發(fā)酵罐是指用于微生物發(fā)酵的裝置,主體通常是由不銹鋼板制成的主缸,其容積為1立方米至幾百立方米,在設計和處理過程中結構很嚴密。
乳制品、酒類發(fā)酵過程是無菌的、無污染過程,通常使用發(fā)酵罐進行發(fā)酵。發(fā)酵罐使用無菌系統(tǒng)來防止空氣中的微生物污染,從而大大延長了產(chǎn)品的保質(zhì)期和產(chǎn)品的純度。儲罐經(jīng)過專門設計,帶有無菌呼吸孔或無菌正壓發(fā)酵系統(tǒng)。罐體裝有或迷宮式夾套,可通過加熱或冷卻介質(zhì)對其進行加熱或冷卻。發(fā)酵罐規(guī)格有很多種,發(fā)酵罐容量為300-15000L。
在啤酒發(fā)酵中,酵母接種后,由于酵母的凝固作用,使罐底酵母細胞密度增加,從而加快了發(fā)酵速度,增加了發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳。同時,由于發(fā)酵液液柱高度產(chǎn)生的靜壓,二氧化碳含量隨液層的變化呈梯度變化,因此發(fā)酵液在罐內(nèi)的密度也呈梯度變化。
此外,由于錐形罐外設有冷卻裝置,可以人工控制發(fā)酵各階段的溫度。在靜壓差、二氧化碳釋放密度差和罐上部冷卻產(chǎn)生溫差(1-2 C)的驅(qū)動力作用下,罐內(nèi)發(fā)酵液產(chǎn)生強自然對流,增強了酵母與發(fā)酵液的接觸,促進了酵母的代謝,大大提高了啤酒的發(fā)酵速度,啤酒發(fā)酵周期明顯縮短。
上文中工采網(wǎng)有提到在啤酒發(fā)酵過程中會產(chǎn)生大量的二氧化碳氣體,發(fā)酵液中的濃度變化不像溶氧那樣規(guī)律。其大小受多種因素的影響,如細菌的呼吸強度、發(fā)酵液的流變特性、通風攪拌程度和外界壓力,設備的大小也有影響。
隨著co2溶解度的增加,大罐發(fā)酵液的靜壓可達1×10>pa以上,為正壓發(fā)酵,罐底壓力可達1.5x10pa,因此,隨著壓力的增加在二氧化碳濃度中,攪拌速度不改變,二氧化碳不易排出,罐底會形成碳酸,影響細菌的呼吸和產(chǎn)物的合成。
CO 2濃度的控制應通過其對發(fā)酵的影響來確定。如果CO 2對產(chǎn)物合成具有抑制作用,請嘗試降低其濃度。如果有促進作用,請增加其濃度。所以說在發(fā)酵罐中需要對二氧化碳濃度進行實時監(jiān)測,在發(fā)酵罐中安裝氣體傳感器來進行監(jiān)測,工采網(wǎng)技術工程建議使用熱導式氣體傳感器MTCS2601。
法國Endetec 熱導式氣體傳感器 - MTCS2601 特點:
MEMS 傳感器遵循沒有化學反應的物理皮拉尼原理,基于氣體熱導率變化對于壓力
測量范圍:0.0001~1000mbar,卓越的可重復性
硅晶片上有加熱電阻,并且有優(yōu)異的溫度補償
超小的傳感器氣體體積例如<0.1cm3