年产8万吨味精糖化车间设备选型
糖化车间设备的设计及计算

第五章糖化车间设备的设计及计算一、煮沸锅的设计及计算煮沸设备是糖化车间的重要设备,为了在麦汁煮沸时不带入空气,为了减少设备的投资以及提高热能的利用率,本设计采用不锈钢带内加热加压煮沸锅,并对二次蒸汽进行回收再利用,内加热器采用列管式加热器,加热蒸汽采用0.3MPa低压蒸汽,锅身材料选用1Cr18Ni9Ti不锈耐酸钢。
1.容积:由物料衡算得煮沸前麦汁为543.7×195.4kg,则体积为:=543.7×195.4×1.04/(1.0475×1000)=105.5m3V有取充满系数75%=105.5/0.75=140m3V总2..尺寸:煮沸采用圆筒体球底,取圆筒体高H∶直径D=1∶2则:D=1.15(140)1/3=7.63m 取D=8000mm H=4000mm顶点排汽管径:d2/D2=1/30~1/50取d2/D2=1/40 d=948mm 取d=950mm顶盖高h=800mm3.煮沸锅强度:锅身采用不锈钢,受到的压强较小,因此壁厚可以按以下公式计算:壁厚:S=PD/(2[σ]φ-P)+C其中P为最大压力的1.05倍,取P=0.3Mpa材料许用压力[σ]=127MPa φ取0.8C为壁厚附加量取3mmS=0.3×6000/(2×127×0.8-0.3)+3=11.8mm 取S=12mm由于锅盖处承受压力较小,可取为6mm4.(1)加热面积:麦汁由98℃升至106℃,每小时耗用蒸汽量最大,该过程为10min。
Q=543.7×195.4×0.95×(106-98)×60/10=48.4×105kcal/h采用0.3MPa的蒸汽温度为134℃=(160-98)/ln((134-98)/(134-106))=31.8℃Δtm总传热系数K=1200kcal/(cm2·h·℃))48.4×105/(1200×31.8)=126.8 m3加热面积F=Q/(K·Δtm(2)内加热器设计:内加热器采用管壳式,固定管板,单管程列管。
年产8万吨14度黑色啤酒厂糖化车间初步设计

黑色啤酒是一种特殊口味的啤酒,在市场上享有很高的知名度和人气。
为了满足市场的需求,我将进行年产8万吨14度黑色啤酒厂糖化车间的初步设计。
1.设计目标-达到年产量8万吨的需求,满足市场的需求。
-保证啤酒的品质,确保黑色啤酒14度的口感和风味。
-优化生产流程,提高生产效率和产量。
2.工艺流程2.1原料处理原料包括麦芽、水、大豆、玉米等。
麦芽经过破碎、清洁等处理,与其他原料混合。
然后进行糖化处理,将混合原料研磨成细粉,随后加入水中,经过恒温、恒湿等条件下发酵,生成啤酒。
2.2糖化车间设计方案糖化车间主要包括糖化罐、糖化搅拌器、糖化控制系统等设备。
糖化罐采用不锈钢材质,具有较好的耐蚀性和维护性。
糖化搅拌器可以根据需要调整转速和混合时间,确保搅拌均匀。
糖化控制系统可以实时监测温度、湿度等参数,并进行合适的调整。
3.设备选型3.1糖化罐糖化罐应具备一定的容量,可以容纳所需的混合原料。
同时,要具备较好的耐蚀性和维护性。
3.2糖化搅拌器糖化搅拌器应具备较大的搅拌力和搅拌效果,可以确保原料搅拌均匀。
3.3糖化控制系统糖化控制系统要具备实时监测和控制的功能,可以根据需要进行温度、湿度等参数的调整,以达到糖化的最佳效果。
4.安全环保措施4.1安全措施糖化车间应具备必要的安全设施,如防爆设备、消防设备等,保障员工的安全。
同时,制定严格的操作规程和应急预案,提高员工的安全意识。
4.2环保措施糖化车间应建立完善的废水处理系统,确保废水的合规排放。
同时,合理规划车间布局,保证对周边环境的影响最小化。
5.总结年产8万吨14度黑色啤酒厂糖化车间的初步设计主要涉及工艺流程、设备选型和安全环保措施等方面。
