高麦芽糖浆毕业设计说明书

1、内蒙古工业大学本科毕业设计说明书摘 要在本设计中生产高麦芽糖浆是利用淀粉为原料，用酶制剂液化、糖化后，经糖液过滤精制、浓缩而成的一种淀粉糖浆，高麦芽糖浆的甜度低而温和，可口性强、口感好，加热时不易发生美拉德反应，有耐温高等优点。这类糖浆已被广泛应用于食品、化工、饮料等多种行业，特别是在食品工业中，如糕点、饮料、糖果、冷冻等食品中都采用麦芽糖浆作原料或辅料，可提高食品的粘稠度和口感。 目前国际上生产高麦芽糖浆较为先进的是利用酶法生产,除了固定化液化酶和糖化酶的工艺以外,还有超滤法生产麦芽糖浆以及热分离水化系统精制麦芽糖浆等。这些方法将会使高麦芽糖浆生产进入一个新的阶段，在生产成本，产品质量，工艺

2、控制等方面都会有较大的改善。在本设计中通过查阅一些文献最终确定采用酶法来生产高麦芽糖浆。在设计中主要是依据生产流程去计算所需的各种物料，包括淀粉用量、各个工序的损失率以及辅助物料等的据算。依据计算的结果以及生产上的连续性等问题去选择适合每一步的设备。依据设备的尺寸外形、工艺要求等条件布置安排生产管道以及对生产车间的布置关键词：高麦芽糖浆；工艺；设备；生产车间abstracthigh maltose syrup is a refined starch as raw materials, enzymes for liquefaction , saccharification , refined ,

3、 condensed from a starch syrup , high maltose syrup sweetness and mild, tasty , good taste, and less when heated maillard reaction , the temperature of advantages . such syrups have been widely used in food , chemical, beverage and other industries , especially in the food industry , cakes, drinks,

4、candy, frozen foods using malt syrup as raw materials or accessories , you can increase the viscosity and taste of the food . more advanced enzymatic production of maltose syrup in addition to the immobilized amylase and glucoamylase process, ultrafiltration production of maltose syrup and heat sepa

5、ration hydration system refined maltose syrup , etc. , these methods will enable high - maltose syrup production has entered a new stage in the production costs, product quality , process control will be greatly improved. the main design is based on the production process to calculate a variety of m

6、aterials , selection of equipment arrangement is the layout of the production pipeline and production workshop.keywords: high maltose syrup ; applications; equipment; production workshop目 录引 言1第一章 设计概述31.1设计任务31.2设计依据31.3产品及原料介绍31.3.1高麦芽糖浆31.3.2高麦芽糖浆的生产4第二章 工艺流程52.1工艺流程图52.2工艺操作要点52.2.1调浆52.2.2 连续喷射

7、液化62.2.3 糖化62.2.4 除渣过滤62.2.5 脱色过滤62.2.6 离交除杂72.2.7 蒸发浓缩72.2.8成品包装7第三章 物料衡算93.1生产安排93.2班产量计算93.3玉米淀粉用量的计算93.4 工艺流程中的各种物料的计算10第四章 水汽估算114.1喷射液化及糖化工段水汽耗量估算114.1.1一次喷射液化消耗蒸汽量114.1.2二次喷射液化消耗蒸汽量114.1.3糖化灭酶消耗蒸汽量114.2四效降膜蒸发器热量计算114.2.1各效水分蒸发量114.2.2蒸发水分所需的热量124.2.3物料自行沸腾的热量124.2.4各效蒸汽用量134.2.5预热物料及消耗蒸汽量估算13

8、4.2.6系统消耗生蒸汽用量计算144.2.7系统冷却水耗量154.3耗水量估算154.4 cip清洗系统消耗各液体的计算16第五章 设备选型175.1设备的选型与说明175.2设备的选型与计算175.2.1配料罐175.2.2螺旋输送机175.2.3上料罐185.2.4喷射液化器185.2.5层流罐195.2.6高温维持罐195.2.7真空冷却系统195.2.8气液分离器205.2.9糖化罐205.2.10过滤机205.2.11空气压缩机215.2.12脱色罐215.2.13离子交换柱215.2.14 cip清洗系统225.2.15多效降膜蒸发器225.2.16 其他辅助设备235.3泵的选

