厌氧发酵设备的认知与操作

啤酒生产工艺计算机仿真操作实训一、实训目的（1）熟悉啤酒生产工艺；（2）掌握啤酒生产工艺计算机仿真的开、停车操作及工艺参数的调节；（3）熟悉啤酒生产工艺计算机仿真操作过程中常见的异常现象及处理方法。

1设备一览表二、实训简介序号设备名称设备规格备注1糊化锅100L用于加热煮沸大米或其他辅料粉和部分麦芽粉醪液，使淀粉糊化和液化的设备。2糖化锅200L用于麦芽粉淀粉及蛋白质的分解，并与已糊化的辅料醪混合，维持醪液在一定的温度，使醪液进行淀粉糖化，以制备麦汁。3过滤槽200L用于过滤糖化后的麦醪，使麦汁与麦糟分开，得到清亮麦芽汁的设备。4煮沸锅230L用于过滤后麦汁煮沸和加入酒花，使麦汁达到一定浓度的设备。5旋沉槽200L用于煮沸后热凝固物的分离。6冷却器

用于发酵醪液的冷却，使醪液达到合适的发酵温度。7发酵罐200L用于啤酒发酵和部分冷凝固物的沉淀分离，在啤酒酵母参与下将可发酵性糖和氨基酸等分解成酒精。8硅藻土过滤机

用于过滤未分离完全的杂质，保证啤酒的口味。9清酒罐200L贮酒2主要操作条件及工艺指标指标单位推荐值备注糊化锅流量自来水Kg/h270（开度：50）糊化锅进自来水流量

