福州大学至诚学院生物工程系课程设计说明书

糖始于我国，我国饴糖的制造已有2000
多年的历史，古籍早有记
载：“饴，米蘖煮也”（《说文》），就是说饴糖是米饭与谷芽共同煮
熬而成。并且用双酶法生产糖浆也是现在世界上生产糖浆的主要生产方
法。再以葡萄糖为原料经 葡萄糖异构酶转化得到含量约42 %的异构
糖。葡萄糖异构酶固定化技术的应用，实现了葡萄糖的连续异构化反
目前国内市场上的果葡糖浆需求不断增加，质量要求不断提高，应 用领域更加广泛。作为食品饮料基料的新型食糖果葡糖浆越来越被人们
认可和重视；尤其是“协同增效、冷甜爽口”等特性，倍受饮料厂家青 睐。
果葡糖浆是由玉米淀粉水解而制得，属淀粉糖类，在当前玉米价格 相对稳定的情况下，生产成本不会升高，因而市场价格稳定。淀粉糖工 业符合农业产业化政策，在国家“三农”政策的影响下，在淀粉糖工业 生产技术不断改进、规模不断扩大下，生产成本将会迅速降低，而且随 着果葡糖浆在食品中应用技术的不断提高，其与蔗糖的性价比将更加突 出，越来越多的人将会了解果葡糖浆，越来越多的食品企业也将会选择 它，因而，食品工业中果葡糖浆大部分替代蔗糖将成必然。
应，提高了酶的利用率，提高了生产效率和产品质量，大大推动了果葡
糖浆工业的发展。
根据“满足劳动力平衡;满足产品产量的要求;原料综合利用的要
求;设备生产能力要平衡;水、电、汽负荷要平衡”的要求，本设计的产
品方案和技术指标具体如下：
①生产方法：二次喷射糖化法、双酶糖化法、固定化异构酶酶
法，真空冷却法。
②生厂日程: 每年生产300天，日生产83.33t，每天早、中、晚三
果葡糖浆主要用于食品工业，也有少量高纯果糖应用于医药工业， 在食品工业中又主要应用于软饮料行业当中。目前，在美国本土和欧洲 的所有可口可乐和百事可乐均采用果葡糖浆作为甜味剂。在国内目前的 市场当中，正有越来越多的行业开始使用果糖产品。从目前的发展趋势 来看，国内主要的果葡糖浆消耗领域为饮料行业（包括果汁行业和茶饮 料）、乳制品行业、罐头工业、糕点行业。
色泽0.03±0.0，略清晰，色泽稳定性0.046±0.0，清晰略黄。 ⑥酶的指标：耐高温的α-淀粉酶的活力20000u/g原料，用量8u/g
糖化酶的活力50000u/g原料，用量200u/g,异构酶活力标准>360igiu/g 5、F-42型果葡糖浆工艺流程
H2O,CaCl2,HCl 耐高温α—淀粉酶
二、课程设计题目和要求
题目：为“年产0.5万吨果葡糖浆的工厂设计” 要求：查阅文献，选择合适的工艺路线生产果葡萄糖浆。要阐明选 择工艺的理由，并进行工艺路线设计，求出相关的物料平衡、热量衡 算、设备管道的选型及画出工厂设计，工艺流程、管道设备布置相关图 纸。
三、课程设计报告内容总论
1、厂址选择 工厂的厂址位置必须符合国家工业布局，城市或地区的规划要求，
班，每班生产27.78t，工人每次轮班8个小时。
③原料规格：工业玉米淀粉,水分14 %，淀粉（干基）85.4%，蛋
白质（干基）0.4%，脂肪（干基）0.1%，灰分（干基）0.1 %。
④产品规格：F-42型果葡糖浆，果糖42%，葡萄糖53%，低聚糖
5%，固形物(干基) 70—75%。
⑤添加剂：硫酸盐灰分(干基) 17±01%，DE 5.2±0.1，pH 5.2±01，