9、择245.3.1往复泵255.3.2上料螺杆泵255.3.3离心泵26第六章 工艺管道计算276.1主物料管道的工艺计算276.1.1调浆工段276.1.2喷射液化工段286.1.3糖化工段286.1.4糖液精制工段286.1.5蒸发浓缩工段296.2水汽管道计算296.2.1喷射液化工段296.2.2糖化工段296.2.3蒸发工段30第七章 生产车间平面布置317.1生产车间平面布置概述317.2 80kt/a高麦芽糖浆生产车间平面布置初步设计317.2.1车间布置设计的依据317.2.2 车间平面布置设计相关内容327.3车间人员安排32总 结33参考文献35谢 辞37引 言随着人们生活的

10、不断提高，食品、医药、生物等行业也在不断的发展。麦芽糖的需求量也在不断的增大。高麦芽糖浆是目前食品、生物等行业主要的糖原料，其含糖量高，成本低在工业生产上有广泛的应用。也是市场上需求量比较大的一种糖原料。高麦芽糖浆是70年代在国际上出现的一种新型淀粉糖浆，最早生产高麦芽糖浆的国家是日本，日本首先以玉米淀粉为原料经过微生物酶水解生产高麦芽糖浆获得成功，而后美国也向日本引进了这项技术。我国在80年代初开始研制，现在己具有一定的生产能。现在国内外常用的生产高麦芽糖浆的工艺一般都是酶法生产。因为酶法生产其成本低，生产效益好且生产安全。在本设计中也采用酶法生产，通过工艺流程，操作控制条件等进行工艺计算，

11、对设备进行工艺选型，并且绘制相关的图纸，以完成一个完整的高麦芽糖浆生产车间的设计。2第一章 设计概述1.1设计任务80kt/a高麦芽糖浆生产车间工艺设计1.2设计依据1、工业玉米淀粉国标gb/t12309-19902、gb8163-873、hg 20519.3-19924、劳动法5、食品安全法1.3产品及原料介绍1.3.1高麦芽糖浆高麦芽糖浆是由若干葡萄糖分子组成的聚合物糖浆是一种中等转化糖浆,麦芽糖含量高葡萄糖含量低。在外观上呈清亮透明状，较葡萄糖而言，其保湿性较好，甜味柔和，其甜度仅为蔗糖的二分之一，抗结晶防潮能力强。高麦芽糖浆的甜度低而温和，可口性强、口感好，其中的麦芽糖对热和酸比较稳定

12、，常温下不会因麦芽糖的分解而引起食品变质或甜味发生变化，加热时不易发生美拉德反应。用于糖果生产中具有de值低，耐温高等优点，可延长产品的货架期。纯用高麦芽糖浆生产糖果产品韧性好、透明度高，不出现“返砂 ”现象，可降低糖果粘度，提高产品风味，显著降低生产成本，给企业带来较高的经济效益。用于糕点、面包、烘焙食品等生产过程，可起到防止淀粉老化，保湿性好，延长保质期等作用。由于高麦芽糖浆具有抗结晶、冰点低等优点，用于冷饮生产中，可改善产品的口感，提高产品质量降低生产成本，目前已被冷饮行业作为增稠剂和增塑剂得到了广泛的应用。高麦芽糖浆渗透压较高，用于果脯、蜜饯、果酱、果汁罐头及奶油类食品中具有保质期长、

13、产品口味不易改变等优点。目前工业上生产糖浆产量较大，且比较普遍的是高麦芽糖浆，它的de值控制在4555%左右，这类糖浆已被广泛应用于食品、化工、饮料等多种行业，特别是在食品工业中，糕点、饮料、糖果、冷冻食品中用麦芽糖浆作原料或辅料，可提高食品的粘稠度和口感。 高麦芽糖浆具有一定的生理保健作用，目前在市场上需求量较大应用前景十分广泛1,2,3。表1-1高麦芽糖浆理化指标项目固形物de值熬温麦芽糖麦芽三塘葡萄糖数值75%4815055%19%3.8%表1-2不同糖浆中麦芽糖含量项目饴糖高麦芽糖浆超高麦芽糖浆麦芽糖含量40%50%50%75%75%1.3.2高麦芽糖浆的生产麦芽糖是利用淀粉为原料的一

14、种淀粉转化糖。就目前市场情况而言淀粉糖工业的三大原料是玉米、小麦和马铃薯,此以玉米为原料制取淀粉糖最为常见。高麦芽糖浆具有很重要的生理保健作用，被广泛应用于高档食品、饮料中。因此，如何提高麦芽糖浆生产中麦芽糖的产率，是函待解决的问题。首先可采用低价原料，另外改善高麦芽糖浆的生产技术，如采用双酶或多酶生产替代单酶法生产高麦芽糖浆，可有效提高麦芽糖的产率。目前较为先进的酶法生产麦芽糖浆除了固定化液化酶和糖化酶的工艺，还有超滤法生产麦芽糖浆以及热分离水化系统精制麦芽糖浆等，这些方法将会使高麦芽糖浆生产进入一个新的阶段，在生产成本，产品质量，工艺控制等方面都会有较大的改善3,4。在本设计中也采用玉米淀

