CN101210052A - 一种淀粉糖清洁生产工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种淀粉糖清洁生产工艺，在淀粉为原料，进行淀粉糖类产品的生产系统中，物料、热能和水全部实现闭路循环，不向环境中排放废料、废水和废热；其中，优选生产工艺，实现无废液排放；废渣加工为蛋白饲料；将冷热料液之间进行热交换，实现内部热平衡和循环利用；冷凝水、冷却水、循环水分别回收处理后，返回中间工序。其实施方式如下：优选生产工艺，提高物料利用率，整个生产工艺中不产生废液，离交和/或异构酶清洗液回收用于调浆，离交再生液经回收处理后循环使用，液化、糖化及离交形成的少量物料残渣加工为蛋白饲料。以年产30万吨果葡糖浆为例，年可节省蒸汽9万吨，节水110万吨。

Description

一种淀粉糖清洁生产工艺方法

技术领域

本发明属于淀粉糖生产领域，更具体地说是一种淀粉糖清洁生产工艺方法。

背景技术

目前，淀粉糖类生产已经被列为高能耗、高水耗、高污染的三高行业，传统生产中，只注重产品质量和生产效率，对资源的有效利用和环境的影响并没有得到有关企业的重视。

在淡水资源日益紧缺的情况下，节约用水不只是降低产品成本的问题，而且是减轻国家淡水资源公用的压力，利国利民的大事。

因此，设计新的淀粉糖类清洁生产工艺，充分利用物料、热能和水资源，实施闭路循环综合利用，是迫在眉睫的当务之急。

发明内容

为了实现淀粉糖行业的节能、降耗和解决环境保护等问题，本发明人提供了一种淀粉糖清洁生产新工艺方法。采用本发明方法，在淀粉糖类产品—果葡糖浆、低聚异麦芽糖、糊精的生产系统中，可以实现物料、热能和水全部闭路循环，不向环境中排放废料、废水和废热。其技术方案为：通过优选生产工艺，实现无废液、废渣排放；通过冷热料液之间进行热交换，实现内部热平衡和循环利用；回收冷凝水、冷却水、循环水返回中间工序，实现水的闭路循环利用。

其中，物料的闭路循环方法为：

优选生产工艺，提高物料利用率，整个生产工艺中不产生废液；离交和/或异构酶清洗液回收用于调浆；离交再生液经回收处理后循环使用；液化、糖化及离交形成的少量物料残渣加工为蛋白饲料。

热量的闭路循环工艺方法为：

液化后的料液与调浆后料液、脱色前料液之间进行热能综合利用：液化后的料液温度为99℃左右，经换热器降温至保温温度65℃以下，同时使充当降温介质的调浆后料液和脱色前料液实现升温，并输送到下一工序，实现热量的循环利用。

水的闭路循环方法为：

(1)真空降膜蒸发器冷凝水的回收利用：淀粉糖生产过程中需要浓缩，将在浓缩过程中产生的冷凝水，用于清洗、再生离交柱；

(2)泵体、物料降温循环水回收利用：循环水长时间的运转，水的消耗量大，修建蓄水池，存储泵体、降温循环水，使其循环利用，定期或根据生产需要补充新水。

本发明的显著优点在于，本着物尽其用的原则，优选和改进了生产工艺，使得生产过程中不产生废液，实现了物料的闭路循环和综合回收利用，提高物料利用率，降低生产成本，并且由于无废液、废渣的排放，降低了后续环保处理压力，实现产品升级为环境友好产品。

根据能量守恒原理，重新设计生产工艺中的能量分配和使用，突破蒸汽升温、冷水降温的传统模式，创造性的设计不同冷热料液的工序闭路热交换体系，使冷热料液之间直接换热，实现料液之间的热量平衡，提高了热量利用率，大大降低了蒸汽和降温水的使用量。

所有泵体、物料降温循环水回收利用。泵体、降温循环水长时间的运转，水的消耗量极大，因此我们修建了蓄水池，来存储循环水，使其循环利用，整个车间没有一处外排下水道口，只需定期或根据生产需要补充新水即可，补充量仅为以前的十分之一左右。

物料恒算：

以每年年产30万吨果葡糖浆来计算，现有技术生产过程中需要调浆用水52万吨，干基淀粉26万吨，调浆后料液进行液化处理，形成液化液75万吨，然后使用冷却水对料液进行冷却处理，需要冷却水75万吨。

