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发酵工艺中蒸汽管路设计:经验分享与问题解决

为了解决湿饱和蒸汽中水分多、温度低的问题,除了在锅炉的容量上进行改造之外,另一方面应当注意蒸汽管路的合理安装。主要应注意以下几点。

1.避免总管路过长支管路过繁杂

蒸汽的总管路不宜过长,其中包括从产汽锅炉的总管路到发酵厂房的总管路。绕行、环行、直管路连接是最好的工艺设计方案。

蒸汽管线人为的设计不合理,会使蒸汽在管路输送过程中热量损失而改变其蒸汽本身的性质。

有一些厂家因为锅炉的产汽量低,再加上蒸汽管路设计不尽合埋,很容易发生蒸汽温度降低,压力不稳定,蒸汽中冷凝水含量多的现象。

蒸汽支管路设计不能过繁杂,指的是,不能逢一个蒸汽阀门就连接一根蒸汽支管。

这种安装方式既不利于平时的维修和阀门更换,又造成每根蒸汽支管内都积存冷凝水,从而改变了蒸汽的性质。这种安装方式在一些发酵生产厂家较为普遍,其根本原因在于发酵工厂的设计理念掌握得不够全面。

正确的蒸汽支管路设计方法,应当是在考虑正常供汽的流量、压力与总管路连接方式的前提下,充分考虑灭菌过程可能存在的死角,平时正常的维修及停止总蒸汽操作的方便;

采用总管路系统控制为单元,单台设备或系统设备总阀控制为另一个单元,特殊设备系统为另外一个单元的设计思路。

从而避免蒸汽支管路设计、安装后过于繁杂和不合理的现象出现。

2.蒸汽总管路不能循环使用

蒸汽总管路上的发酵罐、种子罐所使用的蒸汽,绝不可以与连续消毒系统的用汽串联在一起循环使用。

发酵车间内的蒸汽管路采用循环的设计方案,会造成蒸汽压力的较大波动,甚至会造成蒸汽本身走短路的现象。

有一大部分发酵生产厂家就存在着这样的问题。当消毒发酵罐的时候,种子罐就不能用蒸汽消毒;当消毒补料罐的时候,发酵罐就用汽紧张。更有甚者,当连续消毒进行时,发酵车间内其他罐就不能用汽。

产生这些怪现象除了产汽锅炉产汽量的设计、选型不合理之外,更重要的还在于这个发酵工厂的工艺管线设计上有不合理的地方。

发酵车间蒸汽总管路应当采用并联的设计方式,或者采用蒸汽分配站的方式。

严格地把连续消毒系统使用的较高压,必须稳定地用汽管路单独设计、单独使用。

严格地把用汽量较大的补料、糖连消等管路单独设计、使用。

在设计蒸汽工艺管线时,充分考虑到各系统的用汽情况,如物料连续消毒系统、发酵大罐系统、种子罐系统、补料罐系统、补料计量罐系统、空气膜过滤系统,辅助岗位蒸汽系统等。

根据以上各个系统的实际用汽量、蒸汽压力,并考虑可能出现的问题,按照并联设计的方案,合理恰当地设计出发酵车问蒸汽的总管路和支管路的管径大小、管路的走向、阀门的连接以及必要的防止倒流的装备。

如果在发酵工厂设计、投产前就认真、全面地这样做,实际已经把发酵的染菌控制并消灭在正式生产之前了。

3.蒸汽管路不能连接非消毒设施

作为发酵专业的工艺人员和操作者,首先应当清楚:发酵车间的蒸汽是专供发酵生产消毒灭菌使用的。

发酵车间必须以高质量的蒸汽,确保各种物料及装备彻底灭菌。在这个前提下,发酵车间的蒸汽管路上绝对不能安装、连接一切与消毒灭菌无关的设施。

如生活所使用的采暖设备、生活所使用的蒸饭锅、职工洗澡堂的蒸汽、配料岗位的蒸汽、过滤岗位的蒸汽等等。

采暖和其他生活用汽量很大。冬季时,生活与生产争先用汽,造成发酵车问蒸汽压力下降和波动,为此冬季发酵的染菌率也随之升高。这样沉痛的教训在很多厂家应当记住并引以为戒。

