食品啤酒发酵设备是啤酒酿造的核心环节，专门用于进行麦汁的酒精发酵和后熟。其核心功能是为啤酒酵母提供一个纯净、可控的低温环境，使其将麦汁中的可发酵糖分代谢为酒精、二氧化碳及多种风味物质，最终形成具有特定口感、香气和泡沫特性的啤酒。
一、设备组成
现代啤酒发酵设备主要包含：
1.发酵罐/锥形罐：主体容器，现代啤酒厂普遍采用立式圆柱锥底罐，兼具发酵、后熟和冷却功能。
2.温控系统：是核心系统，包括罐壁或夹套内的冷却带/板、冷媒（如乙二醇水溶液）、温度传感器和中央控制器。
3. CIP原位清洗系统：集成喷淋球、泵、酸碱罐，负责罐内的自动化清洗和消毒。
4.压力控制系统：包括压力传感器、安全阀和背压调节阀，用于控制罐内压力，调节二氧化碳溶解量。
5.管路与附件：包括酵母添加口、酵母排放口（位于锥底）、取样阀、CIP回路及各种传感器接口。
二、工作原理
其核心是酵母的厌氧与压控发酵。冷却并充氧的麦汁与酵母一同进入密闭的发酵罐。在发酵主阶段，温控系统精确控制升温与降温程序，酵母大量繁殖并将糖分转化为酒精和CO₂。产生的CO₂部分溶解于酒液中，部分通过压力控制阀排出。发酵后期，酵母和冷凝固物沉降并聚集在锥底，便于排放。在后熟阶段，通过低温控制和保压，促使酒液成熟、二氧化碳饱和、风味变得协调、稳定。
三、设计方法
设计围绕卫生、高效与可控三大原则。普遍采用不锈钢材质；罐内壁经高标准抛光至镜面，杜绝卫生死角；独特的锥形底设计利于酵母的快速沉降与集中排放；夹套/冷却带的面积和布局需经过精确计算，确保快速、均匀的降温能力；CIP系统必须确保喷淋能覆盖罐内所有表面；高度自动化的控制系统用于精确执行温度、压力曲线，保证批次一致性。
四、操作流程
标准操作流程如下：
1. CIP清洗灭菌：生产前对空罐进行彻底的自动清洗和灭菌。
2.进料与接种：将冷却的麦汁泵入发酵罐，并接入酵母（酵母添加）。
3.主发酵：按照工艺要求，控制温度进行发酵，并监控糖度下降情况。
4.双乙酰还原与降温：在发酵特定阶段进行升温以促进风味物质还原，随后逐步降温。
5.酵母回收与排放：从锥底排放沉降的酵母。
6.后熟与保压：在低温下保持一段时间，并进行保压，促进啤酒成熟和CO₂饱和。
7.过滤与灌装：将成熟啤酒冷却至过滤温度，泵出进行过滤和灌装。
五、维护保养
1.批次性维护：每批次结束后必须立即执行完整的CIP清洗消毒程序。
2.定期检查：定期检查所有密封圈的弹性与完整性；校准温度与压力传感器；检查CIP喷淋球的运转情况。
3.计划性维护：定期对制冷机组进行维护；对CIP系统的泵和管路进行检修；定期对罐体密封性和保温性能进行检查。
