【文章內(nèi)容簡介】 ......................................................................................... 39 產(chǎn)品核算 .............................................................................................................. 40 經(jīng)濟(jì)核算 .............................................................................................................. 40 年利潤的計(jì)算 ...................................................................................................... 40 投資回收期 .......................................................................................................... 41 附錄 1 ....................................................................................................................................... 42 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 43 致 謝 ...................................................................................................................................... 44 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 概述 淀粉糖行業(yè)的發(fā)展 淀粉糖行業(yè)是發(fā)酵工業(yè)的一個(gè)分支產(chǎn)業(yè)，是以淀粉質(zhì)為原料， 經(jīng)過不同程度水解的深加工衍生物。它作為甜味劑，主要包括葡萄糖、麥芽糖、高麥芽糖、麥芽糖、果葡糖、麥精糖、各種低聚塘、各種糖醇、麥芽糊精等品種。各種淀粉糖具有不同的甜度和獨(dú)特的風(fēng)味，為食品、發(fā)酵、制藥等工業(yè)提供糖源。淀粉糖行業(yè)既是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，又是新型的生物科學(xué)工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 特別是改革開放以來，酶制劑工業(yè)的發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了淀粉 糖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整， 淀粉糖新品種迅速涌現(xiàn)升級換代，滿足食品工業(yè)需求，豐富人民物質(zhì)生活，淀糖行業(yè)呈現(xiàn)良好的發(fā)展前景。 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(zhì)基礎(chǔ)，是淀粉深加工產(chǎn)量最大的產(chǎn)品。目前，淀粉糖已不僅僅是食糖市場的重要補(bǔ)充元素，而且在改善人民的生活質(zhì)量、提高生活水平方面也扮演著重要的角色。這使得它的消費(fèi)領(lǐng)域擴(kuò)大，消費(fèi)數(shù)量迅速增長，為推動(dòng)食品工業(yè)的迅猛發(fā)展和促進(jìn)以生物科技帶動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。 我國淀粉糖行業(yè) 從 “ 九五 ” 后期開始迅速發(fā)展，隨著行業(yè)的生產(chǎn)工 藝和技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，產(chǎn)品成本大幅度下降，市場逐漸擴(kuò)大。特別是在 “ 十五 ” 、 “ 十一五 ” 期 間，淀粉糖工業(yè)在規(guī)模、品種、產(chǎn)量、生產(chǎn)技術(shù)水平等各方面更是步上了一個(gè)新的臺階 [1 ]。