通过合理的设计和规划,可以实现高效生产,满足市场需求,保证产品的质量和稳定性。
同时,加强安全环保措施,保障员工的安全和环境的持续可持续发展。
年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书_毕业设计

年产1.5万吨味精工厂发酵车间设计说明书引言味精是人们熟悉的鲜味剂,是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20),具有旋光性,有D—型和L—型两种光学异构体。
味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%),现已成为人们普遍采用的鲜味剂,其消费量在国内外均呈上升趋势。
1987年3月,联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议,宣布取消对味精的食用限量,再次确认为一种安全可靠的食品添加剂[1]。
早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的,自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后,发酵法生产迅速发展,目前世界各国均以此法进行生产。
谷氨酸发酵是通气发酵,也是我国目前通气发酵产业中,生产厂家最多、产品产量最大的产业[2]。
该生产工艺和设备具有很强的典型性,本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍,以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。
设计内容为,了解味精生产中的原料预处理、发酵、提取部分的生产方法和生产流程,根据实际情况来选择发酵工段合适的生产流程,并对流程中的原料进行物料衡算、热量衡算及设备的选择。
最后,画出发酵工段的工艺流程图和平面布置图。
整个设计内容大体分成三部分,第一部分主要是味精生产的工艺和设备选择;第二部分包括发酵罐、种子罐及空气分过滤器的设计与选型;第三部分是工艺流程和平面布置图。
由于我的水平有限,加之对先进设计的了解甚少,设计中有好多不足的地方敬请各位老师和同学批评指正。
1 味精生产工艺1.1 味精生产工艺概述味精生产全过程可划分为四个工艺阶段:(1)原料的预处理及淀粉水解糖的制备;(2)种子扩大培养及谷氨酸发酵;(3)谷氨酸的提取;(4)谷氨酸制取味精及味精成品加工。
与这四个工艺阶段相对应味精生产厂家一般都设置了糖化车间、发酵车间、提取车间和精制车间作为主要生产车间。
年产6万吨味精提取阶段的工艺设计

年级专业:08生物工程学号:122582008*** 姓名:***目录年产6万吨味精厂的提取工段的工艺设计 (1)第一章总论 (1)第一节文献综述 (1)1.1味精的概述 (1)1.2味精的发展 (2)1.3 味精的来源 (2)1.4味精的性质与组成 (2)1.5味精的营养价值 (3)1.6本课题的研究意义、设计指导思想及设计范围 (3)第二节设计依据、建设规模和产品方案 (4)2.1设计依据 (4)2.2设计规模 (4)2.3产品方案 (5)第三节厂址选择概述 (5)第四节技术经济分析 (6)(一).生产方法 (6)(二).工作制度 (6)(三)工作组成 (6)第二章总平面布置及运输 (6)第一节总平面布置 (6)第二节工厂运输 (7)第三章车间工艺 (8)第一节工艺流程及相关工艺参数 (8)第二节提取车间的物料衡算 (9)第三节提取阶段的热量横算 (11)第四节车间设备的设计计算和选型 (12)4.1设备计算的目的和任务 (12)4.2 设备的选型 (12)第四章管道设计 (14)参考文献 (15)附录Ⅰ提取工段的带控制点的工艺流程图 (16)附录Ⅱ味精生产的总工艺流程图 (16)年产6万吨味精厂的提取工段的工艺设计第一章总论第一节文献综述摘要:味精是人们中重要的食品添加剂,其消费量在国内外均呈上升趋势。