15、粉为原料利用酶法进行生产设计。1.3.3 生产酶的应用1.3.3.1 耐高温-淀粉酶用玉米淀粉生产高麦芽糖浆的液化酶选用的酶制剂要求具有作用温度高，作用力强等特点，耐高温淀粉酶能耐110左右的高温是目前国内外在生产工艺过程中采用较多的一种酶。耐高温淀粉酶作用是最适温度100，瞬时可达105-110。ph值5.5-7.0。在液化阶段ca2+具有一定的激活作用可以提高淀粉酶活力的能力，并且对其稳定性的提高也有一定效果。经资料查的ca2+在7mmol/l9mmol/l时酶活增加,本设计采用酶活力为2000u/ul5。1.3.3.2 真菌-淀粉酶糖化酶选用真菌-淀粉酶,该酶在50以下稳定性较好, 最适

16、温度为55左右高于60时酶活损失较多。ph值在4. 0-7. 0的范围内稳定,其最适ph值是5.5。ca2+浓度在7mmol /l时对该酶有激活作用5,6。第二章 工艺流程调浆2.1工艺流程图连续喷射液化糖化除渣过滤糖渣废碳一次脱色过滤二次脱色过滤离子交换除杂蒸发浓缩成品图2-1 高麦芽糖浆生产工艺流程图2.2工艺操作要点2.2.1调浆浆液的浓度一定要适宜，浓度太低，设备的利用率不高，增加浓缩时的蒸汽用量，从而增加生成成本。在调浆的过程中，遵循先调ph后加淀粉酶的原则，目的是为了防止浆液出现局部的过酸或过碱而对淀粉酶的活力有影响。在调浆罐中入少量的水,用输送机浆干淀粉输送进调浆罐,投料完毕后加

17、水至需要量,即粉浆浓度约为35%,波美度为17。搅拌均匀后用na2co3调节ph值5.5-7.0，加入cacl2做保护剂和激活剂。最后加入耐高温-淀粉酶，耐高温-淀粉酶用量为0.6l/t。搅拌均匀后用泵将粉浆泵入上料罐中准备进行喷射液化2,5。2.2.2 连续喷射液化连续喷射液化时，粉浆在蒸汽喷射液化器中直接与蒸汽相遇。一次喷射液化时粉浆的出料温度在97-110之间，从喷射器出来的物料进入层流罐95-97保温60min-90min。保温后进行第二次喷射液化，在第二个喷射液化器内料液与蒸汽直接相遇，从喷射器出来的料液温度升至100-145之间，之后进行高温处理通过高温维持罐在120-145下高温

18、维持3min-5min。此时耐高温-淀粉酶会被全部杀死，同时蛋白质会进一步凝固，淀粉会进一步分散。高温处理后的料液通过真空闪急冷却系统迅速降温至53，冷却后的料液进入下一个工段准备糖化5,6。2.2.3 糖化从上一工段出来的53的料液调节ph值至4.0-7.0，然后加入糖化酶0.4l/t（干淀粉）进行糖化。糖化时间24h，糖化温度532，当70%和75%的酒精检验合格后糖化到终点，经喷射器喷射灭酶，喷射后的料液进入灭酶罐70保温灭酶30min。灭酶后的糖浆泵入虑前暂存罐准备进入后续工段2,5,6,7。2.2.4 除渣过滤除渣过滤主要是除去糖浆中的颗粒较大的不容杂质。过滤时料液的温度应降至60-

19、70。由于糖浆有一定的粘度所以过滤机应采用压滤机，为保证过滤质量减少滤液中的悬浮物及缩短过滤时间，压滤机的压力不应超过0.2mpa。过滤时，通过调节回流，使过滤压力流线增加。为达到最佳过滤速度,过滤时间应等于非过滤时间2,5。2.2.5 脱色过滤一次脱色过滤：在这一工段中可以去除糖液中的蛋白质、纤维类物质和脂类物质等杂质，得到澄清的滤液。在糖化液中加入滤液干物质0.5%左右的颗粒状活性炭，一次脱色所使用的活性炭是来自二次脱色后的旧活性炭，在80下充分搅拌30分钟，在进行过滤。二次脱色过滤：滤液用活性炭予以净化处理，活性炭的用量为滤液干物质的0.5%左右，第二次脱色工序加入的活性炭为新的活性炭，

