结晶葡萄糖工艺设计

结晶葡萄糖工艺设计一、连续喷射液化酶法生产II服结晶葡萄糖工程设计(口产200t)口服结晶葡萄糖的定义、性能及应用1、 结晶「I服葡萄糖的定义：结晶葡萄糖是相对液体葡萄糖浆、固体全糖粉而言，是以结晶状态存在的葡萄糖的总称。结晶葡萄糖按用途主要分为：注射用葡萄糖与口服葡萄糖。2、 结晶「I服葡萄糖的性能甜度：葡萄糖溶液的甜度随浓度增高的程度人于蔗糖，在较低的浓度下，葡萄糖的甜度低于蔗糖，但随浓度的增高差别减少。发酵性：酵母能发酵葡萄糖，淀粉糖浆的发酵糖分为葡萄糖和麦芽糖，其含量随转化程度的增高而增高。生产发酵食品应用葡萄糖为宜。溶解度：葡萄糖的平衡溶解度较低，在室温卜•浓度约为50%,过高的浓度则葡萄糖将结晶析出。在此浓度时，葡萄糖溶液的渗透压较低，不足以抑制微生物生长，储存性差。吸潮性和保潮性：一水4葡萄糖在相对湿度60%以上时吸收水分，增高吸收水分增快，水分含量达到15%-18%时晶粒开始深化。无水a-葡萄糖在相对湿度80%以上的吸潮性很强，吸收水分向一水a-葡萄糖转变，30-60mm转变完成。渗透压力：较高浓度的葡萄糖液能抑制许多种微生物的生长，糖藏是一种重要的保存仓品方法，糖液的渗透压力使微生物菌体内的水分被吸走，生长受到抑制，糖液的渗透压力随浓度的增高而增加。⑹粘度：葡萄糖的粘度较蔗糖低。(7)冰点降低：葡萄糖降低冰点的程度高于蔗糖。3、 结晶「I服葡萄糖的应用：目前国内年需求II服结晶葡萄糖30万吨左右，且年需求以15%以上的速度递增，结晶口服葡萄糖广泛应用于食品、医疗、工业发酵等行业。⑴食品食品烤焙业需要许多上述产品来生产面包、春卷、甜食■、面包圈、饼干、馅饼以及糕点。水解产品(90%-96%葡萄糖干基)用于面包可以促进酵母生长，并产生气体。它的需求量一般较少，而且人部分糖分为酵母过程所消耗。少屋残留的还原糖会促进面包皮的褐变反应，使最终产品在外观及风格上受人喜爱。葡萄糖是生产聚合葡萄糖产品的原料，这种产品一般作为减肥食品中的低热量膨胀剂。该工艺是在一些柠檬酸催化剂存在卞将葡萄糖高温脱水，得到的聚合物是食品级，且只有部分为人体吸收。它们在低热量食品及可溶性纤维饮料方面应用较广。葡萄糖还町以为II香糖和泡泡糖进行涂层并增加其甜度，它可以提高II香糖涂层的颜色和光泽，而且可以产生很凉的II感，同时它还为糖涂层提供很高的硬度。（2） 医药I服用葡萄糖町用于各种疾病治疗中食■疗法的强健剂与各种维生素配合制成的II服品，可作为生产VC级山梨醇原料。（3） 发酵工业的培养基一碳源来生产各种食品及医药产品（如亮氨酸、异亮氨酸等氨基酸）。目前，山东西王集团公司、河北宁晋玉锋糖业公司、河北宁晋健民淀粉葡萄糖厂、安徽丰原生化集团公司、河北抚宁淀粉葡萄糖厂、山东曲阜葡萄糖厂等多家单位，均采用上海兆光生物工程设计研究院提供的技术生产口服结晶葡萄糖。（二） 设计依据1、 口年200t口服结晶葡萄糖（含水量W9%）2、 结晶II服葡萄糖的收率$98%,（Illg理论葡萄糖能生产出98g葡萄糖，固形物含量$91%的口服葡萄糖）3、 淀粉含量$86%（玉米精制淀粉）4、 喷射液化速度36m3/h（采用HYZ-8型喷射器）5、 粉浆浓度17Be6、 平均过滤度150L/li.ni2-0.2Mpa,（采用HYZ-型喷射器）7、 年工作口300天8、 每口工作时间20小时9、 结晶周期56小时10、 晶罐为251113/只，每次出产品为10.8t11、 1320型离心机，每天能生产25tll服葡萄糖（三） 化验材料及方法1、精制玉米淀粉2、 酶制剂：液化酶 丹麦NOVO公司产复合糖化酶 丹麦NOVO公司产3、 高压喷射液化技术系统：上海兆光公司提供4、 测试方法（1） 还原法 斐林化法（2） DX值 旋光仪或液相色谱（3） 透光率 721分光光度计640mn卞测定（4） 糊精分析：0.5%的碘酒99%酒精（5） 过滤速度： 0.5%活性能炭，过滤速度为二小时的平均值。