超高麦芽糖工艺流程.pdf

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1、一一概述概述产品功能产品功能超高麦芽糖是一种用途广范的新型营养糖品，具有甜度温和、风味独特、容易消化吸收等特点，其糖分组成主要是麦芽糖，也有少量的葡萄糖及低聚糖。产品应用产品应用食品行业如高级糖果、保健饮品、口服液、麦乳精、糕点、饮料等方面作为营养甜味剂、填充剂应用广泛，在医药工业，配制各种中成药、止咳糖浆，具有润肺、补虚、治疗腹痛、咳嗽的作用。超高麦芽糖浆经氢化后可用来生产麦芽糖醇，亦可用来生产纯麦芽糖。超高麦芽糖浆在食品工业中应用，具有与高麦芽糖浆、液体葡萄糖相近的功能。二二麦芽糖浆精制工艺流程图麦芽糖浆精制工艺流程图 4%蛋白质絮状物废炭再生脱色滤液蒸汽冷凝水滤液麦芽糖浆板框过滤机暂存罐

2、脱色罐暂存罐板框过滤暂存罐60 5070 1%7580旧炭 5 搅拌 30 分钟转速 2025r/min冷凝水阳离子交换 换热降温 暂存罐 板框过滤机暂存罐 脱色罐蒸汽滤液%7580阴离子交换新炭 5搅拌 30 分钟阳离子交换转速 2025r/min暂存罐多效降膜蒸发70%麦芽糖浆固形物包装一效 真空度 0MPa 蒸发温度 99二效 真空度 蒸发温度 76三效 真空度 蒸发温度 53生蒸汽压力 1Mpa三三 工艺论证工艺论证1 工艺流程论证工艺流程论证原料糖浆过滤和脱色后的两次过滤,都要滤出较多的滤渣应该用板框过滤而且板框过滤处理料液量比较大.而精滤适用与滤渣较少的过滤要求较高的过滤。脱色设备

3、应选用脱色罐 若用脱色柱处理料液量比较小而且与脱色剂不能充分接触。而脱色罐可以一次性处理大量料液，通过搅拌可以使料液与脱色剂充分接触，并且可以方便的控制脱色时间。脱色工艺用二次脱色。这样可以充分去掉料液中的色素，而且可以提高脱色剂的利用率。脱色剂应选活性炭。目前通用的树脂型离子交换剂脱色，其比表面积小、交换容量小、脱色效率高、再生时间长、使用寿命短。而活性炭在结构上有两大特点：一是内部与表面孔隙发达。二是比表面积大。即 1 克活性炭粒子的表面积与所有孔隙面积的总和，一般活性炭为 500M2/g 至 1500/g，国外的超级活性炭可达3000/g（约为足球场面积）。由于活性炭吸附能力强，操作简单

4、，价格便宜所以应该选用活性炭。活性炭应该选用颗粒状活性炭而不选择粉末状活性炭。因为颗粒状活性炭能够再生并且容易过滤分离。而粉末状活性炭不能再生并且相对不容易分离.活性炭的再生条件 用 NaOH 溶液做洗脱剂,解析吸附的色素.用 HCL 溶液做再生剂解析吸附的铁离子洗脱剂和再生剂的浓度低效果差,浓度高效果增加不明显.生产上一般选用 2-4%的 NaOH 溶液和 2-4%的 HCL 溶液.离子交换树脂的优点主要是处理能力大，脱色范围广，脱色容量高，能除去各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。所以选用离子交换法。离子交换应该用阳离子-阴离子-阳离子树脂进

5、行离子交换。因为料液中含有较多的金属离子杂质 与采用两级串联相比可以大大提高糖浆的纯度。第一个阳离子交换柱用来去除料液中的大量的阳离子杂质。阴离子交换柱用来除去未除尽的色素和其他有机杂质。第二个阳离子交换柱用来去除料液中的未除尽的阳离子杂质。蒸发器的选择（1）升膜式蒸发器：适用于蒸发量较大，热敏性、粘度适中和易产生泡沫的料液。（2）降膜式蒸发器：适于蒸发浓度较高、黏度较大的料液。（3）刮板式薄膜蒸发器：适于高粘度、易结垢的蒸发浓缩。但结构复杂，动力消耗大。（4）离心式薄膜蒸发器：通过离心使料液分布成1mm 的薄膜，再通过锥形盘加热面被蒸发浓缩。适于高热敏性物料蒸发浓缩。由于麦芽糖浆浓度较高，黏