加热蒸气Kg/h10（开度：50）糊化锅加热蒸气流量

排液Kg/h254（开度：50）糊化锅向糖化锅排液流量

原料量自来水Kg90.00

大米Kg10.00

麦芽Kg1.5（大米量的15%）

温度温度1℃30加热到30℃，有利于淀粉酶的浸出

温度2℃70加热到70℃，有利于α-淀粉酶的作用

温度3℃100辅料醪的煮沸称为预煮，预煮可进一步使淀粉充分糊化，提高浸出率，同时提供混合糖化醪升温所需的热量

压力加热套压力MPa<0.3

反应时间保持时间1min20保证短链糊精成生

保持时间2min40使淀粉充分糊化

糖化锅流量自来水Kg/h270（开度：50）糖化锅进自来水流量

糊化锅来料Kg/h254（开度：50）自糊化锅来料流量

加热蒸气Kg/h10（开度：50）糖化锅加热蒸气流量

排液Kg/h254（开度：50）糖化锅向过滤槽排液流量

原料量自来水Kg96.00

麦芽Kg24.50

温度温度1℃37加热到30℃，有利于各种酶的浸出

温度2℃50有利于羧肽酶的作用，低分子含氮物质的形成。温度3℃65保证最高量的麦芽糖形成

温度4℃78麦芽a-淀粉酶和某些耐高温的酶的继续作用

压力加热套压力MPa<0.3

反应时间保持时间1min20保证各种酶的充分浸出

保持时间2min40保证含氮物质的充分转化

保持时间3min70保证最高量的麦芽糖形成

过滤槽流量糖化锅来料Kg/h254（开度：50）自糖化锅来料流量

回流流量Kg/h200（开度：50）过滤槽回流量

排液Kg/h254（开度：50）过滤槽向煮沸锅排液流量

过滤时间过滤时间min20

煮沸锅流量过滤槽来料Kg/h254（开度：50）自过滤槽来料流量

加热蒸气Kg/h10（开度：50）煮沸锅加热蒸气流量

排液Kg/h254（开度：50）煮沸锅向旋沉槽排液流量

温度煮沸温度℃105

压力加热套压力MPa<0.3

反应时间保持时间1min90

旋沉槽流量煮沸锅来料Kg/h254（开度：50）自煮沸锅来料流量

排液Kg/h254（开度：50）旋沉槽向发酵罐排液流量

反应时间旋沉时间1min30

发酵罐

流量旋沉槽来料Kg/h254（开度：50）自旋沉槽来料流量

自来水Kg/h10（开度：50）换热器冷却自来水流量

冰水Kg/h10（开度：50）换热器冷却冰水流量

排液Kg/h2540（开度：50）发酵罐向清酒罐排液流量

原料量酵母量L2

氧气量mg/L6~8

温度前发酵℃9前发酵温度

封罐℃12封罐温度

后发酵℃0后发酵温度

压力前发酵MPa0.03前发酵压力

封罐MPa0.14封罐压力

后发酵MPa0.14后发酵压力

发酵时间前发酵h72~96前发酵时间

封罐h96封罐时间

后发酵h72~120后发酵时间

清酒罐

流量发酵罐来料Kg/h254（开度：50）自发酵罐来料流量

温度贮酒温度℃0

压力贮酒压力MPa0.14

