【正文】 之間的淀粉糖品。在中醫(yī)學(xué)中，高麥芽糖漿可 補(bǔ)虛潤(rùn)肺，主治中虛腹痛，肺燥咳嗽等。高麥芽糖漿具有的這些優(yōu)點(diǎn)，使它在食品工業(yè)中有著廣泛的用途，尤其適用于兒童食品，老年食品和保健食品 [1,2,3]。另外麥芽糖漿不依賴人體胰島代謝，血糖上升緩慢，且發(fā)熱量低，對(duì)心血管病患者、糖尿病人及肥胖者有一定的保健功能【 】 。一般麥芽糖含量在 60%以下的麥芽糖漿稱為普通麥 芽糖漿 ,麥芽糖含量在 6070%之間的為高麥芽糖漿 ,麥芽糖含量在 70%以上的為超高麥芽糖漿。麥芽糖便是其中之一。因?yàn)槊阜ㄉa(chǎn)其成本低，生產(chǎn)效益好且生產(chǎn)安全。煙臺(tái)大學(xué)文 經(jīng) 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引 言 高麥芽糖漿是 70 年代在國(guó)際上出現(xiàn)的一種新型淀粉糖漿，最早生產(chǎn)高麥芽糖漿的國(guó)家是日本，日本首先以玉米淀粉為原料經(jīng)過(guò)微生物酶水解生產(chǎn)高麥芽糖漿獲得成功，而后美國(guó)也向日本引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)。在本設(shè)計(jì)中也采用酶法生產(chǎn)，通過(guò)工藝流程，操作控制條件等進(jìn)行工藝計(jì)算，對(duì)設(shè)備進(jìn)行工藝選型，并且繪制相關(guān)的圖紙，以完成一個(gè)完整的高麥芽糖漿生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì)。 麥芽糖 ,分子式 C12H22O11,是具有發(fā)展前景的低熱值低甜度糖類。隨著社會(huì)的進(jìn)步和人民生活水平的不斷提高 ,人們對(duì)麥芽糖的需求量成倍增加 ,對(duì)其品質(zhì)和質(zhì)量也提出了更高的要求 ,傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)已不能滿足這些要求。 高麥芽糖漿是一種麥芽糖含量高，葡萄糖含量少的中等轉(zhuǎn)化糖漿，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)展迅速，作為一種用途廣泛的新型食品原料，高麥芽糖漿在食品工業(yè)中有著極其廣闊的應(yīng)用前景。 高麥芽糖漿除在冷飲及烘焙食品中被廣泛應(yīng)用外，在醫(yī)藥及保健性食品中的應(yīng)用也十分廣泛。專家認(rèn)為，由于高麥芽糖漿具有特殊理化性的新糖質(zhì)原料，隨著應(yīng)用研究的不斷深入，尤其是在食品工業(yè)和化學(xué)工業(yè)上的應(yīng)用研究，今后高麥芽糖漿作為糖質(zhì)原材料的重要性將日益增大。 A、高麥芽糖漿的甜度低而溫和，可口性強(qiáng)、口感好，由于高麥芽糖漿中的麥芽糖在高溫加熱和酸性情況下比較穩(wěn)定，通常溫度下不會(huì)因麥芽糖的分解而引起食品變質(zhì)或甜味發(fā)生變化，所以加熱時(shí)不易發(fā)生美拉德反應(yīng)，用于糖果生產(chǎn)中具有 DE 值低，熬溫高等優(yōu)點(diǎn)，特別對(duì)延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期效果明顯。 E、由于高麥芽糖漿滲透壓較高，用于果脯、蜜餞、果醬、果汁罐頭及奶油類食品中具有保質(zhì)期長(zhǎng)、產(chǎn)品口味不易改變等優(yōu)點(diǎn)。 C、麥芽糖漿口感純正，低甜度，為蔗糖的 40%，具有較高的膨脹性能和較高的粘度，可使產(chǎn)品粘稠，富有結(jié)構(gòu)性，使冷飲制品體積膨大，而且由于麥芽糖漿的冰點(diǎn)較低，提高冷飲制品的口感。 (二 ) 異麥芽糖 異麥芽糖產(chǎn)自葡萄糖，由葡糖淀粉酶催化。