20、活性炭在 ph46的范围内其脱色能力基本相同，在较低ph值下脱色糖液受热色泽增加少，所以脱色操作可调ph值至4.55.0。脱色温度一般采用80，保持30min。滤液供离交待用2,5,9。2.2.6 离交除杂离交属于糖液精制工序，其目的是为了进一步提高产品质量除去ca2+mg2+。淀粉经糖化后，糖液中一般含有少量的色素以及低等聚糖等杂质，因此必须对糖液进行精制。由于离子交换树脂由于具有较强的吸附分离能力,近年来在国内外已广泛应用于食品及药物的提纯和分离。因此在本设计中采用离子交换树脂除去糖液中的此类杂质。在2005年徐忠等，离子交换树脂对高麦芽糖浆的分离纯化研究中研究了离子交换树脂分离纯化高麦芽

21、糖浆的新工艺。结果表明,732 型离子交换树脂对高麦芽糖浆中的低聚糖具有较好的分离效果。较适宜的分离条件是柱温为70 ,经分离后,麦芽糖可含量达到90.75 %5,10,11。 2.2.7 蒸发浓缩淀粉经糖化后精制，精制后的糖液经过蒸发浓缩后达到一定的浓度，依据此浓度可将麦芽糖浆分为不同麦芽糖浆、高麦芽糖浆、超高麦芽糖浆。在本次设计所要的生产的是高麦芽糖浆，其浓度为75%12。由于淀粉糖工业中的浓缩属于低温蒸发浓缩，因此可选用低温连续式的蒸发浓缩。具有传热效率高，物料受热时间短等特点，特备适用于热敏性、粘滞性、发泡性等物料的蒸发浓缩2,3,11。2.2.8成品包装由于成品最终由将膜蒸发器蒸发浓

22、缩后出料，且出料温度为45以下。因此在本设计中成品可以直接灌装至桶中。包装桶的大小可以视客户的需求量而定。在本设计中将不再对成成品包装进行专门的设计以及计算。第三章 物料衡算3.1生产安排本设计计划年生产270天。五班三倒每天生产三班。设备每个星期清洗一次，每次清洗五个小时。(清洗时间不计入生产时间）每年清洗时间为：t=27075=192.857h3.2班产量计算设备不均匀系数r=0.8班产量： q班= qrtd （3-1）q班-班产量 q -年产量 t -每天生产班数 d -每年生产天数则在本设计课题下每班的班产量为： q班=800000.83270=123.457t/班3.3玉米淀粉用量的

23、计算玉米淀粉中淀粉含量86%，转化率115%(即每100g固形物含量在86%以上的商品淀粉能生产115g固形物含量75%左右的高麦芽糖浆)则所需工业玉米淀粉： m= 123.457115% =107.354t/班 （3-2）经过计算各步损失后可知最后需要的工业淀粉量为116.980t/班，具体计算如下：1、生产123.475 t/班高麦芽糖浆其所需纯玉米淀粉质量为：107.35486%=92.324 t/班在工艺过程中干物质损失总量为8.5%，则应投料纯淀粉的质量为：92.317/(1-0.085)= 100.603 t/班则需要的工业玉米淀粉质量为：100.603/0.86=116.980

24、t/班2、调浆过程中纯淀粉损失1%，则该工序出料中含淀粉质量为：100.603（1-1%）=99.597 t/班3、喷射液化过程中麦芽糊精损失1.5%，该工序出料中含麦芽糊精质量为：99.597（1-1.5%）=98.103 t/班4、糖化过程中干物质损失2%，则该工序出料中含干物质质量为：98.103（1-2%）=96.141 t/班5、脱色过滤过程中干物质损失3%，则该工序出料中含干物质质量为：96.141（1-3%）=93.257 t/班6、离交、浓缩过程中干淀粉损失1%，则该工序所需淀粉为：93.257（1-1%）=92.324 t/班3.4 工艺流程中的各种物料的计算1、调浆要求淀粉

25、浆浓度达到17be，浓度约为35%，密度=1.133kg/l。则每班需调浆：m1=100.60335%=287.438 t/班每班需加水：m水=287.438-116.981=170.457t/班每班cacl2用量：mcacl2=0.6710-3110100.603=46.479kg/班在调浆过程中需加入耐高温-淀粉酶0.6l/t(干淀粉，酶液密度以水的密度计)则每班所需耐高温-淀粉酶为：m-淀粉酶=100.6030.6=60.362kg/班2、糖化阶段要求加入0.4l/t的糖化酶，则每班糖化酶的用量为：m糖化酶=98.1030.4=39.241kg/班3、脱色过滤工序中加入脱色用的活性炭为干