味精的主要作用是增加食的鲜味。
目前,最成熟,最典型的生产工艺是利用淀粉为原料,双酶水解制糖、通过微生物发酵、等电点沉淀提取生产。
味精生产全过程可划分为四个工艺阶段:(1)原料的顶处理及淀粉水解糖的制备;(2)种子扩大培养及谷氨酸发酵;(3)谷氨酸的提取:(4)谷氨酸制取味精及味精成品加工。
本文主要是研究味精生产的第三个工段。
本文设计一个味精工厂,以工业淀粉(纯度80%)为原料,采用双酶解法进行糖化生产,谷氨酸产品纯度99%为80%;80%为20%。
本设计从全厂工艺流程,物料、热量衡算,设备选型,工艺布置,车间设计,管道设计,技术经济分析这几个方面对发酵车间进行设计。
年产15万吨味精工厂发酵车间设计

味精是一种广泛应用于食品工业中的调味品,它的生产需要借助发酵车间进行。
下面是一份关于年产15万吨味精工厂发酵车间的设计方案。
一、车间概况该车间用于味精的发酵生产工艺,设计年产能为15万吨。
车间总面积约为3000平方米,包括生产区、辅助区和办公区。
生产区面积占整个车间的70%,主要包括原料处理区、发酵罐区、发酵辅助设施和发酵后处理区。
辅助区面积约为20%,包括洗涤区、消毒区、贮存区等。
办公区面积约为10%,包括办公室、实验室、检测室和员工休息室等。
二、生产工艺味精的生产主要分为四个步骤:原料处理、发酵、发酵后处理和包装。
1.原料处理:将所需原料送入原料仓库,并通过输送带、输液装置等设备投放到原料处理区。
在该区域进行除杂、清洗、破碎等工序,确保原料质量符合要求。
2.发酵:原料经过处理之后,送入发酵罐区进行发酵。
该区域设有多个发酵罐,每个发酵罐配备搅拌装置、恒温控制装置等。
发酵过程中需要控制温度、pH值、溶氧量和搅拌速度等参数,以保证发酵效果。
3.发酵后处理:发酵结束后,将发酵液送到发酵后处理区进行进一步处理。
处理包括分离、过滤、洗涤等工序,将发酵液中的固体物质和杂质去除,得到纯净的发酵物。
4.包装:经过发酵后处理的发酵物,将被送入包装区进行包装。
包装方式可以根据需求选择,常见的有散装、袋装和瓶装等。
三、车间设施和布局1.原料处理区:设备包括输送带、输液装置、清洗设备和破碎机等。
2.发酵罐区:设有多个发酵罐,每个发酵罐的容量应根据年产能计算确定。
每个发酵罐都应配备搅拌装置、恒温控制装置、溶氧量检测装置等设备。
3.发酵辅助设施:包括发酵液输送设备、发酵液分离装置、过滤装置、洗涤装置等。
4.发酵后处理区:配备固液分离设备、过滤设备和洗涤设备等。
5.包装区:根据包装方式需要配备相应的包装设备,如散装输送装置、袋装设备和瓶装设备等。
6.辅助区:包括洗涤区、消毒区、贮存区等。
在洗涤区和消毒区,应配置专门的清洁和消毒设备。
年产一万吨味精发酵工厂设计

味精是一种常用的调味品,广泛应用于食品加工和烹饪中。
一个年产一万吨味精的发酵工厂设计需要考虑很多因素,包括原料供应、工艺流程、设备选择、卫生标准等。
下面是一个关于年产一万吨味精发酵工厂设计的简要概述,总字数超过1200字。
1.原料供应2.工艺流程味精的生产主要包括淀粉的提取、发酵、提纯和结晶等步骤。
工艺流程的设计需要满足产量需求,并尽可能降低成本和能耗。
例如,可以采用热回收和废水处理装置来提高工厂的能效指标。
3.设备选择在设计年产一万吨味精发酵工厂时,需要选择适用的设备和仪器。
这包括发酵罐、蒸汽锅炉、过滤设备、结晶器等。
设备的选型应考虑生产效率、设备的价格和维护成本。
还需要确保设备符合国家和行业标准,并且具备一定的安全性能。
4.卫生标准味精是一种食品添加剂,对产品质量和卫生安全要求非常高。