如果這時(shí)用葡糖淀粉酶處理該殘油液，我們將發(fā)現(xiàn)殘油液中異麥芽糖濃度下降 (從 5%降至 3%)?？扇〈椭谑称罚ㄈ绫苛埽┲械娜橹饔?，減少油脂用量。 （三） 麥芽糖漿用于冷飲生產(chǎn)中，即可改善產(chǎn)品的口感，提高產(chǎn)品質(zhì)量又可降低生產(chǎn)成本，目前以被冷飲行業(yè)作為增稠劑和增塑劑得到了廣泛的應(yīng)用 。 （七） 麥芽糖漿在烘焙行業(yè)中的應(yīng)用：麥芽糖漿發(fā)酵性糖份較高，在烘焙行業(yè)中有利于食品發(fā)酵；能使烘焙類食品保持水份恒定，松軟可口。在各類淀粉糖產(chǎn)品價(jià)格不斷下滑的情況下 ,控制好生產(chǎn)成本對(duì)提高市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力尤為重要。當(dāng)?shù)矸蹜乙杭訜岬?60℃ 時(shí)，淀粉顆粒逐漸被破壞，體積膨脹破裂而溶于水，此過(guò)程叫做 “糊化 ”，在 “糊化 ”過(guò)程中，附著于淀粉的蛋白質(zhì)也得以分離而凝聚，淀粉只有 “糊化 ”以后，才能被酶作用而水解。玉米淀粉的 “糊化 ”溫度為 65～ 75℃ ，薯類淀粉“糊化 ”溫度為 55～ 65℃ 。但因酸液化無(wú)專一性，可使共存的纖維素、蛋白質(zhì)等一起水解，以致產(chǎn)生 5羥基 2呋喃及無(wú)水葡萄糖、色素等副產(chǎn)物，并且生成多量的灰份而影響產(chǎn)品的質(zhì)量和增加精制費(fèi)用。液化所用的 α淀粉酶有兩種：一種是普通細(xì)菌 α淀粉酶，反應(yīng)最適宜溫度為 70～ 80℃ ，為了提高其熱穩(wěn)定性，操作時(shí)在淀粉漿中加入 %～ %CaCl2；另一種是耐熱性 α淀粉酶，其最適宜反應(yīng)溫度為 90 ℃ ，加熱穩(wěn)定性好，不必加 Ca2+,在使用噴射液化時(shí)，能在 105～ 110℃ 下操作，在此溫度下液化可以達(dá)到充分 “糊化 ”，液化效果也更好。 (三 ) 糖化 為了提高麥芽糖產(chǎn)率，糖化時(shí)可使用脫支酶，將支鏈淀粉切開(kāi)，然后用 β—淀粉酶糖化 ,將液化液冷至 60℃ ，用鹽酸調(diào) pH 值 ～ ，并加入一定量的 β淀粉酶，在 55℃ 保溫?cái)?shù)小時(shí)后 ,再補(bǔ)加 α淀粉酶，繼續(xù)保溫糖化，直到糖化結(jié)束。脫色糖液送入離子交換柱進(jìn)行離子交換，以除去脫色后糖液中的蛋白質(zhì)、氨基酸、色素和灰份。超高麥芽糖漿的用途不同于一般高麥芽糖漿，主要用于制造純麥芽糖，將其干燥后制造麥芽糖粉，將其氫化后制造麥芽糖醇。 （八） 并用 β淀粉酶、麥芽糖生成酶和支鏈淀粉酶生產(chǎn)超高麥芽糖漿 使用同上的液化淀粉為底物，同時(shí)加入 β—淀粉酶、和麥芽糖生成酶（ maltogenaase 400L）進(jìn)行糖化麥芽糖生成量并不高，但若加入支鏈淀粉酶，則 麥芽糖生成量明顯增加。 五 原料供應(yīng) （一）原輔材料： 原料主要是次玉米淀粉；輔料有以下幾種：淀粉酶、糖化酶、酸、堿、活性炭等。 （二）公用設(shè)施： 建廠時(shí)最好選擇有：排水、給水、供電、通訊、供熱的廠區(qū)，以減少資金投入， 縮短建設(shè)周期，增加經(jīng)濟(jì)效益。淀粉乳濃度不宜過(guò)高或過(guò)低。形成均勻淀粉乳，防止形成淀粉團(tuán)。 1 作用原理 耐高溫 α淀粉酶是一種內(nèi)切淀粉酶，能隨機(jī)水解淀粉、可溶性糊精及低聚糖中的 α1，4 葡萄糖苷鍵。其最適作用溫度為 90℃ 以上（連續(xù)噴射液化中，溫度可至 100105℃ ）。 3. 熱穩(wěn)定性 煙臺(tái)大學(xué)文 經(jīng) 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 細(xì) 菌淀粉酶在 60℃ 以下較為穩(wěn)定，最適作用溫度 6070℃ ，在 7090℃ 之間，隨著溫度的升高，其反應(yīng)速度加快，但失活也加快，適用于最高達(dá) 90℃ 的液化過(guò)程。