CN110029055A - 补液器、淀粉喷射蒸煮设备、淀粉液化装置和高浓度淀粉乳喷射蒸煮液化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及淀粉深加工领域，公开了补液器、喷射蒸煮设备、淀粉液化装置、高浓度淀粉乳喷射蒸煮液化的方法。补液器包括：相互密封套接连通的外管和内管，所述内管的远离所述外管的一端形成补液器入口，所述外管的远离所述内管的一端形成补液器出口；所述外管与所述内管之间具有径向间隙，所述外管与所述内管相交的部分上设置有与所述径向间隙连通的补液管，所述补液管设置为能够向所述径向间隙内通入第一液体，以使所述第一液体能够贴着所述外管的内壁流动。可以实现高浓度淀粉乳糊化获得的高粘度淀粉糊的顺利流动，实现高效生产淀粉液化液且减少能耗。

Description

补液器、淀粉喷射蒸煮设备、淀粉液化装置和高浓度淀粉乳喷 射蒸煮液化的方法

技术领域

本发明涉及淀粉液化加工领域，具体涉及补液器、淀粉喷射蒸煮设备、淀粉液化装置和高浓度淀粉乳喷射蒸煮液化的方法。

背景技术

在由淀粉生产淀粉糖的过程中，通常需要将含水率约13-14%的商品淀粉和水按一定比例混合制成淀粉乳，再向淀粉乳内加入一定量的淀粉液化酶，然后先通过喷射蒸煮进行淀粉的糊化，再将得到高粘度的淀粉糊进行淀粉的液化，得到水溶性的糊精或只有一个或几个葡萄糖基团的淀粉糖。

在淀粉乳喷射蒸煮和液化的过程中，现有技术条件下，当淀粉乳中的干淀粉质量浓度达到36%左右时，继续提高淀粉乳的浓度，喷射蒸煮和液化的效果就会明显变差，出现喷射蒸煮器无法正常进料、淀粉乳液化不充分、液化液过滤速度明显下降等一系列问题，导致装置无法正常操作。

但是淀粉乳中干淀粉质量浓度不能提高，影响了淀粉糖生产的效率以及增加能耗，因此需要提供可以处理高浓度淀粉乳的生产淀粉糖的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决如何提高淀粉生产淀粉液化液的过程中淀粉乳的浓度，改进生产效率的问题，提供了补液器、淀粉喷射蒸煮设备、淀粉液化装置和高浓度淀粉乳喷射蒸煮液化的方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种补液器，包括：相互密封套接连通的外管和内管，所述内管的远离所述外管的一端形成补液器入口，所述外管的远离所述内管的一端形成补液器出口；所述外管与所述内管之间具有径向间隙，所述外管与所述内管相交的部分上设置有与所述径向间隙连通的补液管，所述补液管设置为能够向所述径向间隙内通入第一液体，以使所述第一液体能够与来自所述内管的第二液体混合。

优选地，所述补液管设置为沿所述外管的周向的切线方向与所述径向间隙连通，或所述补液管设置为平行于所述外管的中心轴线与所述径向间隙连通。

优选地，在所述内管与所述外管相交的部分，沿所述补液器入口到所述补液器出口方向，所述外管的直径逐渐变小，所述内管的直径为等直径或逐渐变大。

优选地，沿所述补液器入口到所补液器述出口方向，在所述外管包围所述内管的部分设置缩径段，所述内管为等直径的管或在所述内管伸入所述外管内部的部分设置扩径段。

本发明第二方面提供一种淀粉喷射蒸煮设备，包括：喷射蒸煮器和本发明的补液器，其中，补液器入口连通所述喷射蒸煮器的出口，将来自所述喷射蒸煮器经过喷射蒸煮而得的淀粉糊引入所述补液器，同时所述补液器的补液管用于提供补液沿着所述补液器的外管内壁的四周注入外管并贴着外管的内壁流动，并与所述淀粉糊并流向下游流动。

本发明第三方面提供一种淀粉液化装置，包括：补液储罐和本发明的淀粉喷射蒸煮设备，所述补液储罐用于向所述喷射蒸煮设备所包括的补液器提供补液。

优选地，所述淀粉液化装置可以包括：补液储罐、补液泵、补液加热器、所述淀粉喷射蒸煮设备、维持管、闪蒸罐和液化柱；所述补液泵用于将补液储罐内的补液泵送至所述补液加热器；所述补液加热器用于将补液加热到设定温度，补液加热器的入口和补液泵的出口通过管线连通，补液加热器的出口通过补液管与所述淀粉喷射蒸煮设备所包括的补液器连通。本发明中所述的维持管、闪蒸罐和液化柱可以采用常规的淀粉蒸煮液化装置上所使用的设备，维持管的入口和所述淀粉喷射蒸煮设备所包括的补液器的出口连通，闪蒸罐的入口和维持管的出口连通，液化柱的入口和闪蒸罐的液态物料出口连通。