（6） 糖组份分析：高压液相色谱仪（四） 流程及条件：1、工艺流程： 淀粉调浆I液化I糖化I除渣过滤〜糖渣〜清洗过滤I〜脫色过滤〜废炭〜清洗过滤离交脱盐脱色液I浓缩回 I结晶配 I-分离I烘干f包装f产品2、 工艺流程简述在配料罐内，把粉浆乳调到Bel7,PH用Na2C03调到PH5.0-PH7.0.并加0.15%氯化钙,作为淀粉酶的保护剂和激活剂，最后加入耐高温a-淀粉酶，料液搅拌均匀后，用大泵把粉浆泵入喷射液化器，在喷射器中粉浆和蒸汽直接相遇，出料温度控制在100-110度，从喷射器中出来的料经降温后，进入层流罐保温90-120分钟，温度维持在95-97度。然后进行二次喷射，在第二只喷射器内料液和蒸汽直接相遇，温度升至110-145度以上，并在高温维持罐内维持3-5分钟把耐高温a-淀粉彻底杀死，同时利用高温压差的作用淀粉会进一步分散，蛋白质会进一步凝固。经真空闪急冷却系统料液经冷却后降温到95°C保温。在碘试合格的情况下，进一步降温到60”C,同时将PH值调至4.2,加入糖化酶，保温糖化48小时左右，达到糖化终点后，用喷射器升温至80°C,以达到灭酶之目的，同时将PH值调至4.8-5.0,打去压滤机过滤。再加入活性炭脱色半小时，进行脫色过滤，然后将糖液进行离交，离交的糖液用五效降膜式蒸发器浓缩到70%左右。将调配好的糖浆用泵输入结晶罐内，搅拌2个小时左右，温度在48°C养晶8小时，打开冷却水降温至40至44°C,按结晶曲线控制降温，使糖液不断达到达饱和状态。葡萄糖分子在晶核上析出，结晶完全，达到平衡，化验母液浓度达到要求后，即可放料。晶浆通过分离机，将母液分离出来，湿糖经过振动流化床烘干，冷却床冷却后，进入自动包装系统进行包装得产品。3、 酶法制糖工艺条件：粉浆浓度Bel76C12浓度0.15%PH5.0-7.0耐高温a-淀粉酶用量0.4-1.OL/t喷射液化温度100-1159,液化保温时间90-120分钟，灭酶温度U0-145°C.4、 工艺操作规程调浆A、 粉浆浓度Bel7B、 CaCL2浓度0.15%C、 PH5.0-7.0D、 耐高温a-淀粉酶用量0.4-l.OL/t喷射液化：首先预热喷射器及层流罐至100°C,然后进行喷射液化，喷射器内温度控制在100-115°C,层流罐内温度控制在95—97°C°高温处理:通过第二次喷射将料液加温110°C-145°C,通过高温维持罐维持3-5分钟，110°C-145°C以上热处理可以达到三个目的：(1)灭酶：(2)蛋白质凝固；(3)不溶性淀粉颗粒分散。真空闪急冷却经过真空闪急冷却系统从110r-145°C降至70'Co并且调整PH值至4.8-5.0过滤基本要点及顺序：(除渣过滤)A、 过滤前将料液冷却到70°C。B、 过滤时压滤机同时使用。C、 滤布为两套，以减少过滤和储糖时间。D、 过滤时，通过调节回流，使过滤压力流线增加。E、 为了减少滤液中的悬浮物及缩短过滤时间，过滤压力不能超过0.2Mpa。F、 过滤困难时，可以通空气，以疏通滤渣。G、 为防止糖液变质，在糖化料液过完后清洗糖罐，洗液也要用泵打去过滤。H、 过滤结束后用热水洗涤，温度60°C-70°C,用水量为1.5-2.01113/m3oI、 过滤洗涤后，用压缩空气将滤渣吹干。—次脱色及过滤：在一次脱色罐中，量好体积浓度，然后加入旧碳脫色，脱色时要求在70°C脱色30分钟即可过滤。