工厂设计需要符合相关卫生标准和要求,包括厂房设计、设备清洁和消毒、员工培训等方面。
同时,建议采用先进的检测仪器和质量控制体系,确保产品符合国家和行业标准。
5.厂房布局6.环境保护工厂设计需要符合环保法规和行业标准,确保生产过程不对环境造成污染。
例如,建议安装废水处理设备来处理废水,并且进行合规的废物管理。
此外,还可以考虑利用生产过程中的废热来进行能量回收,进一步降低对环境的影响。
以上是关于年产一万吨味精发酵工厂设计的简要概述。
具体设计需要考虑的因素很多,如设备细节、人员配备、市场需求等等。
因此,在设计工厂时需要进行详细的市场调研和可行性研究,并与专业的工程师团队合作,确保工厂设计符合要求,并能够满足产量和质量需求。
年产102万吨99%味精工厂发酵工段(种子罐+发酵罐)工艺设计

《发酵(制药)工厂设计》课程设计说明书设计题目年产10.2万吨99%味精工厂发酵工段(种子罐+发酵罐)工艺设计姓名学号院 (系)专业指导教师2015 年 1 月 9 日年产10.2万吨99%味精工厂发酵工段工艺设计摘要:设计一个味精工厂,以工业淀粉(纯度80%)为原料,采用双酶法进行糖化生产,谷氨酸纯度为99%。
本设计从全工艺流程,物料、能量衡算、设备选型、工艺布置、车间设计、主要设备工艺设计几个方面对发酵车间进行设计。
关键词:味精;谷氨酸;发酵;设计The Fermentation Process Design Of TheMSG Factory for the Annual Capacityof 60,000 Tons/YearAbstract:The design is to establish a monosodium glutamate factory. Its raw material is starch that the purity is 80%; the technique method is double-enzyme saccarfication production; the purity of glutamates is 99%. The whole design includes plant technological process, metrical and energy balance, equipment selection, technological layout, workshop design and the main equipment technological process, which are to design an efficient fermentation workshop.Key words:glumatic acid; monosodium glutamate; fermentation; Process design目录1. 总论 (4)1.1. 概述 (5)1.1.1. 产品名称、性质 (5)医药工业 (5)制造工业 (6)农业领域 (6)1.2. 产品的各种生产方法 (6)1.2.1. 水解提取法 (6)1.2.2. 合成法 (6)1.2.3. 发酵法 (6)1.2.4. 味精各种制法的比较及选择 (7)1.2.5. 产品质量标准 (7)1.3. 设计任务 (7)2. 生产方案和生产流程的确定 (7)3. 味精生产工艺概述 (8)3.1.1. 味精发酵总流程图(见下页图1) (8)3.2. 原料及其预处理 (8)3.2.1. 原料的种类 (8)3.2.2. 原料预处理 (9)3.2.3. 淀粉水解糖制备 (9)3.2.4. 种子扩大培养 (9)3.3. 影响种子质量的主要因素 (9)3.3.1. 谷氨酸发酵 (10)3.3.2. 谷氨酸生物合成途径 (11)4. 