年产10万吨麦芽糊精厂设计设计说明书

年产10万吨麦芽糊精厂设计设计说明书内容摘要：

............................................ 38 人员配置 .................................................................................................................... 38 经济核算 .................................................................................................................... 39 产品核算 .............................................................................................................. 40 经济核算 .............................................................................................................. 40 年利润的计算 ...................................................................................................... 40 投资回收期 .......................................................................................................... 41 附录 1 ....................................................................................................................................... 42 参考文献 .................................................................................................................................. 43 致 谢 ...................................................................................................................................... 44 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 1 第 1 章 绪论 概述 淀粉糖行业的发展 淀粉糖行业是发酵工业的一个分支产业，是以淀粉质为原料， 经过不同程度水解的深加工衍 生物。 它作为甜味剂，主要包括葡萄糖、麦芽糖、高麦芽糖、麦芽糖、果葡糖、麦精糖、各种低聚塘、各种糖醇、麦芽糊精等品种。 各种淀粉糖具有不同的甜度和独特的风味，为食品、发酵、制药等工业提供糖源。 淀粉糖行业既是传统产业，又是新型的生物科学工程技术产业。 随着国民经济的发展， 特别是改革开放以来，酶制剂工业的发展进一步促进了淀粉糖产业结构调整， 淀粉糖新品种迅速涌现升级换代，满足食品工业需求，丰富人民物质生活，淀糖行业呈现良好的发展前景。 淀粉糖行业是高科技生物工程的重要组成部分，是发酵工业制品乃至许多食品的物 质基础，是淀粉深加工产量最大的产品。 目前，淀粉糖已不仅仅是食糖市场的重要补充元素，而且在改善人民的生活质量、提高生活水平方面也扮演着重要的角色。 这使得它的消费领域扩大，消费数量迅速增长，为推动食品工业的迅猛发展和促进以生物科技带动农业发展作出了重要贡献。 我国淀粉糖行业 从 “ 九五 ” 后期开始迅速发展，随着行业的生产工艺和技术的进步，生产效率和产品质量不断提高，产品成本大幅度下降，市场逐渐扩大。 特别是在 “ 十五 ” 、 “ 十一五 ” 期 间，淀粉糖工业在规模、品种、产量、生产技术水平等各方面更是步上了一个新的台阶 [1]。 就 目前而言 ,淀粉糖工业的发展呈现出企业规模和产业集中度不断提高，产品质量和食品安全水平不断上升，标准建设有序开展，产业竞争力显著增强，重视资源的节约和环境保护，节能减排初见成效，企业品牌效应日渐突出的特点。 