① 啤酒發酵技術的異常處理
1.發酵液翻騰現象(造成酒液澄清慢,過濾困難,質量較差)
產生的原因:主要是由於冷卻夾套開啟不當,造成上部溫度與工藝曲線偏差1.5~4℃,罐中部溫度更高,引起發酵液強烈對流。另外,壓力不穩,急劇升降也會造成翻騰。
解決辦法:檢查儀表是否正常;嚴格控製冷卻溫度,避免上部酒液溫度過高;保持罐內壓力穩定。
2.發酵罐結冰
當罐的下部溫度與工藝曲線偏差2℃左右,會使貯酒期罐內溫度達到啤酒的冰點(-1.8~2.3℃),可能導致冷卻帶附近結冰。
啤酒冰點溫度的經驗計算公式為:
G =-A×0.42+P×0.04+0.02
式中 A-啤酒中酒精含量m/m%
P-原麥汁濃度m/m%
G-冰點℃
結冰的原因:儀表失靈、溫度參數選擇不當、熱電阻安裝位置深度不合適、儀表精度差、操作不當等。
解決的辦法:檢查測溫元件及儀表誤差,特別要檢查鉑電阻是否泄漏,若泄漏應烘烤後石蠟密封或更換;選擇恰當的測溫點位置和熱電阻插入深度;加強工藝管理、及時排放酵母;冷媒液溫度應控制在-2.5~-4℃,不能採用-8℃的冷媒液。
3.酵母自溶
原因:當罐下部溫度與中、下部溫度差1.5~5℃以上時,會造成酵母沉降困難和酵母自溶現象。罐底酵母泥溫度過高(16~18℃)、維持時間過長,也會造成酵母自溶,產生酵母味,有時會出現啤酒殺菌後混濁。
解決的辦法:檢查儀表是否正常;及時排放酵母泥;冷媒溫度保持-4℃,貯酒期上、中、下溫度保持在-1~1℃之間。
4.飲用啤酒後上頭現象
原因:一般啤酒中高級醇含量超過120mg/L,異丁醇超過10mg/L,異戊醇含量超過50mg/L時,就會造成飲用啤酒後的上頭現象。
解決辦法:選用高級醇產生量低的酵母菌種;適當提高酵母添加量,減少酵母的增殖量,酵母細胞數以15×10個/ml為宜;控制12°P麥汁α-氨基氮含量在180±200mg/L左右;控制麥汁中溶解氧含量在8~10mg/L;控制好發酵溫度和罐壓。
5.雙乙醯還原困難
發酵結束後雙乙醯含量一直偏高達不到要求。
造成這種現象的原因有:麥汁中α-氨基氮含量偏低,代謝產生的α-乙醯乳酸多,造成雙乙醯峰值高,遲遲降不下來;採取高溫快速發酵,麥汁中可發酵性糖含量高,酵母增殖量大,利於雙乙醯的形成;主發酵後期酵母過早沉降,發酵液中懸浮的酵母數過少,雙乙醯還原能力差;使用的酵母衰老或酵母還原雙乙醯的能力差等。
解決辦法:控制麥汁中α-氨基氮含量(160~200mg/L),避免過高或過低;適當提高酵母接種量和滿罐溫度,雙乙醯還原溫度適當提高;發酵溫度不宜過高,升溫後採用加壓發酵抑制酵母的增殖;主發酵結束後,降溫幅度不宜太快;採用雙乙醯還原能力強的菌種;添加高泡酒,加快雙乙醯的還原;用CO2洗滌排除雙乙醯;降溫後與其他罐的酒合濾。
6.雙乙醯回升
發酵結束後雙乙醯合格,經過低溫貯酒或過濾以後,或經過殺菌雙乙醯的含量增加的現象稱為雙乙醯回升。
雙乙醯回升的主要原因有:啤酒中雙乙醯前驅物質殘留量高,濾酒後吸氧造成殺菌後雙乙醯超標的回升現象;發酵後期染菌造成雙乙醯回升;過濾後吸氧使酵母再繁殖產生α-乙醯乳酸,經氧化後使雙乙醯含量增加。
解決辦法:過濾時盡可能減少氧的吸入;過濾後清酒不宜長時間存放,更不能再不滿罐的情況下放置過夜;清酒中添加抗氧化劑如抗壞血酸等或添加葡萄糖氧化酶消除酒中的溶解氧;灌裝機要用二氧化碳背壓;灌酒時用清酒或脫氧水引沫,以保證完全排除瓶頸空氣,避免啤酒吸氧。
7.發酵中止現象
發酵液發酵中止即所謂的不降糖。
造成這種現象的原因有:麥芽汁營養不夠,低聚糖含量過高,α-氨基氮不足,酸度過高或過低;酵母凝聚性強,造成早期絮凝沉澱;酵母退化,發生突變導致不降糖;酵母自發突變,產生呼吸缺陷型酵母所致。
解決辦法:如果是由酵母凝聚性強,造成早期絮凝沉澱所致。可以通過增加麥汁通風量,調整發酵溫度,待糖度降到接近最終發酵度時再降溫以延長高溫期。但會改進酵母的凝聚性能,最好採用分離凝聚性較弱的酵母菌株解決這一現象。如果是因酵母退化,發生突變導致不降糖所致。可以採用更換新的酵母菌種來解決。如果是由酵母自發突變,產生呼吸缺陷型酵母所致。可以從原菌種重新擴培或更換菌種。此外,在麥芽汁制備過程中,要加強蛋白質的水解,適當降低蛋白質分解溫度,並延長蛋白質分解時間;糖化時要適當調整糖化溫度,加強低溫段的水解,保證足夠的糖化時間,並調整好醪液的PH值。
四、其它啤酒發酵技術
(一)純生啤酒釀造技術
純生啤酒是經過嚴格無菌處理(非熱殺菌),確保酒液內沒有任何活體酵母或其他微生物,保質期達六個月到一年,又稱為冷殺菌啤酒。純生啤酒是近幾十年逐步發展起來的一種啤酒新產品,其追求的目標是啤酒口感的新鮮、純正和爽口。由於冷殺菌技術的不斷完善,使純生啤酒的產量日益增加,成為啤酒行業市場競爭的一個熱點之一。可以預計我國今後幾年內純生啤酒將會在啤酒銷售市場占據重要地位。
純生啤酒的質量要求:具有熟啤酒相同的生物穩定性和非生物穩定性;較長時間內保持啤酒的新鮮程度(風味穩定性);具有較好的香味和口味、以及良好的酒體外觀和泡沫性能;符合規定的理化指標要求。即純生啤酒除了不採用熱殺菌外,其他質量要求與熟啤酒相同。
純生啤酒生產中存在的主要問題:由於未經熱殺菌,啤酒中蛋白酶A的活性仍然存在,對啤酒的泡沫影響較大,造成啤酒泡沫的泡持性較差。
純生啤酒的衡量標准:測定啤酒中蔗糖轉化酶的活性。一般經過巴氏殺菌或瞬間殺菌的啤酒蔗糖轉化酶的活性被破壞,測定有無蔗糖轉化酶活性可以判斷是否為純生啤酒。
1.純生啤酒生產方式:
純生啤酒生產必須做到整個生產過程無菌或得到控制,最後進入到無菌過濾組合系統進行無菌過濾。包括復式深層無菌過濾系統和膜式無菌過濾系統。經過無菌過濾後,要求能基本除去酵母及其它所有微生物營養細胞(無菌過濾LRV≥7),確保純生啤酒的生物穩定性。
(1)微生物抑製法 向酒液中添加無機抑制劑或有機抑制劑(防腐劑),通過抑制微生物繁殖與代謝避免啤酒變質。常用消毒劑有苯甲酸那、山梨酸、曲酸、霉克、乳酸鏈菌肽等。
