麦芽糖工艺设计.doc

高麦芽糖浆工艺设计 一、连续喷射液化酶法生产高麦芽糖浆工程设计(200t/日)(一)摘要：1、可行性：目前我国消费蔗糖800万吨以上,现售价在3800元吨以上,折合75浓度的售价为2850元吨。目前75浓度的高麦芽糖浆售价1950元吨,差价为4550,因此高麦芽糖浆的市场替力巨大。目前高麦芽糖浆的生产成本仅为1836.6元吨(以淀粉售价1850元吨计),年产6万吨的高麦芽糖浆年效益为680.4万元2、设计特点：(1)采用五效降膜蒸发技术生产1吨糖浆耗汽量仅为O.8吨,并且水耗也降为3吨吨以下。(2)采用连续离交工艺酸碱耗量仅为30元吨左右,节省费用高达30,并且投资仅为过去的34。(3)由于采用露天化布置,土建节省投资70。(4)由于设备的大型化、连续化运转、工艺流程简化,再加上多年来成熟的经验及变频技术的运用,吨糖耗电25kwhr。(5)由于设备选用大型化,工艺流程简化,再加上多年来的设计施工经验,总投资600万元。(6)、适当调整工艺路线及工艺条件,既可生产不同的淀粉糖,如增加400万元的压力干燥塔,即可生产150吨日麦芽糊精,同时也可生产50吨日异麦芽糖粉；增加1200万元的结晶、离心、干燥设备,即可生产150吨日口服结晶葡萄糖。3、上海兆光生物工程设计研究院优势：(1)目前,上海兆光生物工程设计研究院已为国内外二十二个行业680多家单位提供了技术服务及工程承包。已建成180多条高麦芽糖浆生产线,其中山东青援集团、大成集团帝豪公司年产均为20万吨高麦芽糖浆。(2)上海兆光生物工程设计研究院既可提供技术转让及设计,又可提供喷射液化器、蒸发器、干燥塔等关键设备,并且可承包整个工程。目前上海兆光生物工程设计研究院已发展成为集技术转让、工程设计及工程承包于一体的工程性公司,拥有专业技术人员60多名。(3)上海兆光生物工程设计研究院的专有技术一“连续喷射液化酶法糖技术”获国家轻工科技进步二等奖。(4)上海兆光生物工程设计研究院现已拥有高压蒸汽喷射液化技术,又拥有专利科研成果低压蒸汽喷射液化技术,根据现场实际生产条件选择。(二)高麦芽糖浆的定义,分类及特征麦芽糖浆是以淀粉质为原料,经酶或酸酶结合的方法水解而成的以麦芽糖为主的糖浆。按麦芽糖含量不同,麦芽糖浆分为序号名称麦芽糖含量()1饴糖20-302高麦芽糖43超高麦芽糖浆70高麦芽糖浆为无色、透明的粘稠液体（640nm，透光95%），低甜度、有麦芽香味。高麦芽糖浆有如下特征与用途：1、高浓度麦芽糖浆清亮透明,甜度仅为蔗糖30-40,具有热稳定性(熬糖温度170),有较好的抗砂抗痒性。因此广泛用于高级奶糖(如上海喔喔食品集团公司,山东青援食品集团)。2、高麦芽糖浆具有较高的冰淇淋凝冻膨胀性能,冰晶细腻,容易冻结,节省能源,因此广泛用于冷食中(如沈阳德氏,内蒙伊利)。3、高麦芽糖浆具有良好的发酵性,保湿性强,有麦芽香味,因此也大量用于在面包糕点及啤酒制造(如豪门啤酒厂)。4、高麦芽糖浆因含有大量的糊精,具有良好的高结晶性,食品工业用于果酱、果冻等,制造时可防止蔗糖的结晶析出,而延长商品的保存期。5、高麦芽糖浆水分活性比蔗糖低,抗菌性强,化学性质稳定,应用于果汁、果浆、以及豆沙等,使产品粘稠、均匀、味美、富有结构感。6、高麦芽糖不依赖人体胰岛素代谢,血糖上升缓慢,且低热量,因此对糖尿病人、心血管病患者和肥胖人有一定的保健功能。7、按折干算,目前高麦芽糖浆售价低于蔗糖35-40,因此高麦芽糖浆的发展潜力巨大,连续喷射液化酶法生产高麦芽糖浆技术是上海兆光喷射液化技术有限公司的专利科研成果,目前此技术已被山东青援食品集团(日产600吨)、安徽丰原生化公司(日产600吨)、河南莲花集团(日产800吨)、山东鲁州食品总厂(日产400吨、二期)、大成集团长春帝豪公司(日产400吨)、山东诸城兴贸公司(日产400吨)、山东都庆集团(日产300吨)、广州双桥股份公司(日产300吨)、黑龙江华冠科技股份公司(日产300吨)、大成集团上海好成公司(日产200吨)、河北燕南食品公司(1日产200吨)、河北昌黎淀粉厂(日产200吨)、山东保龄宝公司(日产200吨)、上海融氏公司(日产200吨)、山东滕州淀粉厂(日产100吨)、四川成都东风淀粉公司(日产100吨)、甘肃张掖昆仑公司(日产60吨)、台湾旺旺集团、上海喔喔食品集团、上海饴糖厂、北京饴糖厂以及黑龙江鸡西天一公司等一百八十多家单位采用。