26、淀粉的0.5%，则每班所需活性炭为：m活性炭=96.1410.005=0.481t/班表3-1 物料衡算表名称淀粉液化酶糖化酶氯化钙活性炭软水消耗量t/班116.9800.0603620.0392410.046479481170.475第四章 水汽估算4.1喷射液化及糖化工段水汽耗量估算在生产过程中，连续喷射液化，糖化灭酶工序都需要利用蒸汽，蒸发工段要用到冷却水，且蒸汽进入了工艺流程，同物料一同进入下一工段，最后在蒸发浓缩工段蒸发冷却回收13蒸汽的利用率以97%计。4.1.1一次喷射液化消耗蒸汽量蒸汽压力：p=0.5mpa，汽化热r=2232kj/kg.k，淀粉乳比热容cp=3.63。一次喷射

27、液化蒸汽温度110，出料温度97，淀粉乳初始温度10。则淀粉乳升温所需热量为：q1=mcpt =107.35486%（172%）10003.63（97-10）=8.576107kjm1=q1r+t1=8.5761072232+（110-97）=38.200t/班 (4-1)实际用蒸汽量: 38.200/0.97=39.381 t/班4.1.2二次喷射液化消耗蒸汽量二次喷射液化蒸汽温度125，进料温度97，出料温度为100，汽化热r=2191kj/kg.k，则物料升温所需的热量为：q2=mcpt =（271.5424.803）10003.63（100-97）=3.010106kj加热物料需要的蒸

28、汽量为：m2= q2r+t2=3.0101062191+（125-100）=1.358t/班实际用蒸汽量: 1.358/0.97=1.400 t/班4.1.3糖化灭酶消耗蒸汽量糖化灭酶喷射蒸汽温度105，进料温度53，出料温度80，汽化热r=2245kj/kg.k，则物料升温所需的热量为：q3=mcpt =（271.5424.803+54.941）10003.63（80-53）=2.709107kj加热物料需要的蒸汽量为：m3=q3r+t3=2.7091072245+(125-80)=11.830 t/班实际用蒸汽量: 11.830/0.97=12.196 t/班4.2四效降膜蒸发器热量计算4

29、.2.1各效水分蒸发量1、蒸发前物料的浓度27%，蒸发后的浓度75%则蒸发前的物料质量为：93.257/0.27=345.396t/班345.396103/8=43174.5kg/h，345.3960.27/0.75=124.343t/班去水量：345.396-124.343=221.053t/班每小时去水量：221.053/8=27.632 t/h2、蒸发器选用两台，每台设备的处理量为g=43174.5kg/h2=21587.25kg/h各效的浓度为x0=0.27，x1=0.31， x2=0.39， x3 =0.55，x4=0.753、各效去水量w1=g1-x0x1=2785.450kg/h

30、 (4-1)w2=g-w11-x1x2=3856.779kg/hw3=g-w1-w21-x2x3=4347.642kg/hw4=g-w1-w2-w31-x3x4=2825.968kg/h4.2.2蒸发水分所需的热量各效蒸发温度t1=90，t2=80,t3=65,t4=45，进料温度t0=78对应温度下蒸汽的汽化热:r0=2310.0kj/kgr1=2283.1kj/kg,r2=2307.8kj/kg,r3=2343.4kj/kg,r4=2389.4kj/kgq1=w1r1=2785.4502283.1=6.359106kj/h （4-3）q2=w2r2=3856.7792307.8=7.859

31、106kj/hq3=w3r3=4347.6422343.4=10.188106kj/hq4=w4r4=2825.9682389.4=6.752106kj/h4.2.3物料自行沸腾的热量1、物料沸腾时的潜热计算公式：cp=1-x0.57-0.0018t平均-20 单kcal/kg.,1kj=0.2389kcal（4-4）cp1=1-0.270.57-0.001878+902-20=0.877kcal/kg.=3.671kj/kg.cp2=1-0.310.57-0.001890+802-20=0.860kcal/kg.=3.598kj/kg.cp3=1-0.390.57-0.001880+652-

32、20=0.815kcal/kg.=3.410kj/kg.cp4=1-0.550.57-0.001865+452-20=0.721kcal/kg.=3.019kj/kg.2、物料沸腾时的热量q1=gcp1t1=21587.253.67190-78=9.510105kj/h （4-5）q2=g-w1cp2t2=18792.83.59890-80=6.765105kj/hq3=g-w1-w2cp3t3=14936.0213.41080-65=7.64105kj/hq4=g-w1-w2-w3cp4t4=10588.3793.67165-45=7.774105kj/h3、各加热管供给热量q1=q1-q1