麦芽糊精的生产原理、性质、应用及国内外发展现状 麦芽糊精的生产原理 淀粉是葡萄糖分子 的高聚体 ， 有直链淀粉和支链淀粉。 淀粉 的分子结构中大部分是由 α1,4 键连接，少量 的 是由 α1,6 键 连接。 α淀粉酶的催化水解具有高度的专一性，即水解过程中 只能 破坏 α1,4 键不能 破坏 α1,6 键， 而且不容易水解麦芽糖和麦芽三糖中的α1,4 键，所以二糖、三糖和其它低分子量的多糖， 尤其是 含 有 α1,6 键的 淀粉 糖，都在最后的水解产物中 [1,2]。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 2 麦芽糊精的性质 （ 1）一般性状 麦芽糊精粉一般为白色粉末，随水解程度不同有时略带黄色，不甜或微甜，耐温高，无异味，发酵性低，易溶于水，在一定条件下，可以和水形成凝胶，与脂肪有些相似，也能与油混溶，得乳白色分散体系。 麦芽糊精的性状与 DE 值有直接的关系，麦芽糊精的 DE 值在 4～ 6 时，其糖组份全部是较大分子的糖。 DE 值在 9～ 12 时，其糖组份含有较少的 低分子糖类，含有较多的高分子糖类。 因此，此产品无甜味，不易受潮，难以褐变。 DE 值在 13～ 17 时，不易受潮，还原糖比例较低，难以褐变。 用于食品中，能产生一定的黏度。 DE 值在 18～ 20 时，略有甜味，还原糖比利适宜，溶解性良好，在食品中使用不能产生提高黏度的效果 [2]。 （ 2）稳定性 麦芽糊精一般通过喷雾干燥而制成成品，从而有利于保藏，提高货架期。 在一些应用上，溶解的麦芽糊精要求长期保藏而没有出现任何沉淀。 几位研究者研究了 DE 值与溶液中麦芽糊精稳定性的关系 DE 值 11 以上低聚糖的麦芽糊精，在溶液浓度为 50%时，会产 生沉淀。 直链糖 DE 值至少 8 或 9 以上才会发生沉淀。 （ 3）浑浊度 淀粉中直链淀粉的比例和淀粉的液化方法都直接影响麦芽糊精溶液的浑浊度。 直链淀粉含量高，会表现出老化的趋势，从而促使溶液浑浊度增加。 酸制麦芽糊精都比酶制的浑浊，是因为用酸分解淀粉不均匀，麦芽糊精中含有大量的高聚合物分子。 但是，不同 DE 值的麦芽糊精表现出较高差异的浑浊度，因此浑浊度和 DE 值无任何直接关系 [2]。 （ 4）凝胶特性 许多研究者提出，低 DE 值 (DE5)麦牙糊精能形成柔软的、可伸展的、热可逆的凝胶，并且入口即溶，使产品具有类似脂肪的口感，这 是麦芽糊精适用于脂肪替代品的关键的物理特性 [17]。 麦芽糊精重现类脂肪口感大概是当它形成凝胶的时候，三围网状结构将一定量的水吸收在里面。 在溶胶阶段，麦芽糊精与水结合并且膨润，长的螺旋结构被一些短的，无序区干扰。 高浓度的双螺旋分子聚集，接着形成结晶域。 因此，麦芽糊精中有一大部分平均长度足够长的构成热不可逆胶。 （ 5）总述 麦芽糊精系列产品其外观是呈白色的，非结晶状物质 , 流动性好，无异味；溶解性能好，有适当的粘性；耐热性强，不褐变；吸湿性小，不结团；即使在浓厚状态使用，也不会掩盖其他原料风味和香味。 麦芽糊精 的水解程度越高，产品的溶氧性、甜度、吸湿性、渗透性、发酵性、褐变反应及冰点下降越大；而组织性、粘度、色素稳定性、抗结晶性越差 [3]。 麦芽糊精的应用 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 3 （ 1）在食品工业中的应用 麦芽糊精的耐高温性和发酵性低，是糖果工业的理想原料。 加入到糖果中，能降低糖果的甜度，增进光泽，防止潮解，解决了糖的粘牙现象。 麦芽糊精在牛奶中有良好的分散性 [3]，并有吸附作用，使易挥发的物质保存在产品中，是饮料良好的载体、填料，也是碳水化合物的重要来源。 添加到速溶可乐和菊花晶中，突出了原有风味，减少了营养损失，增加 了稠度，改善了口感。 将麦芽糊精、麦芽糖和一种成膜多糖混合，可制成调味料载体，再加柠檬油等调味料，喷雾干燥，即得一种不含抗氧化剂而能在 21℃ 下稳定一年以上的调味料 [2]。 （ 2）麦芽糊精在造纸工业中的应用 麦芽糊精具有较好的流动性及较强的粘合能力，在国外已将其应用于造纸行业中，作为表面的施胶剂和涂料的粘合剂 [4]，国内有的造纸厂将其应用于铜版纸 [5]的生产，用于表面旋胶时，不但吸附在纸面纤维上，同时也向纸内渗透，提高纤维间的粘合力，改善外观及物理性能。 用它代替先前的干酪素或聚乙烯醇，可显著降低生产成本和能耗 [5]。 （ 3）日用化工及精细化工行业中的应用 在粉状化妆品中作为遮盖剂和吸附剂，对增强皮肤的光泽和弹性，保护皮肤有较好的功效。 