(三)设计依据1、日产200吨高麦芽糖浆(固形物含量75)2、淀粉转化率115。(即lOOg淀粉含量在86以上的商品淀粉,能生产115g固形物含量75的高麦芽糖浆)。3、淀粉含量86(玉米精制淀粉)。4、喷射液化速度24m3hr(采用HYZ-7型喷射器,不锈钢)。5、粉浆浓度17Be。6、糖化周期24hr。7、平均过滤速度150Lhr-m2-O.2Mpa,每班过滤一罐料液,采用三班二运转。8、年工作日300天。(四)试验材料及方法l、精制玉米淀粉2、酶制剂：(1)液化酶：丹麦NOVO公司产(2)糖化酶：丹麦NOVO公司产(3)真菌-淀粉酶：丹麦NOVO公司产。活性20000AMANOm1。3、喷射液化技术系统：规格HYZ-7不锈钢。上海兆光公司提供。4、五效降膜技术系统：规格18TH。上海兆光公司提供。5、测试方法：(1)还原糖：斐林氏法。 (2)DE：阿贝氏折光仪测固形物,斐林氏法测还原糖。DE=还原糖/干物质100(3)透光率：721分光度计640nm下测定。(4)糊精分析：0.5的碘液、70酒精及75酒精。(5)过滤速度：1活性炭,过滤速度为二小时的平均值。(6)糖组分分析：高压液相色谱仪。(五)工艺流程及工艺条件1、工艺流程图 调浆 连续喷射液化糖化 滤液 除渣过滤 糖渣过滤 糖渣 废炭 废活性炭过滤 一次脱色过滤 新鲜活性碳 二次脱色过滤 旧活性碳离交脱色除杂浓缩高麦芽糖浆2、工艺流程简述在配料罐内，把粉浆乳调到17波美，PH值用Na2CO3调到PH5.0-7.0，最后加入耐高温-淀粉酶，料液搅拌均匀后用泵把粉浆泵入喷射液化器，在喷射其中粉浆和蒸汽直接相遇，出料温度控制在110-115度，从喷射器中出来的料液，进入层流罐保温60分钟到90分钟，温度保持在95-97度。然后进行二次喷射，在第二只喷射器内料液和蒸汽直接相遇，温度升至120-145度以上，并在高温维持3-5分钟左右把耐高温-淀粉酶彻底杀死，同时淀粉会进一步分散，蛋白质会进一步凝固。然后料液进入真空闪急冷却系统降温到53度保温，同时将PH值降到4.5-6.5，加入糖化酶，糖化到终点后，将料液喷射加热并降温70度灭酶，首先用过滤机除渣过滤，再加入旧活性炭脱色半小时，进行脱色过滤，然后将糖液进行二次脱色，脱色后离交。将离交后的糖液用五效降膜式蒸发器浓缩到75%，达到产品要求。3、酶法制糖工艺条件（1）液化工艺：粉浆浓度17波美，PH5-7，耐高温-淀粉酶用量0.4-1.0L/t，喷射液化温度110-115，液化保温时间60-90分钟，灭酶温度120-145。（2）糖化工艺：PH4.5-6.5，温度：532，真菌酶用量0.6L/Tds，糖化时间：24hr4、操作规程（1）调浆：粉浆浓度17波美，PH5.0-7.0，耐高温淀粉酶用量0.4-1.0L/t（2）喷射液化：首先预热喷射器及层流罐至100，然后进行喷射液化，喷射器内温度控制在100-115，层流罐内温度控制在95-97。（3）高温处理：通过第二次喷射将料液加温120-145，通过高温维持罐维持3-5分钟，120-145，以上热处理可以达到三个目的：A、灭酶 B、蛋白凝固 c、淀粉进一步分散（4）真空闪急冷却：经过真空闪急冷却系统温度从120降至53。（5）糖化工艺操作规程：A、PH4.5-6.5 B、温度：532，为防止糖焦化，用热水循环保温 C、糖化时间：24小时（6）糖化灭酶：当70%和75%的酒精检验合格后，糖化结束，然后将PH调至4.8-5.0，并喷射加热后降温70灭酶。