物料处理与培养基制备计划

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1、第六章 物料处理与培养基制备计 划授课时间 2学时单元目标与要求 掌握固体物料处理与粉碎设备的结构、液体培养基的 制备及杀菌设备的结构原理与工艺操作。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 菌设备。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 粉质原料的蒸煮糖化设备的特点、原理、结构与工艺操 作第一节 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）谷物原料粗选设备n 三层孔径不同筛面n振动筛的轴转速：350-450r/min，偏心 距25-30mm。n风速: 进口4-6m/s，出口4-7m/s 1 大 麦 粗 选 机2 、磁力除铁器 方法：采用永久磁

2、钢磁选(1)固定型磁钢装置(2)永磁滚筒磁铁滚筒由磁铁滚筒由 转动的外筒转动的外筒 和其中固定和其中固定 不动的磁铁不动的磁铁 芯组成芯组成(二)大麦的精选及分级设备1、大麦精选机 原理：利用杂粒与大麦长 度不同的特点进行分离(1）碟片式精选机主要构件主要构件: :由一组两侧开有由一组两侧开有 许多袋孔的同轴碟片组成许多袋孔的同轴碟片组成1、大麦精选机 原理：利用杂粒与大 麦长度不同的特点 进行分离(二)大麦的精选及分级设备2）滚筒精选机主要 构件： 是一个 内表面 开有袋 孔的旋 转圆筒1 1）平板）平板 分级筛分级筛 由三种不同规由三种不同规 格筛孔的筛面格筛孔的筛面 组成组成 生产能力

3、G=Bq（kg/h）2 大麦分级设备(2）圆筒分级筛筒筛面分段布置不同孔径生产能力 G=qDL（kg/h）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。二、固体物料粉碎设备粉碎目的：加快物料蒸煮、液化、糖化 、发酵的反应速度。粉碎方法： 1）湿粉碎,2）干粉碎 干粉碎分为： a、挤压,b、冲击,c、磨碎,d、剪切,e、劈碎 二、固体物料粉碎设备粉碎目的：加快物料蒸煮、液化、糖化、发酵 的反应速度。1、锤式粉碎机1）原理由于转盘高速旋转，使 得锤刀获得猛烈的冲击 力，把物料粉碎。 2）两个关键部件锤刀， 筛网 3）产能力Q = kD1L (kg/h） 4）功率消耗

4、 N = kD21Ln （kW）1、辊式粉碎机原理利用两辊筒相对转动把物料压碎 麦芽粉碎要求大米粉碎要求(1）两辊式粉碎机3）多辊粉碎 特点: 多辊、振动筛以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 ，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 液体培养基的制备及杀菌

5、设备一、糖蜜原料的稀释与澄清 1、间歇式稀释设备为敞口容器2、糖蜜连续稀释器主体：圆筒水平管特点：管内装有若 干隔板和筛板，将其 分成若干空段，以改 善糖液的流动形式， 使糖蜜与水很好地混 合。(2(2）立式糖蜜稀释器）立式糖蜜稀释器主体：主体： 立式圆筒立式圆筒特点：圆筒部分特点：圆筒部分 有有7-87-8板半圆形板半圆形 缺口的隔板左右缺口的隔板左右 交替配置交替配置(3）错板式糖蜜稀释器主体主体: :立式圆筒立式圆筒特点：圆筒内有特点：圆筒内有10-1510-15块块 档板成档板成600600角设置角设置4 4）胀缩式糖蜜稀释器）胀缩式糖蜜稀释器主体：主体： 立式变径圆筒立式变径圆筒 特

6、点：特点： 中间几次突然收缩直径中间几次突然收缩直径5 5）变管径式糖蜜稀释器）变管径式糖蜜稀释器主体：立式变径圆筒主体：立式变径圆筒特点：特点： 由几种不同管径的由几种不同管径的 直管段连接而成直管段连接而成二、淀粉质原料的蒸煮糖化设备（一）蒸煮目的 1、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。 2、灭菌。 (二)蒸煮和糖化 1.连续蒸煮有低温长时间的罐式连续蒸煮，中温的柱式 连续蒸煮和高温短时间的管式连续蒸煮。 2. 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 便于酶的作用。罐式连续蒸煮糖化的特点：、

7、采用喷射加热器连续加热，节 省 、操作容易控制； 、设备结构简单，为大中型工厂 广泛采用； 、采用真空冷却器冷却，提高效 率，降低费用。1 1、连续式蒸煮罐、连续式蒸煮罐结构主体结构主体: :圆筒与封头焊成圆筒与封头焊成 易损部件易损部件: :下封头下封头 罐径：罐径： D/H = 3-5D/H = 3-5 罐数：罐数：4-64-6个个操作过程：长圆筒与封头焊成， 粉浆由罐底进料口压入，用活汽加 热蒸煮 ，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 罐内 300-400mm（使罐内留有一定 的空间）从罐中部6引出部分糊化 醪去制备液体曲。 2.连续式蒸煮罐它由三层直径不同的套

