酵母烘干設備的技術研究及應用

摘要：文章所述項目研發(fā)的是新型微生物酵母粉干燥系統(tǒng)，其主要應用領域為食品和發(fā)酵業(yè)以及其他相關的領域。項目的研究內容是為啤酒生產中產生的廢酵母泥設計一種回收利用的方法、工藝、設備，從而避免因廢酵母泥無法回收利用而作為工業(yè)廢水排放，導致的水體污染及資源浪費等問題。

關鍵詞：微生物酵母粉干燥系統(tǒng)；烘干設備；工作原理；生產工藝；食品業(yè)；發(fā)酵業(yè) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TS201 文章編號：1009-2374（2016）33-0029-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.015

1 概述

啤酒發(fā)酵過程中，會有大量廢酵母泥產生，以前啤酒廠把生產過程中產生的大量的酵母廢液直接排放掉，活性極強的單細胞酵母在排放以后對環(huán)境造成了極大的污染。微生物酵母泥是一種泥漿狀混合物，營養(yǎng)豐富，可以以此作為原料制作各類飼料或生物肥料所必須的添加劑，因此其具有很高的經(jīng)濟價值。但由于微生物酵母泥含水率太高（一般大于90%），且要求回收后的微生物酵母粉的生物活性不低于98%，干燥過程中，酵母泥的物料溫度不得超過80℃、干燥時間不得超過1分鐘等諸多苛刻技術，普通工藝及設備很難保證。

2 酵母烘干機工作原理

本項目系統(tǒng)的干燥原理是物料以薄膜狀態(tài)覆蓋在回轉烘缸的表面，在回轉烘缸內部通入蒸汽，加熱烘缸工作面，一般加熱至90℃左右，使熱量傳導至料膜，并按“索萊效應”，引起料膜內濕分向外轉移，當料膜外表面的蒸汽壓力超過環(huán)境空氣中蒸汽分壓時，則產生蒸汽和擴散作用，達到干燥目的。干燥系統(tǒng)中的圓柱狀烘缸是一種內加熱傳導型轉動干燥設備，其旋轉的烘缸（滾筒）是一外表面經(jīng)過加工、表面光潔度極高的金屬空心圓筒，在傳動裝置（大小齒輪傳動）的驅動下，烘缸繞軸向轉動。漿料在預熱槽內進行預熱，預熱到50℃左右，通過給料控制系統(tǒng)輸入烘缸下部浸料槽內，烘缸浸入60～80mm，旋轉的烘缸外表面便沾涂上一層漿料（即薄膜厚度），物料隨烘缸一起轉動，當轉到限位裝置時，通過限料管使黏附的物料層厚度均勻，保證物料最終的干燥狀態(tài)均勻。烘缸內通入蒸汽壓力為0.25～0.3MPa，在轉動過程中，料漿在烘缸外壁被加熱，水分汽化后由引風機排出。烘缸轉動一周，物料完成烘干，結片物料在烘缸外壁由刮刀完成卸料，落到出料口收集。

3 酵母烘干機主要結構和性能

各主要部件性能：預熱原料倉分內外兩層，從烘缸內部被排出來的90℃～100℃的液化水通過夾層內部，加熱夾層外部的原料，被預熱后溫度到50℃左右的酵母液通過連接管進入浸料裝置進行烘干，這樣既利用了蒸汽液化水的余熱，節(jié)省了能源，又能大大提高烘干的效率。烘缸采用的材料為HT200，由缸體和兩端的缸蓋組成，在制造質量上要求不許有穿透和過大的砂眼，必須經(jīng)過耐壓測試且達到相關壓力要求，烘缸外表面需經(jīng)過磨光和內表面鏇光，使整個烘缸壁保持厚薄一致，以保證整個烘缸的安全、平衡和各處傳熱均勻。本機的限料裝置，限位采用無縫鋼管，兩端用軸承支撐，通過調節(jié)頂絲的松緊程度來調整好鋼管和烘缸壁的間隙即可達到限制料層厚度的效果，簡單實用。本機的刮削裝置采用重型刀架和分段式刀片組成，避免因局部磨損或缺損兒更換整個刀片，有利于調整及更換，刀片采用耐磨錳鋼材料，使用壽命長，并省去磨刀程序及系統(tǒng)。整個裝置采用全液壓控制，由手動油泵對刮削裝置的刮削壓緊力度進行調整，極其方便快捷，可根據(jù)生產現(xiàn)場實際情況隨時調整壓緊力度。本機浸料裝置采用傾斜結構，便于進料和清理內部余料，不至于因設備結構性問題積料，而導致儲存箱體內殘余物料的變質、腐爛。本機設計有軸流風機和不銹鋼材料排風罩，以加快圓柱形烘缸表面的氣流速度，快速干燥物料的同時，使用壽命長，不易腐蝕。因物料在被刮削裝置刮下時呈大片狀，不利于物料的輸送及粉碎進料，系統(tǒng)出料部分采用打散輸送裝置，使烘干后的物料在輸送過程中被切割成小塊，利于粉碎。