谷氨酸发酵工艺 (12)4.1. 发酵培养基 (12)4.2. 培养基灭菌 (12)4.3. 谷氨酸发酵 (13)4.4. 发酵条件控制 (13)4.5. 谷氨酸的提取 (14)4.6. 谷氨酸制取味精及味精成品加工 (15)5. 工艺计算 (16)5.1. 设计依据与主要工艺技术参数 (16)5.2. 谷氨酸发酵车间的物料衡算 (17)5.2.1. 谷氨酸发酵车间的物料衡算 (17)5.3. 102000吨味精厂发酵车间的物料衡算结果 (18)5.4. 热量衡算 (20)5.4.1. 液化工序热量衡算 (20)5.4.2. 连续灭菌和发酵工序热量衡算 (21)5.4.3. 谷氨酸钠溶液浓缩结晶过程的热量衡算 (23)5.4.4. 干燥过程的热量衡算 (24)5.4.5. 生产过程耗用蒸汽衡算汇总衡算结果: (24)5.5. 无菌空气耗量计算 (24)6. 设备设计与选型 (25)6.1. 发酵罐 (25)6.1.1. 发酵罐的选型 (25)6.1.2. 生产能力、数量和容积的确定 (25)6.1.3. 主要尺寸的计算 (26)6.1.4. 冷却面积的计算 (26)6.1.5. 搅拌轴功率的计算 (28)6.1.6. 设备结构的工艺计算 (29)6.1.7. 设备材料的选择[10] (31)6.1.8. 发酵罐壁厚的计算 (31)6.1.9. 接管设计 (32)6.2. 种子罐 (33)6.2.1. 三级种子罐容积和数量的确定 (33)6.2.2. 二级种子罐 (38)6.2.3. 一级种子罐 (39)6.3. 空气分过滤器 (39)6.3.1. 三级种子罐分过滤器: (39)6.3.2. 二级种子罐分过滤器: (39)6.3.3. 一级种子罐分过滤器: (40)6.3.4. 发酵罐分过滤器 (40)6.4. 味精厂发酵车间设备一览表 (41)7. 设备布置和管道布置 (41)8. 总结 (42).1.总论本文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍,以期有助于了解通气发酵工艺和主要设备的有关知识。
年产10000吨味精项目工厂设计要点

年产10000吨味精项目工厂设计要点年产10000吨味精项目工厂设计要点一、项目概述年产10000吨味精项目是一个大型化工生产项目,主要生产味精产品,年产能达到10000吨。
该项目是基于市场需求和技术条件而进行的,目的是满足人们对于食品调味品的需求。
二、规模和布局设计1.规模设计:年产10000吨味精的生产规模可以满足市场需求,同时也可以充分利用设备和人力资源,提高生产效益。
2.布局设计:工厂的布局应当合理,保证生产流程的连贯性和高效性。
主要分为原料储存区、生产区、包装区、质检区、辅助区等,以确保各个区域之间的流程衔接和生产效率的提高。
三、工艺流程设计1.原料准备:该项目主要使用淀粉和氨基酸等原料进行生产,因此要有相应的原料存储和供应系统,确保原料的充足和稳定。
2.发酵:该项目使用发酵生产工艺,需要设计相应的发酵罐和发酵系统,以确保发酵过程的稳定性和高效性。
3.提取:在发酵完成后,需要进行提取工艺,将发酵液中的味精提取出来。
这一步骤要合理选择提取剂和提取设备,以确保提取效果的良好和产品质量的稳定。
4.浓缩:将提取得到的液体进行浓缩处理,以提高味精的浓度和稳定性。
此环节需要设计相应的浓缩设备,确保浓缩过程的高效和稳定。
5.晶体分离:在浓缩完成后,要进行晶体分离,将浓缩液中的味精晶体分离出来,以便进行后续的干燥和包装。
此环节需要设计相应的分离设备,以确保分离过程的高效和产品质量的稳定。
6.干燥:将分离得到的味精晶体进行干燥,降低含水率,以便于包装和存储。
此环节需要设计相应的干燥设备,确保干燥过程的高效和产品质量的稳定。
