1、湘潭大學(xué)化工學(xué)院專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：年產(chǎn)5000噸味精工廠糖化車(chē)間設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè):生物工程學(xué)號(hào)：2008651201姓名：羅開(kāi)花指導(dǎo)教師：張小云完成日期:2012。2.24湘潭大學(xué)化工學(xué)院專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)5000噸味精工廠糖化車(chē)間設(shè)計(jì)學(xué)號(hào)：2008651201姓名:羅開(kāi)花專(zhuān)業(yè)：生物工程指導(dǎo)教師：張小云系主任：陶能?chē)?guó)一、主要內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：擬設(shè)計(jì)年產(chǎn)5000噸味精工廠，以糖化工序?yàn)橹黧w做初步設(shè)計(jì)，完成糖化車(chē)間工藝流程選擇、物料衡算、設(shè)備選型的相關(guān)計(jì)算，繪制車(chē)間平面和立面布置圖、車(chē)間設(shè)備布置圖、帶控制點(diǎn)的生產(chǎn)工藝流程圖及主要單件設(shè)備圖等；按相關(guān)要求編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份基本要求：

2、生產(chǎn)方案和平面布局合理，工藝流程設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇及生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有先進(jìn)性與合理性，工藝計(jì)算正確，繪圖規(guī)范二、進(jìn)度安排廳P各階段完成的內(nèi)容完成時(shí)間1義獻(xiàn)查閱、收集資料第1周2工2流程選擇、物料衡算第2周3設(shè)備選型及繪制圖紙第3周4編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第4周三、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)味精生產(chǎn)工藝和設(shè)備相關(guān)的文獻(xiàn)；味精工廠設(shè)計(jì)相關(guān)文獻(xiàn)；工廠設(shè)計(jì)所需各類(lèi)工具書(shū)等。6參考文獻(xiàn)1吳思方.發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論M.北京：中國(guó)輕工、業(yè)出版社：2006。7.22陳寧.氨基酸工藝學(xué)M.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2007。13梁世中.生物工程設(shè)備M北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2006。9.4劉振宇.發(fā)酵工程技術(shù)與實(shí)踐M.上

3、海:華東理工大學(xué)出版社，2007.15王志魁.化工原理M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.10.6李功樣，陳蘭英，崔英德.常用化工單元設(shè)備設(shè)計(jì)M.廣州:華南理工大學(xué)出版社，2003.4.7俞俊堂，唐孝宣.生物工藝學(xué)（上冊(cè)）MW上海：華東理工大學(xué)出版社，2003。18張克旭.氨基酸發(fā)酵工藝學(xué)M.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社、2006。2.9蔣迪清，唐偉強(qiáng).食品通用機(jī)械與設(shè)備M.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2003.710劉玉德。食品加工設(shè)備選用手冊(cè)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006,811于信令主編。味精工業(yè)手冊(cè)M.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社.2005目錄前言51 .味精的主要理化性質(zhì)5.2 .主要介紹任務(wù)

4、內(nèi)容、工廠特點(diǎn)、產(chǎn)品等6第1章味精工廠糖化工藝81.1 淀粉質(zhì)原料蒸煮糖化的目的8.1。2設(shè)計(jì)方案的確定8.1.2 。1糖化方法的選擇論證8.1.3 糖化工藝流程1.01.3.1 淀粉的液化（糊化）1.01.3.2 糊化和糖化的控制12第2章工藝計(jì)算132.1 味精生產(chǎn)糖化階段工藝流程132.2 糖化的主要工藝參數(shù)如下表2-1132。3物料的計(jì)算1.32.3.1 味精廠的總物料衡算1.32.3.2 主要工藝參數(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.42。3。3原料消耗的計(jì)算1.42.3.3 蒸煮醪量的計(jì)算15第3章相關(guān)設(shè)備的計(jì)算與選型163.1蒸煮設(shè)備163。2糊化設(shè)備163。3糖化設(shè)備173。4車(chē)間設(shè)備數(shù)量1.8設(shè)

