生物发酵基础料连续灭菌新工艺 【技术领域】
本发明涉及一种生物发酵技术， 尤其涉及一种生物发酵基础料连续灭菌新工艺。背景技术 在生物发酵工业中， 生物发酵过程中的发酵是纯种发酵， 所使用的培养基必须是 无菌的， 要做到无菌则必须认真做好培养基的灭菌工作， 以防止发酵过程被染菌。
现有技术中， 工业化生产中通常采用分批灭菌法， 分批灭菌是将配制好的培养基 输入 ( 发酵 ) 罐内， 直接利用蒸汽加热， 维持适当的温度和时间， 以达到灭菌目的。特点是 设备简单、 操作简便。
上述现有技术至少存在以下缺点 ：
耗时长、 设备利用率低、 热量不能回收、 人为因素影响大、 营养成分有一定的损失 破坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种耗时短、 设备利用率高、 热量能回收利用、 营养成分损失 破坏小的生物发酵基础料连续灭菌新工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的 ：
本发明的生物发酵基础料连续灭菌新工艺， 包括步骤 ：
A、 消前物料的预处理 ： 将物料的粘性、 颗粒、 杂质、 结块等进行物理处理， 使其符合 工艺要求 ；
B、 配料及初始定容 ： 将预处理后的物料按工艺配方要求， 使用热水配料， 配料完进 行初始定容， 控制配料温度并维持工艺要求的时间 ；
C、 预热 ： 在料液预热罐中， 将配好的物料进行预热， 使物料充分膨胀， 然后送至预 热换热器进行再次预热， 预热换热器的热源是来自灭菌好的高温物料， 同时为已经灭菌好 的高温物料初步降温 ；
D、 加热 ： 将经过预热的物料通过蒸汽加热到灭菌温度， 并维持至工艺要求的时 间；
E、 冷却 ： 将步骤 C 中初步降温的高温物料用冷水进行冷却 ；
由上述本发明提供的技术方案可以看出， 本发明所述的生物发酵基础料连续灭菌 新工艺， 由于首先进行消前物料的预处理， 之后进行配料及初始定容， 预加热， 再利用灭菌好 的高温物料将需加热物料进行再次预热， 同时使高温物料初步降温， 之后进行加热灭菌并维 持至工艺要求的时间， 之后与需加热物料进行换热， 最后用冷水进行冷却至工艺要求温度。 整 个系统使用可体现耗时短、 设备利用率高、 热量可以回收利用、 营养成分破坏损失小的优点。 附图说明
图 1 为本发明具体实施例的原理框图 ；图中 ： 1-7、 阀门， 11、 热水泵， 12、 物料加热器， 13、 维持管， 14、 预热换热器， 15、 输送 泵， 16、 料液预热罐， 17、 物料粒度控制装置， 18、 过热水罐， 19、 碱水罐， 20、 热水储罐， 21、 冷 却换热器。 具体实施方式
本发明的生物发酵基础料连续灭菌新工艺， 其较佳的具体实施方式包括步骤 ：
A、 消前物料的预处理 ： 将物料的粘性、 颗粒、 杂质、 结块等进行物理处理， 使其符合 工艺要求 ；
B、 配料及初始定容 ： 将预处理后的物料按工艺配方要求， 使用热水配料， 配料完进 行初始定容， 控制配料温度并维持工艺要求的时间 ；
C、 预热 ： 在料液预热罐中， 将配好的物料进行预热， 使物料充分膨胀， 然后送至预 热换热器进行再次预热， 预热换热器的热源是来自灭菌好的高温物料， 同时为已经灭菌好 的高温物料初步降温 ；
D、 加热 ： 将经过预热的物料通过蒸汽加热到灭菌温度， 并维持至工艺要求的时 间；
E、 冷却 ： 将步骤 C 中初步降温的高温物料用冷水进行冷却 ； 所述步骤 E 后还包括步骤 ： F、 消后物料分配 ： 根据现场情况设计好消后物料分配站， 保证消后物料的分配与无菌。 所述步骤 D、 E、 F 中， 如果灭菌的料液没有达到消毒的要求， 则将物料返回到所述 步骤 B， 进行第二次灭菌。
如图 1 所示， 是本发明的系统图， 主要组成部件及主要作用是 ：
