年产10万吨液体葡萄糖生产工艺设计.docx

年产10万吨液体葡萄糖生产工艺设计 摘要：本文介绍了年产10万吨液体葡萄糖生产工艺选择及选 型，包括原料的选择、液体葡萄糖（浆）生产工艺流程的确定、工艺流程及操作重点、物料衡算与能量衡算等。 关键词：液体葡萄糖设备选型工艺流程 1 概述 1.1 定义 葡萄糖浆是一种以淀粉为原料在酶或酸的作用产生的一种淀粉糖浆，主要成份为葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽四糖及四糖以上等。 又称为液体葡萄糖，葡麦糖浆。 1.2 性质 又称右旋糖。一种单糖，含醛基的己糖。固体状态为白色结晶，溶于水稍有甜味，有旋光性，其水溶液旋光向右。广泛存在于生物体内，为某些双糖（如蔗糖、麦芽糖等）和多糖（如淀粉、纤维素等）的组成成分。 1.3 用途 葡萄糖浆主要应用于食品工业，占全部用量的95%，非食品工业仅占5%，主要是医药工业。在食品工业中运用量最大的是糖果，其次是水果加工、饮料、焙烤，此外，在罐头、乳制品中也有运用。葡萄糖浆在糖果制造中的作用主要是限制结晶度，以满意不同类型糖果的须要。医药工业：有食品级和医药两种。口服糖标准低于医药级，同时有的还加入维生素、钙质等以提高养分供病人、老人、儿童服用。葡萄糖同时还是重要的化工原料，是生产山梨醇、革露醇、维生素丙、维生素C、葡萄糖酸、葡萄糖醛、味精、醋酸等各种产品的原料，广泛地应用于工业。 1.4 设计原则 首先，离子交换设备应符合用玉米制造葡萄糖浆的工艺流程。离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。 2 工艺流程选择及操作重点 2.1 工艺流程 玉米破裂浸泡磨碎调浆淀粉液化糖化脱色除渣过滤离子交换浓缩葡萄糖浆 2.2 原料 原料选择一般黄玉米，淀粉含量取73.2%，玉米在山东省玉米是种植面积最为广泛的粮食作物之一，所以为我们的生产加工供应了更为广泛的生产原料，并且价格偏低，这就更加降低了我们的生产成本，更有利于经济效益的提升。 表1玉米成分 化学成分 水分% 淀粉% 粗蛋白质% 油脂% 粗灰分% 粗纤维% 糖% 范围 7-23 64-78 8-10 3.1-5.7 1.1-3.9 1.8-3.5 1.0-3.0 平均值 16.7 73.2 9.91 4.78 4.78 2.66 2.58 2.3 操作重点 2.3.1 破裂。将玉米破裂除去外皮和胚芽，用二氧化硫溶液于4750浸泡16小时，使玉米的脆纤维组织变软，蛋白质与淀粉分别。 2.3.2 浸泡、磨碎。浸泡后磨碎，用氢氧化钙将粉浆pH值调至6.26.4，加入淀粉酶，采纳三段液化法液化。 2.3.3 调浆、淀粉液化。在调浆罐中，先加入部分水，在搅拌状况下，加入粉碎的淀粉，投料完毕，接着加入80左右的水，使淀粉乳浓度达到2224波美度（生产葡萄糖淀粉乳浓度为1214波美度），然后加入盐酸或硫酸pH值为1.8.调浆需用软水，以免产生较多的磷酸盐使糖液混浊。 2.3.4 糖化。糖化调好的淀粉乳，用耐酸泵送入耐酸加压糖化罐。边加料边开蒸汽，进料完毕后，升至（2.72.8）×104pa（温度142144），在升压过程中每升压0.101×104pa，开排气阀约0.5min，排出冷空气，待排出白烟时关闭，并借此使糖化翻腾，受热匀称，待升压至要求压力时保持35min后，刚好取样测定其DE值，达3840时。糖化终止。 2.3.5 脱色过滤。中和糖液冷却到7375，调pH值至4.5，加入干物质0.25%的粉末活性炭，随加随搅拌约5min，压入板框式过滤机或卧式密闭圆桶形叶滤机过滤出糖滤液。 2.3.6 离子交换。将第一次脱色滤出的清糖液，通过阳-阴-阳-阴4个离子交换柱进行脱盐提纯。 2.3.7 浓缩。将提纯糖液调pH值至3.84.2，用泵送入蒸发罐保持真空度66.661pa以上浓缩。 