4 酵母烘干機的特點

（1）本機與物料接觸部件的烘缸采用高標號經(jīng)磨削加工的鑄鐵制造，具有防腐蝕、無污染、熱效率高、耗能少等特點；（2）本機采用蒸汽加熱，熱量由筒內壁傳到筒外壁，再穿過料膜，無烘干介質帶走的熱損失，因而熱利用率高、耗能少，一般能達到70%以上；（3）本機設計有預熱原料倉，利用了蒸汽液化水的余熱，節(jié)省了能源，又能將烘干的效率提高20%左右；（4）本機采用低溫、快速干燥工藝和設備，干燥時間不超過15s，以保證微生物酵母泥被干燥成為微生物酵母粉后，微生物酵母菌的生物活性大于98.8%；（5）本機可根據(jù)物料特性迅速調整物料的干燥溫度及干燥時間，以保證系統(tǒng)的干燥強度能達到50kg H2O/（h·m?）以上；（6）干燥后物料的含水率由90%降至9%以下，方便運輸和儲存；（7）本機具有結構緊湊、占地少、操作簡單、維修簡便等特點。

5 酵母烘干機的技術參數(shù)

酵母烘干機的技術參數(shù)如表1所示。

6 本項目研發(fā)過程中所獲榮譽

第一，本項目系統(tǒng)被河南省科學技術廳鑒定為河南省科學技術成果，成果編號為9412010Y1745。

第二，本項目成果被河南省科學技術廳列為河南省成果轉化計劃項目，項目編號為122201310001。

第三，本項目系統(tǒng)研發(fā)和改進中申請并獲得授權多達14項國家實用新型專利，如下：（1）啤酒酵母干燥機，專利號ZL 200920090842.5；（2）一種酵母烘干機落料收集裝置，ZL 201320247514.1；（3）酵母干燥機用預熱原料倉，ZL 201320798376.2；（4）一種冷凝水控制旁通酵母干燥機，ZL 201320798385.1；（5）酵母烘干機用排氣凈化裝置，ZL 201320798474.6；（6）酵母干燥機用濕式除塵器，ZL 201320798517.0；（7）一種帶有泠凝水控制系統(tǒng)的酵母干燥機，ZL 201320798573.4；（8）一種酵母干燥機冷凝水回水裝置，ZL 201320766976.0；（9）一種酵母干燥機冷凝水回水自動清理裝置，ZL 201320767102.7；（10）帶有布料裝置的酵母烘干機，ZL 201320767237.3；（11）酵母干燥機給料控制系統(tǒng)，ZL 201320767271.0；（12）適用于酵母干燥機的原料倉裝置，ZL 201520022671.8；（13）一種酵母干燥系統(tǒng)，ZL 201520660649.6；（14）一種適用于酵母干燥機的料液倉，ZL 201520686274.0。

7 部分工業(yè)應用實例

第一，濟南正青飼料有限公司是一家主營啤酒糟、酵母的公司，該公司于2015年2月采購了我公司一套JHD2030型酵母烘干系統(tǒng)，實際安裝地點為陜西寶雞，經(jīng)過調試，實際產能達到110～120kg/h，完全滿足了客戶的要求，給客戶創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。

第二，廣東東洋洛克公司于2013年9月采購了我公司兩套高配置全不銹鋼的JHD2030型酵母烘干系統(tǒng)，然后出口到柬埔寨，經(jīng)過調試，實際產能達到110～120kg/h，至今仍然正常生產，客戶非常滿意。

近幾年來，我公司的酵母烘干系統(tǒng)已經(jīng)搶占全國各地的市場，并且已出口到越南、馬達加斯加、菲律賓等國家和地區(qū)。具體的設備現(xiàn)場照片以及生產視頻已經(jīng)上傳到我公司網(wǎng)站，歡迎廣大讀者及客商垂詢。

參考文獻

[1] 潘永康，等.現(xiàn)代干燥技術[M].北京：化學工業(yè)出 版社，2006.

[2] 胡憶溈，等.化工設備與機器[M].北京：化學工業(yè) 出版社，2009.

作者簡介：羅剛銀（1982-），男，重慶人，供職于鄭州鼎力新能源技術有限公司，研究方向：各類高濕物料的烘干設備及生產工藝。

（責任編輯：蔣建華）