5、計(jì)體會(huì)19參考文獻(xiàn)19、乙刖百味精是利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)的一個(gè)具有代表性的產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝涉及種子培養(yǎng)、發(fā)酵、提取、脫色、離心和干燥等重要的單元操作和工程概念.通過(guò)對(duì)谷氨酸車(chē)間的工藝設(shè)計(jì)，可以加強(qiáng)對(duì)自己對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合利能力.通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，可以提高自己理論聯(lián)系實(shí)際的能力和工程設(shè)計(jì)方面的能力。1。味精的主要理化性質(zhì)味精又名萩氨酸鈉，化學(xué)名稱(chēng)為L(zhǎng)-谷氨酸一鈉（C5H8NO4NaH2O）口；是氨基酸的一種，也是蛋白質(zhì)的最終分解產(chǎn)物.現(xiàn)多采用微生物發(fā)酵的方法由糧食制成.從發(fā)酵液中提取得到的谷氨酸僅僅是味精生產(chǎn)中的半成品。谷氨酸鹽與適量的堿進(jìn)行中和反應(yīng)，生成谷氨酸一鈉，其溶液經(jīng)過(guò)脫色、除鐵、除去部分雜

6、質(zhì)，最后通過(guò)減壓濃縮、結(jié)晶及分離，得到較純的谷氨酸一鈉的晶體，不僅酸味消失，而且有很強(qiáng)的鮮味（閾植為003%）。味精的物理性質(zhì)味精是無(wú)色至白色的柱狀結(jié)晶或白色的結(jié)晶性粉末。晶系結(jié)構(gòu)為斜方柱狀八面體。味精易容易水，不溶于乙醴、丙酮等有機(jī)溶劑，難溶于純酒精。谷氨酸鈉在水中的溶解度隨溫度的變化而改變（表1）.其相對(duì)密度為1。6352視相對(duì)密度為0.800.83.比旋光度a20D=+24.80+25。3,氮含量為7。48%,熔點(diǎn)為195C（在125C以上易失去結(jié)晶水），常溫易脫濕，100120C穩(wěn)定；120130C失去結(jié)晶水；130170C穩(wěn)定;170250C分子內(nèi)脫水；240280c熱分解;280C

7、炭化。表11合氨酸鈉在水中的溶解度/谷氨酸鈉/(g/100mlH2O)/谷氨酸鈉/(g/100mlH2O)062。735089。7510660846099.02070。47701100303075.7180124。114082.08味精的化學(xué)性質(zhì)味精的相對(duì)分子質(zhì)量為187.13g/mol,易溶于水。與酸鹽反應(yīng)生成谷氨酸鹽，與堿反應(yīng)生成谷氨酸二鈉鹽，主要的反應(yīng)式如下：C5H8NO4Na+HCl-C5H9O4N+NaCl(1)C5H8NO4Na+NaOH-C5H7O4NNa2+H2O（2）純的味精外觀為一種白色晶體狀粉末。當(dāng)味精溶于水（或唾液）時(shí)，它會(huì)迅速電離為自由的鈉離子和谷氨酸鹽離子（谷氨酸鹽

8、離子是谷氨酸的陰離子，谷氨酸則是一種天然氨基酸）。要注意的是如果在100C以上的高溫中使用味精，經(jīng)科學(xué)家證明，味精在100C時(shí)加熱半小時(shí)，只有0.3%的谷氨酸鈉生成焦谷氨酸鈉，對(duì)人體影響甚微。還有如果在堿性環(huán)境中，味精會(huì)起化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一種叫谷氨酸二鈉的物質(zhì)。所以要適當(dāng)?shù)厥褂煤痛娣?2。主要介紹任務(wù)內(nèi)容、工廠特點(diǎn)、產(chǎn)品等本設(shè)計(jì)是以精制淀粉（純度為86%）為原料進(jìn)行設(shè)計(jì)，使用一次噴射雙酶法為糖化工藝，以實(shí)際工作日30天計(jì)算，日產(chǎn)味精60噸。對(duì)全廠物料、熱量就行衡算，對(duì)糖化工段的罐體如調(diào)漿罐、儲(chǔ)漿罐、維持罐、層流罐、糖化罐、儲(chǔ)糖罐以及一些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備如液化噴射器、板框過(guò)濾機(jī)、板式換熱器和泵等進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)