就目前而言 ,淀粉糖工業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出企業(yè)規(guī)模和產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高，產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全水平不斷上升，標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)有序開展，產(chǎn)業(yè)競爭力顯著增強(qiáng)，重視資源的節(jié)約和環(huán)境保護(hù)，節(jié)能減排初見成效，企業(yè)品牌效應(yīng)日漸突出的特點(diǎn)。 麥芽糊精的生產(chǎn)原理、性質(zhì)、應(yīng)用及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 麥芽糊精的生產(chǎn)原理 淀粉是葡萄糖分子 的高聚體 ， 有直鏈淀粉和支鏈淀粉。淀粉 的分子結(jié)構(gòu)中大部分是由 α1,4 鍵連接，少量 的 是由 α1,6 鍵 連接。 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(chǎn)物中 [1,2]。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 麥芽糊精的性質(zhì) （ 1）一般性狀 麥芽糊精粉一般為白色粉末，隨水解程度不同有時(shí)略帶黃色，不甜或微甜，耐溫高，無異味，發(fā)酵性低，易溶于水，在一定條件下，可 以和水形成凝膠，與脂肪有些相似，也能與油混溶，得乳白色分散體系。麥芽糊精的性狀與 DE 值有直接的關(guān)系，麥芽糊精的 DE 值在 4～ 6 時(shí)，其糖組份全部是較大分子的糖。 DE值在 9～ 12 時(shí)，其糖組份含有較少的低分子糖類，含有較多的高分子糖類。因此，此產(chǎn)品無甜味，不易受潮，難以褐變。 DE值在 13～ 17 時(shí)，不易受潮，還原糖比例較低，難以褐變。用于食品中，能產(chǎn)生一定的黏度。 DE 值在 18～ 20 時(shí)，略有甜味，還原糖比利適宜，溶解性良好，在食品中使用不能產(chǎn)生提高黏度的效果 [2]。 （ 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。在一些應(yīng)用上，溶解的麥芽糊精要求長期保藏而沒有出現(xiàn)任何沉淀。幾位研究者研究了 DE 值與溶液中麥芽糊精穩(wěn)定性的關(guān)系 DE 值 11 以上低聚糖的麥芽糊精，在溶液濃度為 50%時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沉淀。直鏈糖 DE 值至少 8 或 9 以上才會(huì)發(fā)生沉淀。 （ 3）渾濁度 淀粉中直鏈淀粉的比例和淀粉的液化方法都直接影響麥芽糊精溶液的渾濁度。直鏈淀粉含量高，會(huì)表現(xiàn)出老化的趨勢，從而促使溶液渾濁度增加。酸制麥芽糊精都比酶制的渾濁，是因?yàn)橛盟岱纸獾矸鄄痪鶆颍溠亢泻写罅康母呔酆衔锓肿?。但是，不?DE 值的麥芽糊精表現(xiàn)出較高差 異的渾濁度，因此渾濁度和 DE 值無任何直接關(guān)系 [2]。 （ 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(chǎn)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(guān)鍵的物理特性 [17]。麥芽糊精重現(xiàn)類脂肪口感大概是當(dāng)它形成凝膠的時(shí)候，三圍網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將一定量的水吸收在里面。在溶膠階段，麥芽糊精與水結(jié)合并且膨潤，長的螺旋結(jié)構(gòu)被一些短的，無序區(qū)干擾。高濃度的雙螺旋分子聚集，接著形成結(jié)晶域。因此，麥芽糊精中有一大部分平均長度足夠長的構(gòu)成熱不可逆膠。 （ 5）總 述 麥芽糊精系列產(chǎn)品其外觀是呈白色的，非結(jié)晶狀物質(zhì) , 流動(dòng)性好，無異味；溶解性能好，有適當(dāng)?shù)恼承?；耐熱性?qiáng)，不褐變；吸濕性小，不結(jié)團(tuán)；即使在濃厚狀態(tài)使用，也不會(huì)掩蓋其他原料風(fēng)味和香味。 麥芽糊精的水解程度越高，產(chǎn)品的溶氧性、甜度、吸濕性、滲透性、發(fā)酵性、褐變反應(yīng)及冰點(diǎn)下降越大；而組織性、粘度、色素穩(wěn)定性、抗結(jié)晶性越差 [3]。 麥芽糊精的應(yīng)用 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 （ 1）在食品工業(yè)中的應(yīng)用 麥芽糊精的耐高溫性和發(fā)酵性低，是糖果工業(yè)的理想原料。