啤酒麥汁充氧培訓(xùn)

1、啤酒麥汁充氧培訓(xùn),主要內(nèi)容,一、總流程圖,二、關(guān)鍵控制參數(shù),三、設(shè)備組成,蒸汽部分,蒸汽減壓閥,蒸汽壓力表,蒸汽濾芯,壓力表分度要求為：0.02MPa,除銹濾芯精度為：1um，材質(zhì)：不銹鋼燒結(jié)查核表要求：濾芯、濾殼、底座、管路無銹跡,蒸汽壓力調(diào)節(jié)：0.1MPa、 0.2MPa,分度0.02MPa,分度0.05MPa,不銹鋼燒結(jié),溫度表,蒸汽溫度顯示：121℃、,×,√,三、設(shè)備組成,清洗部分,文丘里充氧器排污閥,充氧管路刷洗

2、,CIP液過濾器,單向閥,過濾器：孔徑1um,防止麥汁返回污染充氧管線，壓力衰減≤0.01MPa,麥汁線刷洗時(shí)打開兩個(gè)閥門,麥汁線刷洗時(shí)打開排放及排殘水,,,三、設(shè)備組成,空氣除菌部分,除菌濾芯,除菌濾芯,濾芯除菌精度：0.2um對充氧空氣進(jìn)行除菌,濾芯蒸汽殺菌后，由于濾芯表面溫度較高，冷卻時(shí)空氣吹冷流量要小，排氣口有氣流即可防止流量過大造成濾芯變形，常溫后方可開大吹干。,三、設(shè)備組成,充氧控制部分,空氣溫度檢測補(bǔ)償,三、設(shè)備組成,充氧

3、控制部分,,,,,,,去發(fā)酵罐,,,,麥汁來,空壓機(jī)來,麥汁充氧壓力的空氣壓力高于麥汁管路壓力0.2MPa(空氣：0.4-0.45MPa、麥壓：0.27MPa,三、設(shè)備組成,充氧控制部分,,,,,,,去發(fā)酵罐,,,,麥汁來,空壓機(jī)來,空氣流量統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)狀況下，既空氣壓力為0.1MPa,溫度為20度，流量計(jì)配備溫度，壓力補(bǔ)償通過溫度和壓力補(bǔ)償可將實(shí)際生產(chǎn)的溫度壓力補(bǔ)償計(jì)算，提高計(jì)量準(zhǔn)確度。,三、設(shè)備組成,充氧控制部分,靜態(tài)混流器,充氧點(diǎn)

4、到備壓閥麥汁穩(wěn)定時(shí)間為10S以上,文丘里共128個(gè)充氧孔，孔徑小于1mm,將空氣制作成細(xì)小氣泡，使氧氣在麥汁中更容易溶解充氧后需配備靜態(tài)混流器，作用是將氧氣和麥汁在靜態(tài)混流器形成湍流，提高麥汁中的氧氣穩(wěn)定溶解,空氣壓力檢測及傳輸至PLC進(jìn)行壓力補(bǔ)償,空氣流量顯示及傳輸至PLC進(jìn)行流量控制,空氣流量大小調(diào)節(jié)閥,麥汁壓力大小控制閥,麥汁壓力顯示及傳輸至PLC進(jìn)行控制麥壓閥門開啟度大小,麥汁流量計(jì)量及傳輸至PLC進(jìn)行充氧空氣流量理想值計(jì)算判

5、斷,,,,,,,三、設(shè)備組成,三、設(shè)備組成,充氧控制部分,空氣流量調(diào)節(jié)閥（如圖46.9%）：一般閥門開啟度在15%-50%之間運(yùn)行時(shí)控制精確度最高，若閥門 開啟度小于15%要檢查空氣壓力是否過大、麥汁壓力是否過小及

6、 麥汁流量過低（冷卻快結(jié)束除外） 閥門開啟度大于50%要檢查空氣壓力是否過小、麥汁壓力是否過 大及麥汁流量過大（冷卻開始除外）,麥汁壓力調(diào)

