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錐形罐工作原理與罐體結(jié)構(gòu)
（1）錐形發(fā)酵罐工作原理
錐形罐發(fā)酵法發(fā)酵周期短、發(fā)酵速度快的原因是由于錐形罐內(nèi)發(fā)酵液的流體力學(xué)特性和現(xiàn)代啤酒發(fā)酵技術(shù)采用的結(jié)果。
接種酵母后，由于酵母的凝聚作用，使得罐底部酵母的細(xì)胞密度增大，導(dǎo)致發(fā)酵速度加快，發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳量增多，同時(shí)由于發(fā)酵液的液柱高度產(chǎn)生的靜壓作用，也使二氧化碳含量隨液層變化呈梯度變化（見(jiàn)表4-3-1），因此罐內(nèi)發(fā)酵液的密度也呈現(xiàn)梯度變化，此外，由于錐形罐體外設(shè)有冷卻裝置，可以人為控制發(fā)酵各階段溫度。在靜壓差、發(fā)酵液密度差、二氧化碳的釋放作用以及罐上部降溫產(chǎn)生的溫差（1～2℃）這些推動(dòng)力的作用下，罐內(nèi)發(fā)酵液產(chǎn)生了強(qiáng)烈的自然對(duì)流，增強(qiáng)了酵母與發(fā)酵液的接觸，促進(jìn)了酵母的代謝，使啤酒發(fā)酵速度大大加快，啤酒發(fā)酵周期顯著縮短。另外，由于提高了接種溫度、啤酒主發(fā)酵溫度、雙乙酰還原溫度和酵母接種量也利于加快酵母的發(fā)酵速度，從而使發(fā)酵能夠快速進(jìn)行。
（2）錐形發(fā)酵罐基本結(jié)構(gòu)
①罐頂部分
罐頂為一圓拱形結(jié)構(gòu)，開(kāi)孔用于放置可拆卸的大直徑法蘭，以安裝CO2和CIP管道及其連接件，罐頂還安裝防真空閥、過(guò)壓閥和壓力傳感器等，罐內(nèi)側(cè)裝有洗滌裝置，也安裝有供罐頂操作的平臺(tái)和通道。
②罐體部分
罐體為圓柱體，是罐的主體部分。發(fā)酵罐的高度取決于圓柱體的直徑與高度。由于罐直徑大耐壓低，一般錐形罐的直徑不超過(guò)6m。罐體的加工比罐頂要容易，罐體外部用于安裝冷卻裝置和保溫層，并留一定的位置安裝測(cè)溫、測(cè)壓元件。罐體部分的冷卻層有各種各樣的形式，如盤管、米勒扳、夾套式，并分成2～3段，用管道引出與冷卻介質(zhì)進(jìn)管相連，冷卻層外覆以聚氨酯發(fā)泡塑料等保溫材料，保溫層外再包一層鋁合金或不銹鋼板，酒莊啤酒發(fā)酵罐，也有使用彩色鋼板作保護(hù)層。
③圓錐底部分
圓錐底的夾角一般為60o～80o，也有90o～110o，但這多用于大容量的發(fā)酵罐。發(fā)酵罐的圓錐底高度與夾角有關(guān)，夾角越小錐底部分越高。一般罐的錐底高度占總高度的1/4左右，不要超過(guò)1/3。圓錐底的外壁應(yīng)設(shè)冷卻層，以冷卻錐底沉淀的酵母。錐底還應(yīng)安裝進(jìn)出管道、閥門、視鏡、測(cè)溫、測(cè)壓得傳感元件等。
此外，罐的直徑與高度比通常為1：2～1：4，總高度不要超過(guò)16m，以免引起強(qiáng)烈對(duì)流，影響酵母和凝固物的沉降。制罐材料可用不銹鋼或碳鋼，若使用碳鋼，罐內(nèi)壁必須涂以對(duì)啤酒口味沒(méi)有影響的且無(wú)毒的涂料。發(fā)酵罐工作壓力可根據(jù)罐的工作性質(zhì)確定，一般發(fā)酵罐的工作壓力控制在0.2～0.3MPa。罐內(nèi)壁必須光滑平整，不銹鋼罐內(nèi)壁要進(jìn)行拋光處理，碳鋼罐內(nèi)壁涂料要均勻，無(wú)凹凸面，無(wú)顆粒狀凸起。
（3）錐形發(fā)酵罐主要尺寸的確定
①?gòu)礁弑?錐形罐呈圓柱錐底形，圓筒體的直徑與高度之比為1：1～4。一般徑高比越大，發(fā)酵時(shí)自然對(duì)流越強(qiáng)烈，酵母發(fā)酵速度快，但酵母不容易沉降，啤酒澄清困難。一般直徑與麥汁液位總高度之比應(yīng)為1：2，直徑與柱形部分麥汁高度之比應(yīng)為1：1～1.5。