33、=6.359106-9.510105=5.408106kj/h （4-6）q2=q2-q2=7.859106-6.765105=7.183106kj/hq3=q3-q3=10.188106-7.640105=9.424106kj/hq4=q4-q4=6.752106-7.774105=5.975106kj/h4.2.4各效蒸汽用量d1=q1r0=5.4081062310.0=2341.126kg/h （4-7）d2=q2r1=7.1831062283.1=3146.161kg/hd3=q3r2=9.4241062307.8=4083.543kg/hd4=q4r3=5.9751062343.4=

34、2549.714kg/h4.2.5预热物料及消耗蒸汽量估算1、各效预热器进出料温度如下表表4-1预热器温度项目进料温度出料温度混合冷凝器1020效2030效3045效4560效60782、混合冷凝器预热q0=gcp淀粉乳t0=21587.253.6320-10=7.833105kj/h （4-8）消耗蒸汽量：d0=q0r4=7.8331052389.4=327.823kg/h3、四效蒸发器预热q4=gcp淀粉乳t4=21587.253.6330-20=7.833105kj/h消耗蒸汽量：d4=q4r3=7.8331052343.4=334.258kg/h4、三效蒸发器预热q3=gcp淀粉乳t3

35、=21587.253.6345-30=11.754105kj/h消耗蒸汽量：d3=q3r2=11.7541052307.8=509.327kg/h5、二效蒸发器预热q2=gcp淀粉乳t2=21587.253.6360-45=11.754105kj/h消耗蒸汽量：d2=q2r1=11.7541052283.1=514.826kg/h6、一效蒸发器预热q1=gcp淀粉乳t1=21587.253.6378-60=14.099105kj/h消耗蒸汽量：d1=q1r0=14.0991052310=610.356kg/h4.2.6系统消耗生蒸汽用量计算1、一效产生的二次蒸汽被一效预热器再次利用量ds1=w

36、1-d2-d2=2785.450-3146.161-514.826=-875.537 kg/h （4-9）一效加热器消耗生蒸汽量 ds1=d1+d1-ds1=2341.126+610.356+875.537=3827.019kg/h2、二效产生的二次蒸汽被二效预热器再次利用量ds2=w2-d3-d3=3856.779-4083.543-509.327=-736.091 kg/h二效加热器消耗生蒸汽量ds2=d2+d2-ds2=3146.161+514.826+736.091=4397.078kg/h二效加热器补充生蒸汽量ds2-w1=4397.078-2785.450=1611.628kg/h

37、3、三效产生的二次蒸汽被三效预热器再次利用量ds3=w3-d4-d4=4347.642-2549.714-334.258=1463.670 kg/h三效加热器消耗生蒸汽量ds3=d3+d3-ds3=4083.543+509.327-1463.670=3129.200kg/h三效加热器不需补充生蒸汽，蒸汽剩余量为：w2-ds3=3856.779-3129.200=727.579kg/h四效加热器不需补充生蒸汽，因此在蒸发系统中仅有一效和二效需要补充生蒸汽生蒸汽总耗量为：ds1+ds2=3827.019+1611.628=5438.718kg/h4.2.7系统冷却水耗量假设：进入混合冷凝器的不凝气

38、体为：w=100kg/h 热焓：r=2624.4kj/kg已知：四效排出的二次蒸汽量：w4=2825.968kg/h，温度为：t4=45，热焓r4=2389.4kj/kg。冷却水吸收热量：20-40，水温为40的热焓r水=165.71kj/kg冷凝器预热物料带走热量：q0=gcp淀粉乳t0=21587.253.6320-10=7.836105kj/h根据热量守恒可知，四效产生二次蒸汽放出的热量与不凝气体放出的热量经过冷凝器后一部分被冷却水吸收，冷却水温度由20上升至40，冷一部分被预热物料吸收，物料由10升温至20。公式：w4r4-r水+wr-r水=wlcp水t+q0 （4-10）wl=w4r

39、4-r水+wr-r水-q0cp水twl=2825.9682389.4-165.71+1002624.4-165.71-7.8361054.187（40-20）=6.874104kg/h冷却水排出量：由于四效蒸发器排出的二次蒸汽与不凝气体以45进入冷凝器后，将变成液态水，与系统消耗的冷却水一起排出，故从冷凝器中排出的总水量应为三者之和14。wp=wl+w4+w=6.874104+2825.968+100=7.1666104kg/h4.3耗水量估算1、生活用水以每人每班25l计算19，在本设计中每班的设置24人，则生活用水为：2526=650l。2、清洗车间用水依据公式计算 m=s402 （4-1

