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连续灭菌系统设计技术方案
添加时间:2019-12-03
  换热器废热回收,喷射泵蒸汽压缩,高温水循环空消,超高温瞬间灭菌,是我公司新型连消装备的四大特色。具有节能、高效、无排放、操作简单的特点,解决了存料、烤干、结垢、堵塞的问题。
一、设计原理
1、高温短时间灭菌:根据等效灭菌原理,采用与121℃、30 min灭菌等效的140℃、35s灭菌工艺,既可保证灭菌彻底,又能大幅度减少培养基中营养物质的损失,使灭菌前后培养基颜色无明显变化,有利于微生物的生长与代谢。为更加保险起见,我们设计糖液灭菌温度135~137℃;其他料液灭菌温度139~141℃;维持时间40~60s。
2、余热回收利用:利用灭菌后的高温培养基预热冷培养基,利用冷培养基冷却高温培养基,余热回收率接近100%,由此可节省蒸汽90%,节省冷却水80%。
3、喷射泵蒸汽压缩:将蒸汽等温绝热压缩凝结成超高温饱和热水后与物料混合,可使蒸汽潜热全部释放,无任何蒸汽和乏汽溢出。同时降低了灭菌所需的蒸汽压力,消除了汽-料混合加热过程中的锤击噪声与震动。
余热回收和新型喷射泵两项技术的使用,与实罐灭菌相比较,总共可节约蒸汽90%左右,节约冷却水85%~100%。




三、我方提供的设备
(一)CSS-100型式连续灭菌器
1、技术参数:额定流量100 m3/h,额定换热负荷12590 kW,换热通道容积3.75 m3×2,维持通道容积1.31 m3,工作压力≤0.8 MPa,进出口管径DN 150。
2、材质及重量:内部过流部分321不锈钢,外壳304不锈钢,重量约14100 kg。
3、外形尺寸:约Φ2600×3800 mm。
(二)IP-100型高压喷射泵
1、技术参数:额定流量100 m3/h,最大加热负荷1790 kW,工作压力≤1.0 MPa。
2、材质及重量:304不锈钢,重量约115 kg。
3、外形尺寸:高约1280 mm,进出口管径DN 150。
4、以上各项设备,与物料接触面均抛光,无存料死角,并能在线清洗。除喷射泵外,外周均用陶瓷棉保温,304不锈钢板封装。
注:1、本系统针对一般含固形物或不含固形物料液设计,不同的料液由于粘度和所含固形物浓度的差异以及蒸汽压力的不稳,流量会有一些波动,在配备流量大于设计流量15%、两泵总扬程70~80米的情况下,实际灭菌生产能力为额定生产能力的75%~105%。
2、为了减少美拉德反应造成的营养物质破坏,最好是将液糖与培养基其他成分分开灭菌,故本系统按液糖灭菌和培养基灭菌两用设计,前者灭菌温度135~137℃,保温维持时间40~60 s,后者灭菌温度139~141℃,保温维持时间40~60 s。
3、冷料通过本系统换热单元预热利用的是热料余热,不消耗蒸汽,预热后温度低于灭菌温度10~20℃;热料冷却利用的是冷料低温,不消耗冷却水,冷却后温度高于配料温度15~25℃。灭菌温度越高,冷料预热温度也越高;配料温度越低,灭菌冷却后温度也越低。
4、本系统要求进入喷射泵前的蒸汽压力不低于0.35 MPa及不高于0.4 MPa,否则将重新调整设计。
5、本系统运行过程中要求蒸汽压力尽量稳定,往下波动不得大于0.02 MPa,否则会影响料液流速,延长灭菌时间,降低灭菌质量,严重时还会造成染菌。

(三)智能温度流量控制系统
1、流量控制范围:为额定流量的80%~100%。
2、灭菌温度控制范围:设定温度的上下1℃范围内。
3、当蒸汽压力过低导致灭菌温度过低时自动停泵,以防灭菌不合格的培养基通过。
4、可编程智能控制器:可以独立完成连续灭菌全过程自动控制,自动记录。
5、也可以与DCS系统连网。实现集中监控。
6、通过调节打料泵转速控制物料流量。
7、通过气动开关阀,完成连续灭菌系统全过程自动操作。
8、通过气动调节阀,完成灭菌温度PID自动控制。
9、通过温度、压力、流量等传感器完成连消过程参数自动检测。

四、技术指标

1、 在蒸汽压力0.35~0.40 MPa的前提下,糖液灭菌温度135~137℃,其他料液灭菌温度139~141℃,保温维持时间40~60 s。
2、 每100吨培养基灭菌的蒸汽消耗≤3.5 吨(不包括设备、管道和发酵罐空罐灭菌,本公司提供节能式空罐灭菌方案,每百吨发酵罐耗汽小于3吨)。
3、 与实罐灭菌比较,灭菌后培养基的色泽明显降低,与灭菌前无明显差异。
4、 在喷射泵前蒸汽压力>0.35 MPa、灭菌温度>135℃(糖液)或>138℃(其他料液)、发酵罐及其连接管道内无存料死角、公用系统无染菌隐患、操作零失误的前提下,灭菌后培养基48 h培养染菌率为零。

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