高活性干酵母生產(chǎn)的干燥設備和工藝介紹

【摘 要】采用流化床快速干燥工藝進(jìn)行高活性干酵母的生產(chǎn)，產(chǎn)品水分含量從67%干燥到5%，參數控制準確，活性保持良好。系統配套CIP和自動(dòng)化控制，減少人工干預，保證工藝穩定。

【關(guān)鍵詞】高活性干酵母;流化床;干燥工藝

采用流化床干燥技術(shù)及自動(dòng)控制系統，鮮酵母可以制得高活性干酵母，它比普通干酵母具有活性高，發(fā)酵速度快，并且由于產(chǎn)品水分低，利于長(cháng)期保存。流化床干燥技術(shù)是指自然空氣經(jīng)過(guò)凈化、除濕、風(fēng)機加壓后由床體風(fēng)室通過(guò)分風(fēng)網(wǎng)板均勻布風(fēng)后，與鮮酵母接觸，使其脫水干燥，得到含水為5%左右產(chǎn)品。含水約70%鮮酵母在進(jìn)入流化床前，已經(jīng)通過(guò)擠條造粒機制成直徑約0.5mm的顆粒。此過(guò)程中的空氣處理、干燥過(guò)程控制以及設備加工都是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)。

生產(chǎn)流程綜述

高活性干酵母干燥的工藝空氣流程為:

自然空氣——空氣初中效過(guò)濾——風(fēng)機加壓——高效過(guò)濾——流化床——

尾氣處理——排空

高活性干酵母干燥的物料流程為:

0.5mm直徑的鮮酵母——流化床——排料系統

圖1 高活性干酵母生產(chǎn)工藝流程

1—空氣除濕系 2—系統鼓風(fēng)機 3—加熱器 4—流化床 5—旋風(fēng)除塵器 6—引風(fēng)機

1、空氣處理系統

空氣處理系統核心技術(shù)采用轉輪除濕，其由空氣過(guò)濾器、表冷器、擋水板、除濕轉輪、后級表冷器及再生系統組成，它配備了自身PLC控制模塊，可以提供含濕量6g/(kg干空氣)至1.6g/(kg干空氣)的工藝空氣，根據干燥工藝的需要調整參數。除濕轉輪是除濕設備的關(guān)鍵部件，它是由高鋁纖維做成的蜂窩狀轉輪作為載體，以超級硅膠作為吸濕材料制作而成，蜂窩狀材料具有極大的比表面積使轉輪具有極高的吸濕效率和吸濕深度。

2、空氣加熱器及混合器

本系統的空氣加熱器采用全不銹鋼304材質(zhì)，密封墊也為耐溫食品級材質(zhì)。換熱器采用鋼管翅片形式，為整體成型，已經(jīng)在工業(yè)系統中成熟應用。

系統采用的空氣混合氣是保證冷風(fēng)與熱風(fēng)混合均勻的特殊結構，防止熱風(fēng)進(jìn)入流化床時(shí)局部溫度過(guò)熱或加熱不均，造成產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)。

3、流化床

流化床可以劃分為進(jìn)風(fēng)室、分風(fēng)板、流化段及吸氣殼體四部分。流化床已經(jīng)是工業(yè)系統中常見(jiàn)的干燥設備，但是應用于高活性干酵母需要進(jìn)行特別設計。從整體工藝講，除選擇不銹鋼材質(zhì)外，流化床還須進(jìn)行拋光處理和無(wú)死角設計，可以保證生產(chǎn)系統及產(chǎn)品的衛生等級。

圖2高活性干酵母流化床外形圖

流化床最核心的為床體面積選擇和分風(fēng)板的設計。目前的酵母行業(yè)，間歇生產(chǎn)工藝一般采用的圓形流化床，連續干燥工藝一般配用方形截面的流化床，這兩種形式的設備均可以達到工藝要求。而分風(fēng)板的設計，有的采用兩端開(kāi)倒角的直孔分風(fēng)板，如圖3:

