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10 第三节 麦芽汁过滤.3.doc

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本课件系统讲解麦芽汁过滤:先说明过滤的目的与过滤槽法原理,继而展开过滤槽的主要结构、工艺操作与影响因素,随后比较板框式压滤机与2001膜式压滤机的构造与操作流程,最后介绍麦糟输送方式与过滤设备的操作维护要求。

麦芽汁过滤目的页,说明麦糟分离、洗糟回收浸出物与减少洗糟水用量三项任务
过滤槽法原理图,说明以麦糟为过滤介质及筛分效应、滤层效应、深层过滤效应三个澄清阶段
过滤槽结构页,说明平底圆柱形槽体、8~12cm处筛板及耕糟机升降旋转升降、变频调速等结构要点
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第1页:麦芽汁过滤的目的

糖化工序结束后,应在最短时间内将糖化醪液中原料溶出的物质与不溶性的麦糟分离,以获得澄清的麦汁,此过程即为麦芽汁过滤。

麦芽汁过滤的目的

  1. 将麦汁与麦糟尽快分离,得到澄清的麦汁。
  2. 洗糟的目的,是将麦糟中残留的浸出物(即洗糟所得的浸出物)洗出并加以回收。
  3. 尽量减少洗糟水的用量,避免最终麦汁浓度太低而增加蒸发煮沸时蒸汽的消耗。

麦芽汁过滤方法:过滤槽法(以麦糟为过滤介质)、压滤机法(以涤纶布和滤纸板为过滤介质)、快速过滤槽法(近年来已成为主流,以过滤槽结构为基础,增设过滤管、优化管路,自动化程度高)。

第2页:过滤槽法原理与三阶段效应

过滤槽法原理:过滤槽法是以麦糟(麦皮)为过滤介质的。麦汁的过滤可分为三个效应阶段。

筛分效应
麦糟在过滤槽中被当作过滤介质,过滤刚开始时,麦汁中比过滤介质空隙大的固形物首先被截留,而麦汁中的细小固形物则被过滤介质编织物或麦糟空隙截留。
滤层效应(过滤层的效应)
过滤时不断阻留固形物,使过滤阻力逐渐增大,滤层逐渐压实,同时在滤层上形成了凹凸不平的过滤层;过滤过程进行的快慢,与过滤推动力成正比,与过滤阻力成反比。
深层过滤效应(深层效应)
麦汁过滤时,只有当固形物被过滤介质孔隙截留时,滤出的麦汁才能被澄清;这些固形物又起到了过滤介质的作用,即固形物也具有一定的过滤能力。由于过滤介质是由麦糟组成,麦糟层很厚,滤液通过时,深层过滤效果明显。

影响过滤的因素

  • 过滤压差(推动力)的影响:过滤速度与过滤压差成正比,压差愈大,过滤速度愈快。
  • 过滤面积的影响:过滤槽直径愈大,过滤面积愈大,滤速愈快;不同过滤设备的过滤面积不同,过滤速度也不同。
  • 过滤温度的影响:过滤温度高,麦汁粘度低,过滤速度快;一般控制过滤温度为60~75℃。
  • 过滤层的厚度:麦糟层厚度取决于料水比,过滤层愈厚滤速愈慢,一般控制在25~45cm。
  • 过滤孔的大小:筛板和滤布的过滤孔愈小,过滤速度愈慢,滤出的麦汁则愈清亮。
  • 麦汁的粘度:粘度愈小,过滤速度愈快。

第3页:过滤槽的主要结构与耕糟机

过滤槽的主要结构

  • 过滤槽是平底的、圆柱形的槽体,其豆有(或没有)浅锥形(或半圆形的)顶盖,槽体的直径与槽高之比约为2:1(或4﹕1)。
  • 在槽底上方8~12cm处装有筛板,筛板是过滤槽中最重要的部件,起支撑麦糟和过滤麦汁的作用。筛板应水平、坚固、耐腐蚀,能承受相当的重量。筛板是由不锈钢板制成的,其上铣有长形孔,长方形孔的尺寸为(20~25)mm×(0.6~0.8)mm(宽×高),开孔面积为6%~12%。
  • 过滤槽中设有耕糟机,用以疏松麦糟层和排糟。耕糟机升降旋转升降的速度为0.4~0.6r/min(可调),耕糟时旋转升降的速度为0.6~0.9r/min,耕刀的速度为2.5~3.0r/min。耕糟机升降的速度为0.2~0.3m/min。耕糟机多用变频调速。
  • 耕糟机安装在中心轴上,耕糟机臂上有耕刀(排糟刀)。耕糟时耕刀与筛板保持6~8cm的距离,排糟时降到2~3cm。设麦汁排出管,安装在槽底。

