【正文】 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(xué)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(xué)畢業(yè)設(shè)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%== （。℃ 一噴溫度： 105177?！? 飽和蒸汽比熱： 1kcal/kg （ 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(chǔ)上達(dá)到了高效濃縮的目的。 （ 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。 所以，最后確定本次設(shè)計的濃縮工段采用了真空四效逆流降膜蒸發(fā)系統(tǒng)。 降膜蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是可以不計液柱高度造成的沸點(diǎn)上升，熱效率高；物料單程通過，可獲得較高的濃縮度，適用于濃縮粘稠的物料；物料受熱時間短，對熱敏性物質(zhì)影響??；處理少量的物料也能連續(xù)而經(jīng)濟(jì)地濃縮，而且物化容易，迅速分離；處理量大，占地面積??；清洗方便 ，洗滌劑耗量少，可進(jìn)行原地?zé)o拆卸循環(huán)清洗；蒸汽及冷卻水耗量大大下降。料液在重力作用下沿管壁成膜狀下降。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動力消耗大、傳熱面積 較小，處理能力不大。并在此過程中繼續(xù)蒸發(fā)，當(dāng)汽、液混合物進(jìn)入分離器的底部后料液與二次蒸汽分離后由分離器的底部排出，二次蒸汽由頂部導(dǎo)出，為了能在加熱管內(nèi)有效地成膜，進(jìn)入的加熱蒸汽的流速要求很大，所以升膜式蒸發(fā)器不適用于較濃物料的蒸發(fā)，也不適用于粘度很不易結(jié)晶或結(jié)垢的物料。根據(jù)物料在蒸發(fā)器中流向的不同，又分為以下幾種： （ 1） 升膜式蒸發(fā)器：常用的加熱管直徑為 25～ 50mm，管長徑比為 100～150。 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(guān)系，本設(shè)計的流程選用逆流。缺點(diǎn) :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(shù)一次下降。而蒸汽 從第一效依次至末效，其優(yōu)點(diǎn)是溶液濃度升高時，溶液的溫度也升高，因此各效的粘度相差不致太大，使各效的傳熱系數(shù)也大致相同，其缺點(diǎn)是 :需要泵輸送，能量消耗大，且各效進(jìn)料均低于沸點(diǎn)。以下是分別介紹各流程的特點(diǎn) [20]。 由于糖液屬于熱敏性物料，其生產(chǎn)過程對時間、溫度有嚴(yán)格要求，需要在低溫短時條件下進(jìn)行，故本次設(shè)計采用真空濃縮設(shè)備。 真空濃縮設(shè)備是食品工廠生產(chǎn)過程中的主要設(shè)備之一，它具有很多優(yōu)點(diǎn)：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(zhì)的損失；可以利 用壓強(qiáng)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(zhì)下降的作用等。同時，減壓濃縮蒸發(fā)速度快，在抽真空強(qiáng)制蒸發(fā)時，因降低了沸點(diǎn)的溫度，而加大了熱源（蒸汽）和物料（糊精）之間的溫度差。 真空濃縮系統(tǒng) 蒸發(fā)按操作壓力的不同可分為：常壓、加壓和減壓蒸發(fā)，減壓蒸發(fā)也稱為真空蒸發(fā)濃縮。為了減少加熱蒸汽的消耗，可采用多效蒸發(fā) [20]。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(chǎn)中，往往需蒸發(fā)大量水分。 重點(diǎn)工段設(shè)計論證 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 蒸發(fā)工藝論證 蒸發(fā)工段采用了四效逆流降膜式蒸發(fā)器，即稀糖液由四效引入，用泵依次輸送至前效，濃糖液由第一效排出，加熱蒸汽是 由第一效進(jìn)入并依次通過各效，并從四效排除。 干燥工序 向干燥塔內(nèi)引入溫度較高而相對濕度很低的干空氣，物料經(jīng)高壓泵或高速離心機(jī)被分散成霧滴，與熱風(fēng)相接觸而產(chǎn)生熱量交換。1） %，濃縮后糖漿輸送至噴干 工段。為節(jié)省能源，有效利用蒸汽采用多效蒸發(fā)，本設(shè)計選擇四效逆流降膜蒸發(fā)器，各效傳熱面積 156m2。 四效蒸發(fā)工序 麥芽糊精 含水量低于 5%，噴干工序無法將含水量太高的物料直接噴干，所以在噴干工序前需要去除物料中的大量水分，為了得到合乎要求的產(chǎn)品，離子交換后無色透明的稀糖漿須進(jìn)行濃縮。