9、算，以確定它們的參數(shù)，便于設(shè)備布置圖的繪制.下面詳細(xì)表述：1 .任務(wù)內(nèi)容:5000噸味精廠的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括設(shè)計(jì)方案，工藝計(jì)算，設(shè)備選型，成本預(yù)算，廠的總平面設(shè)計(jì)，各車(chē)間設(shè)備布置圖及說(shuō)明書(shū)。2 .工廠特點(diǎn)：味精是人們的日常用品，由于味精生產(chǎn)沒(méi)有季節(jié)限制，所以工廠可以實(shí)現(xiàn)全年生產(chǎn)，但考慮到設(shè)備要進(jìn)行維修，所以基本選定年生產(chǎn)天數(shù)為30天。工廠生產(chǎn)受環(huán)境和原料的限制比較大，所以選址要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。3 .味精特點(diǎn)：味精是谷氨酸的一種鈉鹽C5H8NO4Na,為有鮮味的物質(zhì)，學(xué)名叫谷氨酸鈉，又叫萩氨酸鈉，是氨基酸的一種，也是蛋白質(zhì)的最后分解產(chǎn)物.有固體味精和液體味精兩種。液體味精是未經(jīng)煉成顆

10、粒的味精原液，飲食業(yè)中以用固體味精為常見(jiàn)。味精是鮮味調(diào)味品類(lèi)烹飪?cè)?，以小麥、大豆等含蛋白質(zhì)較多的原料經(jīng)水解法制得或以淀粉為原料經(jīng)發(fā)酵法加工而成的一種粉末狀或結(jié)晶狀的調(diào)味品，也可用甜菜、蜂蜜等通過(guò)化學(xué)6合成制作.除含有谷氨酸鈉外還含有少量的食鹽，以含谷氨酸鈉的多少（99%、95%、90%、80%）,分成各種規(guī)格.全國(guó)各地均有生產(chǎn)。據(jù)研究，味精可以增進(jìn)人們的食欲，提高人體對(duì)其他各種食物的吸收能力，對(duì)人體有一定的滋補(bǔ)作用。因?yàn)槲毒锖写罅康墓劝彼幔侨梭w所需要的一種氨基酸，96%能被人體吸收，形成人體組織中的蛋白質(zhì)。它還能與血氨結(jié)合，形成對(duì)機(jī)體無(wú)害的谷氨酰胺，解除組織代謝過(guò)程中所產(chǎn)生的氨的毒性作

11、用。又能參與腦蛋白質(zhì)代謝和糖代謝，促進(jìn)氧化過(guò)程，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正?；顒?dòng)起良好的作用。4 .我國(guó)味精生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r：我國(guó)的味精生產(chǎn)，近十年來(lái)得到很大的發(fā)展。1992年我國(guó)全國(guó)產(chǎn)味精34萬(wàn)噸,2001年味精產(chǎn)量達(dá)71.4萬(wàn)噸，味精產(chǎn)量以每年10%速度遞增.目前，我國(guó)的味精總產(chǎn)量居世界第一位，但人均消費(fèi)水平仍然較低，隨著我國(guó)人民生活水平的提高，味精消費(fèi)量將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。按年人均消費(fèi)600克計(jì)算，估計(jì)每年需求72萬(wàn)噸。隨著糖蜜味精生產(chǎn)技術(shù)的日益成熟，生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。至本世紀(jì)八十年代，糖蜜味精已成為世界味精生產(chǎn)發(fā)展的主趨勢(shì)，并占領(lǐng)和壟斷了世界味精市場(chǎng)。第1章味精工廠糖化工藝1。1淀粉質(zhì)原料蒸煮糖化的目

12、的薯類(lèi)和谷類(lèi)以及野生植物原料經(jīng)過(guò)加壓蒸煮，淀粉糊化成為溶解狀態(tài)，但是還不能直接被酵母菌利用進(jìn)行發(fā)酵。因此，經(jīng)過(guò)蒸煮以后的糊化醪，在發(fā)酵前必須加入一定量的糖化劑，使溶解狀態(tài)的淀粉，變?yōu)榻湍改軌虬l(fā)酵的糖類(lèi)，這一個(gè)由淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑倪^(guò)程，稱(chēng)為糖化.糖化過(guò)程是淀粉酶或酸水解的作用，把淀粉糖化變成可發(fā)酵性糖.將淀粉質(zhì)原料進(jìn)行蒸煮的第一個(gè)目的就是；原料吸水后，借助于蒸煮時(shí)的高溫高壓作用，使原料的淀粉細(xì)胞膜和植物組織破裂，即破壞原料中淀粉顆粒的外皮，使其內(nèi)容物流出，呈溶解狀態(tài)變成可溶性淀粉，以便糖化劑作用，使淀粉變成可發(fā)酵性糖。這個(gè)過(guò)程叫糊化，采用的方法是用加熱蒸汽加熱蒸煮.蒸煮的第二個(gè)目的是借助蒸汽的高溫高

