物料处理与培养基制备计划

1、第六章第六章 物料处理与培养基制备物料处理与培养基制备计 划授课时间授课时间 2 2学时学时单元目标与要求单元目标与要求 掌握固体物料处理与粉碎设备的结构、液体培养基的掌握固体物料处理与粉碎设备的结构、液体培养基的制备及杀菌设备的结构原理与工艺操作。制备及杀菌设备的结构原理与工艺操作。授课内容授课内容 固体物料的处理与粉碎设备，液体培养基的制备及杀固体物料的处理与粉碎设备，液体培养基的制备及杀菌设备。菌设备。重点和难点：重点和难点： 锤式与辊式粉碎设备的特点、原理、结构与计算。淀锤式与辊式粉碎设备的特点、原理、结构与计算。淀粉质原料的蒸煮糖化设备的特点、原理、结构与工艺操粉质原料的蒸煮糖化设备

2、的特点、原理、结构与工艺操作作第一节第一节 固体物料的处理与粉碎设备固体物料的处理与粉碎设备 一、固体物料的筛选除杂设备一、固体物料的筛选除杂设备 （一）谷物原料粗选设备（一）谷物原料粗选设备n 三层孔径不同筛面三层孔径不同筛面n振动筛的轴转速：振动筛的轴转速：350-450r/min，偏心，偏心距距25-30mm。n风速风速: 进口进口4-6m/s，出口，出口4-7m/s 1大麦粗选机 2 、磁力除铁器磁力除铁器方法：方法： 采用永久磁钢磁选采用永久磁钢磁选 (1)固定型磁钢装置固定型磁钢装置(2)2)永磁滚筒永磁滚筒( (二二) )大麦的精选及分级设备大麦的精选及分级设备1 1、大麦精选机

3、、大麦精选机原理：利用杂粒与大麦长原理：利用杂粒与大麦长度不同的特点进行分离度不同的特点进行分离(1(1）碟片式精选机）碟片式精选机1 1、大麦精选机、大麦精选机原理：利用杂粒与大原理：利用杂粒与大麦长度不同的特点麦长度不同的特点进行分离进行分离( (二二) )大麦的精选及分级设备大麦的精选及分级设备2）滚筒精选机 主 要主 要构件：构件：是一个是一个内表面内表面开有袋开有袋孔的旋孔的旋转圆筒转圆筒生产能力生产能力 G=Bq（kg/h）2 大麦分级设备(2(2）圆筒分级筛筒筛面分段布置不同孔径）圆筒分级筛筒筛面分段布置不同孔径生产能力生产能力 G=qDL（kg/h） 两种分级设备的比较：圆筒分

4、级筛设备较简单、电机传两种分级设备的比较：圆筒分级筛设备较简单、电机传动较方便，但筛面利用率较小。动较方便，但筛面利用率较小。 二、固体物料粉碎设备二、固体物料粉碎设备 粉碎目的粉碎目的：加快物料蒸煮、液化、糖化、加快物料蒸煮、液化、糖化、发酵的反应速度。发酵的反应速度。粉碎方法：粉碎方法：1 1）湿粉碎）湿粉碎,2,2）干粉碎）干粉碎干粉碎分为：干粉碎分为：a a、挤压、挤压,b,b、冲击、冲击,c,c、磨碎、磨碎,d,d、剪切、剪切,e,e、劈碎、劈碎 二、固体物料粉碎设备二、固体物料粉碎设备粉碎目的：粉碎目的：加快物料蒸煮、液化、糖化、发酵加快物料蒸煮、液化、糖化、发酵的反应速度。的反应

5、速度。1、锤式粉碎机1 1）原理）原理 由于转盘高速旋转，使由于转盘高速旋转，使得锤刀获得猛烈的冲击得锤刀获得猛烈的冲击力，把物料粉碎。力，把物料粉碎。2 2）两个关键部件）两个关键部件 锤刀，锤刀， 筛网筛网3 3）产能力）产能力 Q = kDQ = kD1 1L (kg/hL (kg/h）4 4）功率消耗）功率消耗 N = kDN = kD2 21 1Ln Ln （kWkW）1、辊式粉碎机 原理原理 利用两辊筒相对转动把物料压碎利用两辊筒相对转动把物料压碎 麦芽粉碎要求麦芽粉碎要求 大米粉碎要求大米粉碎要求(1(1）两辊式粉碎机）两辊式粉碎机3）多辊粉碎）多辊粉碎 特点特点: 多辊、振动筛