在发酵工厂的设计中,应该避免生活用汽的设计方案,这一点是能够做到的。对于配料岗位的蒸汽连接、过滤岗位的蒸汽连接应当慎重考虑以下几点:

配料岗位上的蒸汽连接,多作用于配料过程的物料加热及输料泵管路上吹除剩余的料液。

配料过程的物料加热不会发生物料倒流到蒸汽管路的现象,但输料泵管路上的蒸汽连接,时常会因为泵的压力高而蒸汽阀门泄漏,造成物料倒流的现象。

为防止这种现象的发生,配料岗位应当单独设计蒸汽管路,而这条蒸汽管路又不能和发酵车间的蒸汽管路有任何连接,与此同时泵上的蒸汽连接一般应当安装单向阀。

过滤岗位的蒸汽连接,一般作用于输料泵符路上的剩余滤液的吹除和过滤各台设备的定期消毒灭菌。

对于过滤设备的定期消毒灭菌,不会产生物料倒流的现象。但输料泵上的蒸汽连接,会造成滤液倒流蒸汽管路的现象。

同样,为防止这类事故的发生,过滤岗位应当单独设计蒸汽管路,而这条管路决不能和发酵车间的蒸汽管路相连接。泵上的蒸汽连接必须安装单向阀。

在这里或在以下章节中强调的这些基本的设计理念,都应当是发酵工厂设计过程中,参与设计的工艺和设计人员必须具备的“发酵工厂染菌为零”的设计理念。

在学习并增强新理念的同时,必须抛弃陈旧、呆板的旧设计理念。我们从发酵工厂的初始设计和投产前的装备上就消除了一切染菌可能发生的死角,剩余的问题就只是操作和管理了。应当说这是发酵生产过程中技术进步的体现。

4.蒸汽管路外部要有良好的保温层

蒸汽在输送过程中必然要有热损失,并且还会产生冷凝水。为避免外界引起的热能损失,蒸汽总管路上必须要有保温层。

除了室外的蒸汽总管路一定要进行隔热保温之外,发酵车间室内的蒸汽总管路也应当进行隔热保温。

进行隔热保温的主要目的是避免蒸汽输送过程中的热损失,确保蒸汽的质量,以利于消毒灭菌;同时隔热保温为防止烫伤,防止出故的发生也起到重要的作用。

5.向蒸汽管路内加水的危害

某公司在1999年4月25日至5月12日长达18天的时间里,不间断连续16批发酵大罐发生大面积的连续染菌。

本次染菌的特点是:染菌面积大,连续不间断,染菌菌型同为耐热的杆菌,同时该杂菌生长速度慢。除蒸汽系统外,采取任何措施制止染菌均无效果。

本次染菌的具体原因是蒸汽管路内加水造成的。

某公司发酵车间在夏季到来之前,为确保发酵罐的工艺控制正常,一般在4月初就要开启蒸汽溴化锂制冷机组,用于发酵罐的冷却。

但是,蒸汽溴化锂机组不能使用过热蒸汽,必须使用饱和蒸汽才能达到冷却的日的。于是在蒸汽总系统考虑很不完善的情况下,安装了向蒸汽总管路加水的高压水泵及水雾喷嘴,以达到蒸汽降温使用的日的。

1999年4月17日溴化锂机组开启,蒸汽总管在未加改造的情况下,加水泵同时向蒸汽管路内加水。

4月22日19:55分至22:19分电厂发生故障,造成一台75m³蒸汽锅炉停运,为此造成蒸汽总压力下降至0.18MPa;而此时蒸汽总管路上的加水泵继续以0.6MPa的压力向蒸汽管路内加水。4月25日10:00 开始,所有发酵大罐同时染菌。

1999年5月10日当确认染菌菌型较单一,杂菌是耐热菌型,而由加水池取出的水样为同一菌型时,果断停止蒸汽加水,5月12日起染闲全部制止。

如此惨重的染菌教训告诉我们,蒸汽系统内采取加水降温的措施是不可取的。发酵车间外围,尤其是动力供应的不安全、不稳定是干扰发酵染菌的重要因素,各级管理部门都要高度重视并给予认真解决。

当发生染菌之后,除分析、寻找染菌原因之外,必须加强监测手段。如菌型的耐热试验,杂菌不同来源的取样排查,以及相应措施的及时落实等,都是非常重要的。

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