加入到糖果中，能降低糖果的甜度，增進(jìn)光澤，防止潮解，解決了糖的粘牙現(xiàn)象。 麥芽糊精在牛奶中有良好的分散性 [3]，并有吸附作用，使易揮發(fā)的物質(zhì)保存在產(chǎn)品中，是飲料良好的載體、填料，也是碳水化合物的重要來源。添加到速溶可樂和菊花晶中，突出了原有風(fēng)味，減少了營養(yǎng)損失，增加了稠度，改善了口感。 將麥芽糊精、麥芽糖和一種成膜多糖混合，可制成調(diào)味料載體，再加檸檬油等調(diào)味料，噴霧干燥，即得一種不含抗氧化劑而能在 21℃ 下穩(wěn)定一年以上的調(diào)味料 [2]。 （ 2）麥芽糊精在造紙工業(yè)中的應(yīng)用 麥芽糊精具有較好的流動(dòng)性及較強(qiáng)的粘合能力，在國外已將其應(yīng)用于造紙行業(yè)中，作為表面的施膠劑和涂料的粘合劑 [4]，國 內(nèi)有的造紙廠將其應(yīng)用于銅版紙 [5]的生產(chǎn)，用于表面旋膠時(shí)，不但吸附在紙面纖維上，同時(shí)也向紙內(nèi)滲透，提高纖維間的粘合力，改善外觀及物理性能。用它代替先前的干酪素或聚乙烯醇，可顯著降低生產(chǎn)成本和能耗 [5]。 （ 3）日用化工及精細(xì)化工行業(yè)中的應(yīng)用 在粉狀化妝品中作為遮蓋劑和吸附劑，對增強(qiáng)皮膚的光澤和彈性，保護(hù)皮膚有較好的功效。在牙膏生產(chǎn)上可代替部分 CMC，作為增稠劑和穩(wěn)定劑可改善牙膏的結(jié)構(gòu)。在各種化工溶劑生產(chǎn)上作為填充劑，可提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，延長貨架期 [6]。 （ 4）醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用 麥芽糊精具有良好的溶解 性和粘結(jié)力，復(fù)形效果很好，可做片劑和沖劑的賦形劑和填充劑。而且還具有一定的生理功能，在兒童食品中添加，可使可使嬰兒腸道內(nèi)的雙歧桿菌活化和增殖，促使兒童消化吸收，有利于嬰兒成長和發(fā)育 [7]。 麥芽糊精在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)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(yīng)用。如 麥芽糊精在糖果、麥乳精、果茶、奶粉、冰淇淋、飲料、罐頭及其他食品中廣泛應(yīng)用，它是各類食品的填充料和增稠劑 [8]。 麥芽糊精無色無味可溶于水， 廣泛應(yīng)用于焙烤、飲料、糖果、調(diào)味料、肉制品及冷凍制品等 ,從而降低產(chǎn)品的甜度、抑制冰晶生長替代脂肪和改 變質(zhì)構(gòu)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(chǎn)品之一。 目前為止，國內(nèi)有些廠家在生產(chǎn) DE值小于 10的麥芽糊精，但是克服不了麥芽糊精回生的現(xiàn)象；另外，還沒有對其生產(chǎn)的產(chǎn)品的組分作出更明確的要求，和國外一些同一類別的產(chǎn)品相比，還有很大的差距，因而在產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用的方面受到了一定的限制。國際上一些技術(shù)先進(jìn)的公司（如 ADM公司）已經(jīng)開始在我國推廣性能優(yōu)良、受市場歡迎的麥芽糊精，而且對其中的組分已有明確指標(biāo)。 麥芽糊精的生產(chǎn)工藝一般有酸法、酶法和酸酶法三種方法 。酸法是將淀粉調(diào)漿后，齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 加入一定量的無機(jī)酸 (如鹽酸 ) 進(jìn)行水解，直到 DE 值達(dá)到 20 以內(nèi)就成為產(chǎn)品。這種產(chǎn)品中會(huì)產(chǎn)生一部分分子鏈較長的糊精，因而過濾會(huì)很困難，產(chǎn)品的溶解度低，容易易變混濁或凝聚沉淀，所以工業(yè)化生產(chǎn)一般不用這個(gè)方法。一般酶法和酸酶法應(yīng)用較多。酶法是在淀粉調(diào)漿后，在淀粉漿中加入 α一淀粉酶進(jìn)行水解， 再經(jīng)過精制而成，可用于生產(chǎn) DE值范圍在 5一 25的產(chǎn)品。酶法又分為一步加酶法和二加酶步法：一步加酶法是指進(jìn)行一次投酶就完成液化，達(dá)到所需要的的 DE 值；二加酶步法則是分兩次投酶，首先進(jìn)行噴射液化，再加酶 轉(zhuǎn)化從而達(dá)到所需要的 DE值。