（7）过滤基本要点及顺序：（除渣过滤）A、过滤前将料液冷却至60-70。B、过滤时压滤机同时使用。C、滤布为两套，以减少过滤和储糖时间。D、过滤时，通过调节回流，使过滤压力流线增加。E、为了减少滤液中的悬浮物及缩短过滤时间，过滤压力不能超过0.2MPa。F、过滤困难时可以通空气，以疏通滤渣。G、为防止糖液变质，在糖化料液过完后清洗糖化罐，洗液也要用泵打去过滤。H、过滤结束后用热水洗涤，温度60-70，用水量1.5m3/m3-2.0m3/m3。I、过滤洗涤后，用压缩空气将滤渣吹干。（8）一次脱色及过滤：在一次脱色罐中，量好体积浓度，然后加入旧炭脱色，脱色时要求在80时脱色30分钟即可过滤，滤液供二次脱色待用。（9）二次脱色及过滤：在二次脱色罐中，量好体积浓度，然后加入新炭脱色，脱色时要求在80时脱色30分钟即可过滤，滤液供离交待用。（10）离交脱色除杂：糖的重金属盐以及色素用树脂除去。洗柱用水以及前后过滤用洗水：凡进入糖浆中的洗水必须经离交处理或用蒸发凝水。（11）浓缩：经离交脱色处理后的糖浆，用五效降膜蒸发器浓缩到75%以上。（12）整个生产过程结束后，设备、管道、泵要清洗干净。（六）工艺及设计特点：1、采用特殊的喷射液化系统，液化彻底，不溶性颗粒分散好，蛋白絮凝效果好。这不仅使糖收率高，而且解决了酶法制糖最大的难题过滤问题。2、液化均匀，在碘试合格的前提下，可控制较低的液化DE值，以便获得最高的麦芽糖含量。3、既可用玉米、大米等粗原料喷射液化，又可以用玉米淀粉等精原料喷射液化，在有淀粉生产的厂家，最好用淀粉乳液化。4、采用低压蒸汽连续喷射液化技术，不仅液化彻底，糖收率高，而且对生产条件要求不苛刻。5、采用连续糖离交工艺，树脂节省30%-40%，同时酸碱节省30%-40%。6、采用高浓度喷射液化及适当调整工艺路线，不仅节省了蒸汽，而且可提高产量40%。7、通过调整工艺路线及工艺条件，采用一条生产线，增加压力干燥塔，既可生产异麦芽低糖，麦芽糊精、增加结晶、离心、干燥设备即可生产结晶葡萄糖。8、液化、糖化设计时，根据实际情况采用露天布置：土建投资可节省70%。9、采用真空闪冷系统，即可达到冷却的目的，又可提高糖的浓度。10、采用多效降膜蒸发浓缩糖，省汽，省水，并且能产生较多的冷凝水。（七）工艺计算（一）物料衡算（以一条线、日产200吨高麦芽糖浆为例）1、每日所需商品淀粉200115%=173.9t2、层流罐的公称体积为：液化保温90分钟，喷射速度24 m3h（液体计）故层流罐的有效保温体积为36 m3。3、高温维持罐的公称体积为：24560=2.0 m34、喷射液化器的选型，选HYZ-7，24 m3h即8t/hr（干物），建立一套液化系统，分二班，每班实际工作11小时，因此，每天处理淀粉8112=176173.9t。5、糖化罐的公称体积：在整个喷射液化、糖化灭酶生产过程中，增水量最大为120%。120%173。986%172%90%=586.5 m3共选择120 m3罐7只,120 m3只7只=840 m3(7只罐中备用一只、滤前储罐一台)。6、过滤机的公称面积为达到最佳速度，过滤时间应等于非过滤时间，若要求24小时内完成，其过滤面积为(24小时内滤完=12小时过滤时间+12小时非过滤时间)：586.5103(150Lm2 hr12hr)=325.9m2共选用150 m29台，箱式过滤机(除渣3台，洗渣、洗碳各一台，一次脱色、二次脱色过滤各2台)7、脱色罐、中转罐及糖液贮罐：一次脱色罐23004000 3台二次脱色罐23004000 3台化渣、化碳罐230040002台无离子水罐120m32台离交前后中转罐230040005台（离交前三台，离交后二台）浓缩后中转罐230040002台糖贮罐120m33台(二)热量计算l、喷射液化蒸汽用量A、一次喷射液化蒸汽用量蒸汽压力0.5Mpa r=2113kjkg.kCp=4.18kjkg.k淀粉乳在冬天时温度为1O。