7、節(jié)閥（如圖90.0%）：這只閥顯示的為閥門關(guān)度不是開啟度，如圖閥門關(guān)了90%實(shí)際閥 門開啟度為10%（本閥門調(diào)節(jié)范圍為0%-90%之間調(diào)節(jié)，不會(huì)關(guān)至 100%及停氣及氣管斷裂時(shí)閥門

8、也不會(huì)關(guān)閉因?yàn)殛P(guān)死后會(huì)導(dǎo)致麥汁 薄板損壞確保設(shè)備安全，）,四、工藝原則學(xué)習(xí),1、麥汁充氧工藝原則T/0106-01-1-08,1、定義及主要目的1.1定義：向冷麥汁中添充空氣或氧氣，使麥汁中含有一定量溶解氧，以滿足酵母生長代謝的需要。,2、關(guān)鍵質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),注：（1）工廠空氣添充量在目標(biāo)范圍內(nèi)選擇一個(gè)值做為

9、本工廠目標(biāo)值，進(jìn)行控制。（2）空氣流量統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)狀況下，即壓力0.1MPa，溫度20℃（溫度及壓力補(bǔ)償，實(shí)際的流量需要進(jìn)行一個(gè)計(jì)算才能達(dá)到標(biāo)況下的流量）。（3）麥汁溶解氧以添加酵母前發(fā)酵罐內(nèi)的麥汁溶解氧為準(zhǔn)。,四、工藝原則學(xué)習(xí),3.2、 影響麥汁的溶解氧的主要因素3.2.1 影響麥汁飽和溶解氧的主要因素包括麥汁濃度、冷麥汁溫度、麥汁管道壓力、壓縮空氣的壓力。在確定麥汁濃度和冷卻溫度下，主要影響麥汁溶解氧是麥汁管道壓力和壓縮空氣

10、壓力，而其中充氧點(diǎn)后麥汁管道壓力是影響飽和溶解氧的最大因素。3.2.2 在確定麥汁濃度和冷卻溫度下，麥汁管道壓力和壓縮空氣壓力越高，麥汁的飽和溶解氧越大。對于充氧的目標(biāo)值較飽和溶解氧值越小，溶解到麥汁中氧氣分子阻力越小，在一定的穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)（麥汁輸送管道），溶解于麥汁中的氧氣越穩(wěn)定,四、工藝原則學(xué)習(xí),視鏡乳白色且氣泡細(xì)膩，溶氧效果較好,視鏡呈暗黃色且氣泡較大，溶氧效果一般,,觀察此處視鏡,4、關(guān)鍵過程控制點(diǎn)4.1麥汁溶解氧控制標(biāo)準(zhǔn)

11、 麥汁溶解氧影響到酵母峰值，主酵降糖速率，成熟度和醇酯的含量。麥汁溶解氧越高（↑），酵母峰值越高（↑），主酵降糖速率越快（↑） ，成熟度越好（↓） ，高級醇越高（↑） ，酯越低（↓）。為保證發(fā)酵罐滿罐的溶解氧均勻一致，在麥汁充氧過程重點(diǎn)控制每批麥汁的空氣填充量，根據(jù)工廠發(fā)酵過程實(shí)際表現(xiàn)，工廠麥汁的空氣填充量目標(biāo)值可進(jìn)行調(diào)整。每批麥汁空氣填充量波動(dòng)范圍在±0.0002 m3/hl。麥汁充氧過程的均勻穩(wěn)定控制直接關(guān)系到發(fā)酵

12、罐滿罐的溶解氧穩(wěn)定一致。我們抽取一批次經(jīng)典麥汁對其穩(wěn)定性進(jìn)行判定：,穩(wěn)定性符合要求！,四、工藝原則學(xué)習(xí),4.2麥汁充氧工藝控制為滿足麥汁充氧目標(biāo)值，麥汁充氧工藝控制重點(diǎn)包括：均勻控制充氧量和提高添充的氧氣穩(wěn)定溶解。,4.2.1均勻控制充氧量 麥汁的空氣填充量對應(yīng)的是兩個(gè)運(yùn)行參數(shù)：空氣流量m3/hr和麥汁流量hl/hr。工廠將工藝要求的空氣填充量轉(zhuǎn)換為運(yùn)行控制標(biāo)準(zhǔn)，作為過程控制的衡量和分析參數(shù)。麥汁的空氣填充量m3/hl