脱色：将一脱末净的色素，用新鲜的活性碳脱除，在丰原生化集团用碳柱脱色。离交脱色除杂：糖的重金属盐以及色素用树脂除去。洗树脂柱用水以及过滤后洗水等，凡进入糖浆中的洗水必须用无离子水。浓缩：经离交脱色处理后的糖浆，用五效降膜蒸发器浓缩至70%。结晶：将浓度70%,温度50°C的糖浆，用泵打入结晶罐内搅2小时左右，温度在48°C,养晶8小时，打开冷却水降温至40H4°C,按结晶曲线控制降温结晶56小时，使糖浆完全结晶，然后在22°C时放至分离机，使母液分离出来，湿糖经过振动流化床烘干，通过冷却床冷却后，进入自动包装系统包装。工艺及设计特点：1、 采用特殊的喷射液化系统，液化彻底，蛋白质与淀粉分离效果好，蛋白絮凝效果好。2、 液化均匀，在碘试合格的前提下，可控制较低的液化DE值。3、 适当调整工艺路线及工艺条件，采用一条生产线，既可和生产结晶II服葡萄糖又可生产果葡糖浆。4、 液化、糖化、浓缩，在设计时，根据实际情况下采用露天化布景，土建投资可节省30%。5、 节能显著：(1)耗电W160kwlVt ⑵耗汽W3.0t/t6、 性能稳定，造价低：在同样产量的情况下，相对国内同类产品造价低50%。7、 收率高：由于液化彻底及干燥回收的特殊性，结晶II服葡萄糖收率高达80%。工艺计算：(一)物料衡算(以口产200结晶II服葡萄糖为例)1、 每口所需商品淀粉(200X91%)4-[86%X(98/111)X100%]=239.72、 层流罐的公称体积为：液化保温90分钟，喷射速度361113/hi•(液体计)故层流罐的有效保温体枳54m3o3、 高温维持罐的公称体积为36X54-60=3.011134、 高压喷射液化技术系统，选HYZ-8型,36ni3/hi(液体计)即处理商品淀粉能力为12t/hr,建立一套液化系统，分三班，每班实际工作7小时，因此，每天处理淀粉3X7X12=252^239.7”日5、 糖化罐的公称体积：从卜•面的热量恒算町知，由于料液直接被蒸汽处理，其增加20%左右的冷凝水(为淀粉乳体积)因此糖化罐的公称体积为：48/24X120%X239.7X86%4-(17X2%)4-90%=16161113共选1201113罐15只。

6、过滤机的公称面积为达到最佳速度，过滤时间应等于非过滤时间，若要求24小时以内完成，其过滤面积为:(24小时内滤完=12小时过滤时间+12小时非过滤时间)606.3X103/(1501/ni2.IkX12hi)=336.8m2,共选用150m2X9台，箱式隔膜压滤机(除渣3台，洗渣1台，脫色4台，洗碳1台)。7、脫色罐、中转罐及糖旁贮罐：⑴、二次液化罐 25M3X3台、脱色罐及洗渣洗碳罐 25M3X8台、离交前罐 25M3X2台、离交后罐 25M3X2台、调配罐、晶浆罐、调配罐、晶浆罐、母液罐8、结晶罐：25M3X3台15M3X1台15M3X1台由以上计算可知，每天生产门服葡萄糖200t,若选用25M3结晶罐，则每天的放罐次数为:(200/10.8)X(56/24)=43.2台：选45台9、若选1320型离心机，则每台每天可生产口服葡萄糖25t：200/25=4台，即选用4台。(二)热量衡算1、蒸汽用量A、 一次喷射液化蒸汽量蒸汽压力0・5Mpa 1-2U3KJ/kg.kCP=4.18kj/kg.k淀粉乳在冬天时温度为10°CQ=MSCPAT=239.7X86%/17X2%X103X4.18X(110-10)=25.3X107(kj)故蒸汽25.3X107/2113=1199B、 