(2)紫外殺菌法 以紫外線殺滅微生物控制啤酒中少量的微生物。由於紫外線殺菌效果不太理想,且可能對啤酒口味有影響,目前未被採用。
(3)無菌過濾法 這種方法是目前常用的冷殺菌法,經硅藻土過濾機和精濾機過濾後的啤酒,進入無菌過濾組合系統進行無菌過濾。包括復式深層無菌過濾系統和膜式無菌過濾系統。經過無菌過濾後,要求能基本除去酵母及其它所有微生物營養細胞(無菌過濾LRV≥7),才能確保純生啤酒的生物穩定性。
2.純生啤酒生產基本要求:
(1)純種釀造的關鍵-啤酒酵母 純生啤酒的生產是純種釀造和有效控制後期污染的有機地結合。任何雜菌的存在都會影響啤酒的質量。
(2)選擇良好的酒基 經過發酵、後熟的啤酒,應具有良好的質量(包括風味、泡沫、非生物穩定性和滿足理化指標要求)。生產中應認真做到:把好原料關、選好菌種、嚴格生產工藝與操作。
(3)保證有可靠的無菌生產條件 純生啤酒生產就是在生產過程中有效控制雜菌的結果,而不是通過各種手段處理的結果。生產過程中嚴格控制雜菌是純生啤酒生產的關鍵,無菌過濾和無菌灌裝則是生產的輔助手段。因此,啤酒整個生產全過程要盡量做到沒有或基本沒有雜菌污染,才能保證純生啤酒的質量和減少後期處理的工作負荷量。
(4)在前道工序嚴格控制微生物污染的基礎上,生產純生啤酒進行的無菌過濾要滿足以下要求:無菌過濾的有效性,對任何微生物除去率要達到要求,並且不會影響啤酒的口味、泡沫等質量要求;選用合理的無菌過濾組合,一般要求應按深層過濾-表面過濾-膜過濾的順序進行組合,其孔徑選擇為:深層過濾1~3微米、表面過濾0.8~1微米、膜過濾0.45~0.65微米。應配置兩組過濾組合,以保證正常生產;具有獨立的CIP和膜再生系統;
(5)純生啤酒包裝時,要有以下基本要求:包裝容器清洗系統(含瓶、易拉罐、生啤酒桶)應保證清潔、無菌;對灌裝車間,灌裝機可以放在一個密閉的無菌房間內,室內空氣要進行有效的過濾,室內對室外保持正壓,約0.03~0.05kPa;對輸送啤酒瓶的輸送鏈,在未灌裝啤酒、密封以前的部分應使用帶有消毒作用的鏈潤滑劑,同時在灌裝機前的部分輸送鏈應有不斷清洗裝置,確保整個輸送鏈的衛生;生啤酒灌裝線的洗瓶機,應採用單端進出,防止進瓶端的污瓶污染出瓶端的潔凈瓶;洗凈的啤酒瓶在輸送到灌裝機的過程中,要有密閉的防護罩,避免灰塵、飛蟲等的污染。
3.純生啤酒生產過程中的微生物管理
(1)釀造無菌水的制備
處理過程:
深井水→軟化處理→砂濾器→活性碳過濾器→顆粒捕集過濾器→預過濾器→除菌過濾器
對於硬度大的水應先進行軟化處理,並去除大顆粒雜質後再進行膜過濾處理。水除菌過濾器使用前要用蒸汽進行殺菌,生產用水的水網應定期進行清洗和消毒。無菌水微生物控制指標:細菌總數≤10個/100ml,酵母菌0個/100ml,厭氧菌0個/100ml。
(2)無菌空氣的制備
無菌空氣用於冷麥汁充氧和酵母擴培,無菌空氣過濾處理不當,會對純生啤酒生產中的微生物控制帶來影響,必須加強無菌空氣過濾系統的管理。無菌空氣的制備流程如下:
壓縮空氣→除油、水和雜粒→預過濾器→除菌過濾器→重點工位除菌分過濾器→無菌空氣
無菌空氣微生物控制指標:細菌總數≤3個/10分鍾,酵母菌0個/10分鍾,厭氧菌0個/10分鍾。
(3)無菌CO2的制備
啤酒釀造過程中清酒CO2的添加、脫氧水的制備、清酒罐背壓等階段均需使用CO2。在純生啤酒生產中也要對CO2進行無菌處理,CO2的回收管路也要定期進行CIP清洗,氣體除菌過濾器每次使用前要進行蒸汽消毒處理。無菌CO2的制備流程如下:
CO2液化貯罐→加熱氣化→預過濾器→除菌過濾器→分氣點除菌過濾器→無菌CO2 無菌CO2微生物控制指標:細菌總數≤3個/10分鍾,酵母菌0個/10分鍾,厭氧菌0個/10分鍾。
(4)消毒用蒸汽的處理
處理的目的是為了除去蒸汽帶入的顆粒,防止除菌濾芯的破壞或堵塞,延長濾芯的使用壽命。蒸汽過濾一般採用不銹鋼材質、過濾精度在1.0μm的微孔過濾芯。
(5)過濾操作中的微生物控制
①避免發酵液污染雜菌是純生啤酒生產的基礎。
②過濾前對酒輸送管路、緩沖罐、過濾機、硅藻土(或珍珠岩)添加罐、清酒罐進行CIP清洗。
③過濾系統及清酒罐的取樣閥要定期拆洗,每次操作前進行嚴格清洗。
④活動彎頭、管連接、軟管、取樣閥、工具等不使用時要浸泡在消毒液中。
⑤硅藻土添加間要獨立分隔,並安裝紫外燈定期殺菌。
⑥每次操作後要用0.1%的熱酸清洗,每周對過濾系統用2.0%的熱鹼進行清洗。
⑦清酒要求:
濁度<0.5EBC單位;β-葡聚糖<150mg/L;碘還原反應<0.5。細菌總數≤50個/100ml,酵母菌0個/100ml,厭氧菌0個/100ml。
(6)清酒的無菌過濾
由安裝在灌裝壓蓋機前的0.45μm的膜過濾機進行無菌過濾,膜過濾機要有高靈敏度的膜完整性檢測系統。膜過濾機用的冷、熱水,要經過20μm預過濾處理大顆粒後,再供膜過濾機使用。
(7)無菌灌裝
①灌裝間應達到30萬級的潔凈要求,潔凈室的設計、建造以及衛生消毒可以參考醫葯行業的GMP標准。
②潔凈室工作人員要穿潔凈服,人數在4人以內。避免人員頻繁進出,人員進出時要進行嚴格消毒。
③純生啤酒用啤酒瓶應採用衛生條件好的新瓶(如薄膜包裝的托板瓶);採用適合純生啤酒使用的無菌瓶蓋,瓶蓋貯藏斗應安裝紫外燈消毒。
④洗瓶機的末道洗水改用熱水對瓶子進行沖洗,洗瓶機出口端至潔凈室入口的輸瓶系統要安裝隔離罩和紫外燈,並且要對出口端熱消毒1個小時;要使用含有抑菌成分的鏈條潤滑劑和具有抗水、耐酸鹼的軟化劑,對輸送鏈板、接水板、護瓶欄、玻璃罩、鏈條底架部位等要進行消毒。
⑤灌裝壓蓋機使用前要對設備表面,入瓶、出瓶處進行清潔,提前打開紫外燈進行空氣消毒。每月定期對灌裝壓蓋機進行酸洗,預防機內結垢。
4.純生啤酒的生產過程要確保可靠的無菌條件
嚴格來說,純生啤酒的生產是在生產過程中有效控制雜菌污染的結果,而不是通過各種手段處理的結果,因而不能單純依靠終端的過濾和相應的其他處理。也就是說,在純生啤酒的生產過程中,最為重要的是必須嚴格控制生產過程的雜菌污染,最後的無菌過濾和無菌灌裝只是輔助手段,依此來保證並提高純生啤酒的質量。為此,要求在啤酒生產的全過程盡量做到沒有或基本沒有雜菌污染。用四平金士百啤酒集團的一句話說,生產純生啤酒,關鍵是打造一個純生環境。為了確保純生啤酒質量和降低後期無菌過濾、無菌包裝的工作負荷,要求雜菌應小於10個/ml。
