啤酒发酵 （ 4 ） 锥形罐的发酵技术

啤酒发酵啤酒发酵（（ 44 ））

锥形罐的发酵技术锥形罐的发酵技术

锥形罐发酵技术 锥形罐的发酵方式

一罐法锥罐工艺 前酵、主酵、后酵、贮藏全部在一个罐中完成。

两罐法锥罐工艺 前酵、主酵、后酵在发酵罐中进行，贮酒在贮酒罐中进行。

前酵、主酵在发酵罐中进行，后酵、贮酒在贮酒罐中进行。

锥形罐发酵技术 锥形罐的优缺点

优点 发酵速度快，生产能力得到提高。

强烈的对流： CO2梯度、浓度梯度、温度梯度

厂房投资少，占地面积小 冷耗少 自动化程度高 清洗杀菌方便 酵母回收容易

锥形罐发酵技术 锥形罐的优缺点

优点 CO2 可以回收 可采用压力发酵技术、 CO2 洗涤技术 一罐多用 无菌条件好 酒花利用率高

锥形罐发酵技术 锥形罐的优缺点

缺点 液压高，加之采用高温加压技术，所以酵母易衰老。

酒液澄清差、过滤困难。 罐壁温度和罐中心温度不均匀，短期贮酒不能保证贮酒的效果。

酒质控制更要小心，由于容器大，导致造成的损失大。

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

外形：主部为柱形，下部为锥形，有利于酵母回收及设备清洗杀菌

材料：碳钢和不锈钢 表面粗糙度：内表面的光滑性十分重要，应平整。

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

径高比：最佳 1:2 － 4 锥角：通常采用 60 － 75°（锥角越小，越

有利于排放，但造成总高度偏高） 锥罐大小配置：锥形罐的大小配置取决于糖

化能力。锥罐的总容量一般占年生产能力的10%左右，每个罐的容量，应与糖化、滤酒、灌装设备能力匹配。锥罐的有效容积一般为总容积的 80％ .

155

75

60

------------------10.5m----------------

--------5.6m------

---------------8.5m--------------

8.5m

20m

25m

容积从 100－ 1500M3/ 个直径 3 － 10m，高度 10－ 25m

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

泡沫上升空间： 低温贮存：麦汁量的 5 － 8%； 考虑双乙酰还原： 10 － 12%； 考虑涌泡酒添加： 25%； 如果生产小麦啤酒需 40%。

锥形罐的安装方式 露天安装

全露天安装：建筑费用少，气候影响大 锥内柱外的露天安装

室内安装：建筑费用高

锥形罐发酵技术

锥内柱外露天安装

锥形罐发酵技术

全露天安装

锥形罐发酵技术

室内安装

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的进料和出料装置 锥形罐的进料出料管均设置于锥底，这样使操作方便，又可避免吸氧

与锥底连接的管道有 麦汁进入管 酵母回收管 出酒管 CIP清洗液排出管

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的进料和出料装置 与罐顶相连接的气体附件阀门组也在锥底区域

与锥底连接的管道有 CO2 进入管 CO2 排出管 无菌空气进管 CIP清洗液进管

锥形罐发酵技术

锥底连接管路

锥形罐发酵技术

锥底连接管路

锥形罐发酵技术

锥底连接管路

锥形罐发酵技术

罐顶连接管路

锥形罐发酵技术

罐顶罐顶连接管路

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥罐罐顶的附设装置 过压阀（安全阀）：一般 0.15 －

0.20MPs 产生过压的因素

在麦汁进罐时 在后酵贮酒期间 使用压力发酵工艺 回收 CO2 时 在清洗时

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥罐罐顶的附设装置 真空阀：真空度在 100mm Hg柱 产生真空的因素（导致设备吸瘪）

在酒液转罐时 在酒液过滤时 在一开始未排气时进行碱液清洗 用热水洗罐后立即用冷水冲洗 蒸汽杀菌后未及时备压

锥形罐发酵技术

真空阀

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥罐罐顶的附设装置 罐顶的 CIP清洗装置（洗罐器）

锥形罐发酵技术

罐顶装置

锥形罐发酵技术

罐顶C

IP

清洗及其它装

置

锥形罐发酵技术

罐顶C

IP

清洗及其它装

置

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锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥罐的测量部件 温度仪：上、中、下酒液温度，冷媒入口温度