本发明第四方面提供一种高浓度淀粉乳喷射蒸煮液化的方法，包括：

将干淀粉浓度大于36重量%的淀粉乳与淀粉液化酶混合后引入本发明的淀粉液化装置进行高浓度淀粉乳的喷射蒸煮和液化，其中，通过所述淀粉液化装置包括的淀粉喷射蒸煮设备中的补液器注入热水或热甜水，与所述喷射蒸煮得到的淀粉糊并流进入液化过程。

通过上述技术方案，本发明提供了可以对高浓度淀粉乳进行喷射蒸煮和液化处理的方法和装置。本发明通过在喷射蒸煮器的下游设置补液器，将低粘度的热水或热甜水从补液器包括的补液管引入，可以贴着补液器包括的外管的内壁流动，在外管内壁与淀粉糊之间形成“润滑层”，对从喷射蒸煮器流出得到的淀粉糊可以起到输送作用，降低了淀粉乳糊化后形成的高粘度淀粉糊在补液器下游的维持管的内部的流动阻力，使位于上游的喷射蒸煮的过程中，加热蒸汽可以以稳定的流量注入喷射蒸煮器，进而使高浓度的淀粉乳在蒸汽喷射蒸煮的过程中也能受热均匀，糊化充分。采用本发明提供的装置和方法，可以提高进料淀粉乳的浓度，提高装置的生产效率，尤其是喷射蒸煮过程提高效率，同时保证下游淀粉糊的正常流动完成液化过程，且可以节约完成液化而得的液化液进行后续的蒸发浓缩的能耗。

附图说明

图1是本发明提供的补液器的局部剖视图；

图2是图中A-A截面的剖视图；

图3是本发明提供的另一种具体实施方式的补液器的局部剖视图。

附图标记说明

1、外管	2、内管	3、径向间隙
			4、补液管	5、补液器入口	6、补液器出口
7、封闭盲板	8、内管出口段	9、缩径段
			10、扩径段	D1、缩径段的大端直径	D2、缩径段的小端直径
β、缩径段的锥顶角	L、缩径段大端和封闭盲板7之间的长度	d1、扩径段的大端直径
			d2、扩径段的小端直径	γ、扩径段的锥顶角	W、扩径段小端和封闭盲板7之间的距离

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明第一方面提供一种补液器，如图1-3所示，包括：相互密封套接连通的外管1和内管2，所述内管2的远离所述外管1的一端形成补液器入口5，所述外管1的远离所述内管2的一端形成补液器出口6；所述外管1与所述内管2之间具有径向间隙3，所述外管1与所述内管2相交的部分上设置有与所述径向间隙3连通的补液管4，所述补液管4设置为能够向所述径向间隙3内通入第一液体，以使所述第一液体能够贴着所述外管1的内壁流动。

本发明中，提供的所述补液器可以实现所述第一液体被引入所述径向间隙3内后，可以沿所述外管1的内壁流动，与来自所述内管2的高粘度的第二液体可以以并流的方式流向所述补液器出口6，能够降低所述第二液体在后续管线内流动时所受到的阻力，克服所述第二液体由于流体粘度高而存在的在管线中流动阻力大的问题。

本发明中，所述补液器可以用于淀粉液化的方法和装置，如图1-3所示，第一液体可以是补液，可以是热水或热甜水。第二液体可以是淀粉糊。

本发明提供的所述补液器中，外管1和内管2为相互密封套接连通，即内管2的一部分伸入外管1的内部，如图1、3所示，所述补液器包括外管1与内管2相交的部分，该部分包括内管2上一段伸入外管1内部的部分，以及外管1上一部分“套住”内管2伸入外管1的部分。所述相交的部分包括的内管2上的部分和相对应的外管1上的部分，分别在各自管中心轴线上的垂直投影为重叠。