(1)啤酒生產過程中雜菌污染的類型:
①一次污染和二次污染:
一次污染是指啤酒生產過程中,從可以被污染的時候開始發生的微生物接觸污染,這種污染危害較大。二次污染是指啤酒經過無菌處理後再次發生的接觸污染,主要發生在清酒和包裝過程。二次污染是生產純生啤酒必須嚴格控制的內容。
②交叉污染和累積污染:
交叉污染是指由於生產設備、生產工具、添加酵母以及其他共用的設施被雜菌污染,消毒滅菌不夠所引發的相互污染。其中,以酵母的污染危害較大。
累積污染是指在啤酒生產過程中,各個工序不斷發生污染,造成污染程度的累加。這種污染的情況量為嚴重,對啤酒質量的危害性最大。
③直接污染和間接污染:
直接污染是指與產品直接接觸的原輔材料、添加劑、設備、管道和氣源、水源等含有雜菌對產品發生的污染;間接污染是指污染了與產品直接接觸的物品而受到的污染,如人體、環境等。
(2)生產純生啤酒,還應做好以下幾方面的工作:
①首先要做好與產品直接接觸的氣源、水源和其他物料的無菌過濾和消毒滅菌工作,防止產品的直接污染和一次污染。
②其次對麥芽汁制備、啤酒發酵、無菌過濾和包裝等生產過程,要分別配置相應的CIP和SIP系統,盡量做到不共用。
③生產所使用的容器、管道、閥門等的內壁要經拋光處理。內壁拋光後的Ra應不低於0.8微米,盡可能達到0.5微米。
④整個啤酒生產過程要在密閉的、帶正壓的條件下進行,並得到良好的CIP洗滌和有效的SIP消毒滅菌。
⑤啤酒製品處於冷狀態下所使用的各種原料、材料、制劑,包括添加酵母,都應嚴格控制無菌條件,確保不發生雜菌的污染。
⑥要完善微生物檢測手段,確定相應的微生物檢測點和檢測制度,使用先進的檢測方法和檢測儀器,全程進行有效的微生物監測,確保無菌生產的條件。
(二)小麥啤酒的生產技術
小麥啤酒是以小麥芽為主要原料,使用部分麥芽、輔料(大米等),添加酒花,採用上面發酵工藝釀製成的特殊類型的啤酒,其特點是口味清爽、柔和,酒精含量較高,泡沫性能好,類似於國外的白啤酒或上面發酵啤酒。
1.小麥啤酒的生產形式
小麥啤酒生產形式有以下三種:
(1)上面發酵型 屬於傳統的愛爾(Ale)啤酒生產方法,用小麥芽、麥芽為原料,按一定的糖化工藝製成麥汁,在較高的溫度下接種上面酵母進行發酵,發酵結束後用撇沫法回收酵母,經適當時間的後熟及貯酒製成,具有愛爾啤酒典型的風味。
(2)混合發酵型 其糖化操作與上面發酵型相同,但同時使用兩種酵母(上面酵母和下面酵母)進行發酵,不過酵母添加的時間不同,即先使用較高的溫度和用上面酵母進行發酵,達到一定的發酵度後,按上面發酵的方式回收酵母,然後轉入貯酒罐。在貯酒罐添加下面酵母進行發酵,經過適當時間的後熟處理即可。
(3)階段發酵型 類似於混合發酵型,即以小麥芽、麥芽製成的麥汁在較高的溫度下添加上面酵母進行上面發酵,待發酵結束後用酵母離心分離機分離掉上面酵母,再經瞬間殺菌除去上面酵母並迅速冷卻到下面酵母發酵溫度,同時添加上述麥汁和下面酵母進行第二次發酵,經後熟處理。國外白啤酒主要採用以上方法生產。
2.小麥芽的選擇
一般選擇蛋白質含量低、色度和粘度較低的小麥製成小麥芽。
(1)小麥芽的溶解度一般低於大麥芽,粗細粉浸出物差值偏高,庫爾巴哈值偏低,蛋白質的溶解不足,糖化時應加強對蛋白質的分解。
(2)小麥芽沒有粗糙的皮殼,其無水浸出率比大麥芽高約5%。
(3)小麥芽中花色苷的含量較低,洗糟水溫可以提高到80℃(洗糟水先進行酸化處理)。
(4)小麥芽糖蛋白含量較高,釀制出的啤酒泡沫性能好,泡沫豐富持久。
(5)小麥芽由於細胞溶解不足,小麥芽中β-葡聚糖等半纖維素的含量高,製成的麥汁粘度高,易造成麥芽汁過濾困難,糖化時應添加適量的β-葡聚糖酶、戊聚糖酶以降低麥汁粘度,加快過濾的進行。
(6)小麥芽中蛋白質含量較高,會造成麥汁過濾困難和啤酒的非生物穩定性較差,應盡量選用蛋白質含量較低的小麥品種制備小麥芽。
(7)麥芽汁過濾盡量採用麥汁壓濾機。
(8)傳統的小麥啤酒具有明顯的酯香味和酸味,而採用下面酵母低溫發酵釀制出的小麥啤酒風味變化不大。
(9)小麥啤酒濾酒前添加硅膠可以提高啤酒的澄清度,使啤酒易於過濾。
4.工藝要求
(1)加強糖化階段蛋白質的分解 小麥芽的含氮量高與大麥芽,且小麥芽的溶解度低於大麥芽,粉狀粒的比例稍低(80%多),庫爾巴哈值不到40%,必須加強蛋白質的分解。
(2)小麥啤酒的濁度較高,麥汁煮沸時可以添加麥汁澄清劑(卡拉膠),添加量為20~30mg/100L麥汁,以提高麥汁清亮度,加快麥汁過濾。
(3)加強麥汁煮沸,煮沸強度應達到9~10%,煮沸pH為5.2~5.4。還可以添加適量的CaCl2,有利於蛋白質的絮凝沉澱。
(4)採用低溫發酵工藝,升壓後及時排放酵母,減少酵母自溶,進入貯酒期每2天左右排放一次酵母。0℃以下貯酒時間適當長些,以利於蛋白質和蛋白質-多酚物質的西出。
(5)濾酒時添加蛋白酶如酶清或木瓜蛋白酶等進一步分解蛋白質,添加量應根據小試確定。添加過量會使啤酒口味淡薄,泡沫性能變差,同時也會造成啤酒混濁(因其本身也是蛋白質)。
(6)過濾前對發酵液快速降溫,使發酵液溫度達到-1℃以下,促進蛋白質的析出。
(7)過濾前也可以添加適量的食用單寧沉澱蛋白質,添加量一般為20mg/100L啤酒左右,有利於防止啤酒混濁,避免啤酒過濾困難。
(三)低醇、無醇啤酒的生產技術
低醇啤酒是指酒精體積分數值低於正常啤酒的特種啤酒,如無醇啤酒、低熱量啤酒等。無醇啤酒是指經正常啤酒生產過程但啤酒的酒精體積分數低於0.5%的特種啤酒。無醇啤酒因其酒精含量很低,故非常適於社交場合飲用,也適於一些不宜飲酒的人群,如女士、司機、運動員、少年、兒童、酒精過敏者等消費人群。據了解,最早由瑞士推出的無醇啤酒,在美、德、英、日等國家已經相繼生產,並已經有了很大的發展。國內燕京等啤酒生產企業已開始採用低溫真空蒸餾技術生產無醇啤酒。
