発酵槽は、ビールやワインの醸造、その他の飲料や食品の発酵に関心のある人にとっては欠かせない設備です。これらのタンクの主な機能は、発酵微生物が糖をアルコールやその他の副産物に変換するための最適な環境を提供し、それによって目的の最終製品を生産することです。
発酵槽とは何ですか？
発酵タンク発酵槽とも呼ばれるタンクは、さまざまな産業、特にビールやワインなどのアルコール飲料の製造における発酵プロセス用に設計された特殊な容器です。これらのタンクの主な機能は、発酵微生物が糖をアルコールやその他の副産物に変換するための最適な環境を提供することです。
発酵タンクの特徴：
- 材質: ほとんどの発酵タンクはステンレス鋼で作られており、耐腐食性に優れ、清掃も簡単なので、最終製品の純度と品質が保証されます。
- 温度制御: 発酵は温度に敏感なプロセスです。現代の発酵槽には、温度を調節するための冷却ジャケットまたは内部コイルが装備されています。
- 密閉環境: 汚染を防ぐために発酵タンクは密閉されています。この密閉環境により、最終製品の一貫した品質が保証されます。
- 容量: タンクのサイズは、数ガロンの小さな自家製タンクから、数千ガロンを収容できる大型の商用タンクまでさまざまです。
発酵槽の種類
オープントップ 発酵タンク
蓋やシールのないシンプルな容器は、最も基本的なタイプの発酵槽です。簡単にアクセスでき、キャップ（発酵中に表面に浮かび上がるブドウの皮と種の層）を手で押すことができるため、ワインの発酵に使用されます。
密閉発酵タンク
密閉発酵槽には密封された蓋があり、外部汚染物質が発酵プロセスに侵入するのを防ぎます。これらは、腐敗や異臭の原因となる可能性のある空気への暴露から液体を保護するため、ビールの醸造に使用されます。
容量可変発酵タンク
可変容量発酵槽にはフローティング蓋と調整可能な容量があり、さまざまな量の液体の発酵に適しています。柔軟性があり、発酵液との空気接触量を減らすのに役立つため、自家醸造家や小規模醸造家の間で人気があります。
発酵タンクの種類の違い:
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タンクタイプ |
主な用途 |
ユニークな機能 |
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円錐形 |
ビール |
底が先細りになっているので酵母の収集が簡単 |
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オープントップ |
ワイン |
ブドウのキャップを手動でパンチダウンできます |
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円錐形 |
多用途 |
円筒形と円錐形を組み合わせたデザインで、醸造所で人気があります。 |
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平底 |
一般 |
飲料業界だけでなく、さまざまな業界で使用されています |
発酵タンクはどのような材料で作られていますか？
銅
ステンレス鋼が市場に出る前は、銅がビール製造設備の金属として選ばれていました。銅は熱伝導性に優れており、ビール製造設備の信頼できる金属でもあります。銅は洗浄やメンテナンスも簡単です。洗剤や過炭酸ナトリウム洗浄剤を使用して洗浄することで、銅の清潔さと酸化層の完全性を確保できます。ただし、こすりすぎると有害となる場合があります。
アルミニウム
アルミニウムは醸造タンクに使用できますが、ビールの長期保存には適していません。アルミニウムの熱伝導率は銅の半分ですが、ステンレス鋼よりは優れています。通常の醸造条件下では、ビールに腐食されることはなく、ビールに金属の味が加わることもありません。アルミニウムは銅を含む他の金属と長期間接触すると腐食しますが、短期間の接触は許容されます。アルミニウム製のビール設備を使用する醸造者は、優れた耐腐食性のため、グレード 3003 または 3004 のアルミニウムを選択します。
ステンレス