求厂址的相对标高在最高洪水水位的0.5m以上 （4）环境：周围应清洁卫生，厂区应在居民的下风侧，河流的上流， 远离有毒的工厂和有机废料、化学废料堆放处及疾病传染中心地点。 （5）运输：工厂大规模使用果葡糖浆必须采用储罐储存 、槽车运送、 管道输送糖浆。因为管道输送不但使生产环境更卫生，而且更符合人们 的卫生要求 ， 并能起到简化工序、提高生产效率、减少搅拌和降低成 本的作用。食品工厂的运输量一般较大，因此厂址附近要具有可靠的运 输系统。新建企业必须与城市规划相符。 （6）能源：能源供应方便是选择厂址的重要原则之一，应对厂址的能 源供应情况进行了解，以确定配电室、锅炉房等配套设施的具体方案。 （7）给排水：食品工厂用水量较大，对水质也有较高要求，因此，厂 址必须具有有效是供水水源或系统。必须建立有效的废水、污水、雨水 排放、处理系统。 2、车间平面布置
根据工厂建筑群的组成内容及使用功能要求,结合厂址条件及有关 技术要求,协调研究建、构筑物及各项设施之间的相互空间和平面关 系，正确处理建筑物、交通运输、管路管线、绿化区域等布置问题，充 分利用地形，节约场地，使所建工厂形成布局合理、协调一致、生产井 然有序，并与四周建筑群相互协调的有机群体。
该项目平面设计主要依据以下的原则： （1） 布置紧凑合理，因地制宜，节约用地，节省投资和留 有发展的余地。 （2） 符合生产流程的要求。原料、半成品、成品的生产作 业线段。 （3） 应该将主要生产车间，大型生产车间布置在中心 （4） 将人流、物流分开，管道运输分开，保证物流的通 畅，避免交叉污染 （5） 遵从城市规划，国家有关的规划和规定。
尽可能选择成熟开发的工业区入驻，宜选在原料、公用工程供应和产品 销售便利的地区，靠近水量充足的水质良好的水源地，有便利的交通运 输条件，靠近热电供应地，节约用地，注意环保，避离低于洪水位等不 能确保不受水淹的地段，有可靠的污水处理设施。 （1）场地条件：场地的有效面积必须使工厂企业在满足生产工艺过程 中货物运输和安全卫生要求的条件下，能够经济合理地布置场内外一切 工程设施，根据现代化食品工厂从原料到精制、包装是一条流水作业线 的特点，厂址选在城镇郊区比较好。车间占地面积避开平面利用率低的 三角、边角地带，以边长比1:1.5的矩形场地比较经济合理。 （2）地形：一般厂址宜选择地形较简单，平坦而又开阔的且便于地面 水能够自然排出的地带，自然坡度最好为5/1000以下，不易受洪水或内 涝威胁，地质条件应符合建筑工程要求，一般地面耐力不低于120～ 150kn/m2，地下水位最高在车间地面标高-2.5m以下。还应避开易形成 窝风的地带和大挖大填地带。 （3）水文：要有充足的水源，并且其水质满足生产工艺要求。一般要
Hale Waihona Puke 一、课程设计目的课程设计是一门综合性、实践性很强的专业课。其目的是培养学生 具备工厂工艺设计的能力，扎实掌握基础理论、工程技能及专业理论和 专业知识。 除了要求掌握具有计算、绘图、表达等基本功和专业理论、专业知识 外，还应对工厂设计的工作程序、范围、设计方法、内容等等
通过课程设计进一步巩固专业知识,通过自己设计整个工艺流程及 规划工厂,来运用所学的专业知识,不仅可以锻炼同学们的实践动手能 力,也提高独立思考与学习的能力,也促进了同学们的合作能力;也使同 学们获取市场信息的能力进步一提高了。对工厂设计有了初步的了解， 进一步提高同学们的学习兴趣。