三、实训内容1糊化锅操作1、设备检查：检查阀门、仪表及水、电、汽供应是否正常。2、打开阀V2，在糊化锅内加水；待加水90kg后关闭阀V2，停止加水。3、打开阀V8，给糊化锅加热；待加热至30℃，关闭阀V8，停止加热，糊化锅处于保温状态。4、启动搅拌；打开进料阀，选择进料量，投入麦芽及大米粉；然后关闭进料阀。5、打开阀V8，给糊化锅加热；待加热至70℃，关闭阀V8，停止加热，并保温20min。罐。6、打开阀V8，给糊化锅加热；待加热至100℃，关闭阀V8，停止加热，并保温40min。7、糊化锅空出后，打开阀V2，用水冲洗。2糖化锅操作1、打开阀V12，在糖化锅内加水；待加水96kg后，关闭阀V12，停止加水。2、打开蒸汽阀V13，给糖化锅加热；待加热至37℃，关闭阀V13，停止加热，糊化锅处于保温状态3、启动搅拌；打开进料阀，选择进料量，进料；待进料完毕后，关闭进料阀。4、停止搅拌，静止20min。5、启动搅拌。6、打开蒸汽阀V13，给糖化锅加热；待加热至50℃，关闭阀V13，停止加热，糊化锅处于保温状态。7、停止搅拌，保温40min。8、启动搅拌。9、打开阀V4；启动泵P1；打开阀V6、V7，将糊化锅醪液泵入糖化锅。10、停止搅拌，静置70min。11、启动搅拌。12、打开蒸汽阀V13，给糖化锅加热；待加热至78℃，关闭阀V13，停止加热，糊化锅处于保温状态。13、糖化锅空出后，打开阀V12，用水冲洗。3过滤槽操作1、打开阀V3；启动泵P1；打开阀V23，将糖化锅醪液排入过滤槽。2、同时启动耕刀旋转，使麦糟分布均匀。3、醪液全部泵入后，关闭阀V3、泵P1、阀V23。4、停止耕刀转动，并使耕刀上升，静止20min。5、打开阀V25；启动回流泵P2，打开阀V24，进行回流。6、排糟。7、加水清洗过滤槽。4煮沸锅操作1、待过滤槽滤液澄清后，打开阀V25；启动倒醪泵P2；打开阀V26，将过滤槽醪液排入煮沸锅。2、待醪液全部倒入后，关闭阀V25、V26、泵P2。3、打开蒸汽阀V35（加热前打开废气阀VD9），加热煮沸。4、麦汁煮沸开锅10min，添加苦型酒花。5、麦汁煮沸开锅30min，添加香型酒花。6、麦汁煮沸终前10min，添加苦型酒花。7、待麦汁达到一定浓度，关闭蒸汽阀V35，煮沸锅处于保温状态。5旋沉槽操作1、打开阀V32，启动泵P3，打开阀V33，将醪液倒入旋沉槽。2、待醪液全部倒入后，关闭阀V32，V33，泵P2；静止30min。3、醪液排完后，冲洗旋沉槽。6发酵罐操作1、检查设备。2、进行4步法洗涤发酵罐（水洗—火碱洗—水洗—双氧水洗）。3、接种，添加酵母（接种前先设定发酵时间、压控上下限和发酵温度）。4、打开自来水阀V41。5、打开冰水进口阀VD17，出口阀V42。6、打开阀V38，启动泵P3，打开阀V34，进行麦汁冷却。7、启动万能泵，打开阀VD20，向发酵罐进料。8、打开充氧阀，充氧。9、保证溶氧量为6-8mg/L，关闭充氧阀。10、进料完毕后，关闭旋沉槽出口阀、泵P3及发酵罐进料阀、万能泵。11、糖度降至4.2±0.2°BX，关闭阀V51封罐,重新设定压控上下限及发酵温度。12、后发酵期间，设定温度使降温至0℃（还原结束后，应当在24h内降温至0℃，并保持；同时保持罐内压力位0.14MPa），打开排液阀，将酵母排出。13、打开出酒阀VD19，启动万能泵，打开阀VD22，将物料排至清酒啤酒锥底罐的操作实训一、实训目的（1）熟悉啤酒锥底罐的结构、工作原理、技术性能；（2）掌握啤酒锥底罐的开、停车操作及工艺参数的调节；（3）熟悉啤酒锥底罐操作过程常见异常现象及处理方法。