13、=空氣瞬時(shí)流量m3/hr÷麥汁瞬時(shí)流量hl/hr例： 工廠每批冷麥汁量為580 hl 每批麥汁冷卻時(shí)間50分鐘 麥汁瞬時(shí)流量=580×60÷50=696hl/hr 工廠麥汁的空氣添充量目標(biāo)值0.0084m3/hl則 每批麥汁控制的空氣瞬時(shí)流量=0.0084×696=5.84 m3/hr我公司經(jīng)典控制標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算：540*60/51*0.017=10.79m3/hr,

14、四、工藝原則學(xué)習(xí),工廠需配備麥汁流量計(jì)、空氣流量計(jì)、溫度和壓力補(bǔ)償、數(shù)字計(jì)算器和空氣調(diào)節(jié)閥。麥汁瞬時(shí)流量發(fā)生輕微變化時(shí)，通過PLC控制空氣調(diào)節(jié)閥，使麥汁的空氣添充量達(dá)到目標(biāo)值。提高空氣填充量精度的前提，是壓縮空氣的壓力和麥汁管道的壓力穩(wěn)定一致。若空氣壓力或麥汁管道壓力發(fā)生大幅波動(dòng)，麥汁的空氣添充量將引起波動(dòng)，同時(shí)還會(huì)對氧氣在麥汁中溶解的穩(wěn)定性造成影響。 麥汁充氧配備渦街流量計(jì)，流量計(jì)安裝位置應(yīng)在壓力表、無菌過濾器、閥門等儀表部件

15、的下游，將計(jì)量的損失減少到最小，安裝于充氧點(diǎn)的上方，距離為45厘米，可采用單向閥（壓力衰減≤0.01MPa）避免麥汁反壓回流量計(jì)。流量計(jì)兩側(cè)管道光滑，無堆積焊，避免導(dǎo)致計(jì)量誤差。如圖示：,四、工藝原則學(xué)習(xí),4.2.2提高添充的氧氣穩(wěn)定溶解,影響麥汁中氧氣穩(wěn)定溶解主要因素：,4.2.2.1充氧壓縮空氣氣泡大小提高添充麥汁中氧氣的溶解率，充氧空氣氣泡要小，保證氧氣充分與麥汁充分融合，通過目視鏡觀察，呈乳白色效果。充氧器設(shè)備采用文丘里形式

16、,使用128孔充氧器，充氧點(diǎn)的孔徑小于1mm，將壓縮空氣制作成細(xì)小氣泡，使氧氣在麥汁溶解更容易。充氧器后需配備靜態(tài)混流器，其作用是將氧氣和麥汁在靜態(tài)混流器形成湍流，提高麥汁中的氧氣穩(wěn)定溶解。麥汁充氧器垂直安裝。,四、工藝原則學(xué)習(xí),4.2.2.2麥汁管道壓力充氧點(diǎn)后的麥汁管道壓力是影響麥汁飽和溶解氧的最大因素，而麥汁飽和溶解氧影響氧分子的溶解穩(wěn)定。因此需要設(shè)定合適麥汁管道壓力，并保持穩(wěn)定。麥汁管道壓力應(yīng)控制大于0.1MPa，建議麥汁

17、管道壓力目標(biāo)值控制在0.2MPpa，麥汁管道壓力控制過高，會(huì)影響麥汁冷卻時(shí)間，因此，麥汁管道壓力最好不超過0.4MPa。麥汁管道壓力目標(biāo)值是選擇麥汁備壓閥的重要依據(jù)，麥汁管道壓力目標(biāo)值的設(shè)定應(yīng)考慮酵母添加時(shí)的壓力增加和麥汁輸送管路的壓力衰減。隨著進(jìn)入發(fā)酵罐的麥汁增加，麥汁管道的壓力會(huì)逐漸增加，通常發(fā)酵罐內(nèi)液位增加1米，麥汁管道的壓力會(huì)相應(yīng)增加0.01MPa。采用麥汁管道備壓閥可穩(wěn)定麥汁的壓力，保持進(jìn)入發(fā)酵罐每批麥汁的一致。麥汁管道備