其生產(chǎn)工藝不復(fù)雜，但其工藝參數(shù)卻不容易控制。在液化過程中，只要淀粉漿濃度、溫度、酸度、和反應(yīng)時(shí)間中任何一個(gè)參數(shù)條件控制不準(zhǔn)，即可以使產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生很大的差異。所以在生產(chǎn)中要必須掌握好工藝要點(diǎn)，控制好工藝參數(shù)。國內(nèi)外采用二步法工藝的比較多，它能使原料淀粉充分水解，提高產(chǎn)品的得率 ( 一般為 75 %一 90 % )，產(chǎn)品質(zhì)量好。酸酶法是將淀粉漿先進(jìn)行酸水解到 DE值在 5一 12 后，再加入 α－淀粉酶轉(zhuǎn)化到 DE值在 15一 20，經(jīng)過精制而成。通過這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)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(chǎn)工序增加 ,比較繁瑣 [9]。 目前麥芽糊精的生產(chǎn)仍帶有一定的經(jīng)驗(yàn)性，產(chǎn)品質(zhì)量并不十分穩(wěn)定，精確控制產(chǎn)品的 DE 值和組分分布仍有一定困難。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(chǎn)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(chǎn)工藝，這將是工藝研究的熱點(diǎn)。 設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)依據(jù) 本麥芽糊精廠采用工業(yè)玉米淀粉為原料，其原料來源廣泛而且非常充足。 麥芽糊精具有很多優(yōu)良特性，近年來在食品工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，是理想的食品基 礎(chǔ)原料，促進(jìn)了食品工業(yè)的發(fā)展，供不應(yīng)求，市場前景良好。 根據(jù)齊齊哈爾大學(xué)食品與生物工程學(xué)院教研室下達(dá)的畢業(yè)生設(shè)計(jì)任務(wù)，綜合 理論基礎(chǔ)知識，采用先進(jìn)工藝技術(shù)而設(shè)計(jì)，并在原有基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新和改進(jìn)， 考慮麥芽糊精的良好發(fā)展前景，設(shè)計(jì)年產(chǎn) 100， 000 噸麥芽糊精廠，其 主要參數(shù)： 年產(chǎn) 100， 000 噸麥芽糊精（ DE 值為 20） 年生產(chǎn)天數(shù) 300 天 原料為工業(yè)玉米淀粉（含水量 14%） 淀粉轉(zhuǎn)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 噴霧干燥后含水 量 ≤ 5% 設(shè)計(jì)原則 本設(shè)計(jì)擬采用雙酶法生產(chǎn) 麥 芽糊精 ，設(shè)計(jì)盡可能按照以下原則進(jìn)行：選用成熟可行的國內(nèi)外先進(jìn)新工藝，努力使本設(shè)計(jì)達(dá)到先進(jìn)技術(shù)水平，生產(chǎn)切實(shí)可行、利用率高、節(jié)省成本、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。選用國家有關(guān)部門批準(zhǔn)的設(shè)備系列和單機(jī)設(shè)備。在條件允許的情況下下，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源消耗，減低成本，進(jìn)一步提高工廠的機(jī)器化、自動(dòng)化水平。充分利用能源，并提出合理的 ―三廢 ‖處理方案，廠區(qū)設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)核算 [10]。 設(shè)計(jì)范圍 （ 1）本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為年產(chǎn) 100， 000 噸的麥芽糊精廠的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)主要的設(shè)計(jì)任務(wù)為：麥芽糊精廠的工藝 設(shè)計(jì)（工藝流程確定、工藝參數(shù)選擇），設(shè)備選型，物料、水、汽系統(tǒng)的三大平衡計(jì)算，并針對重點(diǎn)設(shè)備（蒸發(fā)罐）做詳細(xì)的設(shè)