CN101210052A - 一种淀粉糖清洁生产工艺方法 - Google Patents
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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
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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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20080702 |