ビール設備の製造にステンレス鋼を使用することは、ビール業界では標準となっており、ほとんどの醸造所はステンレス鋼のビール設備一式を所有することを夢見ています。ステンレス鋼のビール設備は、殺菌しやすく、ビールに対して不活性で、耐腐食性があり、耐久性があります。銅色は消費者にとってより魅力的であるため、一部の醸造所はビール設備の外観を銅色にしたいと考えています。現在、ステンレス鋼ライナーの周囲に銅クラッドを追加できます。銅はビールと接触しないため、銅醸造設備の前述の欠点は発生しません。
発酵タンクの種類
連続撹拌槽発酵タンク
連続撹拌タンク反応器 (CSTR) は、パイプ、ポンプ、バルブ、撹拌機、モーター、シャフト、インペラを備えた容器で構成されています。シャフトはタンクの底にあり、インペラの数はバイオリアクターのサイズによって異なります。
エアリフト発酵タンク
エアリフトバイオリアクターには、中央にバッフルまたはドラフトチューブがあり、そこから空気が容器内に送り込まれます。エアリフト発酵槽には 2 つのタイプがあります。
内部循環エアリフトバイオリアクター: 内部循環チャネルを提供する中央排水チューブを備えています。
外部ループエアリフトバイオリアクター: 別々のチャネルに流れる液体を分離する外部ループが含まれています。
充填床発酵槽
充填床発酵槽では、中空のチューブまたはチューブにバイオ触媒が充填されています。床は固定されています。培養培地はバイオ触媒を通過し、培養液中に代謝産物が生成されます。これらのバイオリアクターは操作が簡単ですが、酸素循環が悪いために詰まってしまうことがよくあります。
膜発酵タンク
膜バイオリアクターは、限外濾過および精密濾過と組み合わせて使用されます。このタイプの発酵タンクは、廃水の生物学的処理に使用されます。膜バイオリアクターには 2 つのタイプがあります。
- 浸漬型膜バイオリアクター: このタイプの発酵槽では、膜は廃水中に浸漬された容器内にあります。
- サイドフロー膜バイオリアクター: このタイプの発酵槽では、膜はリアクターの外側に配置され、膜ろ過はプロセスの追加ステップとなります。
気泡塔発酵タンク
バブルカラム発酵槽は、液体で満たされた円筒形のカラムを備えており、底部からガスが注入されます。底部からのガスの導入によって乱流が発生し、最適なガス交換が可能になるように配置されています。スプレッダーは容器の内容物を混合します。液体は平行または向流方向に流れます。
適切な発酵タンクの選び方は？
発酵タイプ
発酵の種類によって必要な設備も異なります。たとえば、アルコール発酵では、原料を簡単に追加できるように開口部の広い発酵容器が必要です。混合発酵では、ぴったりと閉まる蓋と温度を監視するための温度計を備えた発酵容器が必要になります。
機器サイズ
発酵装置を購入する際は、装置のサイズと発酵させる液体の量を考慮することが重要です。自家醸造や少量の食品発酵など、少量の液体を発酵させる予定の場合は、小型の発酵容器が適しています。通常、発酵容器はガラス製またはプラスチック製で、1 ガロンの容器から 5 ガロンまたは 6 ガロンの容器まで、さまざまなサイズがあります。商業醸造やバルク食品発酵など、大量の液体を発酵させる予定の場合は、大型の発酵容器の方が適しています。
温度制御
一部の発酵容器には、断熱システムや冷却システムなどの温度制御機能が組み込まれています。これは、特定の温度範囲内で発酵を行う場合に特に重要です。発酵に特定の温度要件がない場合は、これは問題にならないかもしれません。
エアロックタイプ
発酵装置を購入する際は、発酵プロセスに適したエアロックの種類を考慮することが重要です。最も一般的なエアロックの 1 つは S チューブ エアロックで、シンプルで安価なオプションです。別のタイプのエアロックは 3 ピース設計で、通常はプラグ、バルブ、チューブが含まれます。このタイプのエアロックはより複雑ですが、密閉性が高く、清掃やメンテナンスが簡単です。
予算
機器のコストを考慮し、予算や必要な機能とのバランスを取ることが重要です。発酵機器の価格は、S チューブ エアロックなどのシンプルな機器では数ドル、工業用ステンレス スチール発酵タンクなどのより大きく複雑な機器では数千ドルに及ぶ場合があります。行う発酵の種類に必要な機能を備えながら、予算に合った機器を選択することが重要です。
生産能力
発酵設備を選択する際には、設備の生産能力を考慮することが重要です。つまり、設備が一定時間内に生産できる最大量の製品を考慮するということです。設備が工場の生産ニーズを満たすことができることを確認することが重要です。