所以，當(dāng)采用耐高溫淀粉酶液化時(shí)，即使液化液的 DE 值較低，其最終糖化液的 DE 值仍要高于采用中溫淀粉酶液化的糖化液。特別是噴射式液化，料液與蒸汽的接觸、混合是在噴射器內(nèi)瞬間完成的，并通過(guò)在高溫下短時(shí)間的停留達(dá)到徹底糊化的目的。特別在采用耐高溫淀粉酶后，噴射 溫度高達(dá) 105110℃ ，在此高溫下，淀粉的液化就更加徹底，蛋白質(zhì)的凝聚更加完全，淀粉的液化技術(shù)達(dá)到了新的水平。本項(xiàng)研究采用的就 是雙酶糖化方法，即β一淀粉酶和普魯蘭酶的坍同作用糖化法。在其它工藝條件相同的情況下，三酶糖化法比雙酶糖化法得到的麥芽糖產(chǎn)率可提高 4％，同時(shí)葡萄糖含量也有所提高 糖化時(shí)酶的選擇 麥芽糖生產(chǎn)過(guò)程中，可使用 β淀粉酶或真菌淀粉酶，但它們均沒(méi)有切開(kāi)淀粉分子中 α1， 6葡萄 苷鍵的能力，單獨(dú)使用它們時(shí)，糖液中的麥芽糖含量一般不會(huì)超過(guò) 55%60%。所以，如要生產(chǎn) 55%以上的高麥芽糖漿，就必須同時(shí)使用脫支酶，以能切 開(kāi)淀粉分子中的 α1， 6葡萄苷鍵，達(dá)到更深層的水解。 由于淀粉糖工業(yè)中的濃縮屬于低溫蒸發(fā)濃縮，因此可選用低溫連續(xù)式的蒸發(fā)濃縮。然后料液進(jìn)入真空閃急冷卻系統(tǒng)降溫到 53 度保溫 【 】 ，同時(shí)將 PH值降到 ，加入β一淀粉酶和普魯蘭酶，糖化到終點(diǎn)后，將料液噴射加熱并降溫到 60 度滅酶，首先用過(guò)濾機(jī)除渣過(guò)濾，再升溫到 80℃，加入舊活性炭脫色半小時(shí)，進(jìn)行脫色過(guò)濾，然后將糖液進(jìn)行二次脫色（溫度下到 75℃， 可不加溫），脫色后換熱降溫到 40℃離交。 2℃， β－淀粉酶﹙規(guī)格 120200μ /g﹚加入量為 80μ /g原料淀粉 ；普魯蘭酶，加入量為 3μ l/kg 原料淀粉， 糖化時(shí)間： 24hr 四 操作規(guī)程 1．調(diào)漿 ：粉漿濃度 17 波美， ， 耐高溫α－淀粉酶﹙規(guī)格 30000μ /g﹚，加入量為 15μ /g﹙以淀粉計(jì)， u 為活力單位﹚ 2．噴射液化 ：首先預(yù)熱噴射器及層流罐至 100℃，然后進(jìn)行噴射液化，噴射器內(nèi)溫度控制在 100115℃，層流罐內(nèi)溫度控制在 9597℃。 7．過(guò)濾基本要點(diǎn)及順序： （除渣過(guò)濾） A、過(guò)濾前將料液冷卻至 60℃。 E、為了減少濾液中的懸浮物及縮短過(guò)濾時(shí)間， 過(guò)濾壓力不能超過(guò) 【 】 。 I、過(guò)濾洗滌后，用壓縮空氣將濾渣吹干。 洗柱用水以及前后過(guò)濾用洗水：凡進(jìn)入糖漿中的洗水必須經(jīng)離交處理或用蒸發(fā)凝水。 脫色設(shè)備應(yīng)選用脫色罐，脫色柱處理量少且不能與脫色劑充分接觸。二是比表面積大?；钚蕴康脑偕鷹l件，用氫氧化鈉做洗滌劑，解析吸附的色素，用鹽酸溶液做再生劑解析吸附的鈦離子洗脫劑和再生劑的濃度效果差，濃度高效果增加不明顯，生產(chǎn)上一般用 24%的氫氧化鈉溶液和 24%鹽酸溶液。因?yàn)榱弦褐杏休^多的金屬離子雜質(zhì)， 因?yàn)榱弦褐泻休^多的金屬離子雜質(zhì)和有機(jī)雜質(zhì)，采用兩級(jí)串聯(lián)可以大大提高糖漿的純度。 六 蒸發(fā)器的選擇 （一） 離心式薄膜蒸發(fā)器，通過(guò)離心使料液分布成 ~1mm 的薄膜，在通過(guò)錐形盤(pán)加熱面被蒸發(fā)濃縮。 （四） 升模式蒸發(fā)器，適用于蒸發(fā)量大，熱敏性，粘度適中和容易產(chǎn)生泡沫的料液。所以選用多效降膜 蒸發(fā)器。但是溫度過(guò)高，分子運(yùn)動(dòng)過(guò)劇，反而使色素解析的速度增大，有利于色素的解析。