6、多辊、振动筛以以2.56m/s,相向运动，有一定的速度差，作用是提高对物料的剪切力，相向运动，有一定的速度差，作用是提高对物料的剪切力，增加破碎度；辊一个用螺栓固定在机架上，一个可以移动增加破碎度；辊一个用螺栓固定在机架上，一个可以移动 . 振动筛的作用：麦芽经第一对辊筒粉碎后，由振动筛筛选分离出皮壳从筛面上排出，细粉从筛下送出，还需要再粉碎的物料进入第二对辊继续粉碎。四辊：第一对是光辊，第二对为丝辊两对辊筒，一组筛子，麦芽经第一对辊粉碎后，由筛 分装置分离出皮壳排出，粉粒再进入第二对辊筒进一步粉碎。第二节第二节 液体培养基的制备及杀菌设备液体培养基的制备及杀菌设备一、糖蜜原料的稀释与澄清一、

7、糖蜜原料的稀释与澄清1、间歇式稀释设备、间歇式稀释设备 为敞口容器为敞口容器 2、糖蜜连续稀释器主体：圆筒水平管主体：圆筒水平管 特点：管内装有若特点：管内装有若干隔板和筛板，将其干隔板和筛板，将其分成若干空段，以改分成若干空段，以改善糖液的流动形式，善糖液的流动形式，使糖蜜与水很好地混使糖蜜与水很好地混合。合。(3(3）错板式糖蜜稀释器）错板式糖蜜稀释器二、淀粉质原料的蒸煮糖化设备（一）蒸煮目的（一）蒸煮目的1 1、破坏淀粉颗粒的外皮，使其内容物流出，呈溶解状、破坏淀粉颗粒的外皮，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉，便于糖化剂作用。态变成可溶性淀粉，便于糖化剂作用。2 2、灭菌。、灭菌

8、。( (二二) )蒸煮和糖化蒸煮和糖化1.1.连续蒸煮有低温长时间的罐式连续蒸煮，中温的柱式连续蒸煮有低温长时间的罐式连续蒸煮，中温的柱式连续蒸煮和高温短时间的管式连续蒸煮。连续蒸煮和高温短时间的管式连续蒸煮。 2. 2. 对连续糖化的要求主要是使糊化醪与曲液充分混合，对连续糖化的要求主要是使糊化醪与曲液充分混合，在一定温度下维持一定时间，并保持流动状态，以在一定温度下维持一定时间，并保持流动状态，以便于酶的作用。便于酶的作用。 罐式连续蒸煮糖化的特点罐式连续蒸煮糖化的特点：、采用喷射加热器连续加热，节、采用喷射加热器连续加热，节省省、操作容易控制；、操作容易控制；、设备结构简单，为大中型工厂

9、、设备结构简单，为大中型工厂广泛采用；广泛采用；、采用真空冷却器冷却，提高效、采用真空冷却器冷却，提高效率，降低费用。率，降低费用。操作过程：长圆筒与封头焊成，操作过程：长圆筒与封头焊成，粉浆由罐底进料口压入，用活汽加粉浆由罐底进料口压入，用活汽加热蒸煮热蒸煮，加热达要求的物料经罐顶出料，加热达要求的物料经罐顶出料口流出入后熟罐，物料出口管伸入口流出入后熟罐，物料出口管伸入罐内罐内300-400mm（使罐内留有一定（使罐内留有一定的空间）从罐中部的空间）从罐中部6引出部分糊化引出部分糊化醪去制备液体曲。醪去制备液体曲。 2.连续式蒸煮罐连续式蒸煮罐 它由三层直径不同的套管组成。内层和中层管上都

10、钻有很多小孔，各层套管用法兰连接。粉浆流过中层管，高压加热蒸汽从内外两层管的小孔内喷出，使热粉浆加热，这种形式汽液接触均匀，加热较全面，可在很短时间内使粉浆达到规定的蒸煮温度。粉浆冷粉浆热粉浆热粉浆蒸汽3、汽液分离器、汽液分离器n操作要求：操作要求：（1 1）分离出二次蒸）分离出二次蒸汽汽（2 2）装料率为）装料率为50%50%4、真空冷却器、真空冷却器n优点：蒸煮醪在骤优点：蒸煮醪在骤然冷却下，形成结然冷却下，形成结晶状的小粒。晶状的小粒。糊化醪冷却温糊化醪冷却温度度:10060:10060真空度真空度：70-80kPa70-80kPan冷水池入口冷水池入口料液入口料液入口冷水入口冷水入口水