本发明在液化工序后设置换热器，液化后料液通过换热器与调浆后进液化前料液，进行换热处理，在使液化后料液降温的同时，可以使调浆液由常温升温至55℃，降低了调浆后料液液化时的蒸汽用量；在脱色前工序设置换热器，和液化后料液进行热交换，在使液化后料液降温的同时，可以将脱色前的料液从40℃升温至55℃以上，总体可以使单位产品的蒸汽用量下降0.3吨，每年可节省蒸汽9万多吨。

在离交工序，两次离交用水为120万吨/年，其中清洗用水60万吨，经回收后全部用于调浆，刚好满足调浆用水需求；再生用水60万吨/年，回收后经膜过滤处理，可回收循环使用；残渣中的少量蛋白、微量盐类回收后，与液化、糖化工序产生的残渣一同生产蛋白粉，其中回收的盐类可以起到调节蛋白粉PH值和添加微量营养元素的作用；即降低水耗，同时又提高产品出率，并且避免了废液排放处理。两次浓缩过程中产生的30万吨冷凝水，由于具有低电导、高纯度的特性，可全部搜集用于离交柱清洗。

物料消耗为，干基淀粉26万吨，年产30万吨72％果葡糖浆干物质含量为30×0.72＝21.6万吨，年产蛋白粉饲料4.4万吨，实现物料的全部利用。

水消耗为调浆工序57万吨/年，离交工序120万吨，泵体、物料降温冷却水42万吨，年用水总量为57+75+120+42＝294万吨，经工艺回收冷凝水30万吨，年净需水量为264万吨，以每天两班日产1000吨果葡糖浆生产线为例，每天用水量为8800吨，为保证水量的供应，建设10000吨蓄水池，每天补充1000吨左右即可满足生产要求。

综上所述，按本发明生产工艺进行淀粉糖的生产，每年可节省费用300多万元。

能量恒算：液化液2t，液化后降温过程中需要冷却水0.3t，所使用的冷却水为常温地下水，温度为12℃，使用的换热器为板式换热器，换热效率可达到80％，经多次测量后取液化液的比热容为3.9kJ/(kg·℃)。

根据能量守恒定律可知，

ΔQ_液化液＝3.9kJ/(kg·℃)×750000000kg×(99-60)＝114075000000kJ

换热器换热效率为82％，则可以转化到冷却水中的热量为

114075000000kJ×87.3％＝99540000000kJ

ΔT＝99540000000KJ/[4.2kJ/(kg·℃)×750000000kg]＝31.6℃

Δ经过换热器换热，可以将25℃的调浆液升温至56.6度，降低了蒸汽使用量，可以满足生产工艺中热量需求的平衡。

附图说明

附图1为本发明所述淀粉糖产品-果葡糖浆清洁生产工艺流程图

具体实施方式

实施例1、果葡糖浆清洁生产工艺如下：

果葡糖浆包括以下生产工序：

调浆、液化、糖化、一次脱色、一次离交、一次浓缩、异构、二次脱色、二次离交、二次浓缩和成品糖浆包装；

其清洁生产工艺为：

调浆工序使用的工艺水来源于离交清洗水；调浆后料液、脱色前料液与液化后料液进行热交换，使调浆液、一次脱色前料液、二次脱色前料液升温，液化液降温；离交工序的清洗水除用于调浆外，循环使用，再生液经膜过滤处理后，用于循环使用；离交再生残渣和液化液残渣、糖化液残渣一起用于生产蛋白粉；浓缩冷凝水回收用于离交，泵体、料液降温水回收利用。

以每年年产30万吨果葡糖浆来计算，成品在生产过程中需要调浆用水52万吨，干基淀粉26万吨，调浆后料液进行液化处理，形成液化液75万吨，然后使用冷却水对料液进行冷却处理，需要冷却水75万吨。我们在液化后工序设置换热器，液化后料液通过换热器与调浆后进液化前料液，进行换热处理，可以使调浆液由常温升温至55℃，降低了调浆后料液液化时的蒸汽用量；在脱色前工序设置换热器，和液化后料液进行热交换，可以将两次脱色前的料液从40℃升温至55℃以上，总体可以使单位产品的蒸汽用量下降0.3吨，每年可节省蒸汽9万多吨。