过滤槽的结构特点

  1. 过滤槽的麦汁是通过麦糟层过滤的,麦汁的过滤分为筛分效应、滤层效应和深层过滤效应。
  2. 过滤槽中耕糟机除了耕糟、排糟外,还用于松散麦糟层,降低过滤阻力,提高过滤速度,可变频调速并自动升降,通常的转速为0.4~0.6r/min,耕糟速度为0.6~0.9r/min,排糟时降至2~3cm。
  3. 麦汁的排出管设在槽底,并设有液位、压力、温度等检测装置。

第4页:过滤槽的工艺操作

过滤槽的工艺操作

  1. 泵醪:糖化醪液由泵送入过滤槽,泵醪时注意不要吸氧,以免影响麦汁的过滤性能;泵醪过程中要注意控制醪液的温度,泵醪时应尽量避免破坏滤层(醪液进入过滤槽后应保持平静)。
  2. 静置:泵醪结束后,让麦糟自然沉降形成过滤层。静置时间为15~30min。静置时麦糟下沉(形成过滤层),上部为澄清的麦汁。
  3. 打回流(回流、浊度控制):开始过滤的麦汁较混浊(俗称“浊流”),将混浊麦汁返回过滤槽重新过滤,此操作即为打回流。麦汁的浊度小于或等于25EBC时,即可停止打回流;回流时间约为10~15min。
  4. 过滤(头号麦汁过滤):麦汁清亮后,麦汁进入煮沸锅,此过程即为头号麦汁过滤。过滤时要保持麦汁流量的均衡,避免麦汁吸氧。
  5. 洗糟:头号麦汁过滤结束后,麦糟层中还有较多的浸出物,应用热水洗出。洗糟的操作:①洗糟水温为75~80℃;②洗糟水用量约为100~140L/100kg原料;③洗糟的次数一般为2~3次;④洗糟结束前,检测残糖浓度,一般控制在1.0~1.5⁰Bx(或更低);⑤洗糟的麦糟最后可作为饲料。
  6. 排糟:洗糟结束后,将麦糟排出过滤槽。排糟的方法有干排糟和湿排糟两种:干排糟是将麦糟直接排入麦糟贮罐(麦糟箱);湿排糟是用水将麦糟冲入麦糟罐(即水力排糟)。
  7. 清洗:排糟结束后,清洗过滤槽,准备下一次过滤。清洗时用热水(或CIP清洗),每班(或每次)过滤结束后要清洗筛板和槽底。

注意事项:①过滤时避免吸氧;②过滤时保持麦汁流量的均衡;③避免破坏滤层;④洗糟要彻底。

第5页:板框式压滤机与快速过滤槽

板框式压滤机

结构与原理
板框式压滤机是以涤纶布和滤纸板为过滤介质的,一般由40~60个滤框组成,每台压滤机有40~60片滤板(滤框),滤板规格为2.5㎡(或更大)。过滤时醪液用泵送入压滤机,麦汁通过滤布(滤纸板)流出,麦糟则留在滤框内形成滤饼。由于泵送压力(0.2~0.6MPa)的作用,麦汁的滤速较快。
主要技术指标
①头号麦汁的过滤速度为600~700L/(㎡·h);②洗糟麦汁的过滤速度为200~400L/(㎡·h);③过滤能力为3~5h/锅;④废麦糟的含水量为75%~80%;⑤麦汁过滤的收得率(头号麦汁浓度)为18%~22%(混合麦汁浓度为11%~13%)。
压滤机的特点
优点:①过滤速度快,过滤时间短(2~2.5h/锅);②占地面积小,自动化程度高;③麦汁收得率高;④可用于高辅料比(大米40%、小麦芽20%)的糖化醪液过滤;⑤过滤后的麦糟含水少(75%~80%),便于运输和贮存。缺点:①设备投资大;②滤布(滤纸板)消耗大;③麦汁的浊度较高;④操作技术要求高。

快速过滤槽(快速渗出槽)的特点:①快速过滤槽的槽体是平底的、圆柱形的,直径与槽高之比为2:1;②槽底上方8~12cm处装有筛板(开孔面积6%~12%);③设有耕糟机;④过滤面积为槽底面积;⑤滤速快,过滤时间短(2~2.5h/锅);⑥麦汁收得率高。