1.结构锥底罐的结构如图7.4-1所示。二、啤酒锥底罐的结构及特点图7.4-1圆筒体锥底罐1—顶盖；2—通道支架；3—人孔；4—视镜；5—真空阀；6—安全阀；7—自动清洗装置；8—罐身；9—冷却套；10—冷媒出口；11—冷媒进口；12—温度计；13—采样阀；14—罐底；15—压力表；16—二氧化碳出口；17—压缩空气、洗涤用水进口；18—麦汁进口、酵母和啤酒出口锥底罐为圆筒体、上椭圆或碟形封头、下圆锥形，以不锈钢材料制成，为耐压容器，根据工作压力的要求应设置安全阀，同时由于放料速度较快有可能造成一定的负压；另外由于碱水洗罐，碱性物质能与二氧化碳起反应会形成真空，因此必须设置真空安全阀，其作用是允许空气进入罐内，以建立罐内外压力的平衡；罐身设置冷却夹套2~4段；罐的上部封头设有人孔、安全阀、压力表，二氧化碳排出口，CIP清洗系统入口等。2.特点锥底罐是目前国内外广泛使用的设备，既可用于上面发酵啤酒，又可用于下面发酵啤酒。它有以下优点：①锥底罐是密闭罐，可作发酵罐用，也可做贮酒罐用，方便酵母的回收；②方便CO2洗涤，除去啤酒的生青味，加速啤酒的成熟。同时由于具备采用加压、升温的操作，生产灵活，可以缩短生产周期；③本身有冷却夹套，容易控制发酵温度，可满足生产工艺要求；④实现自动控制，灭菌较彻底，杂菌污染机会少，有利于无菌操作，符合现代工业要求；⑤提高了酒花利用率，减少酒花的用量，改善了啤酒的泡持性。圆筒体锥底罐的缺点及技术处理：①酒液澄清慢。因此，对麦芽有一定的质量要求，对酵母的品种有一定要求。应选用凝聚性强的品种，或采用高速离心机分离酵母并选用啤酒生产用麦芽；②主发酵时产生大量的泡沫，罐的利用率低，因此，在操作过程中应尽可能地减少溶氧才不至于出现窜沫现象，同时菌种与泡沫的产生也有一定的关系，特别是菌种的前几代，有很强的发酵能力，虽通过控制溶氧也难以控制大量的泡沫产生，在这种情况下，可通过减少酵母的添加量来进行控制；③酒液中二氧化碳含量不均匀，由于流体的静压作用，二氧化碳在酒内形成浓度梯度，上层和下层的二氧化碳含量相差很大，以致酒液中二氧化碳分布不一，可通过用导管出酒加以解决。1.实训装置济南中德啤酒有限责任公司的CG啤酒设备生产线（批产量1000升）。2.设备安装调试安装完管道、阀门、压力表及其附件后，用自来水充压发酵罐至0.18～0.2MPa，保压时间2小时，无异常方可清洗（无泄压现象方可试投料），逐个测试发酵罐。三、实训内容3.设备的保养及维护发酵罐投产后需要有人全天值班，并填写值班记录。每班要检查压力表、温度计灵敏度是否正常，发现异常及时调整。出酒快结束时，要适当调高控制温度1～2℃，以防结冰损坏酒体。4.设备操作及异常现象处理（1）压力设定下线设定：用小的“一字”型螺丝刀，转动调整，带动调整拨动杆，移动到下限控制针的下方，下压压力表的螺帽，拨动下限控制针到要求的位置。上限设定：用上述同样的调整方法，反方向调整上限控制针到要求的位置。（2）基本参数发酵罐压力参数：0.03±0.01~0.14±0.01MPa（3）发酵控制当进行发酵操作时，轻触主显界面相应“发酵”按钮切换到界面。此界面的功能主要是实时显示“发酵罐”内的温度及记录发酵开始、终止时间，对发酵温度进行设定。发酵温度校正：当发现发酵罐内的温度相对于实际测量值偏高或偏低时，需要进行校正。温度校正举例：如当前显示温度为25.1℃，而实际测量值为24.1℃，这是就需要校正。方法如下：轻触“温度修正“后的数字框，触到后该数字即变色闪烁，随之弹出数字键盘，在键盘上输入-1，再按右下角的回车键确认，屏幕上显示的温度由原来的25.1℃为24.1℃。发酵罐设定：当发酵罐内投料以后，罐内温度应当设定，按“设定温度”后的数字框，触到之后该数字框即变色，随之弹出数字键盘，在键盘上输入设定值，再按下右下角的回车键确认，屏幕上显示的温度变为本次设定值。所有温度探头（PT100）的根部均不能折，因为PT100的两根引线及易折断，只需两下就断。若按下发酵罐的“启动”按钮后发现显示“-49.9”，说明PT100引线断或是温度变送器的螺栓与连线未压好。放气阀在发酵高泡期易被发酵液粘住，当出现只能打开而不能关闭，断电也不能使其关闭时，就说明发生了此类现象，这是需用植物油从放气阀的进口滴入，再打开电磁阀吹出即可。发酵罐发现掉压，及时查出漏气点，在下次使用前处理完毕。5.啤酒发酵操作规程（1）检查发酵管件、阀门、仪表及冰水、氧气供应是否正常，没有无异常即准备进料。（2）洗涤（3步法）①水洗：发酵罐进料前，先用自来水间歇冲洗15分钟（少量多次法－连洗三次，每次5分钟，罐内残留水排净后再进行一次，保持出酒阀畅通）；②火碱洗：排净残留水后，用50~80℃、浓度2~5％的火碱溶液循环清洗20分钟（碱液浓度降低时要及时补充），循环完毕，回收碱液（注意防护－操作时必须带防护器具，严禁肢体接触碱液）；③水洗：排净残留液后，再用自来水间歇冲洗15分钟，方法同①。注意：洗涤期间，必须打开出酒阀；发酵罐禁止用次氯酸、氯气等含有氯离子的消毒剂杀菌。（3）接种：发酵罐进麦汁前，先添加酵母泥，剂量为酵母量的0.5~1％。（4）充氧：麦汁冷却过程中，必须从换热器充氧口不间断充氧剂量与麦汁量相等。（5）排杂：满缸24小时后慢开物料阀，排冷凝固物。（6）测糖：投料后第二天取样测糖（至封罐前，每天必测）（7