酵罐；非循環式：排管式和噴射式發酵罐。

這兩類發酵罐是采用不同的手段使發酵罐內的氣、固、液三相充分混合，從而滿足微生物生長和產物形成對氧的需求。

（2）按照發酵罐設備特點分類69（3）按容積分類一般認為500L以下的是實驗室發酵罐；500-5000L是中試發酵罐；5000L以上是生產規模的發酵罐。（3）按容積分類70生物反應器生物反應器71第一節密閉厭氧發酵罐

酒精和啤酒都屬于嫌氣發酵產物，其發酵罐因不需要通入昂貴的無菌空氣，因此在設備放大、制造和操作時，都比好氣發酵設備簡單得多。第一節密閉厭氧發酵罐酒精和啤酒都屬于嫌氣發酵產物，其發酵72第一節密閉厭氧發酵罐

對這類發酵罐的要求是：能封閉；能承受一定壓力；有冷卻設備；罐內盡量減少裝置，消滅死角，便于清洗滅菌。第一節密閉厭氧發酵罐對這類發酵罐的要求是：73一、酒精發酵罐滿足酒精發酵的工藝要求滿足酒精酵母生長和代謝的必要工藝條件將發酵產生的熱量及時移走

有利于發酵液的排出，設備的清洗、維修以及設備制造安裝方便等問題。一、酒精發酵罐滿足酒精發酵的工藝要求74基本結構冷卻裝置洗滌裝置基本結構751，基本結構酒精發酵罐筒體為圓柱形底蓋和頂蓋均為碟形或錐形的立式金屬容器罐頂裝有廢汽回收管，進料管，按種管，壓力表、各種測量儀表接口管及供觀察清洗和檢修罐體內部的人孔等罐底裝有排料口和排污口對于大型發酵罐，為了便于維修和清洗，往往在近罐底也裝有人孔。罐身上下部裝有取樣口和溫度計接口1，基本結構76

為避免發酵車間的潮濕和積水，要求在罐體底部沿罐體四周裝有集水槽。2，發酵罐的冷卻裝置中小型發酵罐：多采用罐頂噴水淋于罐外壁表面進行膜狀冷卻；大型發酵罐：由于罐外壁冷卻面積不能滿足冷卻要求，所以，罐內裝有冷卻蛇管或罐內蛇管和罐外壁噴灑聯合冷卻裝置。為避免發酵車間的潮濕和積水，要求在罐體底部沿罐體四周裝有集77酒精發酵罐的洗滌過去均由人工操作，不僅勞動強度大，而且CO2氣體一旦未徹底排除，工人入罐清洗會發生中毒事故。目前，酒精發酵罐已采用水力噴射洗滌裝置，從而改善了工人的勞動強度和提高了操作效率。大型發酵罐采用這種水力洗滌裝置尤為重要。酒精發酵罐的洗滌過去均由人工操作，不僅勞動強度大，而且CO278高壓水力噴射洗滌裝置（如圖），一根直立的噴水管，安裝于罐中央，在垂直噴水管上鉆小孔，水平噴水管借活接頭，上端和供水管，下端和垂直分配管連接。水流在較高壓力下，由水平噴水管出口處噴出，并以極大的速度噴射到罐壁，而垂直噴水管也以同樣的水流速度噴射到罐體和罐底。高壓水力噴射洗滌裝置（如圖），一根直立的噴水管，安裝于罐中央79傳統的啤酒發酵設備是由分別設在發酵間的發酵池和貯酒間內的貯酒罐組成的。目前圓筒體錐底罐（C.C.T)在露天大罐工藝中使用最為普遍．簡稱露天錐形發酵罐。二、啤酒發酵設備

傳統的啤酒發酵設備是由分別設在發酵間的發酵池和貯酒間內的貯酒80近年來，啤酒發酵設備向大型、室外、聯合的方向發展，迄今為止，使用的大型發酵罐容量已達1500噸。大型化的目的：(1)