18、壓閥選擇衛(wèi)生型，避免對CIP的影響 我公司麥汁管路設(shè)定壓力為0.27MPa，若麥汁壓力過高會(huì)導(dǎo)致麥汁冷卻時(shí)間延長（目前我們冷卻時(shí)間為55分鐘），壓力過低會(huì)導(dǎo)致每鍋麥汁壓力不一至不能保證每鍋麥汁溶解氧一至，故綜合考慮我們將麥汁壓力控制在0.27MPa,四、工藝原則學(xué)習(xí),四、工藝原則學(xué)習(xí),4.2.2.3充氧空氣壓力提高充氧空氣的壓力，也就是提高氧氣的分壓，有利于麥汁中氧分子的溶解。麥汁充氧的壓縮空氣壓力應(yīng)高于麥汁管道壓力

19、0.2 MPa，并保持穩(wěn)定。例如：麥汁管道的壓力為0.15 MPa，充氧的壓縮空氣壓力應(yīng)控制0.35Mpa。在充氧整個(gè)過程氣源壓力穩(wěn)定很重要。供給麥汁充氧的工藝用氣管路屬于高壓力用戶。應(yīng)與低壓力工藝用氣管路分開，同時(shí)避免因其它設(shè)備如酵母罐備壓、糖化排糟時(shí)用氣大時(shí)導(dǎo)致充氧供氣發(fā)生壓力波動(dòng)。對于已使用低壓力工藝用氣系統(tǒng)的工廠，可采用增壓空壓機(jī)方式，需配備緩沖罐，減少增壓空壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)造成的壓力波動(dòng)。新建工廠麥汁充氧和酵母擴(kuò)培系統(tǒng)應(yīng)采用獨(dú)立

20、空壓系統(tǒng)，使用無油潤滑壓縮機(jī)，配備緩沖罐，可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)管道CIP和蒸汽殺菌。麥汁充氧壓縮空氣需配備無菌過濾器，并配備在線蒸汽殺菌系統(tǒng)，使用的蒸汽無雜質(zhì)，無異味。蒸汽殺菌時(shí)嚴(yán)格控制過濾器前后壓差，避免壓差過高導(dǎo)致?lián)舸?4.2.2.4停留時(shí)間適當(dāng)延長充氧后麥汁進(jìn)罐時(shí)間，有利于麥汁的穩(wěn)定溶解。麥汁充氧后到麥汁管道備壓閥，應(yīng)保持10秒以上的穩(wěn)定時(shí)間。因此保證靜態(tài)混流器后到麥汁管道備壓閥有足夠的管道長度。例：麥汁冷卻流速70m3/hr，麥汁

21、輸送管道DN150，設(shè)定麥汁自靜態(tài)混流器后穩(wěn)定時(shí)間10秒，則從麥汁充氧點(diǎn)后到管道備壓閥的管道長度為V（麥汁流速）=70 m3/hr÷（0.152×3.14÷4）m2÷3600s/hr=1.1m/sL（穩(wěn)定管道長度）=1.1×10=11m如果麥汁管路長度不滿足，可采用U型管增加穩(wěn)定時(shí)間。公司長度應(yīng)為：L=70 m3/hr÷（0.102×3.14÷4）m

22、2÷3600s/hr*10=24.76m（實(shí)際管路長度為28m）我公司充氧點(diǎn)至麥汁恒壓閥距離設(shè)計(jì)長度為28米實(shí)際麥汁自靜態(tài)混流器后穩(wěn)定時(shí)間：10/24.76*28＝11.3秒,4.2.2.5麥汁冷卻溫度麥汁冷卻溫度低有利于氧氣的穩(wěn)定溶解，青島啤酒麥汁冷卻溫度目標(biāo)值確定范圍6.5-8.0℃，詳見工藝控制要求見T/0106-1-1-07《麥汁回旋沉淀與冷卻工藝原則》。,5、麥汁充氧系統(tǒng)CIP麥汁充氧器可隨麥汁管路CIP時(shí)進(jìn)行