②罐容量 罐容量越大，麥汁滿罐時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)酵增殖次數(shù)多、時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)造成雙乙酰前驅(qū)物質(zhì)形成量增大，雙乙酰產(chǎn)生量大、還原時(shí)間長(zhǎng)。此外，還會(huì)造成出酒、清洗、重新進(jìn)麥汁等非生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，且用冷高峰期峰值高，造成供冷緊張。由于二氧化碳的釋放和泡沫的產(chǎn)生，罐有效容積一般為罐總量的80%左右。
③錐角 一般在60°～90°之間， 常用60°～75°（不銹鋼罐常用錐角60°，內(nèi)有涂料的鋼罐錐角為75°），以利于酵母的沉降與分離。
④冷卻夾套和冷卻面積 錐形發(fā)酵罐冷卻常采用間接冷卻。國(guó)內(nèi)一般采用半圓管、槽鋼、弧形管夾套，或米勒板氏夾套在低溫低壓（－3℃、0.03MPa）下用液態(tài)二次冷媒冷卻，國(guó)外多采用換熱片式一次性冷媒直接蒸發(fā)式冷卻。一次性冷酶（如液氨蒸發(fā)溫度為－3～－4℃）蒸發(fā)后的壓力為1.0MPa～1.2MPa，對(duì)夾套耐壓性要求較高。由于啤酒冰點(diǎn)溫度一般為－2.0～－2.7℃，為防止啤酒在罐內(nèi)局部結(jié)冰，冷媒溫度應(yīng)在－3℃左右。國(guó)內(nèi)常采用20%～30%的酒精水溶液，或20%丙二醇水溶液作為冷媒。
根據(jù)罐的容量不同，冷卻可采用二段式或三段式。冷卻面積根據(jù)罐體的材料而定，不銹鋼材料一般為0.35～0.4m/m發(fā)酵液，碳鋼罐為0.5～0.62m/m發(fā)酵液。錐底冷卻面積不宜過(guò)大，防止貯酒期啤酒的結(jié)冰。
⑤隔熱層和防護(hù)層 絕熱層材料要求導(dǎo)熱系數(shù)小、體積質(zhì)量低、吸水少、不易燃等特性。常用絕熱材料有聚酰胺樹(shù)脂、自熄式聚苯乙烯塑料、聚氨基甲酸乙酯、膨脹珍珠巖粉和礦渣棉等。絕熱層厚度一般為150～200mm。外保護(hù)層一般采用0.7～1.5mm厚的鋁合金板、馬口鐵板或0.5～0.7mm的不銹鋼板，近來(lái)瓦楞型板比較受歡迎。
⑥罐體的耐壓 發(fā)酵產(chǎn)生一定的二氧化碳形成罐頂壓力（罐壓），應(yīng)設(shè)有二氧化碳調(diào)節(jié)閥，罐頂設(shè)有安全閥。當(dāng)二氧化碳排出、下酒速度過(guò)快、發(fā)酵罐洗滌時(shí)二氧化碳溶解等都會(huì)造成罐內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓，因此必須安裝真空閥。下酒前要用二氧化碳或壓縮空氣背壓，避免罐內(nèi)負(fù)壓的產(chǎn)生，造成發(fā)酵罐'癟罐'。
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葡萄酒發(fā)酵罐的作用是什么?
葡萄酒一般都是在橡木桶中發(fā)酵的，在發(fā)酵過(guò)程中，酒液還會(huì)從橡木中汲取一定的單寧物質(zhì)。在化學(xué)結(jié)

構(gòu)上，由葡萄皮浸入的單寧為“縮合單寧”，從橡木桶汲取的單寧為“水解單寧”單寧是紅葡萄酒的靈

魂，它的主要作用有:為葡萄酒建立“骨架”，使酒體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)豐滿;有效地聚合穩(wěn)定色素物質(zhì)，

為葡萄酒賦予和富有活力的顏色.
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