11、池水池料液出口料液出口真空冷却器的原理构造和计算真空冷却器的原理构造和计算 原理原理: :物料在一定真空度下蒸发部物料在一定真空度下蒸发部分水，需要汽化潜热，取自料液本身，分水，需要汽化潜热，取自料液本身，因而料液很快被冷却到真空相应的温度，因而料液很快被冷却到真空相应的温度，称为真空冷却。称为真空冷却。 欲保持真空冷却器中真空度，一般欲保持真空冷却器中真空度，一般要借助于水力喷射泵或蒸汽喷射泵，连要借助于水力喷射泵或蒸汽喷射泵，连续地抽去真空冷却器中的二次蒸汽续地抽去真空冷却器中的二次蒸汽。真空冷却器构造真空冷却器构造图图1 真空冷却器真空冷却器 n1圆桶体圆桶体 n人孔人孔 n进料管进料管

12、 n料液排出管料液排出管 n温度计插座温度计插座 n真空表接管真空表接管 n二次蒸汽出口二次蒸汽出口管管 图图2 三级真空冷却器三级真空冷却器 n 1圆桶体圆桶体 n锥形底锥形底 n顶盖顶盖 n料液进管料液进管 n二次蒸汽出口管二次蒸汽出口管 n料液出管料液出管 n液封阀液封阀 n溢流管溢流管 真空冷却器构造三维图真空冷却器构造三维图真空冷却器的计算真空冷却器的计算 真空冷却器内产生的二次蒸汽量：真空冷却器内产生的二次蒸汽量： W=GC(t1-t2)/r nW二次蒸汽量（千克二次蒸汽量（千克/小时）小时） nG料液流量（千克料液流量（千克/小时）小时） nt1蒸发前温度（开）蒸发前温度（开）

13、nt2蒸发后温度（开）蒸发后温度（开） nC料液比热（千焦料液比热（千焦/千克开）千克开）n r真空操作二次蒸汽的汽化热（千焦真空操作二次蒸汽的汽化热（千焦/千克）千克） n为了更完全地从料液中分离蒸汽，真空冷却器中蒸汽为了更完全地从料液中分离蒸汽，真空冷却器中蒸汽上升速度不应超过米秒，醪液在下降管中流速为上升速度不应超过米秒，醪液在下降管中流速为0.8-0.50.8-0.5米秒。米秒。 喷淋冷却器构造和计算喷淋冷却器构造和计算 设备动画设备动画4换热器换热器4-07喷淋蛇管换热器喷淋蛇管换热器.swf喷淋却器结构喷淋却器结构设备动画设备动画2流体输送流体输送2-8蒸汽喷射泵蒸汽喷射泵.swf

14、 原理：原理：蒸汽喷射泵有单级、二级、蒸汽喷射泵有单级、二级、多级多级等。等。图中所示的是单级喷射泵。蒸汽从喷嘴高图中所示的是单级喷射泵。蒸汽从喷嘴高速喷出，使真空室内产生负压，为了平衡速喷出，使真空室内产生负压，为了平衡负压，从气体吸入口处抽吸气体，在混合负压，从气体吸入口处抽吸气体，在混合室混合经扩大管排出。蒸汽喷射泵工作时室混合经扩大管排出。蒸汽喷射泵工作时要使用饱和蒸汽或过热蒸汽，即不能含有要使用饱和蒸汽或过热蒸汽，即不能含有雾滴，否则雾滴在高速喷出时迅速气化，雾滴，否则雾滴在高速喷出时迅速气化，严重降低真空度。严重降低真空度。 蒸汽喷射泵原理、结构图蒸汽喷射泵原理、结构图水力喷射泵水

