第二篇第一章第二节液体培养基制备及灭菌

作用：连续地把糊化醪与水稀释，并与 液体曲、麸曲、曲乳及糖化酶混合， 在一定温度下维持一定时间，保持流 动状态，以利于酶的作用。
构造：圆筒形、底部球形或罐形，常压操
作，密闭，内设蛇形冷凝管（当降温 不够时用）
液面控制装置、
灭菌蒸汽进口、 连续出料口、
搅拌器１～２组。
糖化罐的体积取决于醪液流量和在罐中的停留时间以及

常用糊化锅、糖化锅、煮沸锅技术参数
四、谷氨酸生产中淀粉的水解
1.蒸汽喷射液化工艺

调浆(配料) 泵 喷射泵 一次喷射液化 液化保温 二次喷射液化 高温维持 灭酶 闪蒸器冷却 二次液化罐 薄板换热器 糖化罐 板框过滤 贮糖计量 发酵 工艺控制要点：
淀粉乳浓度30%左右 pH6.0~6.5 一次喷射温度95~97˚C， 层流罐保温30min， 二次喷射温度145˚C以上， 真空闪急冷却95~97˚C， 维持罐3-5min, 二次液化罐加淀粉酶30min, 薄板换热器60 ˚C,


②真空冷却器的直径和高度：取器内二次蒸汽的上升速 度不超过1m/s，则真空冷却器的直径D:
D 4 4005 1.2(m) 3600 1


一般真空冷取器的径高比为1︰1.5~2，现取D︰H=1︰1.5, 则真空冷却器的圆柱部分高H: H =1.5D=1.5×1.2=1.8（m） ③醪液下降管（排醪管）的直径：设糊化醪液密度 =1090kg/m3,取醪液在排醪管内下降速度为1m/s,则醪液下 降管管径D:


–糖化pH4.2-4.5（硫酸、盐酸） –温度60℃左右 –糖化酶用量150U/g淀粉 –糖化时间32小时，用无水酒精检 验无糊精存在时， 糖化结束，然后将pH调整至4.85.0，维持20分钟灭酶
维 持 罐
2.制糖工序设备




调浆罐 蒸汽喷射器 层流罐 闪蒸器 维持罐 薄板冷却器 糖化罐 板框压滤机
４.加热器（作用同蒸煮罐） 结构：由三层直径不同的套管组成。内层和中层 管壁上都钻有许多小孔，各层套管用法兰连接。 工作原理：粉浆流径中层管，高压加热蒸汽从内 外两层进入，穿过小孔向粉浆液流中 喷射。 特点： 气液接触均匀，加热比较全面。 在很短时间内可使粉浆达到规定的蒸煮温度。
粉浆在“有效加热段”停留时间１５～２５s。
4 11354.8 0.0607(m) 3600 1090 1 可选用φ68mm×4mm的无缝钢管。 D



④醪液下降管的长度：一般选10m. 设醪液下降管的长度为L,则：
10.33 572 L 7.77(m) 760

选用L=8m.(生产实际中一般选L=10m）
（四）糖化设备 １. 连续糖化罐
匀分布。
静置10~30 min，使沉降形成滤层。 浑浊麦汁回至槽内，直至澄清（10~15 min） 正常过滤（45~90 min） 待麦糟露出，开动耕糟机，疏松麦糟层。 喷水洗糟。 打开麦糟排出阀，排空糟。
4.煮沸锅 蒸发多余水分
作用： 煮啤酒花
凝固蛋白质 灭菌
结构：与糊化锅相同，但需容
纳包括滤清汁在内的全部麦汁，体 积较大。
（一）淀粉质原料蒸煮糖化目的
1、糊化：由于淀粉质原料中含有的淀粉是存在于原料的细胞之
中，受到细胞壁的保护，难以溶解。蒸煮的目的是使植物组织 细胞膜破裂，淀粉受热、吸水膨胀，破坏晶状结构（未糊化前 对酶作用的抵抗力较强难以糖化），成为凝胶状态，此过程称 为糊化。 2、液化：通过添加液化酶，使长链淀粉转化为糊精、低聚糖。 糊化和液化常同时进行 3、糖化：通过添加糖化酶再将糊精、低聚糖转化为可发酵性糖。
第二章
液体培养基制备及灭菌
第一节 培养基制备(p178) 第二节 液体培养基灭菌
第一节
培养基制备P178
液体深层发酵培养基中，碳源的提供常用淀粉质原料：谷 类、薯类、淀粉等，另外还有糖蜜及各种农产品残余物如： 玉米秸、麦秸、稻草等。 通过蒸煮糖化将淀粉制原料转化为可发酵性糖是培养基 制备中的重要过程。
糖蜜稀释
培养基制备设备
淀粉制原料水解
连续糖化 ：酒精 柠檬酸等 谷氨酸 间歇糖化： 啤酒
纤维素半纤维素水解

一、糖蜜原料的稀释与澄清
糖蜜是制糖厂的一种副产品，里面含有大量 的可发酵性糖，这些糖分在目前制糖工业技 术或经济核算上已不宜用结晶方法加以回收。
糖蜜浓度一般在80° Bx ，酵母不能直接利用， 需进行稀释、酸化、灭菌和增加营养盐等处 理过程。 35 Bx——1151（kg/m3) 80Bx——1412 （kg/m3)