23、清洗，清洗充氧頭的CIP應(yīng)配備過濾器，避免刷洗液含有雜質(zhì)而堵塞充氧頭。包括麥汁充氧系統(tǒng)在內(nèi)的壓縮空氣管路系統(tǒng)至少每半年進(jìn)行一次CIP，配備麥汁充氧空氣緩沖罐的工廠，同時(shí)對緩沖罐進(jìn)行CIP。,四、工藝原則學(xué)習(xí),2、成熟度控制工藝原則T/0006-09-206,4.1.3麥汁充氧 麥汁充氧不足，會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵不旺盛，雙乙酰、乙醛峰值雖不高，但后期酵母活力低，還原速度慢，酒液中雙乙酰、乙醛含量高。,3、發(fā)酵工藝原則T/0106-01-2-05

24、,3.2.2酵母生長除酵母活性外，主酵期間影響酵母生長的三個(gè)要素為麥汁a-氨基氮、麥汁充氧、冷凝固物排放。麥汁溶解氧對醇酯、成熟度有重要影響。麥汁溶解氧增加，酵母增值倍數(shù)增高，主酵降糖速度快，高級醇越高，酯類物質(zhì)生成含量降低，醇脂比升高。,四、工藝原則學(xué)習(xí),4、CIP工藝原則T0106-02-1-03,,工藝原則最低殺菌頻次為一周一次，停產(chǎn)2天使用前進(jìn)行殺菌。,工藝原則要求整個(gè)管線刷洗，堿洗一年一次，蒸汽殺菌一季度一次。,,四、工

25、藝原則學(xué)習(xí),3.10.1.3 CIP 工藝3.10.1.3.1蒸汽殺菌（建議每季度進(jìn)行一次）3.10.1.3.2堿液清洗（建議每年至少進(jìn)行一次）熱水沖洗→熱堿循環(huán)或浸泡30分鐘→熱水沖洗至pH與熱水一致→蒸汽殺菌優(yōu)先考慮堿液循環(huán)刷洗，如受設(shè)備限制，也可采取浸泡的方式，末端有堿液流出后開始計(jì)時(shí)。3.10.1.4 CIP步驟3.10.1.4.1蒸汽殺菌步驟：閥門及過濾器的拆洗安裝→用汽閥及排污閥的打開→蒸汽滅菌→壓縮空氣吹干→用

26、汽閥及排污閥的關(guān)閉→通風(fēng)使用3.10.1.4.2堿液清洗步驟：關(guān)閉氣源→用氣終端打開閥門卸壓→用氣點(diǎn)取出過濾器濾芯→開始CIP→用氣終端確認(rèn)沖洗干凈后排凈管路中的水→安裝過濾器濾芯→等待蒸汽殺菌3.10.1.5工藝要點(diǎn)（1）閥門及過濾器的拆洗：殺菌前根據(jù)管路實(shí)際配置對止回閥等閥門及過濾器進(jìn)行拆洗，清洗干凈后再安裝進(jìn)行蒸汽滅菌。（2）冷凝水的排放：排污閥需要徹底打開，排空后閥門開度以冷凝水剛能流出為宜。（3）殺菌結(jié)束后將過濾器濾

27、芯安裝好，進(jìn)行在線殺菌。在線殺菌時(shí)，過濾器上游蒸汽壓力控制在（0.12～0.15）MPa，下游蒸汽壓力維持在（0.10～0.13）MPa，殺菌時(shí)間30 分鐘。殺菌過程中保證濾芯前、后壓差不超過0.03 MPa，且蒸汽壓力平穩(wěn)。殺菌后必須吹干。濾芯也可在化驗(yàn)室進(jìn)行濕熱滅菌，濕熱滅菌溫度為121℃，20 分鐘。（4）殺菌結(jié)束后必須吹干工藝用氣管路，二氧化碳用氣終端純度達(dá)到工藝要求，工藝用氣要分別進(jìn)行口味品評。（5）殺菌用蒸汽需經(jīng)過過濾器