Q=MsCpt=173.986(172)1034.18(10510)=17.5107(Kj)故需蒸汽17.51072113=82.7tB、高温热处理蒸汽用量蒸汽压力为0.5Mpa r=2113kjkg.kCp=4.18kjkg.kQ=MsCpt=(439.7+82。7)1034.18(125100)=5.9107(Kj)蒸汽用量为5.51072113=25.8t液化部分用汽量为：82.7+25.8=108.5t因此液化部分用汽量为：108.5200=0.54ttC、真空闪急冷却水Q=MsCpt=(439.7+82.7+25.8)1034.18(125-53)=16.5107(Kj)此闪急冷却水量为16.51072113=78.1t2、糖化结束后灭酶所需蒸汽(喷射灭酶，增加换热器60m3)Q=MsCpt=(439.7+82.7+25.8-78.1)1034.18(70-53)=4.5lO7(Kj)故需蒸汽为：4.51072113=21.1t每天出5罐糖，每批糖灭酶90分钟，故糖化用汽强度为21.1t(51.5)=2.8th因此液化糖化时最大用汽强度为108.522+2.8=7.7th3、蒸发：若糖化结束后，脱色过滤及离交后还要增加水量，若所有以上增加因素都考虑在内，蒸发前浓度为28，因此蒸发前糖液体积为173.986%28%=543.1m3若蒸发至糖浓度为75，因此蒸发体积为534.12875%=199.4m3蒸发去水量534.1-199.4=334.7t每天二班，每班工作10小时，故蒸发器规格为334.720=16.7t/hr故选用五效降膜蒸发器18thr故蒸发用汽强度为3.6thr日产200吨高麦芽糖浆最大用汽强度为7.7+3.6=11.3thr若物料均衡生产，并且改进现工艺条件，用汽强度可降为8thr，那么每吨糖浆的用汽量为0.8 t/t。(八)标准设备的选型1、泵的选用A、配料泵(配料罐一上料罐)三台，型号:液下泵Q50m3hr H30m 1lkwB、一次喷射前泵一台,型号：NM063BY014B Q35m3hr H40m N7.5kw 兰州耐茨公司生产。C、二次喷射前的泵一台,型号：NM063BY014B Q35m3hr H40m N7.5kw 兰州耐茨公司生产。D、喷射后的中转泵一台，型号：NM063BY014B Q35m3hr H40m N7.5kw 兰州耐茨公司生产E、过滤泵5台,型号：CHZ50-160 Q35m3/hr H40m Nllkw 大连二耐产F、换热泵1台,型号：CHZl00-250 Q120m3hr H40m N22kw 大连二耐产G、糖离交泵一台,型号：CHZ50-250 Q35m3hr H50m N15kw 大连二耐产H、再生用泵4台 N7.5kw Q25m3hr 靖江市氟合金泵厂生产。2、喷射液化器三台HYW-10型 处理能力120 m3hr(液体计)一台 上海兆光公司提供HYZ-7型 处理能力24m3hr(液体计)一台上海兆光公司提供3、过滤机 150m29台产地：河北景津4、半导体点温计68-A型 五台 产地：上海精华仪表厂5、五效降膜式蒸发器一套，不锈钢，蒸发能力18thr，N89kw 上海兆光公司提供6、精密过滤机2.0m22台7、板式换热器60m22台，40m23台， 30m21台(九)非标准设备的结构设计(详见非标设备图)(十)设备平面布置图(附图)项目长宽(高)调浆及液化部分1814冷凝水、糖贮存及糖化部分1814离交部分161411脱色部分321411浓缩部分1814公用工程面积15000m2(十一)主要设备一览表设备号设备名称规格型号数量材质电动机功率(kw)单价（万元）单电功率台数总电功率PU-1配料罐360024003水泥4.0312.O2OPU-2配料泵污泥液下泵Q=50m3hH=30m3碳钢ll3ll04PU-3上料罐23003600l3042.2l2225PU-4上料螺杆泵NM063 