本发明提供的所述补液器中，外管1可以设置为具有封闭盲板7的管，即通过封闭盲板7将外管1和内管2之间形成的径向间隙3位于外管1的一端盲死，外管1的另一端为所述补液器出口6，与淀粉液化装置包括的维持管（图中未画出）可以通过焊接或法兰连接并连通。封闭盲板7可以是与外管1和内管2焊接连接的环形的平板或曲面板，也可以是与内管2焊接连接的环形盲板，环形盲板可以与外管1通过焊接或法兰连接。如图1、3所示，内管2的一端可以穿过外管1的封闭盲板7设置在外管1的内部，形成内管2与外管1相互密封套接连通；内管2的另一端可以与淀粉液化装置包括的喷射蒸煮器（图中未画出）的出口通过焊接或法兰连接并连通。外管1的内径大于内管2的外径，形成的径向间隙3可以作为来自补液管4的第一液体的流动通道。第一液体流向所述补液器出口6，并可以与内管2流出的第二液体并流流出所述补液器出口6。

本发明中，补液管4可以设置在外管1上靠近封闭盲板7的部位，可以优选设置在外管1的侧壁上，如图1所示；也可以设置在封闭盲板7上，如图3所示。优选地，所述补液管设置为沿所述外管的周向的切线方向与所述径向间隙连通，或所述补液管设置为平行于所述外管的中心轴线与所述径向间隙连通。本发明可以沿外管1的周向设置多个补液管4，优选地，沿周向均匀分布多个补液管4。补液管4的直径根据第一液体需要量设计，以第一液体在补液管4的管内流体流速在0.1-2m/s范围内为宜。

本发明提供的所述补液器优选内管2与外管1同中心轴线设置。外管1的内径大于内管2的外径。外管1和内管2可以均设置为等直径的圆管。也可以内管2设置在外管1的内部的部分和外管1设置在内管2外部的部分具有变径结构。优选地，在所述内管与所述外管相交的部分，沿所述补液器入口到所述补液器出口方向，所述外管的直径逐渐变小，所述内管的直径为等直径或逐渐变大。所述直径逐渐变大或变小，可以是渐进变化设置，也可以通过在外管1上设置缩径段，在内管上设置扩径段实现。所述缩径段和扩径段可以采用锥管。具体地，沿补液器入口5到补液器出口6的方向，内管2伸入外管1内部的部分包括扩径段，或者外管1包围内管2的部分包括缩径段。更加优选地，内管2伸入外管1内部的部分设置扩径段，同时在外管1包围内管2的部分设置缩径段。补液管4设置在外管1上对应径向间隙3的空间最大的位置。

本发明一种具体实施方式可以如图1所示，内管2从补液器入口5开始延伸进外管1的内部。外管1上包围内管2的部分设置了缩径段9，缩径段9的大端直径D1和小端直径D2之比（D1：D2）优选范围为1.1-1.5：1，其中D1和D2为外管1的外直径；缩径段9的锥顶角β优选范围为30°-90°；缩径段大端和封闭盲板7之间的长度L优选范围为缩径段大端直径D1的0.3-0.6倍。缩径段小端直径D2与补液器出口6的外直径相等。

内管2伸入外管1内部的部分设置了扩径段10，扩径段10的大端直径d1和小端直径d2之比（d1：d2）优选范围为优选1.2-2：1，其中d1和d2为内管2的外直径；扩径段10的锥顶角γ优选范围是30°-60°；扩径段小端和封闭盲板7之间的距离W优选范围为补液器入口5的直径的0.5-1.5倍。扩径段小端直径d2和补液器入口5的外直径相等。

内管2还包括设置在扩径段大端且与扩径段10连通的内管出口段8，内管出口段8为等直径的管，内管出口段8的外径小于补液器出口6的内径，优选，内管出口段8的外径：补液器出口6的内径为1：1.005-1.05。相应地，可以如图2所示，补液管4设置为沿外管1的周向的切线方向与径向间隙3连通。外管1和内管2相交部分的上述设置，即外管设置缩径段和内管设置扩径段，提供的径向间隙3的结构可以更有利于引入的补液能够均匀地贴着外管内壁的四周注入连接喷射蒸煮器和维持管的管道，以降低高浓度淀粉乳喷射蒸煮得到的高粘度淀粉糊在连接喷射蒸煮器和维持管的管道中以及维持管中流动时的阻力。