活性炭用量不是越多越好，因?yàn)榛钚蕴恳埠锈}鐵鎂等雜質(zhì)，用量過(guò)多反而使系統(tǒng)內(nèi)雜質(zhì)增多，一般用量在 %（ w/v），舊炭可適當(dāng)增加約為 1~%（ w/v） . 離子交換前料液溫度要從 75 下降到 40℃然后才能進(jìn)行離子交換。實(shí)際運(yùn)用中，為了降低再生費(fèi)用，要適當(dāng)控制再生劑用量，使樹(shù)脂的性能恢復(fù)到最經(jīng)濟(jì)合理的再生水平。鈉型強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂，可用 10%NaCl 溶液再生，用藥量為其交換容量的 2 倍（用 NaCl量為 117g/l 樹(shù)脂）；氯型強(qiáng)堿性樹(shù)脂，主要以 NaCl 溶液來(lái)再生，但加入少量堿有助于將樹(shù)脂吸附的色素和有機(jī)物溶解出來(lái)，故通常用含 10%NaCl+%NaOH 的鹽堿液再生，常規(guī)用量為每升樹(shù)脂用 150~200g NaCl，及 3~4g NaOH。再生時(shí)間約為一個(gè)小時(shí)。 b、糖液（ 20%）電導(dǎo)率≤ 50us/cm2。多效濃縮時(shí)一效真空度 0Mpa 即為常壓。二效真空度 蒸發(fā)溫度 76℃，即使壓強(qiáng)下降 使冷卻水形成二次蒸汽。 樹(shù)脂的選用。 ：色澤：淡黃微明。濃度：以室溫折成 100%干物質(zhì)計(jì)算，按各生產(chǎn)單位自定（一般采用 35%）。 二 原料液衡算 糖化滅酶后糖液濃度為 30%左右 則可算得每天處理糖液量為 500 （ 1+）247。 加新炭量： 630 %= 噸 吸亞甲基蘭： = 噸 煙臺(tái)大學(xué)文 經(jīng) 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 （ ：活性碳吸附亞甲基蘭的能力為 247。 20= 水洗時(shí)用 4BV的水，水洗一小時(shí)，故用水量為： 4= 再生交換量為總交換量的 70%，工作交換量為再生交換量的 60%。 10%＝ 噸 合 37 噸左右 ﹙ :Nacl 的物質(zhì)的量） 陰離子交換樹(shù)脂，主要以 NaCl 溶液來(lái)再生，但加入少量堿有助于將樹(shù)脂吸附的色素和在機(jī)物溶解析出，故通常使用含 10%NaCl+%NaOH 的堿鹽液再生，常規(guī)用量為每升樹(shù)脂用 150～ 200gNaCl ,及 3～ 4gNaOH。 以及物料衡算的結(jié)果選擇符合工藝要求，保證生產(chǎn)的質(zhì)量和體現(xiàn)生產(chǎn)水平的設(shè)備。 =282M3 填料系數(shù)設(shè)為 ，設(shè)定： H： D=： 1 所以 282247。脫色罐使用的鋼材料體積為（ 1個(gè)）： V 鋼材 = 5 8 6 103+247。煙臺(tái)大學(xué)文 經(jīng) 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 故整個(gè)工藝流程需要 3 3=9 臺(tái)。材料：濾板濾框支架為灰鑄鐵，壓緊螺桿及主梁為碳鋼。所以每批生產(chǎn)所加料液以及活性炭的量為： （ 630+） 247。 設(shè)定脫色罐的 H： D=： =π 247。45261032 = + = 脫色罐體的重量為（ 1個(gè)） 7850 = 攪拌器選用 BLD 擺線針輪減速器，轉(zhuǎn)速為 r=20— 25r/min。 流量 : 095 m3/h 壓力 : 粘度 : 溫度 : 1500C 表 E 系列螺桿泵 偏心螺旋轉(zhuǎn)子泵 E 級(jí)數(shù) 4 系列 R 規(guī)格 1024 軸封 P 材料組合 W201 （二） 車(chē)間為連續(xù)生產(chǎn)，原料液 噸，則 。 表 離心泵 名稱 離心泵 型號(hào) IS65