8、管组成。内层和中层管 上都钻有很多小孔，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n操作要求： （1）分离出二次蒸 汽 （2）装料率为50%4、真空冷却器n优点：蒸煮醪在骤 然冷却下，形成结 晶状的小粒。 糊化醪冷却温度 :10060 真空度：70-80kPan冷水池入口料液入口冷水入口水池料液出口真空冷却器的原理构造和计算原理: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， 因而料液很快被冷却到真空相应的

9、温度 ，称为真空冷却。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 续地抽去真空冷却器中的二次蒸汽。真空冷却器构造图1 真空冷却器 n1圆桶体 n人孔 n进料管 n料液排出管 n温度计插座 n真空表接管 n二次蒸汽出口管 图2 三级真空冷却器 n 1圆桶体 n锥形底 n顶盖 n料液进管 n二次蒸汽出口管 n料液出管 n液封阀 n溢流管 真空冷却器构造三维图真空冷却器的计算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/小时） nG料液流量（千克/小时） nt1蒸发前温度（开） nt2蒸发后温度（开） nC料液比热（千焦/千克开）n r真空

10、操作二次蒸汽的汽化热（千焦/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 上升速度不应超过米秒，醪液在下降管中流速为 0.8-0.5米秒。 喷淋冷却器构造和计算 设备动画4换热器4-07喷淋蛇管换热器.swf喷淋却器结构设备动画2流体输送2-8蒸汽喷射泵.swf原理：蒸汽喷射泵有单级、二级、多级等 。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 ，严重降低真空度。 蒸汽喷射泵原理、结构图水力喷射泵 结构与

11、原理原理：水力喷射泵系统由水箱、 循环加压水泵、水力喷射泵及 上下水管组成，工作时由水泵 将冷水压入喷射泵，经泵中喷 嘴高速（1530m/s）喷射造成 真空，被抽吸的气体与水混合 进入下水管，水可以循环使用 。如果这种系统与蒸发器之间 不串联冷凝器，则二次蒸汽被 冷凝后会使水温升高，故生产 中还要有补充水的装置，以控 制水箱温度。高位安装 高位安装的目的：为了 使得水力喷射泵内形成 足够的负压，以保持真 空冷却器中的真空度， 从而使料液很快被冷却 到真空度相应的温度， 达到冷却的目的。因此 ，必须使水力喷射泵高 出地面11米，以此水位差来形成负压。 二次蒸 汽4、糖化设备连续糖化罐连续糖化罐搅

12、拌速度搅拌速度45-90r/min45-90r/min糖化罐体积糖化罐体积 V = V/60V = V/60（ m3 ）糖化罐的构造和计算（）糖化罐的计算 糖化罐的容积决定 于醪液流量和在罐 中的逗留时间及其 有效的容积系数。 （）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n原理： 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 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， 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 接触，高速流向扩大管，物料与蒸汽 在扩散管的

13、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 温度。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制备方法:两次煮出糖化和浸出糖化。n煮出糖化分:糊化、糖化、过滤、煮沸 四个过程n糖化醪：未分离麦糟的混合液n麦芽汁：滤除麦糟后的混合液（一） 啤酒厂糖化设备的组合方式1. 两器组合 2. 四器组合 3. 五器组合 4. 六器组合（二）糊化锅1、作用 2、结构及材料 D/H = 2， 弧形底,蒸汽夹套传热 搅拌器 升气管 环形槽 调节风门 容积100kg干物料0.5m3 材料：不锈钢球形锅

14、中麦芽汁的循环图3.3.原理原理弧形锅底对流体传热 循环的影响，靠 近锅倾斜 壁有较浅的液柱h2，但有较 大的加热面积f2，而中心部 位具有较深的液柱h1，加热 面积f1较小，因此在锅底部 位周围较快发生气泡，将液 体向上推，而形成中心液体 向下的自然循环。优点:节省搅拌动力消耗， 能够促进液体循环, ,便于清洗。 (三)糖化锅1.结构：与糊化锅相似 。H=0.5D 2.作用：蛋白质分解和 淀粉糖化 3.容积：比糊化锅大1 倍 装满系数为0.7 4.传热面积：比糊化锅 小（四）麦芽汁煮沸锅1.作用：浓缩麦汁、 灭 菌、灭酶。 2.结构: 与糊化锅相似, H=0.5D 3.加热面积 4.容积 5.搅拌转速:30-40r/min.五、其他煮沸锅思考题n大麦精选机工作原理是什么？n锤式与辊式粉碎机基本结构和工作原理n糖蜜原料水平式稀释器结构n淀粉原料连续蒸煮工艺和操作方法？n啤酒糊化锅的基本结构与操作方法？