液位显示仪 压力显示仪 液位探头（高位、低位） 取样装置：设在柱底的可清洗取样阀，取样管应伸入罐中 30cm

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 保温夹套

采用聚氨酯泡沫、聚苯乙烯塑料、软木或石棉的保温材料

保温厚度根据地区气候在 10 － 15cm 外部用薄不锈钢或合金钢包裹 应防止水的渗入而影响保温效果

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 冷却方式与冷却剂

直接冷却： 液氨

间接冷却： 浓度为 20 － 30%酒精水溶液 浓度为 20%乙二醇 20 － 30%的盐水（ CaCl2 溶液）

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 冷却方式与冷却剂

直接冷却：液氨 优点：制冷效率高、消耗能量低、管径小、附属设备少、投资费用低、生产运行费用低

缺点：设备要求高、对人体的伤害

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 冷却夹套的形式

乙二醇的下进上出水平转向冷却走向夹套

液氨的上进下出垂直下流冷却走向夹套 液氨的上进下出蛇管环状下流冷却走向

夹套 断间距激光点焊冷却夹套

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乙二醇冷却

锥形罐发酵技术

液氨冷却

锥形罐发酵技术乙二醇下进上出

水平转向冷却夹套

锥形罐发酵技术液氨垂直下流

冷却夹套

液氨上进下出

蛇管环状下流冷却夹套

锥形罐发酵技术

不同冷却夹套形式

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锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 冷却面积

考虑最大耗冷量 外界环境的影响 有氧呼吸和厌氧发酵所产生的热量 啤酒降温时放出的热量

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 锥形罐的冷却区间冷却阀门的操作控制

啤酒冰点温度 在低温贮酒时，应注意发酵液温度不能低于啤酒的冰点以下，否则，罐内发酵液会发生结冰现象，特别是靠近管壁冷却夹套处。

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 导致罐内结冰的原因

冷媒温度太低 冷却夹套面积太大，冷却段布局不合理 酒液对流太差 测温点布局不合理，不能真实反映罐内温度，造成控温误差。（测温点不能设在冷却带上）

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 锥形罐的冷却区间冷却阀门的操作控制

啤酒冰点温度

A ：啤酒中酒精含量（w/w） P ：发酵前原麦汁浓度（w/w） 0.2：修正系数

CPAT )2.004.042.0(＝冰

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罐内温区

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 锥形罐的冷却区间冷却阀门的操作控制

啤酒最大密度的温度（ TMD） 一般为 3℃，高于或低于最大密度温度时，啤酒密度都要减小，酒液将向上流动。

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 锥形罐的冷却区间冷却阀门的操作控制

啤酒最大密度的温度（ TMD）

wp：啤酒真正浓度（ °P ） w ：酒精浓度（G/G）

)24.065.0(4)( wwCTMD p

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锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 锥形罐的冷却区间冷却阀门的操作控制

影响发酵液对流的因素 二氧化碳气体翻动 密度之差 冷热温差

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 发酵即贮酒阶段的冷却控制

顶温阶段 由于发酵旺盛，产生的二氧化碳很多，所以发酵液会向上流动；同时由于静压原因，罐内底部二氧化碳量多于上部，因而底部酒液密度小于上部，所以酒液向上流动。

在升温、保温、升压、双乙酰还原和降温初期，酒液流向都是向上。为加强这种流向，可利用温差造成密度差，所以冷却控制应上段冷却区为主。

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 发酵即贮酒阶段的冷却控制

降温阶段 在酒液降至最大密度温度期间，随着酒温逐渐下降，密度将逐渐增大，这样酒液流向由上向下。

为加强这种流向，可利用温差造成密度差，所以冷却控制应以柱部中下段冷却区为主。

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 发酵即贮酒阶段的冷却控制

贮酒阶段 随着温度的进一步下降，当温度低于 TMD后，密度又逐渐变小，若不控制冷却区的开启，则酒液会向上流动。

为防止这种局面出现，必须避免罐内出现温差，注意调节上中下各冷却区。

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 发酵即贮酒阶段的冷却控制

排酵母阶段 回收酵母时及 1 － 1.5天 应将锥部冷却打开，促进酵母沉降。

锥形罐发酵技术 锥形罐的结构和特点

锥形罐的冷却装置 发酵即贮酒阶段的冷却控制

改善酒温出现温差、冷却缓慢的方法 通过安装在罐底的二氧化碳分散器，将纯净的二氧化碳缓慢通入罐内。（ 100gCO2/min）

由于 CO2上升的提升力所引起酒液对流，与酒液达到最大密度前的对流情况相识， 160t的罐，通入 6 － 7 分钟，即可达到酒液充分混合，温差消失，冷却时间可缩短 50%

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