CN107287261A - 一种淀粉质原料液化糖化余热回收工艺 - Google Patents

一种淀粉质原料液化糖化余热回收工艺 Download PDF

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Abstract

一种淀粉质原料液化糖化余热回收工艺，是在淀粉质原料液化糖化过程中的拌料、预液化、液化、后液化、闪蒸和糖化各个环节，通过多级换热实现了生产过程中余热的完全回收利用；淀粉酶的分开添加，既避免了淀粉糊化、粘度升高带来的问题，又能实现淀粉溶液的彻底液化；增加了闪蒸过程，并有效利用二次蒸汽的热量，冷却的冷凝水又能作为配料水添加，无废水废液排放，节能节水效果显著。

Description

一种淀粉质原料液化糖化余热回收工艺
技术领域
本发明涉及淀粉加工领域，尤其涉及一种淀粉质原料液化糖化过程中的余热回收工艺。
背景技术
以含淀粉的谷物、玉米、薯类等作为原料，经过加酸、加酶等方法水解而成的葡萄糖，也成为淀粉糖。淀粉糖作为发酵碳源，在各个领域尤其是酒精、食品行业中应用越来越广泛。传统的淀粉糖生产主要通过双酶法来实现，通过液化和糖化工序将淀粉转化为葡萄糖。目前在国内外，双酶法淀粉糖的生产工艺和生产技术已经比较成熟，生产规模也比较大，技术设备也比较先进，但是，在节能减排为行业主旋律的现在，该生产工艺的生产成本高消耗资源大的缺点被显现了出来。
在淀粉糖的生产加工过程中，淀粉液化所需的温度比较高，一般为100~105℃，糖化所需的温度较低，在60℃左右，淀粉乳需要从室温升温至100℃左右进行液化，然后降温至60℃左右进行糖化，糖化之后还需要降温至30℃左右进行后续工序处理。在整个液化糖化过程中存在大量的热量交换，如果生产过程中不能将这些余热充分利用，会消耗大量的水资源，还会造成热量的极大浪费，这都大大增加着生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种淀粉质原料液化糖化余热回收工艺。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种淀粉质原料液化糖化余热回收工艺，基于的淀粉质原料液化糖化工艺包括：
①拌料：淀粉质原料添加拌料水，加入部分淀粉酶，并通入冷凝水拌料形成淀粉乳；
②预液化：淀粉乳依次经过三级换热进行预热后，送至预液化环节，加入部分淀粉酶进行预液化；
③液化：预液化液经过第四级换热预热后进行喷射液化，喷射液化后的液体换热冷却，送到后液化环节，加入部分淀粉酶进行后液化；
④闪蒸：完全液化后的液化醪经过换热冷却，送至闪蒸环节；
⑤糖化：闪蒸后的液体送入糖化环节，加入糖化酶进行糖化处理成为糖化醪，经换热冷却后即为所需的葡萄糖液；
在本发明中，所述余热回收工艺包括以下部分：
①预液化步骤的第二级换热的冷凝水送入拌料步骤作为拌料的冷凝水进行预热；
②液化步骤喷射液化后的液体作为第四级换热的换热介质进行冷却；
③闪蒸步骤的液化醪作为预液化步骤中第三级换热的换热介质进行冷却；
④闪蒸步骤产生的二次蒸汽作为预液化步骤中第二级换热的换热介质进行加热；
⑤糖化步骤的糖化醪作为预液化步骤中第一级换热的换热介质进行加热。
进一步的，所述拌料步骤中拌料用的冷凝水为闪蒸步骤产生的二次蒸汽冷凝后实现。
在本发明中，所述淀粉酶分三次添加，分别为拌料步骤、预液化步骤和液化步骤分别添加。
在本发明中，所述淀粉乳在液化过程中分别经四级预热提高温度，然后再进行喷射液化，其中，第一级预热由糖化醪来加热淀粉乳、第二级预热由液化醪闪蒸产生的二次蒸汽作为加热介质、第三级预热由后液化处理的液化醪来加热预热后的淀粉乳、第四级预热由喷射液化后的液化醪来加热预液化液。
在本发明中，所述液化醪依次经两级冷却和闪蒸后再进行糖化处理。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）在拌料过程中加入淀粉酶，能有效的防止料液在预热过程中达到糊化温度而使得物料粘度过大带来的流动性差的问题；
（2）将液化环节分段，增加了预液化和后液化环节，在预液化阶段，物料温度较高，加入淀粉酶后，液化效果更好，液化过程中无灭酶过程，保留了酶的活力，提高了液化质量，后液化环节也使得液化过程进行的更彻底；
（3）增加了闪蒸环节，可以减少醪液中的水分，增加糖化过程中的糖浓度，提高了产品质量；
（4）整个流程中的热量交换环节都采用了后续步骤中间产物带来的热量交换，节约了大量热能，同时冷凝水作为拌料水，在对淀粉质原料进行预热的同时，进一步节约了水资源，节能节水效果显著。
附图说明
图1 为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
本发明所述的淀粉质原料液化糖化余热回收工艺，参考图1所示的工艺流程图，具体而言，基于的淀粉质原料液化糖化工艺包括：
①拌料：淀粉质原料添加拌料水，加入部分淀粉酶，并通入冷凝水拌料形成淀粉乳；
②预液化：淀粉乳依次经过三级换热进行预热后，送至预液化环节，加入部分淀粉酶进行预液化；
③液化：预液化液经过第四级换热预热后进行喷射液化，喷射液化后的液体换热冷却，送到后液化环节，加入部分淀粉酶进行后液化；
④闪蒸：完全液化后的液化醪经过换热冷却，送至闪蒸环节；
⑤糖化：闪蒸后的液体送入糖化环节，加入糖化酶进行糖化处理成为糖化醪，经换热冷却后即为所需的葡萄糖液；
在本发明中，所述余热回收工艺包括以下部分：
①预液化步骤的第二级换热的冷凝水送入拌料步骤作为拌料的冷凝水进行预热；
②液化步骤喷射液化后的液体作为第四级换热的换热介质进行冷却；
③闪蒸步骤的液化醪作为预液化步骤中第三级换热的换热介质进行冷却；
④闪蒸步骤产生的二次蒸汽作为预液化步骤中第二级换热的换热介质进行加热；
⑤糖化步骤的糖化醪作为预液化步骤中第一级换热的换热介质进行加热。
以玉米粉作为原料，将玉米粉加拌料水拌料，通入二次蒸汽冷凝的冷凝水，同时加入1/3量的淀粉酶，得到约20℃的玉米粉溶液；玉米粉溶液经糖化醪第一级换热后，温度升高至48℃左右；然后送至第二级换热，由闪蒸产生的二次蒸汽作为热源，使玉米粉溶液温度升高至59℃；玉米粉溶液经第三级换热，由后液化醪作为加热介质，将物料温度升高至85℃左右；然后加入1/3量的淀粉酶，进行预液化；预液化液经第四级换热进一步升温，由喷射液化后的液化醪作为加热介质，使料液温度升高至99℃；然后通入蒸汽，进行喷射液化处理，喷射液化后的醪液温度达到105℃。
液化醪经第四级换热冷却，温度降至91℃左右，然后进行后液化处理，并加入剩余1/3量淀粉酶，进一步液化使之液化完全；后液化醪经第三级换热冷却后，温度降至68℃左右，然后进行闪蒸处理，闪蒸产生的二次蒸汽经第二级换热降温成为冷凝水，送入拌料环节拌料；闪蒸后的液体温度降至60℃左右，加入糖化酶进行糖化处理，糖化完成后经第一级换热冷却后，降温至32℃左右，即为产品葡萄糖溶液。
在上述流程中，物料的升温由需要降温的物料提供热量，通过多级换热实现了生产过程中余热的完全回收利用；淀粉酶分三次添加，既避免了淀粉糊化、粘度升高带来的问题，又能实现淀粉溶液的彻底液化；在整个工艺过程中无维持阶段，也即无灭酶过程，提高了淀粉酶的活性，减少了使用量；增加了闪蒸过程，并有效利用二次蒸汽的热量，冷却的冷凝水又能作为配料水添加，无废水废液排放，节能节水效果显著。

