【正文】 序區(qū)干擾。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。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)及冰點下降越大；而組織性、粘度、色素穩(wěn)定性、抗結(jié)晶性越差[3]。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。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。（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，不但吸附在紙面纖維上，同時也向紙內(nèi)滲透，提高纖維間的粘合力，改善外觀及物理性能。（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]。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]。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]。 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。 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。這種產(chǎn)品中會產(chǎn)生一部分分子鏈較長的糊精，因而過濾會很困難，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)一般不用這個方法。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。其生產(chǎn)工藝不復(fù)雜，但其工藝參數(shù)卻不容易控制。所以在生產(chǎn)中要必須掌握好工藝要點，控制好工藝參數(shù)。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。目前麥芽糊精的生產(chǎn)仍帶有一定的經(jīng)驗性，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。 設(shè)計依據(jù)及設(shè)計原則 設(shè)計依據(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。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，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%噴霧干燥后含水量≤5% 設(shè)計原則本設(shè)計擬采用雙酶法生產(chǎn)麥芽糊精，設(shè)計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)計達(dá)到先進(jìn)技術(shù)水平，生產(chǎn)切實可行、利用率高、節(jié)省成本、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。在條件允許的情況下下，提高勞動生產(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、自動化水平。 設(shè)計范圍（1）本設(shè)計是設(shè)計生產(chǎn)能力為年產(chǎn)100，000噸的麥芽糊精廠的設(shè)計，設(shè)計主要的設(shè)計任務(wù)為：麥芽糊精廠的工藝設(shè)計（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)的三大平衡計算，并針對重點設(shè)備（蒸發(fā)罐）做詳細(xì)的設(shè)計。（3）對廠址選擇、廠區(qū)布置、自動控制、工廠環(huán)境、交通運輸、人員配置、經(jīng)濟(jì)核算和全廠的安全提出合理化建議。用二加酶步法：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。在液化過程中，只要淀粉漿濃度、溫度、酸度、和反應(yīng)時間中任何一個參數(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。國內(nèi)外采用二步法工藝的比較多[12]，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。設(shè)計中離子交換可以去除鹽類及少量的有色物質(zhì)，進(jìn)一步提高糖液的純度和色澤。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(zhì)絮凝效果好，以便于料液的過濾`。 液化方法淀粉乳液化效果的好壞，直接影響到淀粉乳的下一工序的完成的質(zhì)量，從而影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和得率。因此，本設(shè)計也采用了噴射法，且用二次噴射，保證了連續(xù)性生產(chǎn)。本設(shè)計采用的是三組離子交換樹脂柱串聯(lián)使用，為離交柱的再生，生產(chǎn)和應(yīng)急提供條件。 四效蒸發(fā)蒸發(fā)器設(shè)備是食品工廠生產(chǎn)過程主要設(shè)備之一，它利用真空蒸發(fā)或機(jī)械分離等方法來實現(xiàn)，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(qiáng)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(zhì)的損失。