热水储罐 20 ： 主要用于储存经冷却器换热后下来的热水 ；
物料粒度控制装置 17 ： 主要对由配料站送过来的料液中的颗粒进行过滤清除 ；
料液预热罐 16 ： 主要为料液预加热 ；
输送泵 15 ： 物料输送 ；
预热换热器 14 ： 利用已灭菌物料的热量对需要灭菌物料再加温 ；
物料加热器 12 ： 对需要灭菌的物料加热到指定温度 ；
维持管 13 ： 将灭菌物料在灭菌温度下保持一定的时间 ；
冷却换热器 21 ： 对已灭菌物料冷却 ；
热水泵 11 ： 往各用水点输送热水 ；
过热水罐 18 ： 系统自身灭菌时储存过热水用。
碱水罐 19 ： 系统自身清洗时储存碱水用。
下面通过具体实施对本申请的工艺流程进行详细说明， 包括步骤 ：
(1) 消前物料的预处理 ： 消前物料的预处理在传统的消毒工艺中是不太注重的一 个环节， 但连消过程由于灭菌时间短 ( 一般不超过 10 分钟 )， 粘性大的物料、 颗粒不均的物 料、 有可能带入杂质的物料、 有可能结块的物料…均可造成灭菌不彻底， 因此物料预处理在 连消工艺过程中实际是一个很重要的环节。
(2) 配料、 初始定容 ： 配料按工艺配方要求， 尽可能使用热水配料， 节省能源， 配料
完进行初始定容， 并维持适当的时间， 确保物料达到充分吸水并溶胀要求。
(3) 预热 ： 配好的物料在料液预热罐 16 中预热， 再通过预热换热器 14 进行再次预 热， 预热换热器 14 的热源是来自灭菌好的高温物料， 这样通过高温物料对低温物料加热， 既降低了经过灭菌的物料温度， 又提升了需要加热的待灭菌物料温度， 降低了能耗 ；
(4) 加热 ： 经过预热的物料被送到加热器 12， 物料在此加热到灭菌温度 ( 如 ： 130-135℃ ) 后送进维持设备， 加热设备采用特殊的喷射器， 通过控制进入的蒸汽、 物料的 流量、 喷嘴的开启大小控制灭菌温度。
(5) 温度维持 ： 维持温度与时间是灭菌是否彻底的关键 ； 时间短、 温度低使灭菌不 彻底 ； 但是还要注意， 过长的维持时间与过高的温度对物料也是不利的， 对糖、 油类尤为重 要， 一定要根据物料性质选择适宜的温度与时间。 根据物料的特性， 控制物料在维持管中的 流速， 从而达到适宜的维持时间。
(6) 冷却 ： 冷却是连消工艺中的一个基本环节， 灭菌好的物料经过冷却才能进入 发酵罐， 它也牵涉到冷却水的再利用问题， 要根据冷却水的再利用方式选择适宜的冷却水 源， 水质也是要考虑的条件之一。 必要时， 应根据冷却水的利用情况将冷却换热器分为多段 冷却， 冷却后的高温、 低温热水根据需要利用。
(7) 返回物料回收 ： 当系统开始时或蒸汽压力低时， 灭菌的料液没有达到灭菌的 效果， 这时系统将物料返回到物料预热罐中， 进行再次灭菌。
(8) 消后物料分配站 ： 根据现场情况设计好消后物料分配站， 保证灭菌后物料的 分配与无菌。
具体实施的系统运行前要求确认 ：
蒸汽压力 ： 要求蒸汽压力大于 0.45MPa 且小于 1.0MPa ； 工艺给水压力 ： ＞ 0.3MPa ； 各动设备运转下常 ； 对系统各部位进行气密性检查 ；
系统的技术特性是 ：
对系统内所有微生物全部灭活系统使用温度 ： 110-140℃， 流量 ： 1M3/h-120M3/h。
与现有技术相比， 本发明具有的优点是 ：
连消过程是独立进行的， 不占用发酵罐的发酵时间， 这样就大大提高了发酵罐的 利用率 ；
连消过程是将发酵基础料的各种成分在流动过程中进行加热灭菌的， 灭菌时间 短、 消毒彻底， 营养成分破坏少。
连消物料进入前增加了预处理工序， 保障了物料的一致性， 从而使物料在整个连 消过程中不至于发生堵塞现象。
连消过程充分考虑热能和水的多次循环利用， 大大节约了蒸汽和水。
以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。