啤酒生产性实训装置升级改进方案

张星

摘 要：啤酒生产作为化工工艺专业的生产性实训项目，在啤酒生产工艺中具有重要的地位和作用。根据教学过程中对设备的不断研究和深入理解，本着能量综合利用和贴近生产实际的原则，本文分析了装置目前的使用状况及装置本身情况，针对装置在生产实训过程中存在的问题提出若干改进方案以及具体实施方法，包括生产实训场所设计及配套设施方面、装置结构布局方面以及产品技术改进方面，并阐述了预期能够达到的效果。

关键词：生产性实训 啤酒生产装置 升级改进

一、啤酒生产性实训装置介绍

1.生产性实训的重要性

近年来，随着国家对高技能人才需求量的逐年增加，职业教育在国民教育中的地位越来越重要;随着国家政策的支持和劳动力就業市场的需求量逐年增加，职业教育越来越受到人们的重视。在高等教育连年扩招以及适龄入学学生数量逐步减少的不利局势下，职业院校的在校生数量能够保持稳中有增，与国家对职业教育的重视有很大关系，但是生源问题依然是困扰职业院校扩大规模、转型升级的头等大事。如何吸引学生、如何留住学生是当前职业院校应当思考和重视的关键问题。

在这样的形势下，笔者学校制定了若干项行之有效的措施，其中大力实施教学改革，积极推进“工学一体”，倡导“做中学”是提高教育教学质量、保证毕业生整体水平的有力手段。

通过生产性实训，能够将理论知识较好地融合到实际操作中，同时能够调动起学生的兴趣与积极性。在生产实训过程中能够强化学生对安全、健康、环保的责任与意识，对学院教学改革和专业发展具有重要的意义。

2.啤酒生产装置的实际用途和意义

啤酒生产工艺与严格意义上的化工工艺专业有一定的区别，但是在生产过程中使用了化工常用的单元操作，如流体输送、换热、过滤、冷冻、蒸发等。通过啤酒的生产，能够进一步强化学生相应单元操作的动手能力，进而加深对理论知识的理解，真正做到“做中学”。在啤酒生产过程中还涉及了与化工过程类似的仪表控制系统，其中对温度、压力、流量等基本工艺参数的调节与控制与化工生产过程有较多的相似之处，严格控制工艺指标、产品质量把关的要求也与化工企业一致。

在实际实训过程中注重生产运行操作、设备日常维护，相对弱化啤酒发酵方面的理论知识，更加贴近于化工工艺专业对学生的要求。同时，在生产中强化对学生安全操作、规范操作习惯的养成，符合化工企业对员工基本素质的要求。

3.啤酒生产实训装置使用情况介绍

笔者学校啤酒生产实训装置于2014年4月投产，投产至今已累计生产原浆大麦鲜啤酒7000 L，成为笔者学校对外展示形象、宣传学院特色的重要媒介之一，更是化工工艺专业学生进行综合性生产实训的重要组成部分。

啤酒生产过程的总体原则是保障安全生产、清洁生产、高质量生产。啤酒的酿造过程按生产周期可分为前期准备、麦汁制备和麦汁发酵三个过程。前期准备主要包括生产线的检查与洗涤、发酵罐的清洗消毒;麦汁制备过程包括麦芽粉碎、糖化、过滤、煮沸、悬沉及冷却;麦汁发酵过程包括前发酵、后发酵及贮酒。每个过程环环相扣，相互衔接，任何一个环节出现问题都会对产品质量造成直接影响。

目前啤酒生产实训装置能够正常稳定地运行，并且已有连续三届毕业生进行本装置的生产性实训操作，装置利用率在90%以上。

二、装置生产运行过程中存在的问题及升级改进方案

由于装置自从安装调试合格后一直处于连续运行状态，因此随着使用年限的增长不可避免地出现了一些问题，同时由于在装置设计以及实训场所规划方面也存在一些问题，根据以往生产过程的经验总结，存在问题及改进方案主要有以下几个方面。

1.生产实训场所设计及配套设施方面

（1）生产啤酒所用的原料主要是大麦、水、啤酒花及酵母。啤酒花和酵母可以在冰柜中低温储存，原料大麦一般都是集中供应，由于笔者学校现有条件的限制，大麦不能低温储存，储存时间过长导致部分大麦受潮、变质，严重影响了产品的质量。

针对这种情况，在实训室升级改造过程中建议增设原料储仓库，将大麦储存与生产车间隔离，保持原料低温干燥，能够较长时间储存。

（2）目前的生产过程中，麦芽粉碎与啤酒生产在同一实训室内进行，粉碎过程中产生大量粉尘，对操作环境以及实训装置的卫生状况产生较大影响，既不利于生产操作，也不利于操作人员的职业健康。