果葡糖浆主要特性：（1）甜度，果葡糖浆的甜味接近于蔗糖其味 觉甜度比蔗糖浓。在与其它甜味剂共同使用时，具有优越的协同增效作 用。（2）风味，果葡糖浆的主要成分和性质接近于天然果汁，有水果 的香味。（3）保湿性好由于果葡糖浆中的果糖为无定形单糖，很容易 从空气中吸收水份，带有一分子的结晶水，吸湿性大，具有良好的保水 分能力和耐干燥能力。（4）渗透压大，高渗透压还可以抑制微生物生 长，从而具有防腐保鲜作用，所以果葡糖浆用于食品保藏，比蔗糖更为 有利。（5）发酵性能好，能被酵母直接利用，发酵速度快，在面包和 利用酵母的糕点生产中，能产气多，食品疏松。（6）抗龋齿性好，口 腔中的细菌对果糖的发酵性差，这利于保护牙齿珐琅质，不易造成龋 齿。（7）化学稳定性较蔗糖差。（8）代谢快用果葡糖浆，其中的果 糖、葡萄糖可直接被吸收，这对老、弱、病、孕、婴是很为有利的。
（1）物料流程：工业玉米淀粉 → 调浆 → 蒸煮 → 液化(二次喷射) → 葡萄糖淀粉酶 糖化 → 喷射灭酶→脱色→离子交换→过滤→初浓缩→42%—45%葡萄糖 浆→
葡萄糖异构酶
固定化连续异构化→二次脱色→二次离子交换→二次过滤→再浓缩 →42%果葡糖浆→成品 （2）工艺条件 液化工艺各项指标测定 ①斐林试剂法测定液化后的还原糖 ②用阿贝折光仪测固形物的含量，斐林试剂法测还原糖算DE值 ③721分光光度计 640nm状态下测定透光率。 ④.5%的碘液、70%酒精及75%的酒精测定糊精含量 ⑤采用高压液相色谱仪分析糖组分 ⑥黏度仪液化后糊精的粘度，粘度是糊精的重要指标 本次项目工艺设计所具有的特点： 1、采取特殊的二次喷射液化系统，高温下α-淀粉酶液化更加彻底、蛋 白絮凝效果好，不产生不溶性淀粉酶颗粒，不发生老化现象，提高糖收 率，糖化液的过滤性能好，安全性好。 2、采用低压蒸汽喷射液化，采用HYW型喷射器，对蒸汽压要求低 0.4Mpa，该型号的喷射器无振动、无噪音，改善了操作环境，同时加热 均与，节省了蒸汽。 3、通过设计流程的改善进步一步可共线生产葡萄糖浆、低聚果糖浆等 多种产品。充分利用了设备与原材料。 6、生产操作流程 （1）调浆
库和堆场部分，三废治理部分，厂前区行政福利部分等组成。
生产部分包括：生产车间:液化间、糖化间、过滤间、产品检测化
验间，包装车间等。
辅助动力部分包括：水处理车间、空压机房、锅炉房、配电室、机
修车间等由该公司统一提供。
原辅料仓库:存放果葡糖浆生产所用的辅料及包装材料。
成品仓库：存放果葡糖浆成品。
行政部分：全厂性行政，后勤，生产指挥服务中心。
满足食品工厂卫生及HACCP和GMP规范的要求。本设计作为一家 食品公司的一个车间，只对果葡糖浆项目所在的生产车间布局进行设 计，其余的功能性建筑物的设计本设计不涉及。 3、生产建筑布局
根据生产果葡萄浆工业化的实际生产情况以及文献所查的要求，联 系实际建设设备要求如下：一般由生产车间，辅助车间，动力车间，仓
果葡糖浆无色无嗅，常温下流动性好，使用方便，在饮料生产和食 品加工中可以部分甚至全部取代蔗糖，而且，较其更具有醇厚的风味， 应用于饮料中可以保持果汁饮料的原果香味。果葡糖浆的优点，主要来 自于其成分组成中的果糖，并随果糖含量的增加更为明显。果糖服用 后，在人体小肠内吸收速度缓慢，而在肝脏中代谢快，代谢中对胰岛素 依赖小，故不会引起血糖升高，这对糖尿病患者有利。在医药上，吡喃 果糖可以加快乙醇的代谢作用，可用治疗乙醇中毒。静脉注射500ml质 量分数为40％的果糖溶液可达效果。美国果糖液也有取代葡萄糖大输液 的迹象。果葡糖浆还能抑制体内蛋白质消耗，利于运动员和体力劳动者 作营养补给。