13、壓作用，把存在于原料中的大量微生物進(jìn)行滅菌，以保證發(fā)酵過(guò)程中原料無(wú)雜菌污染，使酒精發(fā)酵能順利進(jìn)行。1.2設(shè)計(jì)方案的確定1。2。1糖化方法的選擇論證糖化工段主要有酸解法、酶酸法、雙酶法這三種方法。酸解法是傳統(tǒng)的制糖方法，它是利用無(wú)機(jī)酸為催化劑，在高溫高壓條件下，將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖。酶酸法是將淀粉乳先用生淀粉酶液化，然后用酸水解成葡萄糖.雙酶法是通過(guò)淀粉酶液化和糖化酶糖化將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖。三種糖化工藝，各有具優(yōu)缺點(diǎn)。從糖液質(zhì)量、收得率、耗能以及對(duì)粗淀粉原料的適應(yīng)情況看，雙酶法最佳、酶酸法次之、酸解法最差。但雙酶法生產(chǎn)周期長(zhǎng)，糖化設(shè)備較龐大。從糖漿的黏度來(lái)看，雙酶法最低、酸解法最高。雙酶法制糖工藝

14、可根據(jù)升溫方式的不同分為升溫液化法、噴射液化法。噴射液化法又依所用加熱設(shè)備的不同分為一次噴射液化法和二次噴射液化法.一次噴射液化法由于能耗低，設(shè)備少，糖液質(zhì)量好而獲得廣泛的應(yīng)用5。所以本次設(shè)計(jì)采用一次噴射雙酶法.2.2液化工藝條件的論證l淀粉酶能能水解淀粉及其產(chǎn)物內(nèi)部的l1,4糖昔鍵,不能水解a-1,6糖昔鍵,但能越過(guò)0-1,6糖甘鍵繼續(xù)水解l1,4糖昔鍵，而將a-1,6糖甘鍵回留在水解產(chǎn)物中。(1)淀粉液化條件淀粉是以顆粒狀態(tài)存在的，具有一定的結(jié)晶性結(jié)構(gòu)，不容易與酶充分反應(yīng)，如淀粉酶水解淀粉顆粒和水解糊化淀粉的比例為1：20000。因此必須先加熱淀粉乳，使淀粉顆粒吸水膨脹，使原來(lái)排列整齊的淀

15、粉層結(jié)晶結(jié)構(gòu)被破壞，變成錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu).這種網(wǎng)狀會(huì)隨溫度的升高而斷裂，加之淀粉酶的水解作用，淀粉鏈結(jié)構(gòu)很快被水解為糊精和低聚糖分子，這些分子的葡萄糖單位末端具有還原性，便于糖化酶的作用。由于不同原料來(lái)源的淀粉顆粒結(jié)構(gòu)不同，液化程度也不同，薯類(lèi)淀粉比谷類(lèi)淀粉易液化。淀粉酶的液化能力與溫度和pH值有直接關(guān)系。每種酶都有最適的作用溫度和pH值范圍，而且pH和溫度是互相依賴的，一定溫度下有較適宜的pH值。在37c時(shí)，酶活力在pH值5.07。0范圍內(nèi)較高，在pH值6。0時(shí)最高，過(guò)酸過(guò)堿都會(huì)降低酶的活性。生淀粉酶一般在pH值6。07。0較穩(wěn)定。酶活力的穩(wěn)定性還與保護(hù)劑有關(guān)，生產(chǎn)中可通過(guò)調(diào)節(jié)加入的CaC

16、l2的濃度，提高酶活力的穩(wěn)定性.一般控制鈣離子濃度0001mol/L.鈉離子對(duì)酶活力穩(wěn)定性也有作用，具適量濃度為0.01mol/L左右?，F(xiàn)在研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)物料pH大于5.7后，在最終糖液中即有可能生成麥芽酮糖。研究還發(fā)現(xiàn)，隨著液化pH的不斷升高，麥芽酮糖的含量也在同步增長(zhǎng)。在液化pH低于5。6時(shí),即可避免在糖化過(guò)程中產(chǎn)生麥芽酮糖。工業(yè)生產(chǎn)上，為了加速淀粉液化速度，多采用較高溫度液化，例如8590C或者更高溫度，以保證糊化完全加速酶反應(yīng)速度。但是溫度升高時(shí)，酶活力損失加快。因此，在工業(yè)上加入Ca2+或Na+,使酶活力穩(wěn)定性提高。(2)液化程度的控制淀粉經(jīng)液化后，分子量逐漸減少，黏度下降，流動(dòng)性增強(qiáng)，