第2章 工廠建設(shè)技術(shù)基礎(chǔ) 原料、燃料的來源及產(chǎn)品供銷由于工廠位于東北玉米主產(chǎn)區(qū)，玉米資源豐富，可以提供大量的原料。此地交通便利，供電條件良好，地域優(yōu)越，便于“三廢”的處理。 原材料、輔料及產(chǎn)品規(guī)格本設(shè)計生產(chǎn)需要的原料、輔料及得到的產(chǎn)品規(guī)格列表2－1所示。B233。它直接影響工農(nóng)關(guān)系，城鄉(xiāng)關(guān)系，并影響基建速度，投資費用以及投產(chǎn)后生產(chǎn)成本等。廠址選擇應(yīng)遵循以下原則[10]：（1）廠址應(yīng)符合國家工業(yè)布局，城市或地區(qū)的規(guī)劃要求。（3）水源和排水：必須有充足的水源，且水質(zhì)要求必須符合飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。（4）靠近原料產(chǎn)地中心，原料來源充足，選擇廠址時要對原料玉米產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)查。（6）供電條件良好、方便。廠址不應(yīng)選在礦山、下沉、淤泥和流沙地區(qū)。（8）注意“三廢”的處理及綜合利用。綜上，廠址選在齊齊哈爾市龍沙區(qū)的郊區(qū)。本設(shè)計采用四效逆流降膜式真空濃縮設(shè)備，蒸汽消耗較大，根據(jù)計算結(jié)果可知每日用蒸氣量為380t，所以選用日生產(chǎn)能力為100噸蒸汽的鍋爐4個。工廠的供電系統(tǒng)必須滿足工廠生產(chǎn)需要，報證高質(zhì)量的用電，必須考慮電路的合理利用與節(jié)約，供電系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運行，施工與維修方便。具體方案[10]如下：（1）整體供電范圍包括：全廠的變配電工程，廠區(qū)供電外線供電工程，車間內(nèi)設(shè)備配電系統(tǒng)，廠區(qū)及室內(nèi)照明供電，自動控制電器及儀表供電等。（3）隨著工廠機(jī)械化水平不斷提高，用點設(shè)備的增加，要求變配電設(shè)施的容量要有一定的余地。（5）為了減少電能消耗和改善供電質(zhì)量，廠內(nèi)變電所應(yīng)接近或毗鄰負(fù)荷高集中部門。 水處理系統(tǒng)麥芽糊精廠作為食品工廠，必須考慮食品安全等方面的問題，用水是其關(guān)鍵因素，所以本設(shè)計采用經(jīng)多介質(zhì)過濾后的地下水作為用水的主要來源。 控制程度為了保證生產(chǎn)能夠正常運行，故關(guān)鍵步驟如噴射液化等工序，采取設(shè)置氣動自動閥門。其控制的變量有：溫度、壓力、流量、液位、pH值、密度以及電導(dǎo)率等。其處理方案如下： 廢氣的處理四效工序會產(chǎn)生不凝氣體，供熱系統(tǒng)以煤為燃料，會釋放COSO2等氣體和一些有害煙塵，這些氣體會對環(huán)境造成污染，所以就應(yīng)該對這些廢氣進(jìn)行處理，達(dá)到國家要求標(biāo)準(zhǔn)后再排放到大氣中。另外，糖化罐、板框、噴射器等設(shè)備的洗滌用水中會含有少量的糖和可溶性蛋白等，使污水的BOD值超標(biāo)，為避免這種情況，這些洗滌用水要先經(jīng)過厭氧發(fā)酵，使BOD值低于國家標(biāo)準(zhǔn)后再排放。同時在生產(chǎn)過程中，要注意水循環(huán)利用，節(jié)約用水，降低生產(chǎn)成本，達(dá)到最高的利用率。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。 酸法在酸的作用下，使淀粉水解，此方法帶有副反應(yīng)，產(chǎn)生一些不可降解的糖及其它一系列的有色物質(zhì)，同時灰份高，糖液轉(zhuǎn)化率低，副產(chǎn)物多，糖液濃度低，增加精制困難，而且生產(chǎn)的糖液質(zhì)量差。酸法的弱點還有在高溫下糖會分解、焦糖化，同時在淀粉轉(zhuǎn)化成單糖的同時， 還發(fā)生單糖的回聚，生成低聚糖，因而酸法工藝的轉(zhuǎn)化率很低，不僅浪費原料， 而且降低糖液純度，增加后段工序的難度。利用液化酶使糊化淀粉水解成低聚糖，大大降低料液粘度，提高料液流動性。現(xiàn)在的酶有較強(qiáng)的選擇性，淀粉酶只對淀粉作用，而對蛋白質(zhì)不起作用。淀粉中的蛋白質(zhì)絕大部分是醇溶性的谷蛋白，在糖化過程不會溶解。 工藝設(shè)計基礎(chǔ) 工藝流程及控制參數(shù)本設(shè)計生產(chǎn)工藝流程為：調(diào)漿→液化→過濾→脫色→離交→蒸發(fā)→噴干各工段的主要參數(shù)如表3－1所示。B233。1）%，濃度50%麥芽糊精水分含量5% 產(chǎn)品、副產(chǎn)品產(chǎn)量、去向本設(shè)計生產(chǎn)高麥芽糖漿，還有其它副產(chǎn)物如絮凝下來的蛋白質(zhì)等，其產(chǎn)量如表3－2。影響α－淀粉酶催化活力的主要因素有：淀粉乳的濃度、淀粉乳的pH值、水解的溫度、和鈣離子濃度。鈣離子對α淀粉酶的熱穩(wěn)定性有明顯的增大作用，實踐證明，如采用耐高溫的α淀粉酶，鈣離子含量只需50ppm，即可起到保護(hù)淀粉酶活化的作用。要求液化液不粘稠，表面不結(jié)皮，具有良好的流動性和過濾性，用碘液檢查不應(yīng)有藍(lán)色反應(yīng)，DE值達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。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(zhì)類雜質(zhì)的凝結(jié)好，糖液的過濾性質(zhì)好，適于連續(xù)操作[1,2]。 