低醇啤酒的生產關鍵在於要求酒精含量低但啤酒特有風味不能少,其他質量特徵也要保證。
低醇啤酒的生產工藝大致上可以分為兩類:
一類是通過控制啤酒發酵過程中酒精產生量處在所要求的標准范圍內,如路氏酵母法,巴氏專利法,高溫糖化法等。目前可以使用經過誘導變異的酵母生產無醇啤酒,其能在發酵過程中還原酒精(轉變為酯或有機酸等)或基本不產生酒精,能使麥汁正常發酵,無不良風味及有害成分產生,發酵成熟的啤酒中酒精體積分數≤0.5%。
另一類是將正常發酵的啤酒中的酒精通過各種手段去除以達到標準的要求,如減壓蒸發法,反滲透法,透析法等。
酒精去除法的優點是:
(1)去除的酒精量可以隨意控制,可以生產無醇啤酒。
(2)糖化發酵工藝無需變化,只須進行發酵後處理。
酒精去除法的缺點是:
(1)需要投入大量的資金購置酒精去除設備。
(2)需要額外的處理費用和時間。
(3)處理過程中啤酒風味物質會被損失。
(4)處理不當易造成二次污染。
限制發酵法的優點是:
(1)無須額外的設備投資。
(2)生產工藝簡單,成本低。
(3)風味損失少。
限制發酵法的缺點是:
(1)糖化或發酵工藝發生變化且工藝控制要求高。
(2)控制不當會影響啤酒口味和穩定性。
目前,兩類生產工藝都有使用,採用限制發酵法生產低醇啤酒更為經濟實用,採用低溫真空蒸餾法生產成本較高,而膜技術的應用為高效、節能、環保的無醇啤酒生產開辟新的途徑。
1.限制發酵法生產低醇啤酒的方法簡介:
(1) 稀釋法
將正常濃度的麥汁稀釋到較低的濃度進行發酵,也可以將正常的麥汁發酵後稀釋到所要求的濃度以生產低醇啤酒,這種方法的缺點是:如果稀釋倍數過低,啤酒中的酒精含量達不到要求值。稀釋倍數過高,啤酒風味物質同時也被稀釋掉,造成啤酒口味淡薄。
(2)低溫浸出糖化法
麥芽粉碎後用低於60℃的熱水浸泡,由於麥芽中的澱粉在此條件下不會被糊化而分解,也就不會產生可發酵的糖份,浸出液中僅含有少量的麥芽中帶來的糖份。將經過這種糖化方法處理的麥汁進行發酵可產生較低含量的酒精。
(3)終止發酵法
當啤酒發酵到所要求的酒精含量時快速降溫,同時將酵母從發酵液中分離出來,使發酵停止。這種工藝生產的啤酒帶有甜味,雙乙醯還原難以徹底。
(4)巴氏專利法
此工藝將高濃發酵和低濃發酵法巧妙地結合起來,既克服了低濃發酵法生產的低醇啤酒口味淡薄的缺點,也克服了高濃發酵法酒精含量偏高的缺點。此法生產的低醇啤酒風味較好,生產工藝簡單易控制。用此工藝可以生產酒精含量從0.9%~2.4%的低醇啤酒。
(5)廢麥糟法
將糖化廢麥糟再進行浸泡,加酸分解和蒸煮等處理,生產較低濃度的麥汁,為保證麥汁應有的香味,也可以添加40%~60%低溫浸出法生產的麥汁。這種麥汁發酵產生較低的酒精含量。此工藝的缺點是操作煩瑣。
(6)路氏酵母法
採用專門的路氏酵母對正常麥汁進行發酵,由於這種酵母只能發酵麥汁中占總糖含量15%左右的果糖,葡萄糖和蔗糖,而不能發酵麥芽糖,因此只能產生少量酒精。但缺點是這種工藝生產的低醇啤酒由於含有大量的麥芽糖,啤酒帶有甜味,而且生物穩定性較差。
(7)高溫糖化法
通過採用較高的糖化溫度,跳過β-澱粉酶分解澱粉的過程以避免產生大量的麥芽糖,但又使液化徹底以防過多的糊精殘留而影響啤酒穩定性。用此工藝生產的麥汁在發酵過程中酵母只能發酵正常情況25%~30%的糖份,完全可以控制酒精含量在1.5%以下。此工藝的關鍵在糖化的精確控制上。確當的糖化工藝控制完全可以保證啤酒既有合適的發酵度,又有較好的啤酒風味和穩定性。缺點是糖化操作要求較高。
(8)固定化酵母發酵法
利用特定酵母固定化到一定載體上,麥汁在5~20h內緩慢流過固定化的酵母柱,通過低溫和調節流速准確監控和調節酒精的形成以生產符合要求的無醇啤酒。在控制酒精形成的同時,發酵副產物和口味物質仍然能產生,生產的無醇啤酒可以達到質量要求,同時酒損低,環保,具有良好的開發潛力。
2.酒精去除法無醇啤酒方法簡介
(1)低溫真空蒸發(蒸餾)法
該方法是以減壓蒸發或蒸餾法將正常發酵好的啤酒中的乙醇蒸發,補加適量水分達到無醇啤酒質量要求;也可將酒精蒸發或蒸餾後,再用一定量的含有低酒精度的啤酒與其混合,使混合後的啤酒風味接近正常啤酒。
該法要求在低壓(4~20kPa絕對壓力)、低溫(30~55℃)下進行蒸餾,使酒精體積分數將至0.5%以下。採用的方法有真空蒸餾法、真空蒸發法和真空離心蒸發法。其中蒸發法使用效果較好。
(2)膜分離法
膜分離法是使啤酒流過由有機或無機材料製成的膜而達到除醇的目的。常用的方法有反滲透法、滲析法。
反滲透法除醇分三個階段:濃縮、二次過濾和補充。濃縮階段:每百升啤酒經過膜過濾產生2.2L滲出液,殘余啤酒的酒精含量和濃度升高。二次過濾階段:用完全除鹽水補充啤酒中焙分離的滲出液,直到濃縮液中達到要求的酒精含量為止。補充階段:濃縮液用水補充至原來的啤酒量,酒精含量也降到0.5%以下,同時還需給啤酒補充CO2,因為通過反滲透和補充水,啤酒中CO2含量很低。
滲析法的膜由薄壁空心纖維製成,其孔徑很小,啤酒中的酒精通過膜向膜的另一邊滲透,而啤酒中的大分子物質被截留下來。隨著滲析過程的進行,滲出液中酒精含量逐步增加,啤酒中的酒精含量逐步減少。當滲出液中酒精用連續真空蒸餾法緩慢去除時,啤酒中的酒精酒能達到要求。
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③ 發酵用無菌空氣過濾器
上海過濾器廠。
④ 發酵罐 空氣過濾器 多久消毒一次
每次使用前都應該滅菌
⑤ 自己在家釀紅酒,到哪買紅酒過濾器啊不過濾雜質太多了。。。