6、度较大，非热敏，不容易结垢所以选择降膜式蒸发器。多效浓缩：将前效所产生的二次蒸汽作为加热蒸汽引入另一串联的后效蒸发器组成的蒸发装置。由此可以极大地减少生蒸汽用量，达到最大的节能效果。当废热蒸汽有充分供应量时，可完全不用生蒸汽、取得显着的经济效益。所以应该选择多效降膜蒸发器。2 工艺条件的论证工业过滤机在的压强差下进行过滤，规定每一操作循环处理料液10m，过滤时间为30min，滤饼不洗涤，过滤至框内全部充满滤渣时为止，卸饼、清洗、重装等辅助时间为 20min。由于糖化后的麦芽糖温度大约在60，这样到达板框过滤机的料液的温度大约在5060。过滤后料液还要脱色，脱色温度在 7580。所以料液不用冷却

7、降温，过滤温度为5060同样脱色后的过滤温度为7080。脱色条件的选定1)温度.在一定范围内,温度升高,分子运动速度加快,同时料液的粘度也降低,色素分子向活性炭表面扩散速度加快,进入小空的机会多,增加接触的机会,有利于吸附.但温度过高,分子运动过剧,反而使色素解析的速度增大,有利于色素的解析.综合吸附与解析两方面的得失,一般控制在 75-80.2)pH 值 溶液的 pH 值对脱色效果影响很大,pH 值在脱色效果较好.3)脱色时间 活性分子向活行炭表面扩散以及吸附都需要一定时间只有充分接触才能发挥脱色效力.但是,达到一定时间后,再延长时间,脱色力并不增加,反而影响设备效率.生产上一般加炭后搅拌

8、30 分钟,搅拌转速 2025r/min 即可达到脱色饱和。4）活性炭用量 活性炭用量一般取决于其本身质量与料液的质量.麦芽糖浆中一般含有较多的色素一般选用较多用量。活性炭用量不是越多越好,因为活性炭也含有钙铁镁氯等杂质,用量过多反而使系统内杂质增多一般用量在%(W/V),旧炭可适当增加约为 1%（W/V）。3离子交换前料液温度要从75下降到 40然后才能进行离子交换。离子交换时进料流量为为12 BV/h,采用顺流交换.如果流速过快则不能进行有效的离子交换，使杂质未经过交换就流出；如果流速过慢则影响生产效率，提高生产成本。树脂的选用。阳离子为了有效除去金属离子杂质选用大孔强酸性阳离子交换树脂。

9、阴离子交换树脂为了除去剩余色素和其 他有机杂质选用强碱性阴离子交换树脂。实际运用中，为降低再生费用，要适当控制再生剂用量，使树脂的性能恢复到最经济合理的再生水平，通常控制性能恢复程度为 7080%。如果要达到更高的再生水平，则再生剂量要大量增加，再生剂的利用率则下降。再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用，并适当地选择价格较低的酸、碱或盐。钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl 溶液再生，用药量为其交换容量的2 倍(用NaCl 量为 117g/l 树脂)；氯型强碱性树脂，主要以NaCl 溶液来再生，但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出，故通常使用含 10%NaCl+%NaOH 的碱盐

10、液再生，常规用量为每升树脂用 150200g NaCl，及 34g NaOH。为加速再生化学反应，通常先将再生液加热至 7080。它通过树脂的流速一般为12 BV/h。也可采用先快后慢的方法，以充分发挥再生剂的效能。再生时间约为一小时。随后用软水顺流冲洗树脂约一小时(水量约 4BV)，待洗水排清之后，再用水反洗，至洗出液无色、无混浊为止。多效浓缩蒸发器蒸发量在3900kg/h 时，蒸汽用量为 1300kg/h。散热量小，特别是二次蒸汽。出料浓度 4082%。多效浓缩时 一效 真空度 0Mpa 即常压。蒸发温度 99。选用常压蒸汽可以有效节约能源。二效 三效适当降低压强使冷却水形成二次蒸汽。二效

11、 真空度蒸发温度 76即，使压强下降，使冷却水形成二次蒸汽。三效 真空度 蒸发温度 53 让压强下降使冷却水再次形成蒸汽。四四 原料的选定原料的选定活性炭选用湖南省南县湘红活性炭厂的XH-302 型活性炭。该炭粒度 180200 目，亚甲基兰脱色11%，焦糖脱色95%，干燥减量10，pH 值 2，灰分%，铁含量，比表面积1300 平方米/克。树脂的选用。阳离子选用大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂(牌号树脂结构D061strene-DVB 粒度95 含水 5060 全交换量（a）毫摩尔/克（干)（b）毫摩尔/毫升（湿)阴离子选用强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。(牌号树脂结构 2014 styren

