隧道步移式杀菌机的结构功能技改

林培雄 邹德志

前言

啤酒是由麦芽汁通过添加酵母经发酵作用而酿造成的低酒精度酒。啤酒易因微生物的破坏作用而直接影响啤酒的质量和不耐长期保存。为了啤酒产品的生物稳定和有利于长期保存，需对啤酒进行杀菌处理。啤酒的杀菌方式分为装瓶前杀菌和装瓶后杀菌。

企业广泛使用喷淋热杀菌形式实现啤酒装瓶后的杀菌。常用喷淋杀菌机为隧道式杀菌机，其由若干个箱体组成，机内设有多个不同温度的喷淋水温区，瓶装啤酒连续进入机内，经过加热、保温、冷却三个阶段达到预定的杀菌效果后连续排出。本文主要讨论啤酒装瓶后以喷淋式热杀菌的隧道式杀菌机改造。

一、隧道式杀菌机

常用隧道式杀菌机分为两种：步移式杀菌机和网链式杀菌机。此两种杀菌机主要表现在运送瓶酒形式不同、传动方式不同。

1、步移式杀菌机

由固定栅床和活动栅床组成输送装置，由液压传动使活动栅床循环完成栅床上升、前进、下降、后退等四个动作。

2、网链式杀菌机

电动机通过变速机构传动定比减速箱，由减速箱主动轴带动网链输送带运送瓶酒，将瓶子从进口端连续输送至出口端，经过各个箱体进行加热—保温—冷却完成整个杀菌过程。整体结构简单。

3、优缺点对比

两种载瓶形式和传动方式不同，各有优劣势。

步移式杀菌机 网链式杀菌机优点1、步移相对运动行程短，热能损失少。2、 细小碎玻璃可通过栅床的相对运动从间隙掉落，不影响瓶酒运出。3 、检修时，只需更换磨损、变形的栅条，无需拆检、更换整个栅床，栅床价格便宜，备件成本较低。1、设备机械结构简单，采用减速机传动带动网链运瓶，不受现场环境影响，故障率低，维修难度小。2、传动比稳定，网链载瓶运送平稳，倒瓶率低。3、可适应不同瓶型的啤酒杀菌，通过变频控制调整减速机传动速度，满足多种瓶型规格的啤酒进行杀菌。4、行进平稳，PU 稳定，杀菌质量稳定。

缺点1、栅床由液压传动进行步移前进，液压不稳定导致步移不同步，易出现倒瓶问题。2、液压传动无法保证稳定的传动比，容易出现运瓶不稳定不正确的情况，导致PU 不稳定，影响杀菌质量。3、杀菌机温度高，液压系统密封件容易老化磨损，导致油泄露产生油污。4、较大的碎玻璃在栅床相对运动中容易卡在活动栅床和固定栅床中间，容易导致栅床变形及倒瓶。5、液压传动及行走机构较为复杂，维修难度较高。6、受结构影响，使用一定年限后，机体纵梁、横梁必然存在不同程度的金属疲劳形成裂纹。1、长时间使用后，网链磨损拉长，产生跳齿，网链只能全部更换，成本较高。2、网链从杀菌机入口运动到出口，经过不同温区，热能有所损失。

二、结构功能改造

1、改造必要性

广州南沙珠江啤酒有限公司目前超期使用一台广东轻机厂液压步移传动杀菌机，为1998 年购置，是广东轻机厂首台。存在液压系统、执行机构、传动机构磨损腐蚀，纵梁、横梁不同程度金属疲劳造成开裂、下沉变形，前后动作不平衡等问题，设备故障率较高，日常维护工作量大，严重影响整线效率。杀菌机在运行过程中倒瓶率、爆瓶率较高，瓶子损耗较大，以及存在爆瓶伤人的安全隐患。同时该设备使用的喷淋管为方管开孔式喷淋结构，具有能耗高、喷淋不均匀、堵塞后难以处理等不足，严重影响了啤酒风味一致性及产品质量。