高温热处理蒸汽用量蒸汽压力为0・5Mpa1-2113KJ/KgCP=4.18KJ/Kg.kQ=MsCpAt=(606.3+119.9)X103X4.18X(125-100)=7.6X107蒸汽用量为7.6X107/2113=35.9液化部分用汽量为：119.9+35.9=155.8因此液化部分用汽强度为:155.8/20=7.8t/h真空闪急冷却除去水量:Q=MsCpAt=(606.3+119.9+35.9)X103X4.18X(125-95)=9.6X107此闪急冷却去水量为9.6X107/2113=45.2t2、蒸发：若糖化结束后，脱色过滤及离交后还要增加水量，若所有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：239.7X86%4-26%=792.91113若蒸发至糖浓度为止72%,因此蒸发后体枳为:792.9x26%-72%=286.3ni3蒸发去水量792.9-286.3=506.6每天三班，每班工作7小时，故蒸发器规格为506.6丸3x7)=24・Whr若回配量为50%

故选用五效降膜式蒸发器24.lt/hX150%=36.2t/hr；取36・0t/hr壹套故用蒸汽强度为36/5~7.2t/hr（七）主要设备一览表设备号设备名称规格型号 数量 材质 电动机功（kW） 单价单电功率 台数 总电功率PU-1配料罐①3000X4200 3 304 4.03 16.0 3.0PU-2配料泵CHZ50-200Q=45m3/hH=30m 2不锈钢 11 2220.8PU-3上料罐①3000X4200 1 304 4.01 4.0 3.0PU-4上料螺杆泵 NM076BYOIL04B45ni3/h40m2 不锈钢 11 2114.0PU-5承压罐1100X5000 1 3041.4PU-6喷射器HYZ-8 1 不锈钢4.9（包括自控）PU-7盘管159X120m(壁厚2.5m) 1 3212.5PU-8喷射后中转泵 NM076BYOIL04B45m3/h40m 1 不锈钢11113.0PU-9汽液分离器(A) 1200X5000 1 3041・2PU-IO蒸汽分汽罐 ①500X3000 1 A30.4PU-U层流罐①13007700X5000 5 3042.0PU-12二喷泵NM076BYOIL04B45m3/h40m1 不锈钢 11113.0PU-13喷射器HYZ-8 1 不锈钢4.9（包括自控）PU-14高温维持罐 e1300X3500 1 3042.5PU-15汽液分离器(E) ①600X900 1 3040.1PU-16二次液化罐 ①3000X4200 3 3044.0 3 1 2.5PU-17汽液分离器(C) ①2000X4000 1 3041.2PU-18过滤泵CHZ50-200Q=-45ni3/hH=30m1 不锈钢 U 1110.9PU-19板式换热器 I00m2治 27.2PU-20纯水罐①5000X6000 2PU-21离心泵CHZ80-200Q=75ni3/hH=30m1 不锈钢 11110.8PU-22糖化罐①5000X6000 11 304 7.511 82.5 8PU-231Q离心泵CHZ100-200Q=150m3/hH=40m1 不锈钢 3737丄.OPU-24喷射器HYWJ2 1 不锈钢3.2PU-25高温灭酶罐 1600X5000 1 3042PU-26板式换热器 1201112/台 1 不锈钢7.2PU-27滤前暂存罐 5000X6000 1 3047.5 1 7.5 5PU-28离心泵CHZ80-200Q=75m3/hH=40m 1不锈钢 18.5 118.50.8PU-29管束烘干机 501112/台 1 不锈钢5PU-30压滤机1501112/台机械自动保压 13 6 6