BY0140B35m3h 40m2不锈钢7.527530PU-5承压罐9003500130414PU-6喷射器HYZ-71不锈钢4.9(包括自控)PU-7盘管108120m(壁厚2.5mm)13212.5PU-8喷射后中转泵NM063 BY014B35m3h 40ml不锈钢7.57.53.OPU-9汽液分离器(A)20004000130412PU-1O蒸汽分汽罐30020001A3O4PU-11层流罐9001400540053042.0PU-12二喷泵NM063 BYO14B35m3h 40m1不锈钢7.57.53.OPU-13喷射器HYZ-71不锈钢4.9(包括自控)PU-14高温维持罐9003500l3042.5PU-15汽液分离器(B)6009001304O.1PU-16二次液化罐2300360033042.216.62.5PU-17汽液分离器(C)20004000l3041.2PU-18过滤泵CHZ5O-200Q=35m3/h H=40m1不锈钢111110.9PU-19板式换热器60m217.2PU-20纯水罐420045002PU-21离心泵l37.57.50.8PU-22糖化罐4200450093044.O36.05PU-23离心泵CHZ100-200Q=120m3hH=40ml不锈钢30301.8PU-24喷射器HYW-lOl3.2PU-25高温灭酶罐100054002PU-26板式换热器60m2/台l不锈钢7.2PU-27滤前暂存罐4200450013044.O14.O5PU-28离心泵CHZ50-200Q=35m3h H=40m1不锈钢1111O.8PU-29管束烘干机50m2台1不锈钢5PU-30压滤机150m2台机械自动保压1366PU-31洗渣罐2300360l不锈钢2.22.22.2PU-32离心泵CHZ50-200Q=35m3h H=40m1不锈钢11110.8PU-33压滤机150m2台机械自动保压3不锈钢3.09.018PU-34压滤机一脱罐150m2台机械自动保压23003600l3聚炳稀3043.O2.23.06.662.2PU-35洗碳罐23003600l3044.O2.2PU-36离心泵CHZ50-200Q=35m3h H=40m2不锈钢ll110.9PU-37压滤机150m2台机械自动保压2聚炳稀369PU-38二脱罐2300360033042.26.62.2PU-3离心泵CHZ50-200Q=35m3h H=40m1不锈钢1l11PU-40过滤机120m2台机械自动保压2聚炳稀3612PU-41交前罐2300300033042.26.62.2PU-42离心泵CHZ50-250Q=45m3h H=60m不锈钢1111l.2PU-43板式换热器30m2/台1不锈钢4PU-44板式换热器30m2/台1不锈钢4PU-45精密过滤器2.0 m2台2不锈钢O.5PU-46离交阳柱120054006A32PU-47离交阴柱140054006A33PU-48离交小阳100042004A31PU-49-50浓酸碱罐300042000(卧式玻璃钢)2玻璃钢3PU-52-55-57-59配酸碱罐23004000立式4玻璃钢2PU-51-53压酸碱罐1.2m32玻璃钢0.4PU-54-56-58-60氟合金泵FSB65-30LQ=30m3h H=30m4合金O.4PU-61交后罐2300400023042.24.42.2PU-62离心泵CHZ50-160Q=35m3h H=50m1不锈钢4.O4.OO.9PU-63-66板式换热器40m2/台2不锈钢4PU-64精密过滤机2m2台2不锈钢1PU-65蒸发器5效降膜(18th)1不锈钢120120218PU-67真空水箱2