7.包装:将干燥后的味精产品进行包装,使用合适的包装材料和包装机械,以确保产品的密封性和保质期。
8.质检:在生产过程中,要进行质检,确保产品的质量和安全性。
质检环节需要设计相应的质检设备和流程,以确保质检过程的高效和准确。
四、设备选型和布置1.设备选型:根据生产工艺流程的要求,选择适合的设备,包括发酵罐、提取设备、浓缩设备、晶体分离设备、干燥设备、包装设备等,确保设备的性能符合要求,并具有高效性和稳定性。
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生产规模: 80,000吨/年;生产规格:纯度为99%的味精生产方法:以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵,低温浓缩、等电提取生产天数: 310天/年倒罐率: 0.3%发酵周期:45小时生产周期:51小时种子发酵周期:8小时;种子生产周期:15小时发酵醪初糖浓度: 15%(W/V) ;流加糖浓度:55%(W/V)发酵谷氨酸产率: 11%糖酸转化率: 62%淀粉糖转化率:105%谷氨酸提取收率: 95%味精对谷氨酸的精制收率:115%原料淀粉含量:80%含水量:12%;发酵罐接种量: 10%发酵罐填充系数: 75%发酵培养基(W/V):淀粉水解糖:16%,糖蜜:0.4%,玉米浆:0.25%,MgSO4 0.04%,KCl 0.14%,Na2HPO4:0.15%,尿素:3%,消泡剂:0.03%种子培养基(W/V):淀粉水解糖:3.0%,糖蜜:1.5%,玉米浆:l.5 %,MgSO4 0.04%,K2HPO4:0.15%,尿素:0.4%,消泡剂:0.04%目录1总论 (2)2糖化工段 (2)2.1淀粉质原料蒸煮糖化的目的 (2)2.2淀粉的液化 (2)2.3糊化和糖化的控制 (3)3工艺计算 (4)3.1味精生产糖化阶段工艺流程 (4)3.2糖化的主要工艺参数 (4)3.3物料的计算 (4)3.3.1味精厂的总物料衡算 (4)3.3.2主要工艺参数及经济指标 (4)3.3.3 原料消耗的计算 (4)3.3.4 蒸煮醪量的计算 (5)3.4热量平衡计算 (5)3.4.1糖化用水耗热量Q1 (5)3.4.2米醪煮沸耗热量Q2 (6)3.4.3洗槽水耗热量Q3 (6)3.4.4糖化总耗热量Q总 (6)3.4.5糖化耗用蒸汽量D (6)3.4.6蒸汽单耗 (6)4设备选型 (7)4.1设备介绍 (7)4.1.1蒸煮设备 (8)4.1.2糊化设备 (9)4.1.3糖化设备 (10)4.2选用设备 (10)4.2.1选用设备型号及参数 (10)4.2.2车间设备数量及总用电的计算 (11)5设计体会 (11)6参考文献 (12)1总论主要介绍任务内容、工厂特点、产品等1、任务内容:80000吨味精厂的设计。
设计的内容主要包括厂址的选择,设计方案,工艺计算,设备选型,成本预算,厂的总平面设计,各车间设备布置图及说明书。
2、工厂特点:味精是人们的日常用品,由于味精生产没有季节限制,所以工厂可以实现全年生产,但考虑到设备要进行维修,所以基本选定年生产天数为300天。
工厂生产受环境和原料的限制比较大,所以选址要严格按照标准来进行。
3、味精特点:味精是谷氨酸的一种钠盐C5H8NO4Na ,为有鲜味的物质,学名叫谷氨酸钠,又叫麸氨酸钠,是氨基酸的一种,也是蛋白质的最后分解产物。
有固体味精和液体味精两种。
液体味精是未经炼成颗粒的味精原液,饮食业中以用固体味精为常见。
味精是鲜味调味品类烹饪原料,以小麦、大豆等含蛋白质较多的原料经水解法制得或以淀粉为原料经发酵法加工而成的一种粉末状或结晶状的调味品,也可用甜菜、蜂蜜等通过化学合成制作。
除含有谷氨酸钠外还含有少量的食盐,以含谷氨酸钠的多少(99%、95%、90%、80%),分成各种规格。