Claims (5)

1.一种淀粉质原料液化糖化余热回收工艺，其特征在于，基于的淀粉质原料液化糖化工艺包括：
①拌料：淀粉质原料添加拌料水，加入部分淀粉酶，并通入冷凝水拌料形成淀粉乳；
②预液化：淀粉乳依次经过三级换热进行预热后，送至预液化环节，加入部分淀粉酶进行预液化；
③液化：预液化液经过第四级换热预热后进行喷射液化，喷射液化后的液体换热冷却，送到后液化环节，加入部分淀粉酶进行后液化；
④闪蒸：完全液化后的液化醪经过换热冷却，送至闪蒸环节；
⑤糖化：闪蒸后的液体送入糖化环节，加入糖化酶进行糖化处理成为糖化醪，经换热冷却后即为所需的葡萄糖液；
在本发明中，所述余热回收工艺包括以下部分：
①预液化步骤的第二级换热的冷凝水送入拌料步骤作为拌料的冷凝水进行预热；
②液化步骤喷射液化后的液体作为第四级换热的换热介质进行冷却；
③闪蒸步骤的液化醪作为预液化步骤中第三级换热的换热介质进行冷却；
④闪蒸步骤产生的二次蒸汽作为预液化步骤中第二级换热的换热介质进行加热；
⑤糖化步骤的糖化醪作为预液化步骤中第一级换热的换热介质进行加热。
2.根据权利要求1所述的淀粉质原料液化糖化余热回收工艺，其特征在于，所述拌料步骤中拌料用的冷凝水为闪蒸步骤产生的二次蒸汽冷凝后实现。
3.根据权利要求1所述的淀粉质原料液化糖化余热回收工艺，其特征在于，所述淀粉酶分三次添加，分别为拌料步骤、预液化步骤和液化步骤分别添加。
4.根据权利要求1所述的淀粉质原料液化糖化余热回收工艺，其特征在于，所述淀粉乳在液化过程中分别经四级预热提高温度，然后再进行喷射液化，其中，第一级预热由糖化醪来加热淀粉乳、第二级预热由液化醪闪蒸产生的二次蒸汽作为加热介质、第三级预热由后液化处理的液化醪来加热预热后的淀粉乳、第四级预热由喷射液化后的液化醪来加热预液化液。
5.根据权利要求1或4所述的淀粉质原料液化糖化余热回收工艺，其特征在于，所述液化醪依次经两级冷却和闪蒸后再进行糖化处理。
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