本发明另一种具体实施方式可以如图3所示，内管2为等直径的管，外管1上包围内管2的部分设置缩径段9，缩径段9的大端直径D1和小端直径D2之比（D1：D2）优选范围为1.1-1.5：1，缩径段的锥顶角β优选范围为30°-90°；缩径段大端和封闭盲板7之间的长度L优选范围为缩径段大端直径D1的0.3-0.6倍。相应地，可以如图3所示，补液管4设置为平行于外管1的中心轴线与径向间隙3连通。优选地，补液管4设置在封闭盲板7上。通过图3所示方式提供的径向间隙3的结构，也可以使引入的补液能够较为均匀地贴着外管内壁的四周注入连接喷射蒸煮器和维持管的管道，以降低高浓度淀粉乳喷射蒸煮得到的高粘度淀粉糊在连接喷射蒸煮器和维持管的管道中以及维持管中流动时的阻力。

本发明第二方面提供一种淀粉喷射蒸煮设备，包括：喷射蒸煮器和本发明的补液器，其中，补液器入口连通所述喷射蒸煮器的出口，将来自所述喷射蒸煮器经过喷射蒸煮而得的淀粉糊引入所述补液器，同时所述补液器的补液管用于提供补液沿着所述补液器的外管内壁的四周注入外管并贴着外管的内壁流动，并与所述淀粉糊并流向下游流动。

本发明提供的淀粉喷射蒸煮设备包括了本发明前述的补液器，可以用于实现高浓度淀粉乳的液化处理。补液管设置在喷射蒸煮器的下游，引入的低粘度补液沿补液管包括的内管和外管之间形成的环形间隙注入，贴着外管内壁四周均匀地流动。在外管内补液与淀粉糊可以并流流动，补液可以为高粘度的淀粉糊和外管管壁之间提供润滑层，有效地实现降低淀粉糊在管道（包括在下游的维持管）中流动的阻力，从而使蒸煮蒸汽能够顺畅地进入喷射蒸煮器与淀粉乳均匀混合，确保淀粉乳通过喷射蒸煮后能够得到充分的糊化，进而在淀粉酶的作用下得到充分的液化。

本发明提供的喷射蒸煮设备所包括的喷射蒸煮器可以是本领域常规使用的喷射蒸煮器，在此不再赘述。

本发明第三方面提供一种淀粉液化装置，包括：补液储罐和本发明的淀粉喷射蒸煮设备，所述补液储罐用于向所述喷射蒸煮设备所包括的补液器提供补液。

具体实施方式中，所述淀粉液化装置可以包括：补液储罐、补液泵、补液加热器、所述淀粉喷射蒸煮设备、维持管、闪蒸罐和液化柱；所述补液泵用于将补液储罐内的补液泵送至所述补液加热器；所述补液加热器用于将补液加热到设定温度，补液加热器的入口和补液泵的出口通过管线连通，补液加热器的出口通过补液管与所述淀粉喷射蒸煮设备所包括的补液器连通。本发明中所述的维持管、闪蒸罐和液化柱可以采用常规的淀粉蒸煮液化装置上所使用的设备，维持管的入口和所述淀粉喷射蒸煮设备所包括的补液器的出口连通，闪蒸罐的入口和维持管的出口连通，液化柱的入口和闪蒸罐的液态物料出口连通。所述补液加热器可以选用常规换热设备，例如可以是列管式换热器、波纹板式换热器、螺旋板式换热器等，也可以直接将蒸汽通入第一液体中对第一液体进行加热。所述维持管、闪蒸罐和液化柱，可以选用本领域常规使用的设备，在此不再赘述。

本发明提供的淀粉液化装置，可以用于实现进料淀粉乳中干淀粉含量高达39-45%浓度的情况下，喷射蒸煮液化系统仍能够正常操作，淀粉乳的液化效果理想。

本发明第四方面提供一种高浓度淀粉乳喷射蒸煮液化的方法，包括：

将干淀粉浓度大于36重量%的淀粉乳与淀粉液化酶混合后引入本发明的淀粉液化装置进行高浓度淀粉乳的喷射蒸煮和液化，其中，通过所述淀粉液化装置包括的淀粉喷射蒸煮设备中的补液器注入热水或热甜水，与所述喷射蒸煮得到的淀粉糊并流进入液化过程。

本发明中，所述甜水是淀粉糖生产装置上离子交换树脂再生过程中产生的含有低浓度糖分的工艺水，其中所含的葡萄糖或果糖等单糖的质量浓度在1重量%左右。

根据本发明，提供的方法可以实现进料淀粉乳中干淀粉浓度高。优选情况下，所述淀粉乳中，干淀粉浓度为39-45重量%。所述干淀粉可以选用来自玉米、大米、木薯、红薯、高粱、小麦、大麦的淀粉。