保壓10 min，物料溫度達(dá)到105℃，此時淀粉乳的濃度為17～20176。一次噴射的目的：蛋白質(zhì)絮凝效果好，防止淀粉顆粒產(chǎn)生，防止老化，同時避免一些小分子物質(zhì)生成。二次噴射：在一次噴射結(jié)束后層流保溫溫度為97～98℃，保溫時間為90～120min，徹底水解到要求的 DE值。目的是把耐高溫α－淀粉酶徹底殺死，進(jìn)一步凝固蛋白質(zhì)，同時使淀粉分散，便于進(jìn)行下道工序。過濾時，要求減少殘液量，使濾渣壓縮成餅狀。所得濾液要及時濃縮，以防發(fā)酵變質(zhì)。采用板框過濾除渣，使用時，先將板框和濾布壓緊，開離心機(jī)將濾液打入壓濾機(jī)。用壓縮空氣將剩余的糖液頂出，除去蛋白質(zhì)及雜質(zhì)后的料液經(jīng)泵送入下道工序?；钚蕴窟€可以吸附少數(shù)無機(jī)鹽，以降低糖化液的灰分含量。料液再經(jīng)過換熱器降溫后進(jìn)入離交罐。 離子交換工序經(jīng)過脫色的糖液中還含有很多有色離子，而且電導(dǎo)率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了標(biāo)注，物料進(jìn)入離子交換器時溫度不超過60℃，其過程中電導(dǎo)率不超過30Ω/cm3，此交換柱由三組“陽—陰—陽”離子柱串聯(lián)而成。離子交換交換結(jié)束后，糖液透光率≥98%。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，并且要求最終產(chǎn)品糖漿符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，本次設(shè)計采用真空降膜濃縮設(shè)備。%，物料溫度為60℃，被濃縮到含干物（50177。蒸發(fā)冷凝液分別送至凝結(jié)水罐儲存，被系統(tǒng)重新利用。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(fēng)接觸，物料被瞬間蒸發(fā)干燥成粉末狀，經(jīng)旋風(fēng)分離回收，然后篩分得到成品，進(jìn)行計量包裝。 多效蒸發(fā)工藝原理無論常壓、加壓或真空蒸發(fā)，每從溶液中蒸發(fā)出1kg水。這就需要消耗大量蒸汽。選擇的效數(shù)越多越節(jié)省蒸汽，但是與此同時工藝引起設(shè)備的投資相應(yīng)也增加，所以綜合考慮，本設(shè)計采用了四效蒸發(fā)器。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。根據(jù)傳熱原理，熱量始終是從高溫度傳遞給低溫度物體的，兩者之間溫差越大，傳熱速度越快，故可加速水分蒸發(fā)，提高生產(chǎn)效率。而且還可以防止物料外噴，保證車間環(huán)境，降低勞動強(qiáng)度。 蒸發(fā)流程的確定按照加料方式的不同，常見的多效蒸發(fā)流程有三種：逆流、平流、并流。（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(jìn)入，依次用泵送入前效，最后的濃縮液由一效放出。（2）并流的特點：并流可以靠各效的壓力進(jìn)入下一效，不用泵。（3）平流的特點：平流法蒸發(fā)原料分別加入每一效中料液也是分別自各效排出，蒸汽的流向仍是由一效流向末效，平流適于處理過程中伴有結(jié)晶析出的物料。 長管液膜蒸發(fā)器的選擇蒸發(fā)要求時間要短，避免物料在蒸發(fā)器停留時間過長，長管液膜具有上述特點，即溶液通過加熱室一次到達(dá)所需的濃度，溶液沿著熱管壁呈膜狀流動，其主要優(yōu)點是溶液在蒸發(fā)器內(nèi)停留時間短，蒸發(fā)速率快，傳熱效率高，因而特別適合蒸發(fā)熱敏性的物料。料液經(jīng)預(yù)熱后由蒸發(fā)器底部引入，加熱蒸汽的管外對管內(nèi)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(nèi)高速上升。（2）刮板攪拌薄膜蒸發(fā)器：刮板攪拌薄膜蒸發(fā)器是利用外加動力成膜的單程蒸發(fā)器，適用于易結(jié)晶、易結(jié)垢或熱敏性材料的蒸發(fā)。（3）降膜式蒸發(fā)器：它與升膜式蒸發(fā)器的區(qū)別在于，料液是從蒸發(fā)器的頂部加入。并在此過程中不斷被蒸發(fā)增濃，在蒸發(fā)器的底部可得到料液，為了使液體在進(jìn)入加熱管后能有效地成膜，每根管的頂部都要裝有液體分配器，降膜式蒸發(fā)器可蒸發(fā)濃度要求較高的溶液，對于粘度較大的物料也適用。綜上所述：根據(jù)本設(shè)計料液的特點，選用了降膜式蒸發(fā)器，它的主體是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(jìn)行，保證較高的傳熱系數(shù)。 本設(shè)計的突出特點（1）選用耐高溫的α﹣淀粉酶，淀粉的晶體型結(jié)構(gòu)決定了淀粉只能在高溫高壓下與耐高溫α﹣淀粉酶作用，從而破壞其晶體型結(jié)構(gòu)使淀粉顆粒完全糊化以使后面工序正常進(jìn)行，提高產(chǎn)品收率。二次蒸汽噴射產(chǎn)生的湍流使淀粉受熱快而均勻，糖化液的過濾性好，設(shè)備少，也適于連續(xù)化操作。第4章 工藝計算已知：糊精收率（商品淀粉轉(zhuǎn)化率）96%；糊精DE=20；淀粉含水量：14%；理論絕干淀粉轉(zhuǎn)化為絕干糊精轉(zhuǎn)化率：102%；實際轉(zhuǎn)化率：96%；日產(chǎn)糊精：（一年按300天計算）；糊精含水量：5%；損失：% 調(diào)漿工段℃查表：淀粉乳濃