全国各地均有生产。
据研究,味精可以增进人们的食欲,提高人体对其他各种食物的吸收能力,对人体有一定的滋补作用。
因为味精里含有大量的谷氨酸,是人体所需要的一种氨基酸,96%能被人体吸收,形成人体组织中的蛋白质。
它还能与血氨结合,形成对机体无害的谷氨酰胺,解除组织代谢过程中所产生的氨的毒性作用。
又能参与脑蛋白质代谢和糖代谢,促进氧化过程,对中枢神经系统的正常活动起良好的作用。
4、我国味精生产发展状况:我国的味精生产,近十年来得到很大的发展。
1992年我国全国产味精34万吨,2001年味精产量达71.4万吨,味精产量以每年10%速度递增。
目前,我国的味精总产量居世界第一位,但人均消费水平仍然较低,随着我国人民生活水平的提高,味精消费量将会持续增长。
按年人均消费600克计算,估计每年需求72万吨。
随着糖蜜味精生产技术的日益成熟,生产成本进一步下降。
至本世纪八十年代,糖蜜味精已成为世界味精生产发展的主趋势,并占领和垄断了世界味精市场。
2.糖化工段2.1淀粉质原料蒸煮糖化的目的薯类和谷类以及野生植物原料经过加压蒸煮,淀粉糊化成为溶解状态,但是还不能直接被酵母菌利用进行发酵。
因此,经过蒸煮以后的糊化醪,在发酵前必须加入一定量的糖化剂,使溶解状态的淀粉,变为酵母能够发酵的糖类,这一个由淀粉转变为糖的过程,称为糖化。
糖化过程是淀粉酶或酸水解的作用,把淀粉糖化变成可发酵性糖。
将淀粉质原料进行蒸煮的第一个目的就是;原料吸水后,借助于蒸煮时的高温高压作用,使原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂,即破坏原料中淀粉颗粒的外皮,使其内容物流出,呈溶解状态变成可溶性淀粉,以便糖化剂作用,使淀粉变成可发酵性糖。
这个过程叫糊化,采用的方法是用加热蒸汽加热蒸煮。
蒸煮的第二个目的是借助蒸汽的高温高压作用,把存在于原料中的大量微生物进行灭菌,以保证发酵过程中原料无杂菌污染,使酒精发酵能顺利进行。
2.2淀粉的液化(糊化)1、淀粉液化的目的是为了给糖化酶的作用创造条件,而糖化酶水解糊精及低聚糖等分子时,需先与底物分子生成络合结构,然后才发生水解作用,使葡萄糖单位逐个从糖苷键中裂解出来,这就要求被作用的底物分子有一定的大小范围,才有利于糖化酶生成这种结构,底物分子过大或过小都会妨酶的结合和水解作用速度。
液化达到终点后,酶活力逐渐丧失,为避免液化酶对糖化酶的影响,需对液化液进行灭酶处理,一般液化结束,升温至100℃保持10min即可完成,然后降低温度,供糖化用。
2、淀粉液化的方法(1)水解动力的不同:酸法、酶法、酸酶法、机械液化法(2)工艺的不同:间歇式、半连续式、连续式(3)设备的不同:管式、罐式、喷射式(4)加酶方式的不同:一次加酶、两次加酶、三次加酶(5)原料的精粗不同:淀粉质原料直接液化、精制淀粉液化本设计糖化工段的主要工艺是连续操作,双酶法。
3、酶法液化(1)连续操作连续操作是指从淀粉进入蒸煮罐,经过整个糖化阶段,到糖化醪出车间,液体在罐体中或者在管道中都是保持流动的状态。
连续液化的优点是液化操作连续进行,产量大,料液与蒸汽混合均匀,液化质量有保证。
特别是喷射式液化,料液与蒸汽的接触、混合是在喷射器内瞬间完成的,并通过在高温下短时间的停留达到彻底糊化的目的。
连续液化的另一个优点是液化温度高,所以溶液中蛋白质凝聚好,结团好,料液过滤速度快,糖液透光率高。
连续糖化工艺与间歇糖化工艺不同,前者的糖化过程中,进料、加曲、降温是同时在不同的设备中进行,且不断地从上面加料,不断地从下面出料,整个过程连续化。
连续糖化时间会缩短。
(2)双酶法双酶法生产葡萄糖工艺,是以作用专一的酶制剂作为催化剂,反应条件温和,复合分解反应较少,因此采用双酶法生产葡萄糖,提高了淀粉等原料的转化率和糖液浓度,改善了糖液的质量,是目前最为理想的制糖方法。