耕糟机：由双速电机、减速器、油压升降轴、耕糟臂、耕糟刀等组成。 耕糟转速0.4~0.5 ，排糟转速3~4 r/min。

耕糟臂有2、3、4臂（根据投料量），耕糟臂上每隔20~30cm装有垂直于 筛板的耕糟刀或波形切割刀。大型槽还有排糟臂，装挂可旋转角度的出 糟刀。

操作：泵送糖化醪后，开动耕糟机转3~5r，使糖化醪在槽内均





真空冷却器的计算 例：已知从汽液分离器排出的糊化醪量为12000kg/h ,其比热容为 3.6kJ/（Kg· K），温度为100℃，要求冷却至65 ℃，计算冷却器的基 本尺寸。 解：①真空冷却器内产生的二次蒸汽量： 糊化醪12000kg/h 从100 ℃冷却至65 ℃ 时放出的热量为： Q=12000×3.6（100-65）=1512000（ kJ/h ） 查水蒸气表知二次蒸汽在 65 ℃ 时的汽化潜热r=2343.4kJ/Kg 真空冷却器内产生的二次蒸汽量为：
２.冷凝器 冷水由上侧进入，从真空冷却 器吸进来的二次蒸汽与水接触而被 冷凝，从冷凝器下部作为原料混合 用水被排出。 不冷凝性气体（氮气等）被喷 射器抽走。 真空度保持在７０～８０KPa (530~600 mmHg)
二次蒸汽 不凝气
３.喷射器 （形成真空） （１）喷射器
构造：
工作原理：利用有压介质通过喷嘴以高 速射出，在喷嘴出口（混合室）造成射流 对另一介质有抽吸作用，将不凝气吸入。 在混合室中的介质与高速流动的工作介质 发生能量交换，通过混合段到达收缩段时 流速增加，造成真空。 当真空系统采用水力喷射泵时，可省去冷 凝器，将真空冷凝器与水力泵直接连接。
m

1512000 645.2(kg / h) 2343.4
与65 ℃ 相对应的真空度为76.3kPa(572mmHg),在此温度下蒸汽的密 度为0.1611kg/m3,则二次蒸汽的体积流量为：
645.2 qv 4005(m3 / h) 0.1611

经真空冷却后，从冷却器排出醪液量为12000-645.2=11354.8（ kg/h)
在此区域内的流速以不超过０.１m/s为宜。
（三）真空冷却装置 蒸煮过的高温糊化醪，１００ ℃ 左右 将要进行糖化的温度６０ ℃左右 需快速降温 1.真空冷却器：冷却物料（糊化醪） 2.冷 凝 器： 将二次蒸汽冷凝 3.蒸气喷射器（或真空泵）： 产生真空， 将不凝气抽出。
Байду номын сангаас真空冷却装置
１.真空冷却器 圆筒锥底，料液以切线进入，由 于器内为真空（喷射器产生的） 醪液产生自蒸发，产生大量的二次蒸 汽，醪液在器内被离心力甩向周边沿 壁往下流，以锥底排醪液口排出。温 度降至６０～６５℃，至糖化锅。 二次蒸汽从器顶进入冷凝器（真 空吸过去）。 安装高于糖化锅10 M。
2.真空糖化装置
不凝气
优点：即是蒸发冷却器，又是糖化器， 简化了设备
三、啤酒生产中麦芽汁的制备（间歇） （一）麦汁制备过程 ： 糊 化设备
糖化 设备
过滤设备 煮沸设备 换热设备 啤酒厂糖化设备的组合方式： 糊化锅 糖化锅 四器组合：每一锅完成一项任务，四器为 过滤槽 （或压滤机） 麦汁煮沸锅 六器组合：过滤槽、煮沸锅各2只。（另加麦汁暂存槽1只）
装液量
V ' V (m3 ) 60
V′—糖化醪流量（包括曲量）m3/h τ－醪液停留时间，min η－装填系数，取0.75~0.85 连续糖化罐的尺寸与直径D有如下比例关系： 圆柱部分高H 球形底（或罐底）高h 球形底曲率半径r H=(0.5~1.0)D h=(0.11~0.25)D
D 2 4h 2 r 8h

糖蜜连续稀释器： １. 水平式糖蜜稀释器：我国常用（马尔钦柯式连续稀释器） 构造：圆柱型水平管，出口端向下倾斜安装；中部有两根横杆。 若干隔板和筛板，形成若干空段，孔径保证糖液处在湍流； 隔板上的孔上下交错地配置，使交错流动无须搅拌； 若干空段根据工艺需要加入水及其它物质。 （5-20m3）
间歇式 稀释器 连续式
搅拌器
3.糖化醪过滤槽 作用：糖化一结束，需快速将麦汁和麦 糟分离。以获得澄清麦汁。 麦糟：残留皮壳、高分子蛋白质、 纤维素、脂肪等。 构造：常压过滤 （ 另有低真空快速过滤） 上半部与糊化锅等基本相同。D3.4m 水平筛板 下半部分三层 麦汁收集底 保温夹底 洗涤：喷水管（大型）承接杯（小型）
耕糟装置：耕糟臂、耕糟刀；排糟臂
３.后熟器

前三个后熟器都是由下进料由上出料。不 再进蒸汽加热，只是保温， 构造与蒸煮罐相同。由多个组成，为保证 保温时间。 最后一个后熟器由侧上部进料由下出料

最后一个后熟器：又称气液分离器。不加 热 ，目的分离出二次蒸汽降温，从上部出 供粉浆罐预热。


构造如图：二次蒸汽出口上部另一侧。
液位较低，５０％左右，便于分离二次蒸 汽。
（二）液化、糖化（蒸煮）设备 １.连续蒸煮糖化流程： （罐式、柱式） 粉浆罐
130℃
二次蒸汽
5０～6０℃ 后熟器
粉浆泵
蒸煮罐
蒸汽加热
最后一个后熟器（１２０℃ ）
真空冷却器（６０℃ ）