料液通過離子交換柱，將糖液的陰陽離子與離交柱內(nèi)陰陽樹脂所攜帶的 OH－離子和 H+離子進(jìn)行交換，以實現(xiàn)除去糖化液中陰陽離子和有機(jī)雜質(zhì)，通過調(diào)節(jié)柱，達(dá)到調(diào)整 pH 值的目的。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 %。采用 板框過濾機(jī)進(jìn)行兩次脫色，從而得到無色透明的液體。 脫色工序 過濾后的料液必須除去其中的色素，料液通過換熱器加熱后進(jìn)入脫色罐，同時加入活性炭吸附色素， 活性炭脫色是物理吸附作用，是將有色的各種物質(zhì)吸附在表面，從而達(dá)到脫色的目的。糖液 在濾框內(nèi)，沿板上的溝槽流下，從下端口流出，而雜質(zhì)形成濾餅，濾餅充滿框后結(jié)束過濾。同時濾液也要及時會收用于調(diào)漿。濾液應(yīng)該澄清透明，不顯渾濁。 過濾工序 液化后，淀粉水解成可溶性糊精，玉米中所含的蛋白質(zhì)、脂肪及其它不溶性雜質(zhì)絮凝成渣，必須除去這些以便得到澄清的物料。 二次噴射溫度是 125℃ ，保壓時間為 5min。 其要點(diǎn)是蒸汽直接噴射進(jìn)入淀粉乳薄層，使淀粉乳液化，蒸汽噴射產(chǎn)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(jìn)入層流液化罐保溫液化。B233。 一次噴射：切斷 α－ 1,4－糖苷鍵，使淀粉鏈變短。 調(diào)漿后的物料經(jīng)攪拌均勻，去噴射器進(jìn)行噴射液化。 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。操作時，用 15℃ 的甜水（來自離交洗水回收）進(jìn)行調(diào)漿，然后用板框?qū)⒌矸廴樯郎氐?50℃ 后使淀粉結(jié)晶區(qū)充分溶脹，便于糊化，用 Na2CO3溶液將 pH 值調(diào)到 ～ ，這是 α－淀粉酶的最適 pH 值。 表 3－ 2 產(chǎn)品、副 產(chǎn)品名稱、產(chǎn)量和去向（萬噸 /年） 序號 名稱 產(chǎn)量 去向 1 麥芽糊精 10 粘合劑、穩(wěn)定劑等 2 蛋白質(zhì) 飼料 3 廢碳 燃料 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 工藝論證 調(diào)漿工序 生產(chǎn)麥芽糊精的原料是從其他公司采購的精制淀粉乳，然后直接打到淀粉乳罐內(nèi)。），用 45～ 50℃ 的去離子水或電導(dǎo)率為 10μs/cm以下溫水，充分?jǐn)嚢?30min 后加耐高溫 α－淀粉酶加 ㎏ /t 干淀粉、氯化鈣和純堿攪拌 15min 液 化 一次噴射：溫度 105℃ ，噴射壓力 層流液化： 95～ 98℃ ，高溫維持 20～ 30min，液化流量： 12～ 20m3/h 二次噴射：溫度 125℃ 閃蒸 至 95℃ ， ～ 冷卻 至 80℃ 除渣過濾 透光 率 ≥ 80%，溫度小于 80℃ 一次脫色 透光 率 ≥ 85%，溫 度小于 80℃ ，加碳量 5kg/t 干淀粉 二次脫色 溫度 75～ 80℃ ， ～ ，加碳量 5kg/t 干淀粉，透光率 ≥95% 冷 卻 t≤ 60℃ 離子交換 進(jìn)料濃度 27%左右， t≤ 60℃ ，出料電導(dǎo) 率 ≤ 100μs/cm 出料 pH ～ ，透光 率 ≥ 98% 四效真空降膜濃縮 pH ～ 出料濃度（ 50177。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 表 3－ 1 各工藝參數(shù) 名稱或工段 參數(shù) 淀 粉 商品淀粉，含水 14% 調(diào) 漿 pH ～ ，淀乳濃度 32%（ 18176。而且在噴射液化過程分散在糊精液中的蛋白質(zhì)，會在二級噴射滅酶時，被凝結(jié)成固體，因此給后面的過濾等工序帶來了方便，所以本設(shè)計采用酶法。 不像酸，無選擇性。 酶法得到的產(chǎn)品最理想，液化徹底，且反應(yīng)條件溫和，糖液純度高，顏色純正，外觀透明，無色素和副產(chǎn)品產(chǎn)生，質(zhì)量好，更適于工業(yè)生產(chǎn) [1,2]。 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。糖化葡萄糖值低于酶法，液化生成的糊精結(jié)構(gòu)與酶法不同，不利于和糖化 酶分子結(jié)合，影響糖化效率。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第 3 章 工藝設(shè)計及論證 酶法生產(chǎn)工藝的合理性 麥芽糊精是利用含淀粉的糧食、薯類等為原料，經(jīng)過酸法、酶法制取的淀粉糖，這兩種方法得到的產(chǎn)品主要差別如下。 廢渣的處理 脫色工序所使用的活性炭在用完以后一部分被再次利用作為一脫的舊炭，但是在被再次利用以后則就成為廢渣。為了滿足需求就應(yīng)該建設(shè)污水處理設(shè)施來解決污水問題。 