【正文】 ℃ 汽化潛熱： kcal/kg 綜上所述：根據本設計料液的特點，選用了降膜式蒸發(fā)器，它的主體是齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 17 垂直于列管式的換熱器，其加熱管長和管徑之比必須大于 100，以保證蒸發(fā)在管中有效的進行，保證較高的傳熱系數。料液經預熱后由蒸發(fā)器底部引入，加熱蒸汽的管外對管內溶液加熱后冷凝，溶液受熱迅速汽化，生成的蒸汽在加熱管內高速上升。 （ 1）逆流的特點： 逆流的流程是料液和蒸汽流動的方向相反，即料液由最后一效進入，依次用泵送入前效，最后的濃縮液由一效放出。減壓濃縮的沸點溫度隨真空度的上升而降低，因而可以在較低的溫度下蒸發(fā)，避免糊精焦化，保持糊精色澤這是減壓濃縮的優(yōu)點。目前食品物料的干燥主要采用壓力式噴霧干燥器，將物料噴成霧滴后與熱風接觸，物料被瞬間蒸發(fā)干燥成粉末狀，經旋風分離回收，然后篩 分得到成品，進行計量包裝。離子交換交換結束后，糖液透光率 ≥98%。用壓縮空氣將剩余的糖液頂出， 除去蛋白質齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 14 及雜質后的料液經泵送入下道工序。目的是把耐高溫 α－淀粉酶徹底殺死，進一步凝固蛋白質，同時使淀粉分散，便于進行下道工序。液化噴射采用兩次噴射，此法的優(yōu)點是液化效果好，蛋白質類雜質的凝結好，糖液的過濾性質好，適于連續(xù)操作 [1,2]。1） %，濃度 50% 麥芽糊精 水分含量 5% 產品、副產品產量、去向 本設計生產高麥芽糖漿，還有其它副產物如絮凝下來的蛋白質等，其產量如表 3－ 2。 現在的酶有較強的選擇性，淀粉酶只對淀粉作用，而對蛋白質不起作用。這些活性炭廢渣還可以作為燃料來使用，所以就可以將這些活性炭作為供熱工序的燃料來循環(huán)使用，過濾工段所過濾掉的絮凝蛋白可以作為飼料銷售。其控制的變量有：溫度、壓力、流量、液位、 pH 值、密度以及電導率等。 （ 3）隨著 工廠機械化水平不斷提高，用點設備的增加，要求變配電設施的容量要有一定的余地。 綜上，廠址選在齊齊哈爾市龍沙區(qū)的郊區(qū)。 （ 4）靠近原料產地中心，原料來源充足，選擇廠址時要對原料玉米產量進行調查。B233。 四效蒸發(fā) 蒸發(fā)器設備是食品工廠生產過程主要設備之一，它利用真空蒸發(fā)或機械分離等方法來實現，目前多采用真空蒸發(fā)方法，加熱蒸汽與沸騰液體之間的溫度差可以增大 [15]，防止物料外噴，可以利用壓強較低的蒸汽作為加熱蒸汽，采用逆向降膜式蒸發(fā)器，防止料液焦糊和營養(yǎng)物質的損失。 采用的兩次噴射液化的方法，這一新型工藝的主要優(yōu)點是蛋白質絮凝效果好，以便于料液的過濾 `。用二加酶步法：二加酶步法則是分兩次投酶，首先進行噴射液化，再加酶轉化從而達到所需要的 DE 值。 根據齊齊哈爾大學食品與生物工程學院教研室下達的畢業(yè)生設計任務，綜合 理論基礎知識，采用先進工藝技術而設計，并在原有基礎上加以創(chuàng)新和改進， 考慮麥芽糊精的良好發(fā)展前景，設計年產 100， 000 噸麥芽糊精廠，其 主要參數： 年產 100， 000 噸麥芽糊精（ DE 值為 20） 年生產天數 300 天 原料為工業(yè)玉米淀粉（含水量 14%） 淀粉轉化率（商品麥芽糊精 /商品淀粉 ） ≥ 96% 濃縮后水分含量為 50% 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 5 噴霧干燥后含水 量 ≤ 5% 設計原則 本設計擬采用雙酶法生產 麥 芽糊精 ，設計盡可能按照以下原則進行：選用成熟可行的國內外先進新工藝，努力使本設計達到先進技術水平，生產切實可行、利用率高、節(jié)省成本、安全可靠、經濟合理。