双酶法具有很多优点:双酶法是在酶的作用下进行的,反应条件较温和,不需要耐高温高压或而酸腐蚀的设备;酶作为催化剂的特点是专一性强,副反应少,故水解糖液纯度高,淀粉转化率高;可在较高的淀粉乳浓度下水解。
用双酶法制得的糖液较纯净、颜色浅、无苦味、质量高,有利于糖液的充分利用。
但双酶法反应时间较长,设备要求较多,且酶是蛋白质,易引起糖液过滤困难。
当然,随着酶制剂生产及应用技术的提高,双酶法制糖将逐渐取代酸解法制糖。
酶解法液化、糖化淀粉常用的酶α-淀粉酶:其作用是将淀粉迅速水解为糊精及少量麦芽糖,对淀粉的作用,可将长链从内部分裂成若干短链的糊精,所以也称内切淀粉酶。
淀粉受到α-淀粉酶的作用后,遇碘呈色很快反应,如下表现:蓝→紫→红→浅红→不显色(即碘原色)淀粉在糊化之前,α-淀粉酶是难以直接进入淀粉颗粒内部与淀粉分子发生作用的。
淀粉原料的预处理,例如原料的粉碎细度、配水比例等都将影响淀粉的糊化效果酶制剂的种类、酶制剂的使用量、液化温度、液化pH等又将最终影响淀粉的液化质量。
糖化酶:作用于淀粉的l,4键结合,能从葡萄糖键的非还原性末端起将葡萄糖单位一个一个的切断,因为是从链的一端逐渐地一个个地切断为葡萄糖,所以称为外切淀粉酶。
使用糖化酶的优点:糖化酶对设备没有腐蚀性,使用安全。
工艺简单、性能稳定、有利于各厂的稳定生产。
对淀粉水银比较安全,可提高出酒率,麸曲法能减少杂菌感染,节约粮食可降低劳动强度,改善劳动条件。
有利于生产机械化,有利于实现文明生产。
2.3糊化和糖化的控制本设计采用自动化设备对液化糖化过程进行控制,主要控制回路有调浆罐温度及pH值控制、一次喷射温度控制、糖化温度控制。
调浆罐定容可采用流量或液位测量方式;调浆罐温度用进入盘管的蒸汽量控制在30℃;pH值用纯碱溶液控制在4.2。
这些系统均采用单回路PID控制,只要控制器参数调整适宜,都能满足控制要求。
制糖过程的另一个重要控制系统是糖化罐的温度控制,要在整个糖化时间内保持稳定的温度,以利于液化淀粉转换成葡萄糖。
因为糊化及糖化属于原料处理阶段,所以卫生及自动化要求可以相对低一些。
3.工艺计算3.1味精生产糖化阶段工艺流程淀粉浆—预蒸—糊化—气液分离—真空冷却—糖化—压虑3.2糖化的主要工艺参数有:3.3 物料的计算3.3.1 味精厂的总物料衡算3.3.2主要工艺参数及经济指标3.3.3 原料消耗的计算1、淀粉原料生产味精的总化学反应式为:糖化:(C 6H 10O 5)n + n H 2O→n C 6H 12O 6发酵:C 6H 12O 6+NH 3+1.5O 2→C 5H 9NO 4+CO 2+ 3H 2O2、生产1吨味精的理论淀粉消耗量1.6096t3、α-淀粉酶消耗量:应用酶活力为2000 u/g 的α-淀粉酶使淀粉液化,促进糊化,可减少蒸汽消耗。
α-淀粉酶的用量按8 u/g 原料计算。
用酶量为:31.6096108 6.4384()2000kg ⨯⨯= 4、糖化酶消耗量:若所用糖化酶的活力为20000 u/g ,使用量为150 u/g 原料,则糖化酶消耗量为:31.60961015012.072()20000kg ⨯⨯= 5、尿素的用量:204.59 kg/t 味精3.3.4 蒸煮醪量的计算生产8万吨味精大米原料消耗量:根据基础数据给出,大米原料含淀粉80%,故10万吨味精耗大米量为:80000×1.6096×103÷80%=1.6096×108kg/a根据生产实践,淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:3,故粉浆量为:1.6096×108×(1+3)=6.4384×108kg/a蒸煮过程使用直接蒸汽加热,在后熟器和汽液分离汽减压蒸发、冷却降温。