12、eDVB粒度95 含水 5462 全交换量（a）毫摩尔/克（干)（b）毫摩尔/毫升（湿)。麦芽糖浆质量标准 下列标准适用于以大米或碎米为原料，用 1%麦芽为糖化剂所制成的麦芽糖浆。1.感观指标：色泽：淡黄微明。味道：无异味。2.理化指标。还原糖：以100%干物质计算，DE 值 34 以上。浓度：以室温折成 100%干物质计算，按各生产单位自定(一般采用 35%)。五五 物料衡算物料衡算产量衡算产量衡算麦芽糖精制车间年产量为15 万吨，成品固形物70%，麦芽糖纯度50%。一年有300 个工作日，则日产量为 150000300=500 吨。原料衡算原料衡算原料糖浆麦芽糖浓度在 35%左右。根据麦芽

13、糖质量守衡可以求出每天可以加工的麦芽糖液的量为 500=1000 吨。：产品中糖液的浓度。过滤衡算过滤衡算麦芽糖浆中含有4%的蛋白质，絮化过滤后滤渣的量为1000=40 吨，滤液的量为1000-40=960 吨。脱色衡算脱色衡算第一次脱色时，加活性炭为旧碳，加入量为%（W/V）。所以每天糖浆加活性碳的量约为960=吨。活性炭主要吸附焦糖和亚甲基兰，其它计算中忽略。由于使用旧炭，吸附能力按20%计算。则吸附亚甲基兰的量为=吨；：活性炭吸附亚甲基兰的能力为g。吸附焦糖的量为=吨。：活性炭吸附焦糖的能力为 g/g。糖化灭酶后的糖浆的 pH 为而脱色时 pH 在所以不需要调 pH。过滤衡算过滤衡算脱色

14、后经过过滤活性炭和有色有机物被滤出。滤渣为+=吨。滤液为吨。二次脱色衡算二次脱色衡算二次脱色使用的是新炭用量为%。所以每天加炭量为=吨。吸附亚甲基兰的量为=吨；吸附焦糖的量为=吨。过滤衡算过滤衡算再次过滤后得滤液吨，滤渣+=吨。离子交换衡算离子交换衡算离子交换树脂体积取料液体积的1/20。故树脂体积约为20=48m。水洗时用 4BV 的水，水洗一小时，故用水量为 484=192m 再生交换量为总交换量的 70%，工作交换量为再生交换量的 60%。故阳离子工作交换量为4810 70%60%=mmol=28224mol。：阳离子树脂全交换量毫摩尔/毫升（湿)。阴离子工作交换量为 4810 70%6

15、0%=mmol=22176 mol。：阴离子树脂全交换量毫摩尔/毫升（湿)。离子交换时料液体积基本不变。阳离子交换树脂用 10%NaCl 溶液再生，用药量为其交换容量的 2 倍。故 NaCl 溶液的体积为 48210%=56160kg=吨。：NaCl 的物质的量。阴离子交换树脂，主要以NaCl 溶液来再生，但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出，故通常使用含 10%NaCl+%NaOH 的碱盐液再生，常规用量为每升树脂用150200g NaCl，及 34g NaOH。为了取得好的再生效果，每升树脂用 200g NaCl，及4g NaOH。所以再生剂用量为4820010%=48000

16、kg=96 吨浓缩衡算浓缩衡算浓缩时每小时进料吨得到产品500 吨。蒸发除水量为=吨。滤渣 40 吨吨 废炭再生脱色 960 吨 滤液蒸汽冷凝水 吨滤液麦芽糖浆板框过滤机暂存罐脱色罐暂存罐板框过滤暂存罐1000 吨吨旧炭6633冷凝水阳离子交换 换热降温 暂存罐 板框过滤机暂存罐 脱色罐蒸汽吨滤液吨阴离子交换再生剂阳离子吨 阴离子 96吨新炭 水洗用水 192 吨阳离子交换暂存罐多效降膜蒸发70%麦芽糖浆固形物包装蒸发除水量为吨 500 吨物料衡算表生产每批（48h）产品消耗原料列为表1表 1每批产品物料衡算表加入物料排出物料序号物料名称组成（%）100%物料 量（t）序号物料名称组成（%）1

17、00%物料量（t）1料液 35%麦芽糖浆 2000 1滤渣蛋白质802旧炭活性炭 2滤渣活性炭3新炭活性炭 3滤渣活性炭4阳离子 10%NaCl 4阳离子 10%NaCl再生剂再生剂5阴离子 10%NaCl 192 5阴离子 10%NaCl192再生剂 2%NaOH再生剂 2%NaOH6水洗用水水 384 6水洗用水水384 7蒸发除水水 8浓缩糖浆 70%麦芽糖浆1000合计表 2 150000t/a 麦芽糖厂物料衡算表生产 1000kg70%麦每小时数量（t）每天数量（t）每年数量（t）芽糖物料量（kg）料液 2000 1000 300000旧炭 4320新炭阳离子再生剂 16848阴离子