使啤酒質量均一化(2)由于啤酒生產的罐數減少，使生產合理化，降低了主要設備的投資。近年來，啤酒發酵設備向大型、室外、聯合的方向發展，迄81(1)發酵容器材料的變化由陶器向木材---水泥----金屬材料演變現在的啤酒生產，后兩種材料都在使用。我國大多數啤酒發酵容器為內有涂料的鋼筋水泥槽，新建的大型容器一般使用不銹鋼。啤酒發酵容器的變遷過程(1)發酵容器材料的變化啤酒發酵容器的變遷過程82（2）開放式發酵容器向密閉式轉變小規模生產時，一般用開放式，對發酵的管理、泡沫形態的觀察和醪液濃度的測定等比較方便。隨著啤酒生產規模的擴大，發酵容器大型化，并為密閉式。（2）開放式發酵容器向密閉式轉變83（3）密閉容器的演變原來是在開放式長方形容器上面加弓形蓋子的密閉發酵槽；隨著技術革新過渡到用鋼板、不銹鋼或鋁制的臥式圓筒形發酵罐。后來出現的是立式圓筒體錐底發酵罐。目前使用的大型發酵罐主要是立式罐，如奈坦罐、聯合罐、朝日罐等。由于發酵罐容量的增大，要求清洗設備裝置也有很大的改進，大都采用CIP自動清洗系統。（3）密閉容器的演變84原位清洗（CleaningInPlace）

簡稱CIP，又稱在位清洗或自動清洗。指無需拆卸設備或設備部件即可在內部循環自動清洗。用途：CIP清洗系統適用于各種飲料、乳品、果汁、啤酒、生物制藥等生產線設備和管道的就地清洗。原位清洗（CleaningInPlace）簡稱C85可提供酸洗，堿洗以及熱洗三個程序，并且可自動設置酸液，堿液濃度以及熱水的溫度。CIP清洗系統配置：清水罐，酸液罐，堿液罐，離心泵，控制柜等可提供酸洗，堿洗以及熱洗三個程序，并且可自動設置酸液，堿86CIP清洗程序及要求

a、水洗，循環5min。

b、堿洗（NaOH），循環10min，堿液濃度3%，溫度80℃。

c、水洗，循環5min至中性止。

d、酸洗

（HNO3），循環10min，酸液濃度1.5%，溫度80℃。

e、水洗，至中性澄清止(pH6.8-7.2)。

g、用清水沖洗，將殘留于罐表面及管線中的堿液沖洗干凈。

h、最后用酸性水沖洗循環，以中和殘留的堿性，放走洗水，使罐保持弱酸狀況。至此完成了全部清洗過程。CIP清洗程序及要求

a、水洗，循環5min。

b、堿洗87優點：均勻處理所有接觸產品的表面避免設備部件在拆卸時可能受到的機械磨損排除打開設備或使用清洗儀器可能造成污染的意外可重復生產步驟的自動流程和在運行數據采集中的控制參數檢測優點：88圓筒體錐底罐（C.C.T)

設備的結構特點C．C．T發酵最大特點在于大型化，容積從100~600m3(國內也有60m3小型的)。圓筒體錐底罐（C.C.T)

設備的結構特點C．C．891，設備的外型特點外筒體：蝶形或拱形蓋，錐形體底，罐筒體壁和錐底有各種形式的冷卻夾套。筒體直徑(D)和筒體高度(H)是主要特性參數。對單釀罐一般是D：H＝1:1~2。對兩罐法發酵罐D：H＝1:3~4貯酒罐D：H＝1:1~21，設備的外型特點外筒體：90第九章發酵罐及其附屬設備1課件91H/D=1.7-3H—筒身高度HL/D=2-2.5HL按照裝料VL=70%V總計算

d/D=1/3-1/2d-攪拌器直徑

W/D=1/12-1/8（取0.1,并留1-2cm間隙,以防死角）

W—檔板寬度B/D=0.8-1.0B—下攪拌器距底間距

(s/d)2=1.5-2.5可以取相同值，1.5≤s/d≤2(s/d)3=1-2s—攪拌器間距

發酵罐外形、結構及幾何尺寸要求

H/D=1.7-3H—筒92發酵罐錐底角，考慮到發酵中酵母自然沉降最有利，取排出角為73~75°(一定體積沉降酵母在錐底中占有最小比表面積時摩接力最小)；對于貯酒罐，因沉淀物很少，主要考慮材料利用率常取錐角為120~150°。

發酵罐錐底角，考慮到發酵中酵母自然沉降最有利，取排出角為73932，罐材料

大型C．C．T均采用碳鋼加涂料或不銹鋼兩種材料制成。2，罐材料

大型C．C．T均采用碳鋼加涂料或不銹鋼兩種材料制943，冷卻夾套冷卻夾套的發酵罐或單釀罐內一般分成三段：上段距發酵液面15cm向下排列；中段在筒體的下部距支撐裙座15cm向上排列；錐底段盡可能接近排酵母口，向上排列。3，冷卻夾套冷卻夾套的發酵罐或單釀罐內一般分成三段：95冷媒多采用乙二醇或酒精溶液，也可使用氨(直接蒸發)作冷媒；由于啤酒冰點溫度為-2.0~-2.7℃。為了防止啤酒在罐內局部結冰，冷媒溫度應在-3℃左右。