过滤槽与压滤机的比较

  • 过滤介质不同:过滤槽以麦糟为过滤介质,压滤机以涤纶布和滤纸板为过滤介质。
  • 过滤推动力不同:过滤槽为麦汁的静压力(液位差),压滤机为泵的压力(0.2~0.6MPa)。
  • 过滤速度不同:过滤槽滤速慢,压滤机滤速快。
  • 麦汁浊度不同:过滤槽滤出的麦汁清亮,压滤机滤出的麦汁浊度较高。
  • 设备投资不同:过滤槽投资小,压滤机投资大。
  • 麦糟含水量不同:过滤槽麦糟含水量高,压滤机麦糟含水量低(75%~80%)。

第6页:压滤机的操作过程

压滤机的操作过程

  1. 预热、顶水:压滤机使用前应预热(用75~80℃热水),预热的同时将压滤机内的空气(或水)用麦汁顶出(顶水)。
  2. 泵醪、头号麦汁过滤:糖化醪液由泵送入压滤机,泵压应逐步提高(0.1~0.2MPa),头号麦汁过滤结束后,头号麦汁进入煮沸锅。
  3. 洗糟:头号麦汁过滤结束后,用75~80℃热水洗糟,洗糟的操作与过滤槽相同。洗糟结束后,洗糟麦汁的浓度降至1.0~1.5⁰Bx。
  4. 通风、吹干:洗糟结束后,用压缩空气(或蒸汽)将滤饼中的麦汁吹出(吹干)。吹干的时间为10~15min,滤饼的含水量降至75%~80%。
  5. 排糟:吹干后,将压滤机打开,麦糟自动落下(排糟),排糟时用耕刀(或刮刀)将麦糟刮下。麦糟由螺旋输送机(或刮板输送机)送至麦糟贮罐。
  6. 清洗:排糟结束后,清洗压滤机(用CIP清洗),清洗时应用高压水(或热水)冲洗滤布(滤纸板)。

压滤机的特点

  • 压滤机的滤室是由滤板和滤框交替排列而成的,滤板和滤框之间用滤布(或滤纸板)隔开。
  • 压滤机的过滤推动力为泵的压力(0.2~0.6MPa),过滤速度快。
  • 压滤机是一种间歇式过滤设备,每锅的过滤时间为2~2.5h。

第7页:2001膜式压滤机的结构

2001膜式压滤机

结构
2001膜式压滤机是在板框式压滤机的基础上发展起来的,其结构与板框式压滤机基本相同,只是在滤板与滤框之间增加了一层弹性膜片(隔膜),膜片是由聚丙烯(或橡胶)制成的。过滤时麦汁通过滤布(滤纸板)流出,麦糟留在滤框内;过滤结束后,向膜片内通入压缩空气(或水),使膜片膨胀挤压滤饼,将滤饼中的麦汁挤出。
特点
①最大过滤压力为0.7MPa;②膜片挤压压力为0.7MPa(或1.0~1.6MPa);③过滤面积大,滤速快,过滤时间短(1.5~2h/锅);④麦糟的含水量低(50%~55%);⑤麦汁的收得率高(98%~99%);⑥可用于高辅料比的糖化醪液过滤;⑦自动化程度高,劳动强度低。
膜式压滤机的操作
①预热、顶水;②泵醪、头号麦汁过滤;③洗糟;④膜片挤压(挤压压力0.7MPa,挤压时间10~15min);⑤通风、吹干;⑥排糟;⑦清洗(CIP清洗)。
膜式压滤机的优点
①麦汁收得率高(98%~99%);②麦糟含水量低(50%~55%),便于运输和贮存;③过滤时间短(1.5~2h/锅);④自动化程度高,劳动强度低;⑤可用于高辅料比的糖化醪液过滤。
膜式压滤机的缺点
设备投资大;滤布(滤纸板)消耗大;操作技术要求高。

第8页:膜式压滤机的操作要求

膜式压滤机的操作要求

  1. 压滤机使用前应用75~80℃热水预热,预热的同时用麦汁将压滤机内的水顶出(水顶麦汁),或用热水将压滤机内的空气顶出(顶水)。
  2. 泵醪时,泵压应逐步提高,避免突然升压而破坏滤层(或滤布);泵醪的压力一般为0.1~0.2MPa。
  3. 头号麦汁过滤结束后,用75~80℃热水洗糟,洗糟结束后洗糟麦汁的浓度降至1.0~1.5⁰Bx。
  4. 膜片挤压时,向膜片内通入压缩空气(或水),使膜片膨胀挤压滤饼,挤压压力为0.7MPa,挤压时间为10~15min;挤压后滤饼的含水量降至50%~55%。
  5. 通风、吹干:用压缩空气(或蒸汽)将滤饼中的麦汁吹出,吹干时间为10~15min。
  6. 排糟:膜片卸压后,打开压滤机,麦糟自动落下,用耕刀(或刮刀)将麦糟刮下,麦糟由螺旋输送机(或刮板输送机)送至麦糟贮罐。
  7. 清洗:排糟结束后,用CIP系统清洗压滤机,清洗时用高压水(或热水)冲洗滤布(滤纸板);清洗结束后,压滤机处于备用状态。