17、給糖化酶的作用提供了條件。但是，如果讓液化繼續(xù)下去，雖然最終水解物也是葡萄糖和麥芽糖等，但這樣所得糖液葡萄糖DE值低；而且淀粉的液化是在較高溫度下進(jìn)行的，液化時(shí)間加長(zhǎng)，一部分已經(jīng)液化的淀粉又會(huì)重新結(jié)合成硬束狀態(tài)，使糖化酶難以作用，影響葡萄糖的產(chǎn)率，因此必須控制液化進(jìn)行程度。淀粉液化的目的是為了給糖化酶的作用創(chuàng)造條件，而糖化酶水解糊精及低聚糖等分子時(shí),需先與底物分子生成絡(luò)合結(jié)構(gòu).這就要求被作用的底物分子有一定的大小范圍，才有利于糖化酶生成這種結(jié)構(gòu)，底物分子過(guò)大或過(guò)小都會(huì)妨礙酶的結(jié)合和水解速度.根據(jù)發(fā)酵工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在正常液化條件下，控制淀粉水解程度在葡萄糖值為1020之間為好（即此時(shí)保持較多量

18、的糊精及低聚糖，較少量的葡萄糖）.而且，液化溫度較低時(shí)，液化程度可偏高些，這樣經(jīng)糖化酶糖化后糖化液的DE值較高.淀粉酶液化終點(diǎn)?？梢缘湟猴@色來(lái)控制。1.3糖化工藝流程糖化工藝流程圖如下圖1。1所示.1一次噴射雙酶法制糖工藝流程圖圖1。1。3。1淀粉的液化（糊化）1 .淀粉液化的目的是為了給糖化酶的作用創(chuàng)造條件，而糖化酶水解糊精及低聚糖等分子時(shí)，需先與底物分子生成絡(luò)合結(jié)構(gòu)，然后才發(fā)生水解作用，使葡萄糖單位逐個(gè)從糖昔鍵中裂解出來(lái)，這就要求被作用的底物分子有一定的大小范圍，才有利于糖化酶生成這種結(jié)構(gòu)，底物分子過(guò)大或過(guò)小都會(huì)妨酶的結(jié)合和水解作用速度。液化達(dá)到終點(diǎn)后，酶活力逐漸喪失，為避免液化酶對(duì)糖化酶

19、的影響，需對(duì)液化液進(jìn)行滅酶處理，一般液化結(jié)束，升溫至100C保持10min即可完成，然后降低溫度，供糖化用。2 .淀粉液化的方法（1）水解動(dòng)力的不同：酸法、酶法、酸酶法、機(jī)械液化法10(2)工藝的不同：間歇式、半連續(xù)式、連續(xù)式(3)設(shè)備的不同：管式、罐式、噴射式(4)加酶方式的不同：一次加酶、兩次加酶、三次加酶(5)原料的精粗不同：淀粉質(zhì)原料直接液化、精制淀粉液化本設(shè)計(jì)糖化工段的主要工藝是連續(xù)操作，雙酶法。3 .酶法液化(1)連續(xù)操作連續(xù)操作是指從淀粉進(jìn)入蒸煮罐，經(jīng)過(guò)整個(gè)糖化階段，到糖化醪出車(chē)間，液體在罐體中或者在管道中都是保持流動(dòng)的狀態(tài)。連續(xù)液化的優(yōu)點(diǎn)是液化操作連續(xù)進(jìn)行，產(chǎn)量大，料液與蒸汽混

20、合均勻，液化質(zhì)量有保證.特別是噴射式液化，料液與蒸汽的接觸、混合是在噴射器內(nèi)瞬間完成的，并通過(guò)在高溫下短時(shí)間的停留達(dá)到徹底糊化的目的。連續(xù)液化的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是液化溫度高，所以溶液中蛋白質(zhì)凝聚好，結(jié)團(tuán)好，料液過(guò)濾速度快，糖液透光率高.連續(xù)糖化工藝與間歇糖化工藝不同，前者的糖化過(guò)程中，進(jìn)料、加曲、降溫是同時(shí)在不同的設(shè)備中進(jìn)行，且不斷地從上面加料，不斷地從下面出料，整個(gè)過(guò)程連續(xù)化。連續(xù)糖化時(shí)間會(huì)縮短。(2)雙酶法：6雙酶法生產(chǎn)葡萄糖工藝，是以作用專(zhuān)一的酶制劑作為催化劑，反應(yīng)條件溫和，復(fù)合分解反應(yīng)較少，因此采用雙酶法生產(chǎn)葡萄糖，提高了淀粉等原料的轉(zhuǎn)化率和糖液濃度，改善了糖液的質(zhì)量，是目前最為理想的制糖方