在离交工序，两次离交用水为120万吨/年，其中清洗用水60万吨，其中含有少量糖浆，经回收后全部用于调浆，即提高产品收率，又满足调浆用水需求；再生用水60万吨/年，回收后经膜过滤处理，盐类等物质留在残渣中，回收液中仍然含有一定量的酸、碱，可回收循环再生使用，酸、碱、水都得到回收利用，残渣中的少量蛋白、微量盐类回收与液化、糖化工序产生的残渣一同生产蛋白粉，回收的盐类还可以起到调节蛋白粉PH值和添加微量营养元素的作用，降低水耗的同时提高产品出率，并且避免了废液排放回收。两次浓缩过程中产生冷凝水30万吨，具有低电导、高纯度的特性，可全部搜集用于离交柱清洗。

生产线中所有泵体、物料降温冷却水需42万吨。

现有技术每年耗用蒸汽36万吨，水294万吨，本技术与现有技术相比，年可节省蒸汽9万吨，节水110万吨。

实施例2

低聚异麦芽糖清洁生产工艺如下：

低聚异麦芽糖包括以下生产工序：

调浆、液化、糖化转苷、发酵、脱色、离交、浓缩、喷雾干燥和成品糖粉包装；

其清洁生产工艺为：

调浆工序使用的工艺水来源于离交清洗水，调浆后料液、脱色前料液与液化后料液进行热交换，使调浆液、脱色前料液升温，液化液降温，离交工序的清洗水除用于调浆外，循环使用，再生液经膜过滤处理后，处理液用于循环使用，离交再生残渣和液化液残渣、糖化液残渣、发酵液残渣一起生产蛋白粉，浓缩冷凝水回收用于离交，泵体、料液降温水回收利用。

年产10万吨低聚异麦芽糖，生产过程中需要调浆用水34万吨，干基淀粉17万吨，调浆后料液进行液化处理，形成液化液50万吨，进入糖化前需使温度为99度的料液温度降至60度，进入液化前的调浆液须需从常温升至55度以上，脱色前料液须由45度升温至80度，我们在液化后工序设置换热器，液化后料液通过换热器与调浆后进液化前料液，进行换热处理，可以使调浆液由常温升温至55℃，降低了调浆后料液液化时的蒸汽用量；在脱色前工序设置换热器，和液化后料液进行热交换，可以将两次脱色前的料液从40℃升温至55℃以上，总体可以使单位产品的蒸汽用量下降0.2吨，每年可节省蒸汽2万多吨。

在离交工序，离交用水为60万吨/年，其中清洗用水30万吨，其中含有少量糖浆，经回收后全部用于调浆，即提高产品收率，又满足调浆用水需求；再生用水30万吨/年，回收后经膜过滤处理，盐类等物质留在残渣中，回收液中仍然含有一定量的酸、碱，可回收循环再生使用，酸、碱、水都得到回收利用，残渣中的少量蛋白、微量盐类回收与液化、糖化工序产生的残渣一同生产蛋白粉，回收的盐类还可以起到调节蛋白粉PH值和添加微量营养元素的作用，降低水耗的同时提高产品出率，并且避免了废液排放回收。两次浓缩过程中产生冷凝水10万吨，具有低电导、高纯度的特性，可全部搜集用于离交柱清洗。

生产线中所有泵体冷却水需20万吨，以每天两班日产300吨低聚异麦芽糖生产线为例，每天需水量为5100吨，为保证水量的供应，设立8000吨蓄水池，每天蓄水池中的水量维持在5000吨以上，每天补充100吨左右即可满足生产要求。

实施例3

糊精清洁生产工艺如下：

糊精包括以下生产工序：调浆、液化、脱色、离交、浓缩、喷雾干燥和成品糖浆包装；

其清洁生产工艺为：

调浆工序使用的工艺水来源于离交清洗水，调浆后料液、脱色前料液与液化后料液进行热交换，使调浆液、脱色前料液升温，液化液降温，离交工序的清洗水除用于调浆外，循环使用，再生液经膜过滤处理后，处理液用于循环使用，离交再生残渣和液化液残渣一起生产蛋白粉，浓缩冷凝水回收用于离交，泵体、料液降温水回收利用。