圖3直孔分風(fēng)板簡(jiǎn)圖

但是這種分風(fēng)板需要采用激光開(kāi)孔，費用高昂并且制作困難;而另一種多層燒結板制造的分風(fēng)板可以完全替代上述結構，而且通過(guò)技術(shù)論證和工程實(shí)踐應用證明是成功的。這種多層燒結板結構，底層板主要作用是支撐和初步分風(fēng)，上部?jì)蓪泳W(wǎng)板達到最終的分風(fēng)，綜合開(kāi)孔率滿(mǎn)足酵母流化的需要，并且最上層網(wǎng)板空隙控制嚴格，保證酵母顆粒不會(huì )掉入風(fēng)室。這種工藝有效降低了制作成本和難度，利于設備的加工和改進(jìn)。

流化床的分風(fēng)板上部為流化段和吸氣殼體。在流化段設置了溫度測點(diǎn)，殼體上設置了壓力測點(diǎn)，進(jìn)行溫度和壓力的調整及控制。

流化床進(jìn)風(fēng)室還必須進(jìn)行保溫設計，所有保溫材料均密封良好，無(wú)任何泄露或污染。

4、尾氣處理系統

由于鮮酵母的粒度物料特性及其進(jìn)流化床前造粒的處理，再加上干燥系統的良好控制，酵母干燥系統的粉塵量得到了有效控制，所以尾氣采用旋風(fēng)除塵器就可以有效除塵。當然

有的系統還配套了二級除塵器，這需要考慮投資和運行成本上的合理性和必要性來(lái)進(jìn)行選擇。

5、系統關(guān)鍵工藝點(diǎn)處理和控制方案

酵母的干燥過(guò)程主要為升溫階段、恒速干燥階段和一部分降速干燥階段。在鮮酵母已經(jīng)進(jìn)行乳化處理并混合均勻的條件下，整個(gè)干燥工藝的關(guān)鍵點(diǎn)是空氣的處理、酵母的干燥溫度和干燥時(shí)間的控制。鮮酵母在流化床中干燥時(shí)，含水量從70%左右降至5%左右，這是個(gè)復雜的脫水過(guò)程。在溫度控制上，為保持酵母的高活性，干燥過(guò)程中酵母溫度最高不宜超過(guò)42?，最佳在37?~38?，干燥進(jìn)風(fēng)溫度是與酵母溫度同步的，最高可以到90?;在時(shí)間控制上，實(shí)驗和工程實(shí)踐均證明，整個(gè)干燥過(guò)程總時(shí)間控制在40到50分鐘為宜，而前30到35分鐘，采用的是含濕量6g/(kg干空氣)的工藝空氣，干燥后期采用1.6g/(kg干空氣)工藝空氣，當然實(shí)際應用中，也有干燥后期仍然采用含濕量6g/(kg干空氣)的工藝空氣的做法，這在大規模生產(chǎn)上，綜合考慮也是可行的。

高活性干酵母生產(chǎn)系統的控制采用PLC自動(dòng)控制。通過(guò)讀取流化床流化段的酵母干燥溫度來(lái)控制加熱器的蒸汽閥門(mén)開(kāi)度和混風(fēng)溫度，保證整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程酵母溫度不超溫;又通過(guò)讀取流化床殼體的壓力參數來(lái)調節引風(fēng)機運行狀態(tài)，保證流化界面的微負壓工況。并根據酵母的生產(chǎn)曲線(xiàn)，通過(guò)信號控制工藝空氣的處理工況，以此來(lái)完成整個(gè)干燥程序，實(shí)現連續的工業(yè)化生產(chǎn)。

6、小結

高活性干酵母的干燥過(guò)程是一個(gè)對干燥技術(shù)要求相對較高的工藝過(guò)程，因為在保證干燥產(chǎn)品合格的前提下，還要保證加熱時(shí)間、脫水速率、酵母活性等。此干燥工藝的掌握和進(jìn)一步研究，對我們烘干其他具有相似性質(zhì)物料積累了較為詳實(shí)的工藝數據和工程經(jīng)驗，更有利于在進(jìn)行生物產(chǎn)品干燥時(shí)，從工藝設計、設備加工、系統控制等各個(gè)方面提升技術(shù)水平。

參考文獻

[1] 于景芝(《酵母的生產(chǎn)與應用手冊》[M](北京:中國輕工業(yè)出版社，2008(2 [2] 金國淼，等(《干燥設備》[M](北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002(8