本人与团队成员深入研究，提出三种改造方案。一：在不改变机体机构的前提下进行全面修复，费用投入超250 万元；二：新置1 台杀菌机，费用约500 万元；三：对步移式杀菌机进行结构功能优化，改造为网链式杀菌机，费用投入约180 万元。通过比对设备结构和功能的优化效果、设备的改造费用与产出、具体实施的可行性和改造难度，最终确定采用方案三。

2、改造内容

1.利用原有箱体基础，将步移式传动机构改造为网链式传动，使设备运行更加平稳：

拆除原有的液压动力系统，在出口端加装减速机及主传动轴，采用变频无级调速。在入口端安装从动传动轴，在从动传动轴的两端各加装一套网链张紧装置。

拆除栅床内所有的活动梁、链条和导轨等不需要的零部件，将栅床内原先的固定梁做为链网传动机架。取消原有固定栅床、活动栅床，增加不锈钢网栅式网链。增加垫条导轨支架、限位装置等。

2.取消原有方管开孔式喷管，改用不锈钢漏喷板，采用悬吊式方法固定漏喷板。喷淋更加均匀，方便清理污物，减少堵塞。合理设计喷淋系统的喷淋密度和分布，保证上下层和两边的温度差达到最小化，无喷淋死角，使瓶酒进入杀菌区时冷核温度和杀菌区喷淋水温度差值在1.5℃以内，保证杀菌值符合工艺要求。

3.取消管壳式加热系统采用板式换热器集中换热节能型设计方式，并具有板式换热器反冲洗功能。增加PU 值自动控制和温度自动控制系统。具备自动补水降温装置和功能。

三、步移式杀菌机结构功能改造效果

1、温度控制

杀菌机的PU 控制采用温度控制模式。当运行温度控制模式时，固定各温区的温度；网链停止运行时，控制各温区的喷淋温度；网链重新启动前温度达到设定。充分考虑节水、节能设计，配置蒸汽和冷凝水加热系统；由室温加热至所需操作温度不超过30 分钟；同时保证正常生产情况下杀菌PU 的均匀性，即同一时间段杀菌机内同端产品的杀菌PU 值差≤2，出口酒温低于38℃。通过对温度的精准控制，使产品的杀菌PU 值更加稳定，充分提高杀菌机杀菌效果及工作效率，同时减少热能损耗。

?

2、指标完成情况

序号 主要技术指标完成情况 备注1 额定生产能力 ≥44000b/h瓶径Φ60-Φ80.5mm，瓶高160-295mm，箱体内净空高度≥400mm，可满足PU 仪通过2 总处理时间 ≦50min 3 杀菌时间 8.5～10min 4 层数 2 层 上下层独立变频电机驱动。每层有速度反馈装置，并监控运行时间5 温区总数 10 个6 吸热区 3 个7 杀菌区 4 个8 进瓶温度 7℃9 平衡状态下出瓶温度 35～38℃10 冷核最高温度 60-62℃11 高温、杀菌温度差 ±0.5℃12 总杀菌值 10 ～20 PU 杀菌PU 均匀，同一时间段PU 值差≤2 13 开机时最大热耗 4000kg/h （0.4～0.6MPa）14 平衡状态下热耗 2000kg/h （0.4～0.6MPa）15 开机时最大耗量 ≦4.8m3/h 压缩空气（0.4～0.6MPa）16 平衡状态下消耗量 ≦2.5m3N/h 压缩空气（0.4～0.6MPa）17 水耗（平衡状态下） ≦2 m3h

各项技术指标均能满足杀菌机设备要求，整体结构合理稳定。杀菌效果满足工艺要求，杀菌PU 值控制稳定，达成了提质增效、节能降耗的改造目标。

3、技改效果

运行平稳。大幅减少运行过程倒瓶、爆瓶的损耗和爆瓶伤人的安全隐患；

提高风味一致性。预杀菌及杀菌区补水降温速度不低于2℃/min，PU 值满足10～20 的要求；

节约投资成本。旧机通过技术改造焕发出新的活力，减少购买新机的资金投入；

提高生产线效率，减少维修成本。解决玻璃渣卡住活动栅床的问题，减少生产停机时间；整体结构简单，降低设备故障率的同时降低维护难度人员劳动强度。

降低生产成本。改造加热及喷淋系统，减少蒸汽损耗、水耗。