冷媒多采用乙二醇或酒精溶液，也可使用氨(直接蒸發)作冷媒；964，隔熱層和防護層絕熱層材料應具有：導熱系數低、體積質量低、吸水小、不易燃等特性。啤酒C．C．T常用如下材料：絕熱材料聚酰氨樹脂，可現場噴涂發泡，施工方便，價格中等，但易燃。自熄式聚苯乙烯泡沫塑料是最佳絕熱材料，但價格貴。采用上述兩種絕熱材料只需厚度150~200mm。膨脹珍珠巖粉和礦渣棉價格低，因吸水性大需增加厚度200~250mm。外防護層一般采用0.7~1.5mm厚的合金鋁板或0.5~0.7mm的不銹鋼板，特別是瓦楞型板更受歡迎。4，隔熱層和防護層絕熱層材料應具有：導熱系數低、體積質量低、975，罐主要附件在上中下三段冷卻介質進口位置下裝智能型鉑溫度傳感器。在圓筒形下部裝可清洗取樣閥。罐頂部應有安全閥、真空破壞閥。在液面上150mm裝有CIP裝置。還應裝上視鏡、燈鏡、空氣和二氧化碳排出管等裝置。錐底有直徑500mm的快開人孔。如做單釀罐應具有深入錐底800-1200mm的出酒管和排酵母底閥及四通視鏡。5，罐主要附件98圓筒體錐底發酵罐的優點加速發酵C.C.T發酵和傳統發酵相比，由于發酵基質(麥汁)和酵母對流獲得強化，可加速發酵。廠房投資節省。冷耗節省。C.C.T發酵可依賴CIP自動程序清洗消毒，工藝衛生更易得到保證。圓筒體錐底發酵罐的優點加速發酵99圓筒體錐底發酵罐的缺點由于罐體比較高，酵母沉降層厚度大，酵母泥使用代數一般比傳統低(只能使用5~6代)；貯酒時，澄清比較困難(特別在使用非凝聚性酵母)，過濾必須強化；若采用單釀發酵，罐壁溫度和罐中心溫度一致，一般要5~7d以上，短期貯酒不能保證溫度一致圓筒體錐底發酵罐的缺點由于罐體比較高，酵母沉降層厚度大，酵母100第二節通風發酵設備四十年代中期，青霉素的工業化生產，深層通風培養技術的出現，標志近代通風發酵工業的開始。在深層通風培養技術中，發酵罐是關鍵設備。在發酵罐中，微生物在適當的環境中進行生長、新陳代謝和形成發酵產物。第二節通風發酵設備四十年代中期，青霉素的工業化生產，深層101一、通風發酵罐及結構通風發酵罐又稱好氣性發酵罐，如谷氨酸、檸檬酸、酶制劑、抗生素、酵母等發酵用的發酵罐。好氣性發酵需要將空氣不斷通入發酵液中，以供微生物所消耗的氧。常用通風發酵罐有以下幾種類型：機械攪拌發酵罐氣升式發酵罐自吸式發酵罐伍式發酵罐文氏管發酵罐一、通風發酵罐及結構通風發酵罐又稱好氣性發酵罐，如谷102（一）、機械攪拌通風發酵罐機械攪拌通風發酵罐是發酵工廠最常用類型。它是利用機械攪拌器的作用，使空氣和發酵液充分混合，促使氧在發酵液中溶解，以保證供給微生物生長繁殖、發酵所需要的氧氣。（一）、機械攪拌通風發酵罐機械攪拌通風發酵罐是發酵工廠最常用1031，機械攪拌通風發酵罐的基本要求一個性能優良的機械攪拌通風發酵罐必須滿足以下基本要求：（1）發酵罐應具有適宜的徑高比；發酵罐的高度與直徑之比一般為2.5~4倍左右，罐身越長，氧的利用率較高（2）發酵罐能承受一定壓力；（3）發酵罐的攪拌通風裝置能使氣液充分混合，保證發酵液必須的溶解氧；（4）發酵罐應具有足夠的冷卻面積；（5）發酵罐內應盡量減少死角，避免藏垢積污，滅菌能徹