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起发期

通氧发酵的麦汁在进入发酵罐后，就开始准备细胞生长的第1一步。在起发阶段，也称为潜伏期或诱导期，不存在直观的活动或酵母生长。在此期间，酵母开始吸收细胞生长所需的氧气、养分和矿物质。此时不产生其他细胞。酵母使用麦汁中的氧气和养分产生繁殖所需的化合物。

起发期通常非常简短，但是可持续24小时，具体依赖于酵母细胞的健康程度和发育能力以及开始时的温度。起发期在细胞第1一次分化时结束。此时，细胞开始加速分化，而且酵母细胞总数随时间增加。然后，酵母进入称为对数生长期的快速生长期。

对数生长期

酵母开始繁殖时，发酵速度随着新细胞的形成而快速增加。每个原始酵母细胞分化产生2个细胞。然后每个细胞分化，总共形成4个细胞。4个细胞再次分化，产生8个细胞，如此循环往复。

在对数生长期，酵母细胞的数量成对数增加。在加速的初期后，如图图 17所示，生长速度基本为常数。发酵罐中的酵母细胞数从开始时的约每毫升2千万上升到***1高每毫升8千万至1亿2千万。根据发酵温度，在80-100小时内达到峰值细胞数。对数生长期受限于麦汁中可消耗的养分数量。按照设计，制约的养分为氧气。

其它阶段

如果毫无干预地继续发酵过程，则酵母生长在固定期后将经历减速期，并***后经历一个细胞总数下降的阶段。

紧随着对数生长期后，当***细胞数和新形成的细胞数近似相等时，细胞总数会达到平衡状态。***后，由于发酵副产品中***的浓度增大，***细胞数超过生成的细胞数，细胞总数就会下降。由于我们有意在对数生长末期去掉酵母并将啤酒从发酵罐转移，所以这些阶段不是啤酒酿造主发酵工艺的组成部分。

主酵阶段

下表总结了大约5天中所发生的主发酵过程。在此期间，酵母细胞开始从麦汁中吸取营养，并将可发酵糖转化成酒精和CO2。如前所述，该反应为产热反应，需要外部冷却源来维持所需的发酵温度。本单元以后的章节将讨论这个过程。每次酵母细胞将糖分子转化为酒精时，啤酒中的表观浸出物的数量会减少。

酵母细胞数达到峰值约3天后，发酵速度达到***1大值。当可发酵性浸出液的供给耗尽后，酵母细胞开始絮凝并沉淀到发酵罐底部，发酵速度下降。

浸出物转化为酒精的程度称为发酵度。该值通常用糖度值来表示(°B)，它表示加酵母的麦汁中实际已经开始发酵的浸出液数量。有3个特定的发酵程度值对监控主发酵和后酵工艺非常重要：

· ***终发酵糖度

· 主酵糖度

· 发酵终了外观糖度

***终发酵糖度

对于给定的加酵母用麦汁样品，可用于转化的浸出物***1大理论值。***终发酵糖度是浸出液中可通过发酵所有可发酵物质达到的***1高的表观发酵程度。可通过酿造过程中产生的麦汁和实验室分析来确定其特征。通过主发酵和后酵来达到***终发酵糖度。

主酵糖度

主酵表观糖度是主发酵结束后，主发酵啤酒中保留的表观浸出物的数量。如图 18所示，在发酵期间，种子罐价格，主发酵啤酒中的糖度不断减少。只要发酵罐中有啤酒，而且活性酵母细胞可用来支持发酵，则浸出物的数量将会继续减少。但是，需要将一定数量的可发酵性浸出液和酵母带入后酵罐中，以提高后酵的活力。

因此，当主发酵啤酒中的糖度达到***终发酵糖度以上的预定值时（通常为1.5 – 2.5°B 以上），就认为主发酵已经完成。在发酵序列的这个时刻，酵母开始絮凝，细胞数下降。在理想情况下，当啤酒在目标糖度时，而且细胞数下降到约每毫升6千万时，应该转移到后酵。当通过控制发酵罐冷却的方法来转移时，有可能影响酿造。

发酵终了外观糖度

发酵终了外观糖度是后酵结束后，啤酒中保留的表观浸出物的数量。过程如图 19所示，外推到后酵罐发酵结束。可以观察到糖度慢慢减少，但是持续到***终的低值。发酵终了外观糖度应尽可能接近***终发酵糖度。由于经济原因，我们需要确保转化所有可用的发酵性浸出物。同时也需要防止将浸出液带到可能产生微生物和啤酒透明度问题的过滤过程中。本单元有关下面发酵的部分将详细讨论发酵终了外观糖度和后酵工艺。

发酵罐广泛应用于饮料、化工、食品、乳品、佐料、酿酒、制药等行业，起发酵作用。发酵罐的组成部件包括：罐体主要用来培养发酵各种菌体，密封性要好（防止菌体被污染），罐体当中有搅拌浆，用于发酵过程当中不停的搅拌；底部有通气的Sparger，用来通入菌体生长所需要的空气或氧气 ，种子罐多少钱，罐体的顶盘上有控制传感器，***常用的有pH电极和DO电极，用来监测发酵过程中发酵液pH和DO的变化；控制器用来显示和控制发酵条件。根据发酵罐的设备分为机械搅拌通风发酵罐和非机械搅拌通风发酵罐；根据微生物的生长代谢需要分为好气型发酵罐和厌气型发酵灌。

生物发酵罐需要满足哪些要求？

1.生物发酵罐应具有适宜的高径比。发酵罐的高径比一般为（2.5～4）：1。

2.发酵罐应能承受一定压力。由于发酵罐在消毒及正常工作时，罐内有一定的压力和温度，因此罐体各部件要有一定的强度，能承受一定的压力。

3.生物发酵罐的搅拌装置和通风装置要能使气泡分散细碎，气液充分混合，种子罐，以保证氧的溶解，提高氧的利用率。

4.发酵罐要有加热和冷却装置，应具有足够的冷却面积。微生物生长代谢过程放出大量的热量，为了控制发酵过程不同阶段所需的温度，发酵罐应有足够的冷却面积。

5.生物发酵罐内应抛光，尽量减少死角，确保灭菌彻底。

6.搅拌器的轴封应严密，尽量减少泄漏。

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