PU-31洗渣罐①2400X1600 1 不锈钢3.03.02.2PU-32AQ离心泵CIE50.200Q=45m3hH=40m2不锈钢1515U・OPU-33压滤机1501112/台机械动保压 3不锈钢3.09.018PU-34压滤机一脱罐 1501112/台机械自动保压①2300X3600 13聚炳桶3043.04.03.01262.2PU-35洗碳罐①2300X3600 1 3043.0 13.02.2PU-36离心泵CHZ80-200Q=75m3/hH=40m 2不锈钢18.5237 O.9PU-37压滤机1501112/台机械自保压 3聚炳稀3 399PU-38二脱罐03000X42003304 4.03PU-38二脱罐03000X42003304 4.03122.2PU-39离心泵CHZ80-200Q=75m3/hH=40m1不锈钢18.5 118.50.9PU-40过滤机1501112/台机械自动保压 3 聚炳桥3 39 6.3PU-41交前罐03000X42002304 3.026.02.2PU-42离心泵CHZ80-250Q=75ni3/hH=40m1不锈钢18・518.51.2PU-43板式换热器601112/台1不锈钢4PU-44板式换热器60m2/台1不锈钢4PU-45精密过滤器60m2/台2不锈钢0.5PU-46离交阳柱1400X500012A3衬胶2PU-47离交阴柱①1600〜500012A3衬胶3PU-48离交小阳1200X40008A3衬胶1PU-49-50 浓酸碱罐 ①3600X:5000(卧式玻璃钢) 2玻璃钢4A3衬胶3PU-52—55—57—597.5离交中转罐离交中转泵1400X5000CHZ50-160Q=20ni2/hH=40m2不锈钢7.5配酸碱罐 ①300Q-4200立式 4玻璃钢PU-51—53—54—56—58—60 氟合金泵 FSB65-30LQ=30ni3/hH=30m6合金0.4PU-61交后罐①3000〜4200 2 304 3.026.02.2PU-62离心泵CHZ80-200Q=75m3/hH=40m1 不锈钢 18・5118.50.9PU-63—66 板式换热器 80m2/台 3 不锈钢4PU-64精密过滤机 61112/台 3 不锈钢1PU-65蒸发器5效降膜(18t/h) 2 不锈钢1202240218PU-67表面冷凝器 2 不锈钢PU-68离心泵IS200-150-315B330ni2/HH=22M2 A3372740.8PU-69凉水塔5001112/台 2 玻璃钢 152 304PU-70水池1000m3 1 4PU-71离心泵CHZ50-160351112/HH=30M 2不锈钢7・5215

0.9PU-72调节罐 C1H000X4000 2 3045.52111PU-73质量流量计600m3/h 2PU-74螺杆泵 NM076BYOIL04B45ni3/h40m2不锈钢112223.5PU-75结晶机 ①2800〜5200 40 3044.040160PU—76绞龙 400X15000 2 3045.5211PU一77螺杆泵NM063BY02L04B251113/h80m 2 不锈钢15230PU-77a糖膏分配槽2 不锈钢 5.5211PU—78离心机8PU—79洗涤水罐①3000X3000 13043.013.0PU-80离心泵 CHZ50一200Q=45in3/hH=30m1不锈钢15115PU—81母液暂存罐①3000X300 13043.013.0PU—82离心泵CHZ50一200Q=45m3/hH=30m1 不锈钢15115PU—83缓冲绞龙2 304 4.028PU—84结