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高活性干酵母生产的干燥设备和工艺介绍

梁国林1 苗帅 杨志刚 张蕾

【摘 要】采用流化床快速干燥工艺进行高活性干酵母的生产，产品水分含量从67%干燥到5%，参数控制准确，活性保持良好。系统配套CIP和自动化控制，减少人工干预，保证工艺稳定。
【关键词】高活性干酵母；流化床；干燥工艺
Introduce of drying equipment and processes of high active dry yeast
LIANG Guolin1 ZHANG Lei YANGZhigang
Abstract：Use of fluidized bed drying process for production of high active dry yeast reduce the moisture content from 67% to 5%，parameters control accurately and activity keep well. The system is equipped with CIP and automation control to reduce human intervention and guarantee process stability.
Key Words： high active dry yeast；Fluidized bed；Dried technoloy

采用流化床干燥技术及自动控制系统，鲜酵母可以制得高活性干酵母，它比普通干酵母具有活性高，发酵速度快，并且由于产品水分低，利于长期保存。流化床干燥技术是指自然空气经过净化、除湿、风机加压后由床体风室通过分风网板均匀布风后，与鲜酵母接触，使其脱水干燥，得到含水为5%左右产品。含水约70%鲜酵母在进入流化床前，已经通过挤条造粒机制成直径约0.5mm的颗粒。此过程中的空气处理、干燥过程控制以及设备加工都是保证产品质量的关键点。

0、生产流程综述
高活性干酵母干燥的工艺空气流程为：
自然空气——空气初中效过滤——风机加压——高效过滤——流化床——尾气处理——排空
高活性干酵母干燥的物料流程为：
0.5mm直径的鲜酵母——流化床——排料系统
生产过程的工艺流程图如图1：

图1 高活性干酵母生产工艺流程
1—空气除湿系 2—系统鼓风机
3—加热器 4—流化床 5—旋风除尘器 6—引风机
1、空气处理系统
空气处理系统核心技术采用转轮除湿，其由空气过滤器、表冷器、挡水板、除湿转轮、后级表冷器及再生系统组成，它配备了自身PLC控制模块，可以提供

含湿量6g/（kg干空气）至1.6g/（kg干空气）的工艺空气，根据干燥工艺的需要调整参数。除湿转轮是除湿设备的关键部件，它是由高铝纤维做成的蜂窝状转轮作为载体，以超级硅胶作为吸湿材料制作而成，蜂窝状材料具有极大的比表面积使转轮具有极高的吸湿效率和吸湿深度。
2、空气加热器及混合器
本系统的空气加热器采用全不锈钢304材质，密封垫也为耐温食品级材质。换热器采用钢管翅片形式，为整体成型，已经在工业系统中成熟应用。
系统采用的空气混合气是保证冷风与热风混合均匀的特殊结构，防止热风进入流化床时局部温度过热或加热不均，造成产品质量波动。
3、流化床
流化床可以划分为进风室、分风板、流化段及吸气壳体四部分。流化床已经是工业系统中常见的干燥设备，但是应用于高活性干酵母需要进行特别设计。从整体工艺讲，除选择不锈钢材质外，流化床还须进行抛光处理和无死角设计，可以保证生产系统及产品的卫生等级。
高活性干酵母流化床外形图如图2：

图2高活性干酵母流化床外形图
流化床最核心的为床体面积选择和分风板的设计。目前的酵母行业，间歇生产工艺一般采用的圆形流化床，连续干燥工艺一般配用方形截面的流化床，这两种形式的设备均可以达到工艺要求。而分风板的设计，有的采用两端开倒角的直孔分风板，如图3：

图3直孔分风板简图
但是这种分风板需要采用激光开孔，费用高昂并且制作困难；而另一种多层烧结板制造的分风板可以完全替代上述结构，而且通过技术论证和工程实践应用证明是成功的。这种多层烧结板结构，底层板主要作用是支撑和初步分风，上部两层网板达到最终的分风，综合开孔率满足酵母流化的需要，并且最上层网板空隙控制严格，保证酵母颗粒不会掉入风室。这种工艺有效降低了制作成本和难度，利于设备的加工和改进。
流化床的分风板上部为流化段和吸气壳体。在流化段设置了温度测点，壳体上设置了压力测点，进行温度和压力的调整及控制。
流化床进风室还必须进行保温设计，所有保温材料均密封良好，无任何泄露或污染。
4、尾气处理系统
由于鲜酵母的粒度物料特性及其进流化床前造粒的处理，再加上干燥系统的良好控制，酵母干燥系统的粉尘量得到了有效控制，所以尾气采用旋风除尘器就可以有效除尘。当然有的系统还配套了二级除尘器，这需要考虑投资和运行成本上的合理性和必要性来进行选择。
5、系统关键工艺点处理和控制方案
酵母的干燥过程主要为升温阶段、恒速干燥阶段和一部分降速干燥阶段。在鲜酵母已经进行乳化处理并混合均匀的条件下，整个干燥工艺的关键点是空气的处理、酵母的干燥温度和干燥时间的控制。鲜酵母在流化床中干燥时，含水量从70%左右降至5%左右，这是个复杂的脱水过程。在温度控制上，为保持酵母的高活性，干燥过程中酵母温度最高不宜超过42℃，最佳在37℃~38℃，干燥进风温度是与酵母温度同步的，最高可以到90℃；在时间控制上，实验和工程实践均证明，整个干燥过程总时间控制在40到50分钟为宜，而前30到35分钟，采用的是含湿量6g/（kg干空气）的工艺空气，干燥后期采用1.6g/（kg干空气）工艺空气，当然实际应用中，也有干燥后期仍然采用含湿量6g/（kg干空气）的工艺空气的做法，这在大规模生产上，综合考虑也是可行的。
高活性干酵母生产系统的控制采用PLC自动控制。通过读取流化床流化段的酵母干燥温度来控制加热器的蒸汽阀门开度和混风温度，保证整个生产过程酵母温度不超温；又通过读取流化床壳体的压力参数来调节引风机运行状态，保证流化界面的微负压工况。并根据酵母的生产曲线，通过信号控制工艺空气的处理工况，以此来完成整个干燥程序，实现连续的工业化生产。
6、小结
高活性干酵母的干燥过程是一个对干燥技术要求相对较高的工艺过程，因为在保证干燥产品合格的前提下，还要保证加热时间、脱水速率、酵母活性等。此干燥工艺的掌握和进一步研究，对我们烘干其他具有相似性质物料积累了较为详实的工艺数据和工程经验，更有利于在进行生物产品干燥时，从工艺设计、设备加工、系统控制等各个方面提升技术水平。

参考文献
[1] 于景芝．《酵母的生产与应用手册》[M]．北京：中国轻工业出版社，2008．2
[2] 金国淼，等．《干燥设备》[M]．北京：化学工业出版社，2002．8