年产10万吨糊精，生产过程中需要调浆用水30万吨，干基淀粉15万吨，调浆后料液进行液化处理，形成液化液45万吨，进入脱色前需使温度为99度的料液温度降至80度，进入液化前的调浆液须需从常温升至55度以上，在液化工序与调浆工序、脱色前之间设置换热器，通过换热器与调浆后进液化前料液，进行热量的封闭循环回收利用可以使调浆液由常温升温至55℃，降低了调浆后料液液化时的蒸汽用量；将脱色前的料液从40℃升温至55℃以上，总体可以使单位产品的蒸汽用量下降0.2吨，每年可节省蒸汽2万多吨。

在离交工序，离交用水为60万吨/年，其中清洗用水30万吨，其中含有少量糖浆，经回收后全部用于调浆，即提高产品收率，又满足调浆用水需求；再生用水30万吨/年，回收后经膜过滤处理，盐类等物质留在残渣中，回收液中仍然含有一定量的酸、碱，可回收循环再生使用，酸、碱、水都得到回收利用，残渣中的少量蛋白、微量盐类回收与液化、糖化工序产生的残渣一同生产蛋白粉，回收的盐类还可以起到调节蛋白粉PH值和添加微量营养元素的作用，降低水耗的同时提高产品出率，并且避免了废液排放回收。两次浓缩过程中产生冷凝水10万吨，具有低电导、高纯度的特性，可全部搜集用于离交柱清洗。

生产线中所有泵体冷却水需10万吨，以每天两班日产300吨低聚异麦芽糖生产线为例，每天需水量为4500吨，为保证水量的供应，设立5000吨蓄水池，每天蓄水池中的水量维持在4000吨以上，每天补充500吨左右即可满足生产要求。

Claims (10)

1.一种淀粉糖清洁生产工艺方法，其特征在于在淀粉糖类产品—果葡糖浆、低聚异麦芽糖、糊精的生产系统中，物料、热能和水全部实现闭路循环，不向环境中排放废料、废水和废热；其技术方案为：通过优选生产工艺，实现无废液、废渣排放；通过冷热料液之间进行热交换，实现内部热平衡和循环利用；回收冷凝水、冷却水、循环水返回中间工序，实现水的闭路循环利用。

2.如权利要求1所述的一种淀粉糖清洁生产工艺方法，其特征在于所说的物料闭路循环的实施方式如下：

优选生产工艺，提高物料利用率，整个生产工艺中不产生废液、废渣；离交和/或异构酶清洗液回收用于调浆，离交再生液经回收处理后循环使用；液化、糖化及离交形成的少量物料残渣加工为蛋白粉。

3.如权利要求1所述的一种淀粉糖清洁生产工艺方法，其特征在于所说的热能闭路循环的实施方式如下：

液化后的料液与调浆后料液、脱色前料液之间进行热能综合利用：液化后的料液温度为99℃左右，经换热器降温至保温温度65℃以下，同时使充当降温介质的调浆后料液和脱色前料液实现升温，并输送到下一工序，实现热量的循环利用。

4.如权利要求1所述的一种淀粉糖清洁生产工艺方法，其特征在于所说的水闭路循环的实施方式如下：

(1)真空降膜蒸发器冷凝水的回收利用：淀粉糖生产过程中需要浓缩，将在浓缩过程中产生的冷凝水，用于清洗、再生离交柱；

(2)泵体、物料降温循环水回收利用：循环水长时间的运转，水的消耗量大，修建蓄水池，存储泵体、降温循环水，使其循环利用，定期或根据生产需要补充新水。

5.如权利要求1所述的一种淀粉糖清洁生产工艺方法，其特征在于果葡糖浆清洁生产工艺如下：

果葡糖浆包括以下生产工序：调浆、液化、糖化、一次脱色、一次离交、一次浓缩、异构、二次脱色、二次离交、二次浓缩和成品糖浆包装；

其清洁生产工艺为：

调浆工序使用的工艺水来源于离交清洗水；调浆后料液、脱色前料液与液化后料液进行热交换，使调浆液、一次脱色前料液、二次脱色前料液升温，液化液降温；离交工序的清洗水除用于调浆外，循环使用，再生液经膜过滤处理后，用于循环使用；离交再生残渣和液化液残渣、糖化液残渣一起用于生产蛋白粉；浓缩冷凝水回收用于离交，泵体、料液降温水回收利用。