所以在生產中要必須掌握好工藝要點，控制好工藝參數。 麥芽糊精的生產工藝一般有酸法、酶法和酸酶法三種方法 。在各種化工溶劑生產上作為填充劑，可提高產品的穩(wěn)定性，延長貨架期 [6]。加入到糖果中，能降低糖果的甜度，增進光澤，防止潮解，解決了糖的粘牙現象。 （ 4）凝膠特性 許多研究者提出，低 DE值 (DE5)麥牙糊精能形成柔軟的、可伸展的、熱可逆的凝膠，并且入口即溶，使產品具有類似脂肪的口感，這是麥芽糊精適用于脂肪替代品的關鍵的物理特性 [17]。 （ 2）穩(wěn)定性 麥芽糊精一般通過噴霧干燥而制成成品，從 而有利于保藏，提高貨架期。 α淀粉酶的催化水解具有高度的專一性，即水解過程中 只能 破壞 α1,4 鍵不能 破壞 α1,6 鍵，而且不容易水解麥芽糖和麥芽三糖中的α1,4 鍵，所以二糖、三糖和其它低分子量的多糖， 尤其是 含 有 α1,6 鍵的 淀粉 糖，都在最后的水解產物中 [1,2]。 淀粉糖行業(yè)是高科技生物工程的重要組成部分，是發(fā)酵工業(yè)制品乃至許多食品的物質基礎，是淀粉深加工產量最大的產品。本廠以先進設備及技術為依托，采用自動控制生產工藝，保證了產品的質量優(yōu)良性和生產的連續(xù)性。麥芽糊精的主要成分是糊精和四糖以上的低聚糖，還含有少量的麥芽糖和葡萄糖。 本設計完成了生產工藝流程的確定，物料、熱量和水三大 平 衡的計算，以及設備選型等工藝設計。各種淀粉糖具有不同的甜度和獨特的風味，為食品、發(fā)酵、制藥等工業(yè)提供糖源。就目前而言 ,淀粉糖工業(yè)的發(fā)展呈現出企業(yè)規(guī)模和產業(yè)集中度不斷提高，產品質量和食品安全水平不斷上升，標準建設有序開展，產業(yè)競爭力顯著增強，重視資源的節(jié)約和環(huán)境保護，節(jié)能減排初見成效，企業(yè)品牌效應日漸突出的特點。 DE值在 13～ 17 時，不易受潮，還原糖比例較低，難以褐變。直鏈淀粉含量高，會表現出老化的趨勢，從而促使溶液渾濁度增加。 （ 5）總 述 麥芽糊精系列產品其外觀是呈白色的，非結晶狀物質 , 流動性好，無異味；溶解性能好，有適當的粘性；耐熱性強，不褐變；吸濕性小，不結團；即使在濃厚狀態(tài)使用，也不會掩蓋其他原料風味和香味。用它代替先前的干酪素或聚乙烯醇，可顯著降低生產成本和能耗 [5]。 麥芽糊精無色無味可溶于水， 廣泛應用于焙烤、飲料、糖果、調味料、肉制品及冷凍制品等 ,從而降低產品的甜度、抑制冰晶生長替代脂肪和改 變質構等，另外，它還可以作為噴霧助劑或干燥載體等，是市場前景較好且具有高附加值的玉米深加工產品之一。酶法又分為一步加酶法和二加酶步法：一步加酶法是指進行一次投酶就完成液化，達到所需要的的 DE 值；二加酶步法則是分兩次投酶，首先進行噴射液化，再加酶 轉化從而達到所需要的 DE值。為了滿足日益增長的市場需要，提供各種精確控制DE 值和分子量分布的高檔產品仍是研究的重中之重，因此有必要開發(fā)一種高效的可控制的生產工藝，這將是工藝研究的熱點。 （ 2）對全廠進行車間總平面布置設計，并對原輔料的來源及綜合利用，該排水，電、汽及 ―三廢 ‖治理等公用設施做出合理而且經濟的設計。 