40、1）m-水用量(t/班)s-车间面积（）m=1980402=99t/班4.4 cip清洗系统消耗各液体的计算 s=4d2vt （4-12）式中 d 管子内径，m v 介质的流速，m/s t 清洗设备所用的时间，s 清洗介质的密度，kg/m1、已知cip清洗设备的内径为106mm，液体在管内流速取2m/s.cip清洗中清水洗涤时间为20min,因此根据公式6-1，可得：s=4d2vt=0.7850.1062220601000=21168.624 kg/班2、cip清洗中酸液用量酸液清洗时间15min,2.16%硝酸溶液密度为1010kg/m3,所以根据公式6-1得酸液用量为s=4d2vt=0.7

41、850.1062215601010=16035.233 kg/班3 、cip清洗中碱液用量碱液清洗时间为20min,1.49%氢氧化钠溶液密度为1015 kg/m3，根据公式6-1得碱液用量为：s=4d2vt=0.7850.1062220601015=16114.615kg/班4-2 水汽衡算表项目耗蒸汽（t/班）耗水量（t/班）一次喷射液化39.381二次喷射液化1.400糖化灭酶12.196蒸发器1374.8001433200生活650l清洗车间99cip清洗 酸16.035 碱 16.114 水 21.168 第五章 设备选型5.1设备的选型与说明设备选型是根据物料衡算的结果进行的，本设

42、计参照李国庭，陈焕章，黄文焕，崔群.化工设计概论、许学勤.食品工厂机械与设备。以及物料衡算的结果选择符合工艺要求，保证生产的质量和体现生产水平的设备。因此设备选型应该根据产品单位时间（t/h）产量的物料平衡情况和设备的生产能力来确定所需设备的台数13，15，16，17。在生产中，淀粉浆液的浓度为35%，每班调浆287.438t，需玉米淀粉107.354t在生产工艺过程中增水量最大的工段为液化、糖化灭酶工段，增水量为120%。因此在设备选型的过程中应以每一个工序的最大处理量为依据。5.2设备的选型与计算5.2.1配料罐配料罐用于调浆工段，依据物料衡算可知每班调浆287.438t，每次调浆40mi

43、n。出料以及进料20min考虑设备利用率为0.8，淀粉乳密度1.133kg/l。可选配料罐的处理量为：v=287.438t/81.1330.8=39.640m/次因此可选dh3000型配料罐2台表5-1 配料罐名称配料罐型号dh3000处理量30m/次外型尺寸44003900mm厂家上海科劳机械设备有限公司5.2.2螺旋输送机在调浆工段，淀粉由螺旋输送机输送进入配料罐，每班所需淀粉为107.345t，螺旋输送机的设备利用率为0.75，每次进料时间10min，每班输送8次需输送的淀粉质量为：m1=107.345/80.75=17.891t/次，即每小时处理量为：107.346t则可选ls400型

44、螺旋输送机2台表5-2螺旋输送机名称螺旋输送机型号ls400处理量62.8t/h螺距250外形尺寸1700500厂家潍坊科华自控设备有限公司5.2.3上料罐调好的淀粉浆要通过泵打入到上料罐中,等待进入下一工序进行蒸汽喷射液化，上料罐的设置可以防止淀粉浆液由调配罐经泵到喷射器时连续化生产中出现问题，上料罐的选择应大于调浆罐一次调浆的量可即用于暂存淀粉浆。表5-3 上料罐名称上料罐型号dh6000容积60m外形尺寸47004500mm厂家河南欧什博机械有限公司5.2.4喷射液化器一次喷射液化时所要处理的干淀粉量为:m2=100.603/8=12.575t/h(淀粉干基)对应处理的体积为38m/h蒸

45、汽38.200/8=4.775m/h考虑设备利用率为0.8则用的设备为：38+4.775/0.8=53.469m/h。因此在喷射液化工段可选hyb-8型喷射液化器2台，在糖化灭酶工段喷射液化器可选用hyb-10型1台（处理量以实际进料量为在准）表5-4 喷射液化器名称蒸汽喷射液化器型号hyb-8 hyb-10 处理量干基20 40液体处理量60 m/h 120 m/h外形尺寸6004000mm厂家天长市远安机械有限公司5.2.5层流罐一次喷射液化后的淀粉浆要进入层流罐在95-97下保温70min，每小时喷射液化出料的液化后积为42.775m，设备利用率0.9因此该设备的处理量为：42.775/