一、釀造容器的准備根據釀酒數量和品種的多少,確定不同大小的瓷缸或搪瓷桶、無毒塑料桶、罐數個。使用前用沸水洗滌或用酒精擦抹殺菌備用。如用瓷缸可用硫磺熏,按每平方米的空間15~30克燃燒過2~3小時後再用。釀造葡萄酒不能用銅、鐵容器,加工期間也不能與銅、鐵接觸,以免使酒變質。二、原料用新鮮健康、成熟的、糖度在17度以上的葡萄。釀造紅葡萄酒用紅色葡萄帶皮發酵,釀造白葡萄酒用白葡萄或紅皮白肉葡萄發酵。三、釀制方法1.葡萄破碎 葡萄採收後迅速用手搓碎去梗,加偏重亞硫酸鉀以防止氧化和殺菌以及殺滅一些有害的酵母,一般用量為每百公斤葡萄加入10~15克,最好是邊搓碎邊加。2.葡萄汁發酵 破碎出的葡萄汁,裝入事先准備好的桶或缸內,不要裝得過滿,占總容量的3/4~2/3即可。用塑料薄膜封口,進行前發酵。在這期間主要是控制溫度,紅葡萄酒最適宜的發酵溫度是25~28℃。每天要攪拌三次,將上邊的葡萄皮攪到下邊,以便溫度均勻。如發酵時溫度過高,要進行降溫,將容器移至通風背陰處,使發酵溫度控制在30℃以下,每天要測溫度3次,以便掌握發酵進程。如葡萄汁糖度在17~20度,約2~5天發酵就可結束,一般需一周時間,這時酒度約10~12度。如葡萄的糖度低於12度,要在發酵旺盛是加糖發酵,將白砂糖用葡萄汁溶解,倒入發酵容器內。加糖量計算:葡萄汁升數××0.0116=加糖數。發酵結束後,將皮核過濾掉,濾出的汁進行後發酵,在發酵正常的情況下4~5天就結束。倒到口小的容器內,封閉貯藏5~6天使渣滓沉澱,進行倒酒,分離出渣,以便使酒接觸一下空氣,有利於酒的成熟和放出一部分二氧化碳。第二次倒缸相隔1~1.5個月,這次要輕倒取得澄清汁,倒缸時採用虹吸法,這樣易分離出渣滓。白葡萄酒發酵要求溫度低。酒溫控制在15℃~17℃,時間約兩周以上才能結束,其他步驟與紅葡萄酒相同。對糖度低的葡萄,如在發酵時未加糖,則應在葡萄酒澄清後加上一定量的食用酒精,以防酒變質。這時所制的酒為干酒,即無糖的酒,如果想喝甜酒,可臨時加糖配製,取少量干酒加糖品嘗,加到自己所需要的甜度為止,再根據酒量確定加糖數進行配製,喝多少配多少,不喝暫時不要加糖,加糖後不易保存。
⑥ 請問攪拌式發酵罐的排氣口為什麼要裝一個高效率過濾器呢
產1000噸丙酮酸工廠設計行性報告
摘要
產1000噸丙酮酸產線公用工程部進行設計解決菌空氣、冷凍水、蒸汽供給問題滿足工藝產各項需要
結合工廠工藝設計物料衡算、能量衡算等計算數據按給定具體工藝要求進行公用工程配套設計計算基礎繪制流程圖並展通用設備選型、非標設備設計同進行公用工程平面布置設計經各設備比較、論證選擇適合工藝流程公用工程設備達優化資源配置同能夠做環境污染能源浪費少
關鍵字:丙酮酸 發酵 工廠設計
1.1 項目簡介 2
1.1 .1 建設項目名稱: 2
1.1.2 建設規模、產工作制度 2
1.1.3 廠址選擇及其自條件 2
1.1.4 公用工程供應條件 3
2.1 丙酮酸發酵產公用工程設計 3
第二章 空氣系統設計 3
1.1 空氣系統流程 3
1.1.1 空氣預處理 3
1.1.2 空氣除菌流程 4
2.1 空氣系統工藝計算 5
2.1.1發酵車間菌空氣高峰需求量 6
2.1.2 發酵車間菌空氣耗量 6
3.1 空氣系統設備選型 6
3.11 布袋粗濾器 6
3.1.2 空氣壓縮機 6
3.1.3 旋風離器 7
3.1.4 空氣儲罐 8
3.1.5 絲網濾器 9
3.1.6 總濾器 11
4.1 設備安裝注意事項 12
第三章 蒸汽系統設計 13
1.1 蒸汽系統流程 13
1.1.1 鍋爐用水預處理 13
1.1.2 蒸汽系統流程圖 15
2.1 蒸汽系統計算 15
3.1 蒸汽系統設備選型 16
3.1.1 單流式機械濾器 16
3.1.2 逆流式Na離交換器 16
3.1.3 除氧設備 17
3.1.4 卧式水火管鍋爐 18
4.1 設備安裝注意事項 19
第四章 冷凍水系統設計 19
1.1 冷凍水系統流程 19
2.1 冷卻水系統計算 20
3.1 冷凍水系統設備選型 21
3.1.1 壓縮機 21
3.1.2 冷凝器 21
3.1.3 蒸發器 22
4.1 設備安裝注意事項 22
第五章 結 23
1.1 結束語 23
第章 項目概述
1.1 項目簡介
1.1 .1 建設項目名稱:
產1000噸丙酮酸產線工藝設計
1.1.2 建設規模、產工作制度
(1)建設規模:產1000噸丙酮酸
(2)原料葡萄糖先經預熱器預熱進行連續滅菌程制滅菌培養基酵母與菌培養基起放入發酵罐通入菌空氣發酵再發酵液提取產物丙酮酸結晶
(3)工作制度:工作按300計發酵、濾實行兩班制
1.1.3 廠址選擇及其自條件
項目建設點選擇鄭州市其自條件表:
平均氣溫 16.3℃ 歷平均高氣溫 38℃
歷平均低氣溫 -4.2℃ 熱平均相濕度 85%
冷平均相濕度 75% 平均氣壓 1016.5mP
夏季平均氣壓 1004.5mP 均風速 3.6m/s
均降水量 1025.6mm 降水量 219.6mm
1.1.4 公用工程供應條件
公用工程 要求條件 要求用量
菌空氣
除菌率>99% 102.6m3/min
加熱蒸汽 121℃0.4mPa 2.5t/d
冷卻水 18℃ 126.73 t/d
2.1 丙酮酸發酵產公用工程設計
工廠設計各專業設計員通力合作集體創造程設計程各專業既工合作其產工藝設計工廠設計核起主導工作公用工程設計(輔助產工程設計)保證工廠產缺少重要組部根據工藝專業設計要求進行工作相輔相承組工廠各部形機整體更發揮工藝專業主導工作工藝設計員必須熟悉解各輔助專業工作任務明確設計程應向同輔助專業提供必要工藝設計資料提同要求作輔助專業設計依據同要利用輔助專業設計工藝設計服務矛盾協商解決確定合理案保證設計質量加快工程進度並保證工廠投產良運行效十重要另外些工廠特別廠建設、擴建由於技術力量足往往需要工藝技術員統籌考慮公用工程關問題
第二章 空氣系統設計
1.1 空氣系統流程
1.1.1 空氣預處理
空氣微物數依附於空氣塵埃顆粒提高壓縮前空氣潔凈度主要措施提高空氣吸氣口位置加強吸入空氣前濾
保護空氣壓縮機空氣吸入口處設置粗濾器濾空氣顆粒較塵埃減少進入空氣壓縮機灰塵微物含量及壓縮機磨損並減輕主濾器負荷提高除菌空氣質量於種前置濾器要求濾效率高阻力否則增加壓縮機吸入負荷降低壓縮機排氣量通採用布袋濾器、填料濾器、油浴濾器水霧除塵濾器
節約本本設計採用布袋濾器
1.1.2 空氣除菌流程
採用兩級冷卻、加熱除菌系統其流程圖圖1:
兩級冷卻除菌流程比較完善空氣除菌流程適應各種氣候條件能夠充離油水使空氣達低相濕度進入濾器提高濾效率該流程特點兩冷卻、兩離、適加熱兩冷卻、兩離油水處能提高傳熱系數節約冷卻用水油水離比較完全經第冷卻器冷卻部水、油都已經結較霧滴故適宜用旋風離器離第二冷卻器使空氣進步冷卻析部較霧粒宜採用絲網離器離發揮絲網能夠離較直徑霧粒離效高作用第級冷卻30~35℃第二級冷卻20~25℃除水空氣相濕度仍100%須用絲網離器加熱器加熱空氣相濕度降低至50%~60%保證濾運行[1]
克服輸送程濾介質等阻力吸入空氣須經空壓機壓縮空氣經壓縮溫度顯著升壓縮比愈高溫度愈高若高溫壓縮空氣直接通入空氣濾器引起濾介質炭化或燃燒且增培養裝置降溫負荷給培養溫度控制帶困難同高溫空氣增加培養液水蒸發微物利要壓縮空氣降溫所空氣儲罐要裝冷卻器流程圖46兩處
根據式(1):
(1)
空氣總壓力P及濕含量χ定值相濕度φ隨 Ps改變Ps溫度函數φ隨溫度變即溫度升高φ降低反φ則升高若溫度降至露點φ升100%剩部水蒸氣凝露滴析同壓縮空氣夾帶油冷凝由看經冷卻降溫空氣相濕度增析水使濾介質受潮失效所壓縮濕空氣要除水同由於空氣經壓縮機避免夾帶潤滑油故除水同要進行除油5處設置旋風離器用除空氣水油
介質濾器利用塊狀介質顆粒狀介質、網狀介質或高材料絲網慣性攔截作用離空氣水油滴各種介質濾器絲網離器具較高離效率直徑於5μm顆粒離效達99%於10μm更高達99.5%且能部2-5μm較細顆粒加結構簡單阻力等廣泛用於產流程圖7處絲網濾器
設置總濾器流程重要濾器用濾掉空氣絕部殘余油、水及真菌達所需菌空氣要求
2.1 空氣系統工藝計算
產工藝基礎數據:產1000t丙酮酸產酸率72g/l轉化率70%提取率80%染菌率1%工作300發酵周期64h輔助間8平均通氣比1:0.3
2.1.1發酵車間菌空氣高峰需求量
Vmax=2×238.75+6×995=6247.5(m3/h)=1.74(m3/s)
2.1.2 發酵車間菌空氣耗量
V=6×6.5×10-6+2×1.63×106=4.23×107(m3)
菌空氣消耗量:(75×0.7×6+5×0.7×2)×0.3=102.6m3/h
3.1 空氣系統設備選型
3.11 布袋粗濾器
布袋濾器結構簡要濾布縫制與骨架相同形狀布袋綳緊縫於骨架並縫緊所造短路空隙布袋濾濾效率阻力損失要視所選用濾布結構濾布面積定布質結實細致則濾效率高阻力現採用合纖維濾布、紡布濾布要求定期換洗減少阻力提高濾效率本設計採用合纖維濾布氣流速度2-2.5m/min空氣阻力約60-120mmHg
3.1.2 空氣壓縮機
發酵工業用氣體輸送設備低壓空氣壓縮機用提供發酵工業產要求提供0.2~0.3MPa(表壓)壓縮空氣般採用渦輪式空氣壓縮機或經改裝往復式空氣壓縮機做空氣壓縮站主要送氣設備空氣壓縮定壓力通空氣除菌系統定壓力菌空氣供深層培養用兩種空氣壓縮機比較表1
壓縮機種類 特點 優點 缺點
渦輪式 供氣量口壓強穩定輸壓縮空氣含油霧 功率消耗較結構緊湊占面積 技術要求較高
往復式
操作氣體受壓發熱故缸外要冷卻裝置 容量范圍廣價格較便宜操作維修比較便 口流量穩定壓氣體夾帶油霧
表1 兩種空氣壓縮機比較
由於渦輪式空氣壓縮機輸壓縮空氣含油霧給面空氣除菌帶便使空氣濾系統簡化降低些本故本設計採用渦輪式空氣壓縮機
菌空氣消耗量:(75×0.7×6+5×0.7×2)×0.3=102.6m3/h=60.38acfm
初選渦輪式空氣壓縮機機型HP1.0排氣量40acfm,兩台並聯工作40acfm×2 =80acfm>60.38acfm,所符合工藝產要求
3.1.3 旋風離器
旋風離器種結構簡單、阻力、離效較高氣-固或氣-液離設備空氣般15-24m/s流速切線向進入旋風離器並圓周內做圓周運油水滴則具比空氣重度較慣性力故空氣離器內做圓周運油水滴仍作直線運器壁沉降排氣口氣流速度4-8m/s油水滴則旋風離器徑向速度與氣流速度平比隨轉半徑增加減旋風離器進口管截面積般較離器管徑較進口空氣流速越筒徑越空氣阻力越
圖2 旋風離器
般旋風離器比例尺寸致:
D1=0.4-0.6L1=1-2D2-3D h=0.5Db=0.2-0.25DD2=0.2-0.35D
便起見用式致估計離器直徑D:
(2)
式(2):Q——通旋風離器空氣流量m3/min
通旋風離器空氣流量Q=120m3/min
D=0.1 =1.095m所D取1.1m
D1=0.5m L1=2D=2.2m L2=3D=3.3m h=0.5D=0.55m b=0.2d=0.22m D2=0.2D=0.22m
3.1.4 空氣儲罐
壓縮空氣冷卻定溫度油水空氣相濕度仍100%若加熱升溫要溫度稍微降低便再度析水使濾介質受潮降低或喪失濾能力所必須冷卻除水壓縮空氣加熱定溫度使相濕度降低才能輸入濾器壓縮空氣加熱溫度選擇保證空氣乾燥保證濾器除菌效率關鍵般講降濕溫度與升濕溫度溫差10-15℃左右即能保證相濕度降至定水平滿足進入濾器要求
空氣加熱般用列管式換熱器實現由壓縮機空氣脈沖式濾器前需要安裝空氣儲罐消除脈沖維持罐壓穩定儲氣罐作用除使壓力穩定外使部液滴罐內沉降儲氣罐結構圖:
圖3 儲氣罐結構圖
貯氣罐體積計算: V=0.15v (3)
式(3):V—貯氣罐體積;v—壓縮空氣流量m3/min
貯氣罐體積V=0.15v=0.15×120=18m3
設貯氣罐圓筒部高徑比2.5:1
則
則D=2.09mH=2.5D=5.23m
3.1.5 絲網濾器
本設計介質濾器濾介質採用0.25mm×40目銹鋼絲網絲網介質層高度150mm其示意圖:
圖4 絲網濾器結構圖
通絲網空氣流速:
(4)
式(4):ωmax——空氣流速m/s;ρp——液滴比重kg/m3;ρg——空氣比重kg/m3;K——系數取0.107
查25℃空氣比重ρg1.2×103 kg/m3水滴比重ρp1.022 kg/m3
則ωmax=0.107 = 3.12m/s
絲網離器設計速度ω述空氣流速75%即:
ω設計=0.75ωmax=2.34m/s
絲網離器直徑:
(5)
式(5):D—絲網離器直徑m;V—氣體流量m3/s