另外生產設備投資低，降低了酸法對設備造成的腐蝕。 離子交換 離子交換的作用是除去有色的離子，進一步提高糖液的純度和色澤 [14]，從而提高麥芽糊精的顏色和品質。又因本地附近麥芽糊精的市場需求量大， 并且周圍有很多大型食品廠，所以產品的銷路較好。 （ 2）節(jié)約用地，少用農地，原料來源充足。廠址有一定的耐力，在地震區(qū)建廠要考慮相應的抗震措施。 本設計為中型的麥芽糊精廠，耗電量大，可以考慮從地方供電，如果經濟情況允許則可以考慮建設電站以避免供電不足所帶來的損失。水處理主要包括：取水及凈化工程、廠區(qū)及生活區(qū)的給 排水網、車間內外給排水管網、室內衛(wèi)生工程、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等。為了滿足需求就應該建設污水處理設施來解決污水問題。 酶法 國外酶水解理論研究的新發(fā)展，促使淀粉酶法水解取得重大突破，即采用酶使淀粉液化。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 12 表 3－ 1 各工藝參數 名稱或工段 參數 淀 粉 商品淀粉，含水 14% 調 漿 pH ～ ，淀乳濃度 32%（ 18176。 液化工序 液化的目的是通過 α淀粉酶的作用，將淀粉分解為糊精。 其要點是蒸汽直接噴射進入淀粉乳薄層，使淀粉乳液化，蒸汽噴射 產生的湍流使淀粉乳受熱均勻而且速度快， α－淀粉酶開始對淀粉乳起作用，粘度降低較快，然后進入層流液化罐保溫液化。同時濾液也要及時會收用于調漿。其過程分一次脫色和二次脫色，其中一次脫色加舊碳 %，二次脫色加新碳 %。1） %，濃縮后糖漿輸送至噴干工段。為了減少加熱蒸汽的消耗，可采用多效蒸發(fā) [20]。 由于糖液屬于熱敏性物料，其生產過程對時間、溫度有嚴格要求，需要在低溫短時條件下進行，故本次設計采用真空濃縮設備。 綜上所述，考慮原料屬于熱敏性物料，糖液的溫度與濃度和粘度的關系，本設計的流程選用逆流。料液在重力作用下沿管壁成膜狀下降。 （ 3） 采用四效真空逆流降膜濃縮，使得熱能利用比較合理，在該工藝過程中降低了蒸汽消耗量，而且在此基礎上達到了高效濃縮的目的 。1℃ 液化液比重： 1106kg/ m3 熱量損失： 3% 物料損失： 1% 淀粉乳初溫： 50℃ 液化后化學增重： 102% 一次噴射： （ 16）所需熱量 Q1=CM（ t1－ t2） =料液量 （ 105－ 50） =100237255=49617414kcal/kg （ 17）所需蒸汽量 D1= tr △所需熱量 c? = 496174145 1 1 .2 4 (1 4 2 .8 1 0 5 )??= （ 18）蒸汽實量 =所需蒸汽量 D1（ 1+） = 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 20 （ 19）料液量 =蒸汽實量 +料液量（ 14） = 二次噴射： （ 20）所需熱量 Q2=CM（ t2－ t3） =料液量（ 19） （ 125－ 105）=（ 21）所需蒸汽量 D2= tr △所需熱量 c? ==35913,92kg （ 22）蒸汽實量 =D2（ 1+） = （ 23）料液量 =料液量（ 19） + 蒸汽實量 =+= （ 24）液化過程蒸汽噴射量 =蒸汽實量（ 18） +蒸汽實量（ 22） = （ 25）錘度（ DS） =)23(料液量 固形物量= =% 閃蒸： （ 26）釋放熱量 Q 放 =G 