膜式压滤机的特点

  • 膜式压滤机是一种间歇式过滤设备,每锅的过滤时间为1.5~2h。
  • 最大过滤压力为0.7MPa,膜片挤压压力为0.7MPa。
  • 麦汁的收得率为98%~99%,麦糟的含水量为50%~55%。
  • 自动化程度高,劳动强度低,可用于高辅料比的糖化醪液过滤。

第9页:麦糟的输送方式

麦糟(废麦糟)是糖化车间的主要副产品,其输送方式有干法输送和湿法输送两种。

干法输送
麦糟从过滤槽(或压滤机)排出后,由螺旋输送机(或刮板输送机、皮带输送机)直接送至麦糟贮罐(麦糟箱),再用汽车运走。其特点是设备简单、投资少,但输送过程中粉尘大、环境卫生差、劳动强度大,且麦糟易变质。
湿法输送
麦糟从过滤槽(或压滤机)排出后,用水将麦糟冲入麦糟罐(或麦糟池),再用泵(或压缩空气)通过管道输送至麦糟贮罐。其特点是输送过程中无粉尘、环境卫生好、劳动强度低,麦糟不易变质(可长时间贮存),但耗水量大、输送成本高。
水力输送的管道布置
①过滤槽排糟口下设麦糟罐(或麦糟池);②用高压水(或压缩空气)将麦糟通过管道输送至麦糟贮罐;③管道布置(管道敷设):架空敷设、地沟敷设、直埋敷设;④管道输送的类型(输送系统):单管输送、双管输送、多管输送、环形管输送。
湿法输送的注意事项
①管道应有一定的坡度(一般为1%~2%),避免麦糟沉积堵塞管道;②管道弯头处应采用大曲率半径的弯头,避免麦糟堵塞;③管道应设清洗口(或检查口),便于清洗和疏通;④输送前应先用高压水冲洗管道;⑤输送结束后应用高压水冲洗管道,避免麦糟在管道中沉积。

第10页:过滤设备的操作与维护

过滤设备的操作

  1. 过滤前的准备(检查):①检查过滤槽(或压滤机)的筛板(滤板)是否水平、坚固、无破损;②检查耕糟机(或刮刀)是否灵活,升降是否正常;③检查麦汁排出管(或滤液管)是否畅通,阀门是否灵活;④检查过滤槽(或压滤机)是否清洗干净(无残糟);⑤检查仪表(液位、压力、温度)是否正常。
  2. 过滤中的操作(控制):①控制泵醪速度,避免破坏滤层;②控制过滤温度(60~75℃),避免麦汁粘度过高;③控制过滤压差(0.2~0.6MPa),避免压差过大而破坏滤层;④控制过滤流量,保持麦汁流量的均衡;⑤避免麦汁吸氧(过滤时应密闭);⑥定期检测麦汁的浊度(应小于或等于25EBC)和浓度。
  3. 过滤后的操作(清洗):①排糟结束后,用热水(或CIP清洗)清洗过滤槽(或压滤机);②清洗筛板(滤板)和槽底(滤室);③清洗麦汁排出管(滤液管);④清洗结束后,过滤槽(或压滤机)处于备用状态。

过滤设备的维护

  • 过滤槽的维护:①定期检查筛板的水平度和坚固性,筛板应水平、坚固、无破损;②定期检查耕糟机的升降和旋转,耕糟机应灵活、无卡阻;③定期检查筛板的开孔(开孔面积为6%~12%),避免筛孔堵塞;④定期清洗过滤槽(或压滤机),避免麦糟在槽内沉积;⑤定期检查槽体(或滤板)的腐蚀情况。
  • 压滤机的维护:①定期检查滤板(滤框)的水平度和坚固性;②定期检查滤布(滤纸板)的完好情况,滤布(滤纸板)破损应及时更换;③定期检查膜片(聚丙烯膜片)的完好情况,膜片破损应及时更换;④定期检查液压系统(或压缩空气系统)的压力;⑤定期清洗压滤机,避免麦糟在滤室内沉积。
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