則絲網離器直徑D= =0.977 m
3.1.6 總濾器
產需要菌空氣要求比較高濾效率經濟適用面考慮本設計採用纖維介質深層濾器其結構圖圖5:
圖5 纖維介質深層濾器
種纖維介質深層濾器通立式圓筒型內部充填濾介質空氣由向通濾介質達除菌目
空氣濾器尺寸主要包括直徑D效濾層高度L其D由式(6)求:
(6) (6)
式(6):qν——空氣流經濾器體積流量m3/s;
νs——空截面空氣速度m/s
空截面氣速νs般取0.1-0.3m/s按操作工藝設0.2m/s
qν= 102.6m3/min=1.17 m3/s
則D= =2.73m
濾器效濾介質高度L計算公式:
則
選用棉花纖維濾器選棉花纖維直徑d=16μm,填充系數α=8%
通風量120m3/min,p=4kg/m3,發酵周期72h
假設進入濾器空氣含菌量5000/m3空氣流速0.2m/s
查K』=0.135cm-1倒灌率0.1%
則N1=5000×120×60×72=2.592×109N2=10-3
濾層厚度 =63.6cm
4.1 設備安裝注意事項
(1) 貯氣罐應安裝安全閥底部應安排污口空氣貯罐流向由罐內放置絲網除霧器
(2) 濾器效濾介質高度L決定通實驗數據基礎按數穿透定律進行計算由於需要濾層厚度耗用棉花安裝較困難阻力損失故工廠用性炭作間曾改善些素本符合計算要求通總高度棉花層厚度各總濾層1/4-1/3間性炭層佔1/3-1/2鋪棉花前先孔板鋪層30-40目金屬絲網織物助於空氣均勻進入棉花濾層
第三章 蒸汽系統設計
1.1 蒸汽系統流程
1.1.1 鍋爐用水預處理
保證供熱系統靠、持久安全運行必須供給鍋爐房水進行處理鍋爐房使用各種水源論水自水都含些雜質能直接用於鍋爐給水必須經處理符合鍋爐給水水質標難才能供給鍋爐使用否則影響鍋爐安全經濟運行鍋爐房要設置給水處理設備
水(論面水水)自界循環運程溶解混雜量雜質些雜質按其顆粒三類:顆粒稱懸浮物其膠體離即溶解物質懸浮物指水流呈懸浮狀態物質其顆粒直徑10-4mm通濾紙離主要黏土、砂粒、植物殘渣、工業廢物等
膠體物質許離集合體其粒徑10.4~10.6mm間水膠體物質鐵、鋁、硅等化合物及植物機體解產物——機物
水溶解物質主要鈣、鎂、鉀、鈉等鹽類及氧二氧化碳等氣體些鹽類水都離狀態存其顆粒直徑於10.6mm水溶解氣體則狀態存
懸浮物造沉積物污染樹脂堵塞管道懸浮物使鍋水起沫膠體物質污染樹脂影響水質量進入鍋爐產量泡沫引起汽水共騰水懸浮物膠體物質通水廠通混凝濾處理部清除看起澄清仍含雜質水經處理直接供給鍋爐水部溶解鹽類(主要鈣、鎂鹽類)析或濃縮沉澱沉澱物部比較鬆散稱水渣;另部附著受熱面內壁形堅硬質密水垢水垢存鍋爐安全經濟運行危害
(1)鍋爐用水濾
工業鍋爐房用水般由水廠供給原水懸浮物含量較高減輕軟化設備負擔必須進行原水濾處理於順溜再固定床離交換器懸浮物於等於5mg/L原水應經濾;進入逆流再固定床離交換器或浮床交換器原水懸浮物含量於等於2mg/L應先經濾;懸浮物含量於20mg/L原水或經石灰處理水均應混凝、澄清經濾處理
(2)陽離交換軟化
水懸浮物膠體物質通經水廠沉澱、濾等處理部除水硬度、鹼度等雜質仍存滿足鍋爐給水水質要求需要鍋爐給水進行處理工業鍋爐房水處理主要內容軟化除氧即除水鈣、鎂離降低給水含氧量利用產硬度陽離(Na+、H+)水Ca2+、Mg2+置換達使水軟化目種稱陽離軟化稱離交換軟化離交換軟化通離交換劑實現
目前工業鍋爐水處理鈉離交換軟化用離交換器裝入陽離交換劑原水流鈉離交換劑交換劑Na+與水Ca2+、Mg2+離進行置換反應使水軟化鈉離交換既除水暫硬除永硬能除鹼構水鹼度主要部暫硬度按照等物質量規則轉變鈉鹽鹼度NaHCO3;另外按等物質量交換規則1mol Ca2+與2 molNa+進行交換反應使軟水含鹽量所增加
隨著交換軟化程進行交換劑Na+ 逐漸水Ca2+ 、Mg2+所代替交換劑由NaR型逐漸變CaR2或MgR2型軟化水硬度超某數值水質已經符合鍋爐給水水質標准要求則認交換劑已經失效應立即停止軟化交換劑進行再
離交換設備種類較固定床、浮床、流床等浮床、流床離交換設備適用於原水水質穩定軟化水力變化、連續間斷運行情況固定床則需述要求工業鍋爐房用軟化設備
固定床離交換設備順流再離交換器逆流再離交換器兩類
(3)鍋爐給水除氧
鍋爐金屬腐蝕主要電化腐蝕鍋爐給水鍋水都電解質鍋爐金屬壁雜質部陰極其電與鍋水離(H+)結合斷除
腐蝕產物(Fe3+)積聚陽極或電e積聚陰極未除則兩極間電位差減使腐蝕滯緩或停止種現象稱極化反消除極化(稱極化現象)使腐蝕加速
pH<7水較H+H+陰極極化劑加速腐蝕同酸性水使金屬氧化保護層溶解加速腐蝕見避免減輕鍋爐金屬電化腐蝕除保持鍋水定鹼度要給水進行除氧
1.1.2 蒸汽系統流程圖
蒸汽系統簡單流程示意圖見圖2:
圖6 蒸汽系統流程示意圖
設計蒸汽系統應經濟考慮滿足用戶需要前提供汽壓力越低越仍需考慮蒸汽冷凝水收系統所需壓降效利用燕汽能量往往先使高壓蒸汽通汽輪機用汽輪機排汽供應工廠產;汽輪機停止工作應減壓閥減溫器保證低級壓力蒸汽系統供汽
2.1 蒸汽系統計算
工藝需求採用121℃0.4mPa蒸汽進行加熱
每發酵罐蛇管蒸汽加熱階段需要蒸汽量G=3887.15 kg
每發酵罐直接蒸汽加熱階段需要蒸汽量G』=2139.53 kg
考慮5%蒸汽損失並且兩發酵罐同進行發酵則總蒸汽用量:
G總=(3887.15+2139.53)×2/0.95=12.696 t/d
3.1 蒸汽系統設備選型
3.1.1 單流式機械濾器
本設計採用濾設備單流式機械濾器具濾管路系統簡單運行穩定價格低廉等優勢單流式機械濾器簡單種濾器其簡單示意圖圖3:
圖7 單流式機械濾器
單流式機械濾器本體密閉鋼制圓柱形容器設進水、排水管路濾器內裝填濾材料用石英砂、理石、煙煤等石英砂宜用於濾鹼性水石英砂水溶解產硅酸鍋爐害;煙煤、理石適用於帶鹼性水濾料直徑0.5~1.5mm濾速度4~5m/h運行周期般8h
3.1.2 逆流式Na離交換器
逆流再離交換設備具水質量高鹽耗低等優點所本設計採用逆流再Na離交換器其簡單示意圖圖4:
圖8 逆流再離交換設備