二噴物料 C 水 （ t2－ t0） ＝ （ 125－ 100）＝ kcal/kg （ 27）自蒸發(fā)水量 = = 過 濾 糖損失： %，固形物損失： % （ 28）糖量 =固形物量 20%== （ 29）糖損失量 =%= kg （ 30）固形物損失 =%= （ 31）固形物量 =－ － = （ 32）料液量 =料液量（ 23）－糖損失量－固形物損失－自蒸發(fā)水量 =－ － － （ 33）錘度（ DS） = )32( )31(料液量固形物量= =% （ 34）溶劑量 =－ = 精制 一次。 （ 2） 采用二次噴射液化，蒸汽直接噴射入淀粉乳薄層，使液化更徹底，蛋白絮凝效果好，而且可以消除阻濾因子，容易過濾。缺點是結構復雜，動力消耗大、傳熱面積 較小，處理能力不大。缺點 :由于后一效的濃度依次比前一效的升高，但溫度又降低，所以隨溶液的流動方向其粘度逐 漸升高，致使傳熱系數一次下降。 真空濃縮設備是食品工廠生產過程中的主要設備之一，它具有很多優(yōu)點：可以增大加熱蒸汽與沸騰料液體之間的溫度差，在相同傳熱的條件下比常壓蒸發(fā)時的蒸發(fā)速率高、效果好，可減少料液營養(yǎng)物質的損失；可以利用壓強較低的蒸汽作為物料的加熱蒸汽；對料液起加熱殺菌作用，有防止食品品質下降的作用等。均需消耗不少于 1kg 的加熱蒸汽，因此在大規(guī)模工業(yè)生產中，往往需蒸發(fā)大量水分。為節(jié)省能 源，有效利用蒸汽采用多效蒸發(fā)，本設計選擇四效逆流降膜蒸發(fā)器，各效傳熱面積 156m2。采用 板框過濾機進行兩次脫色，從而得到無色透明的液體。濾液應該澄清透明，不顯渾濁。B233。操作時，用 15℃ 的甜水（來自離交洗水回收）進行調漿，然后用板框將淀粉乳升溫到 50℃ 后使淀粉結晶區(qū)充分溶脹，便于糊化，用 Na2CO3 溶液將 pH 值調到 ～ ，這是 α－淀粉酶的最適 pH 值。而且在噴射液化過程分散在糊精液中的蛋白質，會在二級噴射滅酶時，被凝結成固體，因此給后面的過濾等工序帶來了方便，所以本設計采用酶法。糖化葡萄糖值低于酶法，液化生成的糊精結構與酶法不同，不利于和糖化酶分子結合，影響糖化效率。 廢水的處理 本工廠的廢水成分主要有離子交換洗滌樹脂的廢酸、廢堿，可采用 A/O 污水處理技術進行處理。 （ 6）供電管線及電氣設備應采取防潮措施，防止發(fā)生事故。 供電方案 工廠的供電是電力系統(tǒng)的一個組成部分，必須符合電力系統(tǒng)的要求，如按電力負荷分級供電。 （ 7）地勢應基本平坦，如有坡地，則產區(qū)應按不同標高建筑標注，以盡量減少土地用量，廠區(qū)標高應高出通常的洪水位。同時也影響職工的勞動環(huán)境，廠區(qū)的衛(wèi)生條件，產品的質量等。燃料以煤為主，齊齊哈爾附近有豐富的煤礦，可為該廠提供大量的燃料。噴射液化法液化效果好，蛋白質類雜質絮凝好 [13]、液化液的過濾 性好、雜質少。所以在生產中要必須掌握好工藝要點，控制好工藝參數。充分利用能源，并提出合理的 ―三廢 ‖處理方案，廠區(qū)設計及經濟核算 [10]。通過這種方法生產的產品和酶法相比，過濾性好、透明度高，不 變混濁，但灰分比酶法稍高，生產工序增加 ,比較繁瑣 [9]。一般酶法和酸酶法應用較多。 麥芽糊精在國內外的發(fā)展現狀和展望 麥芽糊精具有許多功能性，在食品工業(yè)中廣泛應用。 將麥芽糊精、麥芽糖和一種成膜多糖混合，可制成調味料載體，再加檸檬油等調味料，噴霧干燥，即得一種不含抗氧化劑而能在 21℃