21、法。雙酶法具有很多優(yōu)點(diǎn)：雙酶法是在酶的作用下進(jìn)行的，反應(yīng)條件較溫和，不需要耐高溫高壓或而酸腐蝕的設(shè)備；酶作為催化劑的特點(diǎn)是專(zhuān)一性強(qiáng)，副反應(yīng)少，故水解糖液純度高,淀粉轉(zhuǎn)化率高；可在較高的淀粉乳濃度下水解。用雙酶法制得的糖液較純凈、顏色淺、無(wú)苦味、質(zhì)量高，有利于糖液的充分利用。但雙酶法反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備要求較多，且酶是蛋白質(zhì)，易引起糖液過(guò)濾困難。當(dāng)然，隨著酶制劑生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)的提高，雙酶法制糖將逐漸取代酸解法制糖.酶解法液化、糖化淀粉常用的酶是為淀粉酶，其作用是將淀粉迅速水解為糊精及少量麥芽糖，對(duì)淀粉的作用，可將長(zhǎng)鏈從內(nèi)部分裂成若干短鏈的糊精，所以也稱(chēng)內(nèi)切淀粉酶。淀粉受到e淀粉酶的作用后，遇碘呈色

22、很快反應(yīng)，如下表現(xiàn)：11藍(lán)紫紅-淺紅不顯色（即碘原色嚴(yán)淀粉在糊化之前，a-淀粉酶是難以直接進(jìn)入淀粉顆粒內(nèi)部與淀粉分子發(fā)生作用的淀粉原料的預(yù)處理，例如原料的粉碎細(xì)度、配水比例等都將影響淀粉的糊化效果酶制劑的種類(lèi)、酶制劑的使用量、液化溫度、液化pH等又將最終影響淀粉的液化質(zhì)量.糖化酶：作用于淀粉的1,4一糖昔鍵相結(jié)合，能從葡萄糖鍵的非還原性末端起將葡萄糖單位一個(gè)一個(gè)的切斷，因?yàn)槭菑逆湹囊欢酥饾u地一個(gè)個(gè)地切斷為葡萄糖，所以稱(chēng)為外切淀粉酶。使用糖化酶的優(yōu)點(diǎn)：糖化酶對(duì)設(shè)備沒(méi)有腐蝕性，使用安全。工藝簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、有利于各廠的穩(wěn)定生產(chǎn)。對(duì)淀粉水銀比較安全，可提高出酒率，萩曲法能減少雜菌感染，節(jié)約糧食可降低

23、勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。有利于生產(chǎn)機(jī)械化，有利于實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。1。3.2糊化和糖化的控制本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)化設(shè)備對(duì)液化糖化過(guò)程進(jìn)行控制，主要控制回路有調(diào)漿罐溫度及pH值控制、一次噴射溫度控制、糖化溫度控制。調(diào)漿罐定容可采用流量或液位測(cè)量方式；調(diào)漿罐溫度用進(jìn)入盤(pán)管的蒸汽量控制在30C;pH值用純堿溶液控制在4。2。這些系統(tǒng)均采用單回路PID控制,只要控制器參數(shù)調(diào)整適宜，都能滿足控制要求。制糖過(guò)程的另一個(gè)重要控制系統(tǒng)是糖化罐的溫度控制，要在整個(gè)糖化時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定的溫度，以利于液化淀粉轉(zhuǎn)換成葡萄糖。因?yàn)楹疤腔瘜儆谠咸幚黼A段，所以衛(wèi)生及自動(dòng)化要求可以相對(duì)低一些.12第2章工藝計(jì)算2。1味精生產(chǎn)糖化階

24、段工藝流程淀粉漿一預(yù)蒸一糊化一氣液分離一真空冷卻-糖化-壓慮2。2糖化的主要工藝參數(shù)糖化的主要工藝參數(shù)如下表21所示。表2-1糖化的主要工藝參數(shù)液化來(lái)料DE值：1519%糖化前pH值：4.2力。1加酶量：100-300u/g淀粉糖化溫度：58-60C糖化時(shí)間：60min糖化結(jié)束pH值：4。85.0滅酶溫度：75-80C后滅酶保溫時(shí)間：30min2。3物料的計(jì)算糖化工段物料衡算如圖2。1所示商品淀粉配料水液化酶CaCl2糖化酶圖2.1制糖工序物料衡算圖2。3。1味精廠的總物料衡算味精廠的總物料衡算如下表2-2所示原料消耗的計(jì)算:中間產(chǎn)品：表22味精廠的總物料衡算主要原料為淀粉，其他原料有L淀粉酶