所謂逆流再再再液流向水軟化運行流向相反通鹽液交換器部進入部排新鮮再液總先與交換器底部尚未完全失效交換劑接觸使其高再程度隨著再液繼續向流交換劑再程度逐漸降低較順流再工藝慢(部交換劑飽程度比部.再液置換Ca2+、Mg2+少)再液與部完全失效交換劑接觸再液仍具定新鮮性仍能起原作用再液能充利用[8]
3.1.3 除氧設備
氣體溶解定律知.氣體水溶解度與該氣體氣水界面壓力比與水溫反比敞設備水加熱隨著水溫升高氣水界面水蒸氣壓力增其氣體壓力降低水達沸點水界面水蒸氣壓力與外界壓力相等其氣體壓力都趨於零水溶解氣體含量趨於零熱力除氧工作原理
用加熱除氧設備稱熱力除氧器工業鍋爐房蒸汽鍋爐採用氣式熱力除氧器即除氧器內壓力略高於氣壓(般0.02MPa工作溫度104℃)便於逸氣體能夠排
用噴霧填料式熱力除氧器圖9所示
圖9 噴霧填料式除氧器
除氧器由除氧除氧水箱兩部組給水由除氧部進水管進進水管與互相平行幾排帶噴嘴噴水管連接水通噴嘴噴霧狀要求噴嘴進水壓力0.15-0.2MPa左右除氧部兩層孔板孔板間裝銹鋼填料(稱Ω元件)霧狀水滴經填料層落水箱
蒸汽由除氧部進汽管進入向流析氣體及部蒸汽經頂部圓錐形擋板折流由排氣管排
給水除氧器內先噴霧狀加熱具表面積利於氧氣水逸填料層呈水膜狀態加熱與蒸汽較充接觸且填料蓄熱作用所除氧效較負荷波適應強
3.1.4 卧式水火管鍋爐
由於發酵車間所需蒸汽量所採用卧式水火管鍋爐比較適宜
卧式水火管鍋爐水管與火管組合起卧式外燃鍋爐種鍋爐20世紀創代卧式外燃水管鍋爐基礎發展起種整裝鍋爐目前型燃煤鍋爐使用占較比例
種鍋爐鍋筒及各受熱面都支承鋼板焊底座爐排文架及通風裝置全部支座結構形鍋爐牆壁採用蛭石磚絕熱外加薄鐵皮形整體鍋爐稱種鍋爐卧式快裝鍋爐快裝鍋爐結構緊湊運輸便安裝簡單相其煙火管鍋爐由於爐膛內根據情況布置備種拱牆爐內燃燒較同由於爐內煙氣流速較高使火管傳熱系數提高積灰減少尤其層部增設省煤器使排煙溫度降低鍋爐效率達75%
4.1 設備安裝注意事項
(1)原水通濾層壓力降達0.05~0.06MPa應停止濾進行反沖洗濾料層截留污泥沖洗掉恢復其工作能力反洗強度15L/(s?m2)沖洗間10min洗至水合格重新進行濾
(2)排氣閥度要合適造蒸汽浪費影響除氧效需要通反復調整維持其佳度
(3)保證重要用戶用汽設計要考慮設置蒸汽自切斷系統發事故按預定程序切斷非重要用戶負荷確認系統靠性產要進行試驗
(4)設計蒸汽系統系統干管直徑要按蒸汽發設備連續供汽量考慮利於工廠擴建或適應產變化
⑦ 自釀葡萄酒如何過濾
完全發酵好的葡萄酒,可以用干凈的紗布、口罩布、不銹鋼絲網過回濾皮渣,過濾後的皮渣用答干凈的紗布包住,擠出裡面的殘酒,混合到過濾的葡萄酒里,一塊進行二次發酵。
如果用榨汁機,需要刷洗干凈,用開水燙洗一下,避免感染雜菌帶入葡萄酒。
⑧ 如何清理發酵罐用空氣精過濾器濾芯
一般情況前期處理得當,精濾芯不用清理,按期更換就行,如果目觀灰塵較多,可以用壓縮空氣反吹,避免強烈震動
⑨ 發酵染菌應該如何解釋
一.發酵罐
發酵罐在使用之前, 需要進行認真檢查, 以消除染菌隱患, 如攪拌系統轉動有無異常機械密封是否嚴密罐內的螺絲是否松動罐內的管道有無堵塞夾層
或罐內盤管是否泄漏罐體連接閥門嚴密度等等。機械密封目前在發酵罐上得到廣泛應用, 取代了以前攪拌軸採用的填料密封形式, 但是由於安裝
精度不高或選用的機械密封不合適, 仍然會由於軸封泄露造成染菌, 因此在安裝攪拌軸時要注意對中, 筆者所在發酵車間採用拉桿固定可調的中間軸
承, 通過調整中間軸承位置來減少攪拌軸的擺動
二.發酵罐附屬設備
發酵罐附屬設備有空氣凈化系統, 溫度、壓力
流量等控制系統及相應的管道閥門。哪一個環節出
問題都會造成發酵失敗。
1.空氣凈化系統
傳統的空氣凈化使用活性炭、棉花、超細玻璃
纖維紙做過濾器, 過濾效果差, 操作復雜。目前
國內的膜過濾技術比較成熟, 用偏二氟乙烯
製成的折疊微孔濾膜濾芯, 過濾精度高, 流量大。
使用時只要注意過濾器前壓縮空氣除濕脫油, 並按
規范對過濾器滅菌, 空氣保證無菌還是沒有問題
的。而且膜對壓縮空氣中的水分不敏感, 膜本
身的疏水性強, 使用中注意過濾器排水, 解決了以
前當空氣濕度過大導致棉花過濾器不能使用的問
題。
2.溫度、壓力流量等控制系統
發酵罐實消是對發酵培養基進行徹底的滅菌處
理, 利用高溫過飽和蒸汽的強穿透能力使各種細
菌、真菌蛋白質凝固而死亡。表是各種微生物生
長最適溫度、及致死溫度、致死時間范圍, 在工
業滅菌中, 對預熱時間、蒸汽閥門的開度、滅菌溫
度、滅菌壓力和泡沫控制等, 都有嚴格要求, 一個環節
出現問題,就容易導致染菌。一般工業上滅菌溫度在
℃ , 滅菌壓力以上, 而保證滅菌溫度和壓
力准確的就是各種溫度探頭、壓力感測器。因此定
期對這類探頭、感測器、電極的檢定十分重要。
3.閥門
閥門對介質的密封性可分為級, 公稱級、低
漏級、蒸汽級和原子級。公稱級與低漏級密封適用
於關閉要求不嚴密的閥門, 例如用於控制流量的閥
門。蒸汽級密封適用於蒸汽和大部分其他工業用閥「的閥座、閥桿和閥體連接部的密封。原子級密封適用於介質密封性要求極高的場合, 如宇宙飛船和原子能動力設備等。
發酵工業中由於使用高溫蒸汽對發酵設備進行滅菌, 因此閥門要求是蒸汽級密封。閥門在發酵設備中使用最多, 用的閥門也有各種型號, 考慮到閥「使用范圍和易於維護, 發酵工業上使用最多的是截止閥。近年來國內己開發發酵專用閥門, 效果較為理想, 如條件許可, 也可選用。
總之, 設備是生產的基礎, 設備運行狀態的好壞直接影響到生產的正常進行, 發酵本身的技術性強, 對設備的要求更高, 我們要樹立預防為主的思想, 從設備上杜絕發酵染菌的隱患。
希望能對你有用
⑩ 自釀葡萄酒的過濾方法
過濾酒液時,最來簡單實自用的方法是用兩層醫用紗布將葡萄皮、葡萄籽及其他雜質濾除。當然,也可以採用相對專業的方法即虹吸法,來進行酒液與雜質的分離。採用虹吸法的好處是一方面可以快速地抽出清澈的酒液,另一方面也可以防止酒液過多地接觸空氣,不會過多地發生氧化。