15、力喷射泵结构与原理结构与原理原理：水力喷射泵系统由水箱、原理：水力喷射泵系统由水箱、循环加压水泵、水力喷射泵及循环加压水泵、水力喷射泵及上下水管组成，工作时由水泵上下水管组成，工作时由水泵将冷水压入喷射泵，经泵中喷将冷水压入喷射泵，经泵中喷嘴高速（嘴高速（1530m/s1530m/s）喷射造成）喷射造成真空，被抽吸的气体与水混合真空，被抽吸的气体与水混合进入下水管，水可以循环使用。进入下水管，水可以循环使用。如果这种系统与蒸发器之间不如果这种系统与蒸发器之间不串联冷凝器，则二次蒸汽被冷串联冷凝器，则二次蒸汽被冷凝后会使水温升高，故生产中凝后会使水温升高，故生产中还要有补充水的装置，以控制还要有

16、补充水的装置，以控制水箱温度。水箱温度。高位安装高位安装高位安装的目的：为了高位安装的目的：为了使得水力喷射泵内形成使得水力喷射泵内形成足够的负压，以保持真足够的负压，以保持真空冷却器中的真空度，空冷却器中的真空度，从而使料液很快被冷却从而使料液很快被冷却到真空度相应的温度，到真空度相应的温度，达到冷却的目的。因此，达到冷却的目的。因此，必须使水力喷射泵高出必须使水力喷射泵高出地面地面1111米，以此水位差米，以此水位差来形成负压来形成负压。 二次蒸汽4、糖化设备、糖化设备m3 糖化罐的构造和计算糖化罐的构造和计算（）糖化罐的计算（）糖化罐的计算 糖化罐的容积决定糖化罐的容积决定于醪液流量和在

17、罐于醪液流量和在罐中的逗留时间及其中的逗留时间及其有效的容积系数。有效的容积系数。 （）糖化罐的构造（）糖化罐的构造 气液分离器 糖化曲计量罐 真空糖化罐 冷凝器 真空冷却器 糖化醪泵 三级冷凝器 喷射液化器原理、结构图喷射液化器原理、结构图n原理：原理： 喷射液化器主要由喷嘴、吸入喷射液化器主要由喷嘴、吸入室、扩大管和调节手轮组成。当带有室、扩大管和调节手轮组成。当带有压力的物料以高速进入喷射液化器经压力的物料以高速进入喷射液化器经过其内部的喷嘴时，它的动能增大，过其内部的喷嘴时，它的动能增大，静压能变小，造成吸入室内出现负压，静压能变小，造成吸入室内出现负压，将蒸汽吸入，并在吸入室内与物料

18、接将蒸汽吸入，并在吸入室内与物料接触，高速流向扩大管，物料与蒸汽在触，高速流向扩大管，物料与蒸汽在扩散管的喉部充分混合，物料被蒸汽扩散管的喉部充分混合，物料被蒸汽加热，在瞬时将物料加热到所需的温加热，在瞬时将物料加热到所需的温度。度。双酶法制糖工艺流程图双酶法制糖工艺流程图贮罐 调配预热喷射液化器后熟罐 喷射灭酶冷却器糖化罐冷却器分离罐三、啤酒生产中麦芽汁的制备三、啤酒生产中麦芽汁的制备 制备方法制备方法: :两次煮出糖化和浸出糖化。两次煮出糖化和浸出糖化。n煮出糖化分煮出糖化分: :糊化、糖化、过滤、煮沸糊化、糖化、过滤、煮沸四个过程四个过程n糖化醪：未分离麦糟的混合液糖化醪：未分离麦糟的混

19、合液n麦芽汁：滤除麦糟后的混合液麦芽汁：滤除麦糟后的混合液（一）（一） 啤酒厂糖化设备的组合方式啤酒厂糖化设备的组合方式1. 1. 两器组合两器组合2. 2. 四器组合四器组合3. 3. 五器组合五器组合4. 4. 六器组合六器组合（二）糊化锅二）糊化锅1、作用、作用2、结构及材料、结构及材料D/H = 2，弧形底弧形底,蒸汽夹套传热蒸汽夹套传热搅拌器搅拌器升气管升气管环形槽环形槽调节风门调节风门容积容积100kg干物料干物料0.5m3材料：不锈钢材料：不锈钢球形锅中麦芽汁的球形锅中麦芽汁的循环图循环图弧形锅底对流体传热弧形锅底对流体传热循环的影响，靠循环的影响，靠 近锅倾斜近锅倾斜壁有较浅的液柱壁有较浅的液柱h h2 2，但有较，但有较大的加热面积大的加热面积f f2 2，而中心部，而中心部位具有较深的