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(shù)進(jìn)行處理。 ―三廢 ‖處理及綜合利用方案 所謂 ―三廢 ‖，即廢氣、廢水、廢渣。有 OCC 工作人員實時監(jiān) 控，其自動化程度設(shè)計的目的在于節(jié)省人力，力求提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。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(wǎng)、車間內(nèi)外給排水管網(wǎng)、室內(nèi)衛(wèi)生工程、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等。 （ 6）供電管線及電氣設(shè)備應(yīng)采取防潮措施，防止發(fā)生事故。 （ 4）采用雙電源供電，避免意外停電（供電不穩(wěn)定地區(qū)）時候?qū)е碌脑细瘮『妥冑|(zhì)，減少不必要的浪費(fèi)。 （ 2）麥芽糊精廠生產(chǎn)隨季節(jié)變化不大，用電負(fù)荷波動小，但也需設(shè)置 2 臺變壓器供齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 電，以防止出現(xiàn)緊急情況。 本設(shè)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(jīng)濟(jì)情 況允許則可以考慮建設(shè)電站以避免供電不足所帶來的損失。 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(fù)荷分級供電。 供應(yīng)方案以及自動化程度的說明 供熱方案 麥芽糊精廠蒸汽消耗量較大，故本廠供熱自設(shè)蒸汽爐。 （ 9）廠址所在地應(yīng)盡可能具有較好的協(xié)作條件，能協(xié)調(diào)解決包裝材料的加工，運(yùn)輸，設(shè)備維修及技術(shù)培訓(xùn)等工作。廠址有一定的耐力，在地震區(qū)建廠要考慮相應(yīng)的抗震措施。 （ 7）地勢應(yīng)基本平坦，如有坡地，則產(chǎn)區(qū)應(yīng)按不同標(biāo)高建筑標(biāo)注，以盡量減少土地用量，廠區(qū)標(biāo)高應(yīng)高出通常的洪水位。 （ 5）交 通運(yùn)輸便利，與各種輔料產(chǎn)地中心較近，產(chǎn)品有很好的銷售市場。地形和地勢應(yīng)符合環(huán)保法，不得危害農(nóng)副生產(chǎn)。 （ 2）節(jié)約用地，少用農(nóng)地，原料來源充足。同時也影響職工的勞動環(huán)境，廠區(qū)的衛(wèi)生條件，產(chǎn)品的質(zhì)量等。 總蛋白（ %） ～ 可溶蛋白（ %） ～ 脂肪（ %） ～ 灰分（ %） ～ 輔 料 氫氧化鈉 濃度 10% 鹽酸 濃度 10% 碳酸鈉 濃度 10% 氯化鈣 濃度 10% a－淀粉酶 加入量 產(chǎn) 品 麥芽糊精 濃度 95% DE 18 pH － 感官 淺黃色無定形粉末，無肉眼可見雜質(zhì) 廠區(qū)概述 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 廠址的選擇應(yīng)符合國家方針政策，生產(chǎn)條件，經(jīng)濟(jì)核算。 表 2－ 1 原料、輔料及得到的產(chǎn)品規(guī)格 類別 名 稱 項目 規(guī)格 原料 淀粉乳 濃度 18176。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(chǎn)品的銷路較好。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。 由于糖液屬于熱敏性物料，其生產(chǎn)過程對時間、溫度有嚴(yán)格要求，要在低溫短時條件下進(jìn)行，故采用真空 逆流降膜式蒸發(fā)器 [16]。離子交換樹脂排列順序為陽 —陰 —陽，降低電導(dǎo)率調(diào)節(jié) pH 值。 離子交換 離子交換的作用是除去有色的離子，進(jìn)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(zhì)。噴射液化法液化效果好，蛋白質(zhì)類雜質(zhì)絮凝好 [13]、液化液的過濾性好、雜質(zhì)少。齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 另外，采用了四效逆流真空降膜蒸發(fā)濃縮，在此過程中降低了蒸汽的消耗量，節(jié)省了能源 ,而且達(dá)到高效濃縮的目的。本設(shè)計采用三組離子交換樹脂柱串聯(lián)使用，離子交換柱排列順序為陽 —陰 —陽。 另外生產(chǎn)設(shè)備投資低，降低了酸法對設(shè)備造成的腐蝕。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)。其生產(chǎn)工藝不復(fù)雜，但其工藝參數(shù)卻不容易控制。 設(shè)計選用設(shè)備的先進(jìn)程度及特點(diǎn)