Od domácího vaření piva až po komerční vaření byly fermentační nádoby vždy nezbytnou součástí. Změnily se téměř v průběhu času. Zařízení na fermentaci piva se dělí na fermentační nádrže a expanzní nádrže kvasnic, které mají funkce přípravy suroviny, vaření, sterilizace, chlazení atd. Výroba produktů pro úpravu fermentorů musí být schopna zajistit podmínky požadované pro aktivity mikrobiálního života a metabolismus a musí být snadno ovladatelná a kontrolovatelná.
Kvasné nádoby
Fermentory jsou dnes nejběžnějším fermentačním systémem používaným při výrobě piva. Jak název napovídá, uzavřená nádoba je svislý válec s kónickým dnem a obvykle talířovitým vrškem. Pro jiné jednoduché procesy je fermentor otevřená nádoba, někdy tak jednoduchá, že má pouze jeden otvor. Může se také nazývat otevřený fermentor.
Kvalifikovaný fermentor by měl mít následující vlastnosti:
- Měl by mít pevnou strukturu
- Dobré vlastnosti při míchání kapalin
- Vynikající rychlost přenosu tepla ve fázi přenosu hmoty
- Vybaveno podpůrnými a spolehlivými detekčními, bezpečnostními komponenty a kontrolními nástroji
Objem fermentační nádrže
Obecně se má za to, že fermentační nádrž pod 500 l je laboratorní fermentor; fermentor s kapacitou 500-5000L je poloprovozní zkušební fermentor; fermentor nad 5000 l je fermentor ve výrobním měřítku.
Válcový kónický fermentor
Kruhový zjednodušený kónický spodní vertikální fermentor (označovaný jako kónický tank) se používá při výrobě piva s horním nebo spodním kvašením. Kónickou nádrž lze použít samostatně pro předfermentaci nebo dokvašování, nebo kombinovanou předfermentaci a dokvašování v nádrži (metoda v jedné nádobě).
Výhodou zařízení je, že dokáže zkrátit dobu kvašení a má výrobní flexibilitu, takže může být vhodné pro výrobu různých druhů piv.
Funkce
Taková zařízení jsou obvykle umístěna venku. Sterilizovaná čerstvá mladina a kvasnice vstupují do nádrže ze dna; když fermentace dosáhne svého vrcholu, použijí se všechny chladicí pláště k udržení správné teploty fermentace.
Chladivo používá ethylenglykol nebo roztok alkoholu a jako chladivo lze také použít amoniak (odpařený); Plyn CO2 je vypouštěn z horní části nádrže. Na těle nádrže a víku nádrže jsou průlezy, víko nádrže je vybaveno manometrem, pojistným ventilem a skleněným průhledítkem.
Na dně nádrže je instalována trubice na vyčištěný CO2. Nádrž je vybavena odběrovou trubicí a přípojkou teploměru. Vnější strana zařízení je obalena dobrou izolační vrstvou, aby se snížila ztráta chladicí kapacity.
Výhoda:
Nízká spotřeba energie a malý průměr potrubí mohou snížit výrobní náklady.
Pro droždí usazené na dně kužele lze otevřít ventil na dně kužele, aby se droždí vypustilo z nádrže a uchovalo se nějaké droždí pro další použití.
Ovlivnění nákladů na fermentační zařízení
Velikost, tvar, provozní tlak a požadované zatížení chlazení fermentačního zařízení. Forma nádoby se vztahuje na povrchovou plochu požadovanou na jednotku objemu, vyjádřenou v ㎡/100L, což je hlavní faktor ovlivňující náklady.
Požadavky na tlak v nádrži
Zvažte regeneraci oxidu uhličitého. CO2 v nádrži je nutné udržovat pod určitým tlakem, takže z velké nádrže se stane tlaková nádrž a je potřeba nainstalovat pojistný ventil.
Pracovní tlak nádrže se mění v závislosti na procesu fermentace. Pokud se používá jak pro předkvašení, tak pro skladování vína, měl by být určen podle obsahu CO2 během skladování a požadovaná tlaková odolnost je vyšší než u tanku používaného pouze pro předkvašení. Když tlak dosáhne projektovaného tlaku zásobníku, pojistný ventil by se měl začít otevírat. Nejvyšší pracovní tlak pojistného ventilu je návrhový tlak plus 10%.
Podtlak v nádrži
Podtlak v nádrži je způsoben přenosem nebo vnitřním čištěním řady fermentační nádrže za uzavřených podmínek. Rychlost podávání velkého fermentoru je velmi rychlá a vytváří se určitý podtlak. V nádrži zůstává část plynu CO2, který může být při čištění odstraněn, takže může vzniknout i podtlak. Velké vakuové fermentory by měly být vybaveny zařízením, které zabrání vakuu. Funkcí vakuového pojistného ventilu je umožnit vstup vzduchu do nádrže a vytvořit rovnováhu tlaku uvnitř a vně nádrže.
Podle obsahu alkálií vstupujícího do čisticího roztoku lze vypočítat množství odstranění CO2 v nádrži a dále vypočítat množství vzduchu, které musí vstoupit do nádrže.
Konvekce a výměna tepla v nádrži
Konvekce fermentační půdy ve fermentoru závisí na účinku CO2. Celá fermentační kapalina v kónické nádrži tvoří gradient obsahu oxidu uhličitého. Fermentovaná kapalina s menší měrnou hmotností má zdvih, aby vyplavala nahoru.
Také stoupající bublinky oxidu uhličitého během fermentace působí na okolní kapalinu. V důsledku promíchávání plynu generovaného tažnou silou a zvedací silou cirkuluje obsah nádrže a podporuje se výměna tepla fermentační kapaliny ve smíšené fázi. Změny teploty piva během chlazení mohou také způsobit konvekční cirkulaci obsahu tanku.