《生物工程设备》课程教学资源（PPT课件）第十八讲 嫌气发酵设备

嫌气发酵设备 酒精发酵设备 啤酒发酵设备 连续发酵设备

嫌气发酵设备 ❖ 酒精发酵设备 ❖ 啤酒发酵设备 ❖ 连续发酵设备

酒精发酵设备 冷酒精发酵罐 4 密闭式发酵罐 1一人孔 2CO排出管 3-进箸 4一提镜 5一温度针 一冷却蛇管 7一排露管 2一 10 12 动画演示

酒精发酵设备 ❖ 酒精发酵罐 动画演示

酒精发酵设备 ☆洗涤装置 洗涤剂入口 洗涤水入口 水平 喷水管 活络接头 T 垂直喷水管

❖ 洗涤装置 酒精发酵设备

酒精发酵设备 ◇酒精发酵罐的计算 发酵罐结构尺寸的确定 发酵罐全容积按下列计算 式中Ⅴ—发酵罐的代表容积(m3);v进入发酵罐的发酵液量(m3) q装液系数,一般取=0850.90 带有锥形底、盖的圆柱形发酵罐全容积为 V=D/H+ h+h2 4

酒精发酵设备 ❖ 酒精发酵罐的计算 ➢发酵罐结构尺寸的确定 •带有锥形底、盖的圆柱形发酵罐全容积为: 式中 V—发酵罐的代表容积（m3）；V0—进入发酵罐的发酵液量（m3） —装液系数， 一般取=0.85~0.90 V =V0        = + + 4 3 3 π 2 h1 h2 V D H •发酵罐全容积按下列计算:

酒精发酵设备 ◇酒精发酵罐的计算 罐体高度、底、盖高度和罐径的尺寸关系: H=1.1~1.5D h2=0.10.14D h2=0.05~0.1D

酒精发酵设备 ❖ 酒精发酵罐的计算 •罐体高度、底、盖高度和罐径的尺寸关系： h D h D H D 0.05 0.1 0.1 0.14 1.1 1.5 2 1 ～ ～ ～ = = = ↑ ↓ ← → D ↑ ↓

酒精发酵设备 ◇酒精发酵罐的计算 发酵罐罐数的确定 对于间歇发酵,发酵罐罐数可按下式计算: nt +1 24 式中N一发酵罐个数;n一每24小时内进行加料单发酵罐数目; t一一次发酵周期所需时间,h

酒精发酵设备 ❖ 酒精发酵罐的计算 ➢发酵罐罐数的确定 •对于间歇发酵，发酵罐罐数可按下式计算： 1 24 = + nt N 式中N－发酵罐个数； n －每24小时内进行加料单发酵罐数目； t －一次发酵周期所需时间，h

酒精发酵设备 ◇酒精发酵罐的计算 发酵罐冷却面积计算 发酵罐冷却面积的计算可按传热基本方程式来确定,即: A K△T 式中A冷却面积(m2);Q一总的发酵热(J/h); K一传热总系数(J/m2h);△T对数平均温度差

▪ 发酵罐冷却面积的计算可按传热基本方程式来确定，即： 酒精发酵设备 ❖ 酒精发酵罐的计算 ➢ 发酵罐冷却面积计算 K Tm Q A  = 式中 A—冷却面积（m 2） ;Q—总的发酵热（J/h） ； K—传热总系数（J/m2 .h) ；△Tm—对数平均温度差

酒精发酵设备 总的发酵热Q Q=Q-(O2+Q3) 对数平均温度差△Tm △T (TF-71)-(TF-72 72 传热总系数K K,=4186A,1+1.77 R 冷却水耗量的计算 W=OB C2(72-T)

酒精发酵设备 • 总的发酵热Q ( ) Q = Q1 − Q2 +Q3 • 对数平均温度差△Tm 2 1 1 2 ln ( ) ( ) T T T T T T T T T F F F F m − − − − −  = • 传热总系数K • 冷却水耗量的计算 ( ) C T2 T1 Q W p B − = ( )       = + R D D K 4.186A 1 1.77 0.7 0.8 2 

酒精发酵设备 例题 某酒精工厂,每发酵罐的进料量为24th,每4h装满-罐,发酵 周期为72h,冷却水的初、终温分别为20℃和25℃,若罐内采用蛇 管冷却,试确定发酵罐的罐数、结构尺寸、冷却水耗量、冷却面 积和冷却装置的主要结构尺寸。(糖化醪密度为1076kg/m3) 解: (1)确定发酵罐个数 4 6×72 N +1 +1=19 24 24

酒精发酵设备 例题 某酒精工厂，每发酵罐的进料量为24t/h，每4h装满一罐，发酵 周期为72h，冷却水的初、终温分别为20℃和25℃，若罐内采用蛇 管冷却，试确定发酵罐的罐数、结构尺寸、冷却水耗量、冷却面 积和冷却装置的主要结构尺寸。（糖化醪密度为1076kg/m3 ) 解： (1) 确定发酵罐个数 1 19 24 6 72 1 24 + =   = + = nt N 6 4 24  n = =

酒精发酵设备 (2)确定发酵罐体积及结构尺寸 发酵罐体积 V24×4×1000 100(m2) 1076×0.9 发酵罐几何尺寸 选取结构尺寸比例:H=1.2D,h1=h2=0.1D V=D2(H+h1+h2) 0.2D 100=0785D2(2D+ D=4.7m H=1.2D=56m h1=h2=0.1D=0.47m 发酵罐表面积(圆柱体表面积A1和罐底、罐顶表面积A2、A3) A1=mDH=3.14×4.7×56=82m A2=A1=zRR2+h2=314×2.3×2352+0.47 18m

酒精发酵设备 (2) 确定发酵罐体积及结构尺寸 100(m ) 1076 0.9 V 24 4 1000 V 0 2 =    = =  • 发酵罐体积 • 发酵罐几何尺寸 选取结构尺寸比例：H = 1.2D，h1 ＝h2 ＝0.1D ↑ ↓ ← → D ↑ ↓ ) 3 0.2 100 0.785 (1.2 ) 3 1 3 1 ( 4 π V 2 1 2 2 D D D D H h h  = +  = + + 则      = = = = = = h h D m H D m D m 0.1 0.47 1.2 5.6 4.7 1 2 • 发酵罐表面积(圆柱体表面积A1和罐底、罐顶表面积A2、A3） 2 2 2 2 1 2 2 3 2 1 3.14 2.35 2.35 0.47 18 3.14 4.7 5.6 82 A A πR R h m A πDH m = = + =   + = = =   =