25、、糖化酶、尿素蒸煮醪、糖化醪、發(fā)酵醪量等。13成品、副產(chǎn)品以及廢氣、廢水、廢渣等生產(chǎn)工藝采用雙酶法糖化、間接發(fā)酵和等電點(diǎn)結(jié)晶、流化床干燥。2。3.2主要工藝參數(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)味精主要工藝參數(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下表2-3。表23味精主要工藝參數(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)生產(chǎn)規(guī)模（t/a）80000t/a味精生產(chǎn)方法雙酶法糖化間接發(fā)酵等電點(diǎn)結(jié)晶生產(chǎn)天數(shù)每年30天味精日產(chǎn)量60t產(chǎn)品質(zhì)量味精純度99%原料淀粉80%,水份12%a淀粉酶8u/g原料，糖化酶150u/g原料尿素204.59kg/t味精2.3.3原料消耗的計(jì)算1.淀粉原料生產(chǎn)味精的總化學(xué)反應(yīng)式為：糖化：（C6Hi0O5）n+nH2nC6H12O6發(fā)酵:C6H12O

26、6+NH3+1。5O2-C5H9NO4+CO2+3H2O2,生產(chǎn)1噸味精的理論淀粉消耗量1。6096t3.e淀粉酶消耗量：應(yīng)用酶活力為2000u/g的a-淀粉酶使淀粉液化，促進(jìn)糊化，可減少蒸汽消耗.丁淀粉酶白用量按8u/g原料計(jì)算。3_1.6096108用酶電為：6.4384(kg)20004.糖化酶消耗量：若所用糖化酶的活力為20000u/g,使用量為150u/g原料，則糖化3酶消耗量為:12.072(kg)1.609610150200005.尿素的用量：204。59kg/t味精142。3。4蒸煮醪量的計(jì)算生產(chǎn)5000噸味精大米原料消耗量：根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)給出，大米原料含淀粉80%11,故500

27、0噸味精耗大米量為：5000M06096M03/80%=1.006107kg/a根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，淀粉原料連續(xù)蒸煮的粉料加水比為1:3，故粉漿量為：1.006107X(1+3)=4.024X107kg/a蒸煮過(guò)程使用直接蒸汽加熱，在后熟器和汽液分離汽減壓蒸發(fā)、冷卻降溫。在蒸煮過(guò)程中，蒸煮醪量將發(fā)生變化，故蒸煮醪的精確計(jì)算必須與熱量衡算同時(shí)進(jìn)行，因而十分復(fù)雜。為簡(jiǎn)便計(jì)算，可近似求解。已知蒸煮醪比熱容為3.62kJ/(kgK),水的比熱容為4.18kJ/(kgK),假定蒸煮醪的比熱容在整個(gè)蒸煮過(guò)程維持不變。1 .經(jīng)蒸煮柱加熱后蒸煮醪量為：4。024X107X3o62X(88-50)/(2748.9-8

28、8X18)+4.024W7=4.256107kg/a式中2748.9蒸煮柱和后熟器加熱蒸汽的始(kJ/K)2 .后熟器出來(lái)的蒸煮醪量為：4。024M07+4.024107x3.62乂(84-5/2288.3=4。24107kg/a式中2288。3后熟器的溫度為84c下飽和蒸汽的汽化潛熱(kJ/K)3 。經(jīng)后熟器后的蒸煮醪為：4。24107+4。24107X3.62義(1184)/(2748。9-115X48)=4.45107kg/a式中115滅酶溫度(C)2748.9-飽和蒸汽的始(kJ/K)4.經(jīng)汽液分離器后的蒸煮醪量：4。45X07+4。45X107刈。62義(115-04.3)/2245