针对这种情况，建议单独设立麦芽粉碎间，操作人员在对麦芽进行粉碎处理时应穿戴劳动防护用品，粉碎间增设排风装置以保证操作场所的卫生条件。

（3）啤酒生产过程的不同阶段需要通过可拆卸接管连接不同管线，在拆卸以及接管过程中会有部分生产用水和原料麦汁洒落室内地面，影响生产环境的卫生，也给操作者的生产操作带来了极大不便。

针对这种情况，在生产现场应增设地沟，便于及时排出生产过程中的废液，同时也便于后期的清洁洗涤。

（4）啤酒生产过程中需要大量用水，其中既包括制备麦汁的原料用水，也包括加热蒸汽用水、冷却用水、洗涤用水等。应保证生产过程中水的充分供应，避免供水不足导致生产不能进行的情况发生。

同时，麦汁冷却过程消耗大量冷却水，冷水将麦汁冷却后从薄板换热器返回，这一部分水可以经空气冷却后循环利用。但由于现有条件的限制，使用后的冷却水只能进行排放处理，造成极大的浪费。

针对这种情况，应增设循环冷却水罐，用于储存冷却用水以循环利用，既能够节约大量的水资源，也可以作为临时中断供水情况下的备用水源。

（5）生产现场布局应紧密结合现代企业，同时又能紧紧围绕“工学一体”的总体要求。可在现场隔开操作监控室，增设电脑若干台，并预装啤酒发酵仿真软件，学生能够通过计算机自主学习相关理论知识、操作要点，将实践操作与理论学习相结合，真正做到带着任务去做，带着问题去学。

2.生产实训装置结构布局方面

（1）麦汁进入发酵罐之前应对发酵罐进行洗涤消毒，确保麦汁发酵过程中不受杂菌污染，保证产品质量。

洗涤消毒采用四步消毒法，分别用清水、碱液、双氧水溶液对发酵罐清洗消毒，其中碱液与双氧水溶液由消毒车供应。消毒车结构存在需要改进之处，碱液与双氧水共用一套管线、一臺泵，生产过程中容易造成两种消毒液混溶，降低消毒液的消毒能力，影响消毒效果和产品质量。

针对这种情况，应另增加一台消毒泵，增设相应的消毒管线，将碱液与双氧水溶液分开，确保彻底清洗消毒，保障发酵罐内清洁度。

（2）装置机械化程度较低，尤其是前期麦芽粉碎过程中麦芽的浸润需要手工操作，既增加了劳动力又不利于生产过程的清洁卫生。

应增加圆筒式搅拌浸润设备，尽可能地避免操作人员与原料的直接接触。

（3）麦汁制备系统底部排污管线及麦汁输送管线较长，生产过程中容易产生积液且不易排出，积液过多既能造成管路堵塞，又会对新麦汁的质量造成影响，影响产品质量。

针对这种情况，结合装置实际状况，建议麦汁输送及排污管线具有一定的倾斜角度，既有利于麦汁的输送，也便于废液及时排出，避免对新鲜原料造成污染。

煮沸罐与悬沉罐底部共用一条排污管线，给生产操作带来极大不便，尤其是新手在操作过程中容易出现错误开启排污阀导致麦汁被排出的情况发生，造成极大的浪费，也增加了劳动强度。

应在煮沸罐底部单独增设排污管线，以便于煮沸罐内麦汁的输送与清洗排污。

（4）发酵罐容积是麦汁制备系统储罐的两倍，麦汁要分两次入罐，增加了重复工作量。

应将麦汁系统的储罐相应增大，若设备体积过大可增加框架与两层平台，既方便设备底部物料的输送与排污，也能扩大装置的生产能力。

3.产品技术改进方面

（1）由于受到实际条件的限制，目前生产产品只有原浆大麦啤酒。可对操作人员尤其是实习指导教师进行专项培训，采用多种原料生产不同种类的啤酒，如黑啤、焦香啤酒、白啤等，增加产品种类的多样性，也有利于学生根据不同生产任务、不同生产方案进行生产操作，增加生产实习的趣味性。

（2）目前生产的产品只能控制其中菌类的数量，对啤酒的其他指标无法进行分析测量。在实训室升级改造过程中可以增加后续产品的分析检测内容，根据检测结果调整生产方案、调节工艺参数，生产出最优产品，真正做到产教融合。

四、预期达到的效果

通过以上几个方面的改进，可以扩大生产实训规模，使实训过程更贴近生产实际，保障生产过程中安全、卫生与质量的要求，提高学生的兴趣与学习积极性，实现生产出更加优质和丰富产品的目标，使教学过程与生产过程紧密结合，深化落实“工学结合”的教学模式。

（作者单位：山东化工技师学院）