3 设备选用及计算 3.1 设计及操作条件 3.1.1 生产实力：年产10万吨。 3.1.2 设备型式：阴阳离子交换器。 3.1.3 操作条件：日产334t葡萄糖浆（含水量 9%）。葡萄糖浆的收率101%（111g理论葡萄糖能生产出101g葡萄糖，固形物含量91%的葡萄糖浆）。淀粉含量86%（玉米精制淀粉）。粉浆浓度17 Be。CaCl2浓度0.15%。pH= 5.0-7.0。耐高温a-淀粉酶用量0.4-1.0L/t。喷射液化温度101-115，液化保温时间90-120分钟，灭酶温度110-145。年工作日300天，日工作时间20h。 3.2 物料衡算 理论收率：纯淀粉通过完全水解，因有水解增重的关系，每101g淀粉能生成111.11g葡萄糖，反应如下： (CnH10O5)n+nH2OnC6H12O6 16218 180 101.00g 111.11g 因此，葡萄糖的理论收率为111.11%。 实际收率：在生产过程中，由于复合反应的发生及生产管理过程中的损失，葡萄糖的实际收率仅为105108%。 浓缩过程：日产334t的葡萄糖浆，含水量9%，按含水量9%计算的话，纯葡萄糖的量为334×91%=304t。 按实际收率为108%计算。须要淀粉的量为304÷108%=281.5t，按玉米精制淀粉中，淀粉含量86%，按86%计算，得到所需玉米量为281.5÷86%=327.3t。 3.3 热量衡算 3.3.1 蒸汽用量 一次喷射液化蒸汽量。蒸汽压力0.5Mpa，r= 2113KJ/kg.k，CP=4.18kj/kg.k，淀粉乳在冬天时温度为10，Q=MSCPST=400.3×86%/（17×2%）×1010×4.18×（110-10）=42.3×107（kJ），故蒸汽42.3×107/2113= 200.2t。 高温热处理蒸汽用量。蒸汽压力为： 0.5Mpar=2113KJ/KgCp=4.18KJ/Kg.k Q=MsCpT =(606.3+200.2)×1010×4.18×（125-101） =8.4×107 蒸汽用量为：8.4×107/2113=39.8 液化部分用气量为：200.2+39.8=240t 因此液化部分用气强度为：240/20=12t/h 3.3.2 蒸发 若糖化结束后，脱色过滤及离交后还要增加水量，若全部以上增加因素都考虑在内，蒸发前浓度为26%，因此蒸发前糖液体积为：400.3×86%÷26%=1324.1m3 若蒸发至糖浓度为止73%，因此蒸发后体积为：1324.1×26%÷73%=478.15m3 蒸发去水量 1324.1-478.15=845.95 每天三班，每班工作7小时，故蒸发器规格为： 845.95÷（3×7）=40.3t/hr 若回配量为50%，故选用五效降膜式蒸发器： 40.3t/h×150%=60.45t/hr 取60t/hr一套故用蒸汽强度为： 60/5=12t/hr 4 结束语 依据自己在淀粉糖发酵行业工作多年的积累和总结，做了本次工艺设计：年产10万吨液体葡萄糖浆生产工艺设计。经过大量的实践考察与计算，能够满意生产需求。当然其中存在着不行避开的不足之处，这将在以后的生产过程中逐步得到改进和完善。 参考文献： 1尤新.淀粉糖品生产与应用手册M.北京：中国轻工业出版社，2022. 2王兆光.连续喷射液化酶法制糖技术D.上海：兆光生物工程设计探讨院，2022. 3崔云洪.玉米淀粉湿磨加工技术与管理M.济南：山东科学技术出版社，2022. 4朱有庭.化工设备设计手册M.北京：化学工业出版社，2022. 5王博彦.金其荣.发酵有机酸生产与应用手册M.北京：中国轻工业出版社，2022. 6陈璥.淀粉与淀粉糖.石家庄.中国淀粉工业协会，2022. 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页