29、=4.53107kg/a式中2245-104。3c下飽和蒸汽的汽化潛熱(kJ/K)5。經(jīng)真空冷卻器后最終蒸煮醪液量為：4。53M07+4.53¥07X3。62>(104。3-63)/2351=4。82X107kg/a式中2351真空冷卻溫度為63c下的飽和蒸汽的汽化潛熱(kJ/K)15第3章相關(guān)設(shè)備的計(jì)算與選型3.1 蒸煮設(shè)備在我國(guó)發(fā)酵廠，將噴射加熱器與后熟器、糖化罐組成了連續(xù)蒸煮糖化流程，提高了生產(chǎn)能力和出酒率，降低了煤耗，改善了勞動(dòng)條件。后來(lái)又實(shí)現(xiàn)了蒸煮醪液的真空混合，蒸煮糖化使用了儀表自動(dòng)控制.本設(shè)計(jì)采用罐式連續(xù)蒸煮糖化。其特點(diǎn)為：a）采用噴射加熱器連續(xù)加熱，節(jié)省能耗；b

30、）操作容易控制；c）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為大中型工廠廣泛采用；d）采用真空冷卻器冷卻，提高效率，降低費(fèi)用本設(shè)計(jì)的煮沸鍋的型號(hào)為A411-003口°1.3.2 糊化設(shè)備糊化鍋是用于加熱煮沸大米或其他輔料粉，使淀粉糊化和液化的設(shè)備。我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBY99030。鍋體型式：由圓柱形鍋身，球形底或圓錐形底，和弧形頂蓋或錐形頂蓋組成。鍋身直徑與高度之比1.5:12:1,有效容量系數(shù)58%60%,錐底角度以a<120°為宜.加熱方式：夾套間接蒸汽加熱，夾套蒸汽壓力為0.3006MPa即。升溫速度：不低于1。5C/min.攪拌裝置：為了防止物料沾鍋和提高傳熱效果，在靠近鍋底處設(shè)有槳式攪拌

31、器.攪拌器的轉(zhuǎn)速一般在2050r/min,圓周速度34m/s。材質(zhì)：鍋身、錐底和頂蓋宜采用不銹鋼。球底宜采用紫銅。凈空高度:不小于500mm.排氣管截面積與鍋身截面積之比：1/301/50%需設(shè)附件：人孔門(mén)，照明燈，液位、溫度測(cè)量裝置，清洗裝置，安全裝置，排氣管蝶閥。表面要求：鍋蓋、鍋身和鍋底內(nèi)表面焊縫應(yīng)磨平拋光，應(yīng)作耐腐蝕的酸性鈍化處理。外露表面拋光，不應(yīng)有碰傷、劃傷痕跡。本設(shè)計(jì)采用10立方米的糊化鍋：V效=V=100.6=6m3設(shè)圓柱高H=2D,圓錐角a=60：則：錐高：h=-D-2tan216v=-d2h4由于V總=10m3,所以10=-D32自：D=1o8m=7D2=iD3D324ta

32、n302D一D212D324tan302tan30本設(shè)計(jì)的糊化鍋選型如下表31網(wǎng)。表3-1糊化鍋選型表型號(hào)JA7005-0Z有效容積m3直徑mm1800總高mm3600加熱面積m2工作壓力鍋內(nèi)常壓，夾層0.3Mpa主要材料1Cri8Ni9Ti、T2主電動(dòng)機(jī)功率kW重量kg7000用途年產(chǎn)5千噸圓形味精糖化設(shè)備3。3糖化設(shè)備L11本設(shè)計(jì)采用的糖化設(shè)備具有攪拌器和冷卻器，底呈弧形，是一個(gè)矮而肥的圓柱形。上面有輕便的蓋子規(guī)模來(lái)決定，一般糖化鍋的容積有9、12/和19立方米的，但是要根據(jù)工廠的生產(chǎn)般以不小于3立方米為宜，因?yàn)槿莘e太小，不易保持糖化的溫度，太大則后冷卻較慢，容易引起雜菌污染。本設(shè)計(jì)采用9立方米的糖化鍋:3V有效=總=90.87=7.83m設(shè)圓柱高H=2D,則:17由于V=9m3,所以自：D=1.79m本設(shè)計(jì)的糖化鍋選型如下表3-202丫總=D2H4-D22D42D3表3-2糖化鍋選型表設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備型號(hào)糖化鍋配套動(dòng)力(kW)設(shè)備重量(kg)J471010Z有效容積：7.83立方米，直徑：1790mm,總高：3580mm,加熱面積：6平方米，主要材料：Cr18Ni9Ti73500(4)全自動(dòng)快開(kāi)式壓濾機(jī)型號(hào)DRA1500,過(guò)濾面積1積32(N1),濾板尺寸1500mm/LWH,油壓泵浦