高麦芽糖浆毕业设计说明书

高麦芽糖浆毕业设计说明书内容摘要：

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粉为原料 利用酶法 进行生产设计。 生产 酶的应用 耐高温 α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 α— 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α — 淀粉酶作用是最适温度 100℃ ，瞬时可达 105110℃。 PH 值。 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/L~9mmol/L 时 酶活增加 ,本设计采用酶活力为 2020u/ul[5]。 真菌 α淀粉酶 糖化酶选用真菌 α淀粉酶 ,该酶在 50℃ 以下稳定性较好 , 最适温度为 55℃左右高于 60℃ 时酶活损失较多。 pH 值在 4. 07. 0 的范围内稳定 ,其最适 pH 值是。 Ca2+浓度在 7mmol /L 时对该酶有激活作用 [5,6]。 内蒙古工业大学 本科 毕业设计说明书 5 第二章 工艺流程 工艺流程图 工艺操作要点 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，调浆 连续喷射液化 糖化 除渣过滤 一次脱色过滤 二 次脱色过滤 离子交换除杂 蒸发浓缩 成品 糖渣 废碳 图 21 高麦芽糖浆生产工艺流程图 内蒙古工业大学 本科 毕业设计说明书 6 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 ，加入CaCl2 做保护剂和激活剂。 最后加入耐高温 α淀粉酶，耐高温 α淀粉酶用量为。 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]。 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 60min90min。 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℃ 下高温维持 3min5min。 此时耐高温 α 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]。 糖化 从上一工段出来的 53℃ 的料液调节 pH 值至 ，然后加入糖化酶 （干淀粉） 进行糖化。 糖化时间 24h，糖化温度 53℃177。 2℃ ， 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]。 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℃ 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。 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]。 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 %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。 内蒙古工业大学 本科 毕业设计说明书 7 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 %左右， 第二 次 脱色 工序加入的活性炭为新的活性炭， 活性炭在 pH4－ 6 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 －。 脱色温度一般采用 80℃ ，保持 30min。 滤液供离交待用 [2,5,9]。 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 2020 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 %[5,10,11]。 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]。 成品包装 由于成品最终由将膜蒸发器蒸发浓缩后出料，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。 内蒙古工业大学 本科 毕业设计说明书 8 内蒙古工业大学 本科 毕业设计说明书 9 第三章 物料衡算 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 = 2707 5 = 班产量计算 设备不均匀系数 R= 班产量： Q 班 = QRTD （ 31） 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 = 3270 = 玉米淀粉用量的计算 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= % =（ 32） 经过计算各步损失后可知最后需要的工业淀粉量为 ，具体计算如下： 生产 t/班高麦芽糖浆 其所需 纯 玉米淀粉 质量 为： 86%= t/班 在工艺过程中干物质损失总量为 %，则 应投料纯淀粉的 质量为： ()= t/班 则需要的工业玉米淀粉质量为： 调浆过程中 纯 淀粉损失 1%，则该工序 出料中含 淀粉 质量 为： （ 11%） = t/班 喷射液化过程中 麦芽糊精 损失 %， 该工序 出料中含麦芽糊精质量 为： （ %） = t/班 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： 内蒙古工业大学 本科 毕业设计说明书 10 （ 12%） = t/班 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 ： （ 13%） = t/班 离交 、浓缩过程中干淀粉损失 1%，则该工序所需淀粉为： （ 11%） = t/班 工艺流程 中 的各种物料的计算 调浆要求淀粉浆浓度达到 17176。 Be，浓度约为 35%，密度 ρ=。 则每班需调浆： M1 = % = t/班 每班 需 加 水： M 水 ==每班 CaCl2用量： MCaCl2=7103110=在 调浆过程中需加入耐高温 α淀粉酶 (干淀粉 ，酶液密度以水的密度计 )则每班所需耐高温 α淀粉酶为： Mα淀粉酶 == 糖化阶段要求加入 ，则每班糖化酶的用量为： M 糖化酶 ==脱色过滤工序中加入脱色用的活性炭为干淀粉的 %，则每班所需活性炭为： M 活性炭 ==表 31 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 481 内蒙古工业大学 本科 毕业设计说明书 11 第四章 水汽估算 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。 一次喷射液化消耗蒸汽量 蒸汽压力： p=，汽化热 r=2232kj/，淀粉乳比热容 Cp=。 一次喷射液化蒸汽温度 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=MCp∆t =86%247。 （ 172%） 1000（ 9710） =107kj M1= Q1r:∆t1= 1072232:（ 110。 97） =(41) 实际用蒸汽量 : 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/，则物料升温所需的热量为： Q2=MCp∆t =（ ＋ ） 1000 （ 10097） =106kj 加热物料需要的蒸汽量为： M2= Q2r:∆t2= 1062191:（ 125。 100） =实际用蒸汽量 : 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/， 则物料升温所需的热量为： Q3=MCp∆t =（ ＋ +） 1000 （ 8053） =107kj 加热物料需要的蒸汽量为： M3= Q3r:∆t3= 1072245:(125。 80)= t/班 实际用蒸汽量 : 四效降膜蒸发器 热量计算 各效水分蒸发量 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： 内蒙古工业大学 本科 毕业设计说明书 12 103/8=， 去水量： =每小时去水量： 蒸发器选用两台，每台设备的处理量为 G=各效的浓度为 X0=， X1=， X2=， X3 =， X4= 各效去水量 W1 = G(1 −X0X1) = (41) W2 = (G −W1)(1 − X1X2)= W3 = (G −W1 −W2)(1− X2X3) = W4 = (G −W1 −W2 − W3)(1 − X3X4)= 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=R1=,R2=,R3=,R4=Q1′ = W1 R1 = = 106kj/h （ 43） Q2′ = W2 R2 = = 106kj/h Q3′ = W3 R3 = = 106kj/h Q4′ = W4 R4 = = 106kj/h 物料自行沸腾的热量 物料沸腾时的潜热计算 公式： CP = 1 −X*− (t平均 −20)+ 单 kcal/kg.℃ ,1kj=（ 44） CP1 = 1− *− (78:902 − 20)+ = ℃ =℃ CP2 = 1− *− (90:802 − 20)+ = ℃ =℃ CP3 = 1− *− (80:。