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自20世纪60年代以来，世界各啤酒生产国为了扩大生产规模、减少投资,在传统工艺的基础上,开始广泛采用大型露天锥底发酵罐(简称锥形罐)发酵技术。我国于20世纪70年代末引进这一新技术,并逐步取代了传统的室内发酵工艺。目前,全国绝大多数啤酒厂都采用了锥形罐发酵技术。
锥形罐的罐体结构具有以下特点。
①具有锥底,主发酵完成后回收酵母方便,所采用的酵母菌株应有良好的凝聚性。锥底角度多在6°~90°之间,以70°为好,有利于酵母沉降和排放。
②罐体设有冷却夹套或盘管,冷却能力可满足工艺降温要求(可达1℃/h)。罐的圆柱体部分设2~3段冷却夹套,锥体部分设一段冷却夹套,这样有利于酵母的沉降,并可使酵母在重复利用时保持良好的发酵能力。
③锥形罐是密闭罐,可以回收CO2,也可进行CO2洗涤;既可作发酵罐,又可作储酒罐。
④锥形罐具有相当的高度,所以罐中酒液的自然对流比较强烈。对流强度与罐体高度、罐体形状、容量大小和冷却系统有关。锥形罐中发酵液的高度一般不超过15m,径高比一般以1:(3~5)为宜。如果锥形罐高度过大,发酵液对流过强,容易形成搅拌发酵,影响酵母的活性和正常代谢。
⑤锥形罐的容量可大可小,小的仅50~100t,大的可达1500t。国内锥形罐的有效容量多在100~500t之间。
⑥为了降低土建费用,锥形罐多设置于露天,所以发酵罐要有良好的保温层。常用的保温材料有聚苯乙烯泡沫塑料和聚酰胺树脂,保温层厚度为15~20cm。