18、再生剂19249628800水洗用水384819257600六六 能量衡算能量衡算脱色能量衡算脱色能量衡算脱色时用蒸汽加热，使料液温度由 55升温至 80。混合料液的比热容可由下公式算出。C=+（1-X）X：混合物中固性物的浓度。故脱色时料液的比热容为C=35%+（1-35%）=（kg）。35%：脱色时料液的浓度约为35%脱色时料液吸收的热量为Q脱色=960000（80-55）=KJ。二次脱色时温度下降在 5以内，温度在 7580范围内，不需要加热。离子交换前冷却降温能量衡算离子交换前冷却降温能量衡算离子交换前要用冷却水把料液温度从75下降到 40然后才能进行离子交换。用 20冷却水冷却，出口

19、温度为 35。故 Q=（75-40）=浓缩能量衡算浓缩能量衡算多效浓缩蒸发器蒸发量在 3900kg/h 时，蒸汽用量为 1300kg/h。故每 1kg 蒸汽可蒸发除水 39001300=3kg。所以生蒸汽用量为3=吨。表 3 能量衡算表操作单元加入的排出的名称温度/质量/t名称温度/质量/t脱色水蒸汽 100冷凝水 90冷却降温水 20水 35浓缩水蒸汽冷凝水表 5-10 能量消耗综合表序号 名称 规格 每吨产品消耗定 每小时最大用每昼夜（或每小时）消耗 年消耗量备注额七七 设备选型设备选型 4%蛋白质絮状物废炭再生脱色滤液蒸汽冷凝水滤液麦芽糖浆泵板框过滤机暂存罐泵脱色罐泵暂存罐泵板框过滤暂存

20、罐60 5070 1%7580旧炭 5 搅拌 30 分钟泵转速 2025r/min冷凝水阳离子交换泵换热降温泵暂存罐 板框过滤机泵 暂存罐泵脱色罐蒸汽滤液%7580量量阴离子交换新炭 5搅拌 30 分钟阳离子交换转速 2025r/min泵暂存罐泵多效降膜蒸发泵70%麦芽糖浆固形物泵包装一效 真空度 0MPa 蒸发温度 99二效 真空度 蒸发温度 76三效 真空度 蒸发温度 53生蒸汽压力 1Mpa脱色罐的设计脱色罐的设计该生产车间每天分 3 班，每班 8 小时生产。脱色每班可以完成 2 批生产任务。每天可以完成的生产任务为 23=6 批。所以每批生产所加料液以及活性炭的量为：（960+）6=吨

21、脱色罐的填充系数为90%。故每批任务需要脱色罐的体积为=180.4 m完成每批生产任务可以选用 2 个 100 m 的平底平盖的脱色罐。二次脱色时生产任务基本与一次脱色相同，所以整个生产工艺共选用4 个 100 m 的平底平盖的脱色罐。设定脱色罐的 H：D=：1。由于 100=4D H 通过以上 2 个方程可以算得 D=4.4mH=6.6m。由于脱色罐在常压下生产，整个筒体以及封头都选用6mm 厚的 A3 碳钢。脱色罐使用的钢材料体积为：V脱钢=DH+2D=610+2610-3-322333=0.71 m3脱色罐罐体的重量为7850=千克。搅拌器选用 BLD 摆线针轮减速器，转速为r=20-2

22、5r/min。脱色罐内安装蛇管式加热器。材料为合金钢，传热系数为(240-1170)kcalm h 泵的选型泵的选型脱色罐操作周期为 4 小时，每个生产周期需要1 小时加料，1 小时排出料液。所以脱色罐前后的泵的最大流量为Q脱=960321=160 吨/h160 m/h。可以选用型号为 150YG75A的泵。由于本工艺流程为二次脱色，前后共4 个泵，1 个备用泵共 5 个。材料为铸铁。连续生产环节，泵的最大流量为Q连Q连=100024=吨/h41.67 m/h。可以选用 80Y-60 型号的泵 8 个。材料为铸铁。板框过滤机的选择板框过滤机的选择第一次过滤每天过滤滤液 1000 吨。过滤几每台过滤 30min,辅助时间 20min。每班可以完成的批次为 8（5060）=9 批.没台每批处理料液 10m。故每班需要过滤机台数为nn=10003910=4 台。整个工艺流程共 3 次过滤而且生产任务基本相同。故整个工艺流程需要 43=12 台。由生产经验知单位过滤面积单位时间可以过滤滤液(300400)Lm h-2-1333-2-1-1可以算得总过滤面积为 100005060300=.可以选用总过滤面积为 30 m 的过滤机。型号为 BAS30/635-25 的过滤机。材料：滤板滤框支架为灰铸铁，压紧螺杆及主梁为碳钢。2