6.如权利要求1所述的一种淀粉糖清洁生产工艺方法，其特征在于低聚异麦芽糖清洁生产工艺如下：

低聚异麦芽糖包括以下生产工序：

调浆、液化、糖化转苷、发酵、脱色、离交、浓缩、喷雾干燥和成品糖粉包装；

其清洁生产工艺为：

调浆工序使用的工艺水来源于离交清洗水，调浆后料液、脱色前料液与液化后料液进行热交换，使调浆液、脱色前料液升温，液化液降温，离交工序的清洗水除用于调浆外，循环使用，再生液经膜过滤处理后，处理液用于循环使用，离交再生残渣和液化液残渣、糖化液残渣、发酵液残渣一起生产蛋白粉，浓缩冷凝水回收用于离交，泵体、料液降温水回收利用。

7.如权利要求1所述的一种淀粉糖清洁生产工艺方法，其特征在于糊精清洁生产工艺如下：

糊精包括以下生产工序：调浆、液化、脱色、离交、浓缩、喷雾干燥和成品糖浆包装；

其清洁生产工艺为：

调浆工序使用的工艺水来源于离交清洗水，调浆后料液、脱色前料液与液化后料液进行热交换，使调浆液、脱色前料液升温，液化液降温，离交工序的清洗水除用于调浆外，循环使用，再生液经膜过滤处理后，处理液用于循环使用，离交再生残渣和液化液残渣一起生产蛋白粉，浓缩冷凝水回收用于离交，泵体、料液降温水回收利用。

8.如权利要求1和5所述的一种淀粉糖清洁生产工艺方法，其特征在于年产30万吨果葡糖浆清洁生产工艺的具体实施方式如下：

年产30万吨果葡糖浆生产线，生产过程中需要调浆用水52万吨，干基淀粉26万吨，调浆后料液进行液化处理，形成液化液75万吨，进入糖化前需使温度为99度的料液温度降至60度，进入液化前的调浆液须需从常温升至55度以上，脱色前料液须由45度升温至80度，在液化工序与调浆工序、脱色前之间设置换热器，进行热量的封闭循环回收利用；

在离交工序，两次离交用水为120万吨/年，两次浓缩过程中产生冷凝水30万吨，具有低电导、高纯度的特性，将其全部搜集用于离交柱清洗；

生产线中所有泵体冷却水需42万吨，以每天两班日产1000吨果葡糖浆生产线为例，每天用水量为8800吨，为保证水量的供应，建设10000吨蓄水池，每天补充1000吨水，即可满足生产要求。

9.如权利要求1和5所述的一种淀粉糖清洁生产工艺方法，其特征在于年产10万吨低聚异麦芽糖清洁生产工艺的具体实施方式如下：

年产10万吨低聚异麦芽糖生产线，生产过程中需要调浆用水34万吨，干基淀粉17万吨，调浆后料液进行液化处理，形成液化液50万吨，进入糖化前需使温度为99度的料液温度降至60度，进入液化前的调浆液须需从常温升至55度以上，脱色前料液须由45度升温至80度，在液化工序与调浆工序、脱色前之间设置换热器，进行热量的封闭循环回收利用。

在离交工序，离交用水为60万吨/年，浓缩过程中产生冷凝水10万吨，具有低电导、高纯度的特性，将其全部搜集用于离交柱清洗。

生产线中所有泵体冷却水需20万吨，以每天两班日产300吨低聚异麦芽糖生产线为例，每天用水量为5100吨，为保证水量的供应，建设6000吨蓄水池，每天补充600吨水，即可满足生产要求。

10.如权利要求1和5所述的一种淀粉糖清洁生产工艺方法，其特征在于年产10万吨糊精清洁生产工艺的具体实施方式如下：

年产10万吨糊精生产线，生产过程中需要调浆用水30万吨，干基淀粉15万吨，调浆后料液进行液化处理，形成液化液45万吨，进入脱色前需使温度为99度的料液温度降至80度，进入液化前的调浆液须需从常温升至55度以上，在液化工序与调浆工序、脱色前之间设置换热器，进行热量的封闭循环回收利用。

在离交工序，离交清洗用水为60万吨/年，清洗后经膜过滤处理可回收循环使用50万吨，浓缩过程中产生冷凝水10万吨，具有低电导、高纯度的特性，将其全部搜集用于离交柱清洗。

生产线中所有泵体冷却水需10万吨，以每天两班日产300吨糊精生产线为例，为保证水量的供应，建设5000吨蓄水池，每天补充500吨水，即可满足生产要求。

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