巴氏殺菌的能量守恒與物料消耗

1、巴氏殺菌的能量守恒與物料消耗巴氏殺菌的能量守恒與物料消耗福建省燕京惠泉啤酒股份有限公司馬勝平【摘要】通過對巴氏殺菌過程的溫度變化進(jìn)行分析，依據(jù)能量守恒原理尋找到殺菌機(jī)的特定運(yùn)行參數(shù)，從而制定最佳控制方案，以控制蒸汽和水的消耗?！娟P(guān)鍵詞關(guān)鍵詞】巴氏殺菌蒸汽水消耗巴氏殺菌法及其在啤酒行業(yè)中應(yīng)用的巴氏殺菌機(jī)，已經(jīng)有很多年的使用歷史了，但在實(shí)際調(diào)試與生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)還有很多人對其使用與過程控制的原理性問題存在認(rèn)識不足甚至是認(rèn)識偏差。本文就此談?wù)勛约旱?/p>

2、一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。作為對巴氏殺菌的工藝質(zhì)量上的要求，第一必須保證能夠提供足夠的殺菌強(qiáng)度以保證啤酒的生物穩(wěn)定性；第二，必須保證殺菌冷卻后的酒溫達(dá)到一個(gè)比較低的水平，以保證在裝箱（紙箱）后不會因?yàn)楦邷刭A藏而引起酒體風(fēng)味的嚴(yán)重影響；進(jìn)而我們在滿足上述兩方面的質(zhì)量要求下盡量解決兩個(gè)問題，第一是降低殺菌過程爆瓶的發(fā)生率低，從而降低酒損和瓶蓋損，并減少循環(huán)水的污染量（循環(huán)用水的污染會造成黏泥的生成，從而對設(shè)備衛(wèi)生與工藝控制造成困難）；第二是降低殺菌過程

3、循環(huán)用水和加熱蒸汽的消耗量，達(dá)到成本的最小化。這兩方面問題的解決首先就要求從設(shè)備選型上入手，其次需要對過程控制工藝的溫度值作出科學(xué)的設(shè)定。以我司新安裝的一臺易拉罐線巴氏殺菌機(jī)為例。如圖一所示。工藝流程圖工藝流程圖進(jìn)瓶自來水第一溫區(qū)第二溫區(qū)第三溫區(qū)第四溫區(qū)噴淋加熱第五溫區(qū)第六溫區(qū)蒸汽供應(yīng)出瓶圖一工藝流程圖在安裝后的調(diào)試過程中，對整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行及工藝質(zhì)量情況進(jìn)行了跟蹤，發(fā)現(xiàn)存在幾個(gè)比較突出的問題。第一，出瓶酒溫度過高，基本維持在39℃以上，

4、個(gè)別甚至達(dá)到40℃以上，超出工藝控制的要求38℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們實(shí)際的控制水平37℃，不能達(dá)到貯藏期內(nèi)風(fēng)味保持的要求。第二，運(yùn)行時(shí)間不穩(wěn)定，實(shí)際測算出的運(yùn)行時(shí)間在32分鐘與25分鐘之間波動(dòng)（無停頓情況下），嚴(yán)重影響殺菌強(qiáng)度的控制，PU計(jì)的檢測結(jié)果也在12與25之間波動(dòng)。第三，在安裝水表對用水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的情況下，調(diào)試階段生產(chǎn)100多噸酒的耗水量達(dá)溫幅度要達(dá)到26℃即每個(gè)溫區(qū)都要下降13℃左右，則可將第5溫區(qū)溫度設(shè)定為47℃（在此溫區(qū)結(jié)束時(shí)酒

5、水溫差一般在1℃左右）、第6穩(wěn)區(qū)溫度設(shè)定為33℃。第5溫區(qū)的噴淋水是經(jīng)過第2溫區(qū)噴淋時(shí)對低溫度酒液進(jìn)行加熱而本身被冷卻后被泵送過來的水，而第2溫區(qū)的噴淋水是經(jīng)過第5溫區(qū)噴淋時(shí)對高溫度酒液進(jìn)行冷卻而本身被加熱后被泵送過來的水，二者有一個(gè)相對固定的差值，620毫升玻璃瓶裝酒的該差值在1.5℃左右，考慮到鋁罐的導(dǎo)熱性能較好而將易拉罐殺菌機(jī)對應(yīng)溫區(qū)間的水溫差值假定在1℃左右，因此對應(yīng)著將第2溫區(qū)溫度設(shè)定為48℃、第6穩(wěn)區(qū)溫度設(shè)定為34℃。高熱區(qū)

6、的溫度先參照同容量玻璃瓶裝線的設(shè)定溫度64℃。然后進(jìn)罐開始生產(chǎn)試驗(yàn)。在生產(chǎn)一小時(shí)各溫區(qū)溫度基本穩(wěn)定后，觀察第五溫區(qū)水槽加熱管上自動(dòng)控制閥門的開啟狀況，發(fā)現(xiàn)基本不存在閥門打開的情況，而同時(shí)第二溫區(qū)水槽的補(bǔ)水閥門存在有不定期打開情況，說明溫度的設(shè)置影響了殺菌機(jī)運(yùn)行的能量平衡，將補(bǔ)水閥門手動(dòng)關(guān)閉后可以看到第二溫區(qū)的溫度基本穩(wěn)定在47.2℃左右，說明在經(jīng)過上下兩層噴淋換熱后溫度下降值為0.8℃而不是前面估計(jì)的1.0℃。因此可以將第五溫區(qū)的水溫設(shè)

7、置為47.5℃，這樣一來就可以在保證溫度基本穩(wěn)定的同時(shí)還降低了蒸汽和水的消耗。同樣，我們判斷出第六溫區(qū)的溫度值在33.5℃比較合理。最后對通過對殺菌PU值的考察和酒液的實(shí)際升溫情況來確定高熱區(qū)的水溫設(shè)定。發(fā)現(xiàn)溫度設(shè)置為64℃時(shí)，易拉罐中酒液在高熱區(qū)的中后部位置就已經(jīng)達(dá)到了保溫區(qū)的溫度61℃，在后半部分還有一個(gè)持續(xù)加熱升溫的過程，并且在保溫區(qū)的前半部分酒液是在進(jìn)行冷卻，從而導(dǎo)致整個(gè)的殺菌強(qiáng)度偏高，PU值達(dá)到30個(gè)左右。經(jīng)過一番調(diào)整后將高熱