46、0.9=47.528m/h,因此层流罐可选：47.528/6070=55.449m1个表5-5层流罐名称层流罐专利号201020243639.x容积57m外形尺寸40005500mm厂家诸城东晓生物科技有限公司5.2.6高温维持罐二次喷射液化后的淀粉浆要在一个高温维持罐中在125-140下高温维持3-5min，二次喷射液化后进入的蒸汽量为：1.358/8=0.170m考虑设备利用率为0.9，则处理量以42.775+0.170/0.9=47.050t/h记，因此高温维持罐可选：47.050/605=3.921m，因此可选：表5-6高温维持罐名称高温维持罐型号5000l容积5m外形尺寸260025

47、00mm厂家河南欧什博机械有限公司5.2.7真空冷却系统喷射液化后的物料要在短时间内从125降温到53后才能进行糖化，每小时高温维持罐出料为53的物料质量为：47.050t/h, 47.0503.63（125-53）0.2389=4380 kcal/h因此该冷却系统可选用的真空闪急冷却系统型号为：表5-7真空冷却机名称真空冷却机型号tl-1000处理量6000kcal/h外形尺寸21009002278mm厂家张家港市饮料机械有限公司5.2.8气液分离器气液分离器配合用于真空冷却系统，分离不凝气体回收冷凝水。不凝气体以100kg/h,设备利用率0.75。则处理量为100/0.75=125kg/h

48、,125/60=2.222kg/h表5-8气液分离器名称气液分离器型号oc-hqy-3处理量3m/min外形尺寸25001500mm厂家劲森机械有限公司5.2.9糖化罐喷射液化阶段与糖化阶段增水，糖化罐的利用率为0.9则每班糖液量为：352.871 m/班。因为糖化时间为24h，则一天产量为：352.8713=1058.613m/天则可选用8个150的糖化罐，一个用于暂存表5-9糖化罐名称糖化罐型号yth-150生产能力150m外形尺寸63005700mm厂家张家港市家州机械有限公司5.2.10过滤机由于糖化后的浆液有一定的粘度，因此在选用过滤机时采用压滤机进行过滤除杂，为保证过滤质量，压滤机

49、的压力应低于0.02mpa，选用150l/h压滤机，设备利用率0.8。糖化灭酶进入蒸汽2.342t/h，则每小时处理量为：352.871+2.342/0.8=444.016t/h。(444.016103/150)/4=740.027，因此可选xm200-ub型压滤机14台其中除杂过滤6台，同一时间4台工作2台清洗,一次、二次脱色过滤共8台，每个工序3台设备同时运行，其余设备清洗。表5-10厢式压滤机名称厢式压滤机型号xm200-ub过滤面积200外形尺寸13002250mm厂家佛山市金凯地过滤设备有限公司5.2.11空气压缩机空气压缩机在过滤后用于排除滤饼使用，本设计选用的空气压缩机是螺杆式空

50、压机，其设备基础要求低，有强制输气的特点。表5-11 螺杆式空压机名称螺杆式空压机型号dm100a/w排气量13.50/0.7m/min.mpa排气压力11.8/1厂家北京空压机有限公司5.2.12脱色罐在脱色罐中脱色时间为30min，活性炭脱色最适温度为70-80，设备的利用率为0.8同一时间过滤机过滤：(2001504/103)/0.8=150m/h，因为物料需在脱色罐中停留时间为30min，在脱色罐应：150/6030=75m表5-12脱色罐名称脱色罐型号d75容积75 m外形尺寸42504750mm厂家河南欧什博机械有限公司5.2.13离子交换柱离子交换柱的利用率为0.8，每小时处理量

51、：(2001504/103)/0.8=150m/h因此可选如下离子交换柱8个，同一时间6个运行，两个再生。表5-13 离子交换柱名称离子交换柱型号dn800流量28m/h规格80011960h2500 h11500厂家太仓市星芸化工防腐设备有限公司5.2.14 cip清洗系统食品厂所用的清洗设备一般都是cip，即就地清洗。清洗流量保证流量实际上是为了保证清洗时的清洗液流速，从而产生一定的机械作用，即通过提高流体的湍动性来提高冲击力，取得一定的清洗效果。清洗时间如下设定：水洗：20min碱洗：20min酸洗：15min清洗量按最大设备的15%-20%计算1500.2=30表5-14 cip清洗系统名称规格 型号 扬程酸液罐5000l碱液罐5000l热水罐5000l洗涤泵30-50m/h is80-50-325 125外形尺寸200018005.2.15多效降膜蒸发器蒸发浓缩前物料的浓度27%，蒸发后的浓度75%则蒸发前的物料质量为：93.257/0.27=345.396t/班345.3960.27/0.75=124.343t/班去水量：34