在牙膏生产上可代替部分 CMC，作为增稠剂和稳定剂可改善牙膏的结构。 在各种化工溶剂生产上作为填充剂，可提高产品的稳定性，延长货架期 [6]。 （ 4）医药行业中的应用 麦芽糊精具有良好的溶解性和粘结力，复形效果很好，可做片剂和冲剂的赋形剂和填充剂。 而且还具有一定的生理功能，在儿童食品中添加，可使可使婴儿肠道内的双歧杆菌活化和增殖，促使儿童消化吸收，有利于婴儿成长和发育 [7]。 麦芽 糊精在国内外的发展现状和展望 麦芽糊精具有许多功能性，在食品工业中广泛应用。 如 麦芽糊精在糖果、麦乳精、果茶、奶粉、冰淇淋、饮料、罐头及其他食品中广泛应用，它是各类食品的填充料和增稠剂 [8]。 麦芽糊精无色无味可溶于水， 广泛应用于焙烤、饮料、糖果、调味料、肉制品及冷冻制品等 ,从而降低产品的甜度、抑制冰晶生长替代脂肪和改变质构等，另外，它还可以作为喷雾助剂或干燥载体等，是市场前景较好且具有高附加值的玉米深加工产品之一。 目前为止，国内有些厂家在生产 DE值小于 10的麦芽糊精，但是克服不了麦芽糊精回生的现象；另外 ，还没有对其生产的产品的组分作出更明确的要求，和国外一些同一类别的产品相比，还有很大的差距，因而在产品的生产和应用的方面受到了一定的限制。 国际上一些技术先进的公司（如 ADM公司）已经开始在我国推广性能优良、受市场欢迎的麦芽糊精，而且对其中的组分已有明确指标。 麦芽糊精的生产工艺一般有酸法、酶法和酸酶法三种方法。 酸法是将淀粉调浆后，齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 4 加入一定量的无机酸 (如盐酸 ) 进行水解，直到 DE 值达到 20 以内就成为产品。 这种产品中会产生一部分分子链较长的糊精，因而过滤会很困难，产品的溶解度低，容易易变混浊或凝聚沉 淀，所以工业化生产一般不用这个方法。 一般酶法和酸酶法应用较多。 酶法是在淀粉调浆后，在淀粉浆中加入 α一淀粉酶进行水解， 再经过精制而成，可用于生产 DE值范围在 5一 25的产品。 酶法又分为一步加酶法和二加酶步法：一步加酶法是指进行一次投酶就完成液化，达到所需要的的 DE 值；二加酶步法则是分两次投酶，首先进行喷射液化，再加酶转化从而达到所需要的 DE值。 其生产工艺不复杂，但其工艺参数却不容易控制。 在液化过程中，只要淀粉浆浓度、温度、酸度、和反应时间中任何一个参数条件控制不准，即可以使产品质量发生很大的差异。 所以在生产 中要必须掌握好工艺要点，控制好工艺参数。 国内外采用二步法工艺的比较多，它能使原料淀粉充分水解，提高产品的得率 ( 一般为 75 %一 90 % )，产品质量好。 酸酶法是将淀粉浆先进行酸水解到 DE值在 5一 12 后，再加入 α－淀粉酶转化到 DE值在 15一 20，经过精制而成。 通过这种方法生产的产品和酶法相比，过滤性好、透明度高，不变混浊，但灰分比酶法稍高，生产工序增加 ,比较繁琐 [9]。 目前麦芽糊精的生产仍带有一定的经验性，产品质量并不十分稳定，精确控制产品的 DE 值和组分分布仍有一定困难。 为了满足日益增长的市场需要，提供 各种精确控制DE 值和分子量分布的高档产品仍是研究的重中之重，因此有必要开发一种高效的可控制的生产工艺，这将是工艺研究的热点。 设计依据及设计原则 设计依据 本麦芽糊精厂采用工业玉米淀粉为原料，其原料来源广泛而且非常充足。 麦芽糊精具有很多优良特性，近年来在食品工业中得到广泛的应用，是理想的食品基础原料，促进了食品工业的发展，供不应求，市场前景良好。 根据齐齐哈尔大学食品与生物工程学院教研室下达的毕业生设计任务，综合 理论基础知识，采用先进工艺技术而设计，并在原有基础上加以创新和改进， 考虑 麦芽糊精的良好发展前景，设计年产 100， 000 吨麦芽糊精厂，其 主要参数： 年产 100， 000 吨麦芽糊精（ DE 值为 20） 年生产天数 300 天 原料为工业玉米淀粉（含水量 14%） 淀粉转化率（商品麦芽糊精 /商品淀粉 ） ≥ 96% 浓缩后水分含量为 50% 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 5 喷雾干燥后含水 量 ≤ 5% 设计原则 本设计拟采用双酶法生产 麦芽糊精 ，设计尽可能按照以下原则进行：选用成熟可行的国内外先进新工艺，努力使本设计达到先进技术水平，生产切实可行、利用率高、节省成本、安全可靠、经济合理。 选用国家有关部门批准的设备系列和单机设备。 在条件允许的情况下下，提高劳动生产效率，。