根据本发明，提供的方法中，实现淀粉乳糊化所需的淀粉液化酶的用量只要可以实现高浓度淀粉乳液化即可。优选地，所述淀粉液化酶的用量为0.3-0.5L/T干基淀粉。所述淀粉液化酶可以是本领域常规使用的高温α-淀粉酶。本发明中，干基淀粉即干淀粉。

根据本发明，提供的方法中，采取注入热水或热甜水的步骤，可以实现降低淀粉糊在管道中流动的阻力，从而使蒸煮蒸汽能够顺畅地进入喷射蒸煮器与淀粉乳均匀混合，确保淀粉乳通过喷射蒸煮后能够得到充分的糊化，进而在淀粉酶的作用下，在维持管、闪蒸罐和液化柱内通过水解反应得到充分的液化。优选地，所述热水或热甜水的流量为所述淀粉乳的进料体积流量的0.5-10体积%。优选所述热水或热甜水的流量为所述淀粉乳的进料体积流量的1-5体积%。

根据本发明，所述热水或热甜水的温度为80-120℃，优选地，热水或热甜水的温度为95-115℃。可以更好地实现改善淀粉糊在管道中的流动，保证淀粉乳的充分糊化。

根据本发明，所述喷射蒸煮的条件适合高浓度淀粉乳的处理即可。优选地，所述喷射蒸煮的条件包括：淀粉乳温度为45-55℃，淀粉乳的pH值至5.6-5.8；饱和蒸汽的表压压力为0.6-0.8MPa，控制喷射蒸煮器出口温度为105-120℃。具体地，将淀粉乳预热至45-50℃，用质量浓度为5%的氢氧化钠溶液调节pH值至5.6-5.8，同时按0.3-0.5L/T干基淀粉的添加量向淀粉乳中加入高温α-淀粉酶。喷射蒸煮需要的饱和蒸汽的表压压力为0.6-0.8MPa，控制喷射蒸煮器出口温度为105-120℃。热水或热甜水通过所述补液泵泵送至所述补液加热器中加热至105-120℃，然后通过所述补液管4进入补液器与来自喷射蒸煮器的淀粉糊一同进入所述维持管。物料在维持管内经过10-20min流动到闪蒸罐入口处，经设置在闪蒸罐入口管线上的压力控制阀减压后，压力由表压压力0.1 MPa左右降至接近常压，温度降至98℃左右，然后通过闪蒸罐出料泵泵送至液化柱内，在液化柱内经过90-120min后完成液化过程。

根据本发明，可以实现淀粉在高浓度条件下进行生产淀粉液化液。所述生产方法可以包括常规进行淀粉生产淀粉液化液所需要的多个步骤以及条件，例如淀粉配制成高浓度的淀粉乳，淀粉乳与淀粉液化酶混合，然后在喷射蒸煮器中进行喷射蒸煮实现淀粉的糊化；得到的淀粉糊进入维持管，流动的同时部分淀粉分子在淀粉液化酶的作用下进行水解反应生成水溶性的糊精分子，然后从维持管流出的物料进行闪蒸并伴随部分物料进行水解反应；闪蒸后的液体物料送入液化柱继续进行水解反应，完成淀粉的液化。其中，所述淀粉糊在进入维持管之前，通过本发明提供的淀粉喷射蒸煮设备所包括的补液器，从补液管引入热水或热甜水贴着其中的外管的管壁流动，使淀粉糊在外管中流动顺畅，并降低淀粉糊在维持管中流动的阻力，可以保证位于上游的喷射蒸煮的过程中，加热蒸汽可以以稳定的流量注入喷射蒸煮器，进而使高浓度的淀粉乳在蒸汽喷射蒸煮的过程中也能受热均匀，糊化充分。可以实现提高淀粉生产淀粉糖的生产效率，保证淀粉糊的正常流动完成液化过程，且降低得到的淀粉液化液在进一步进行蒸发浓缩时的能耗。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

对比例1

常规淀粉生产淀粉糖。采用常规的喷射蒸煮器。

在处理量为1000L/h的淀粉乳喷射蒸煮液化装置上，将商品干淀粉和新鲜工艺水配成干淀粉含量分别为32重量%、34重量%和36重量%三种浓度的淀粉乳，并向淀粉乳中加入质量浓度为5%的氢氧化钠溶液，将淀粉乳的pH值调节至5.6-5.8，同时按0.35L/T干基淀粉的添加量向淀粉乳中加入高温α-淀粉酶，并在淀粉乳液化酶混合罐内通过搅拌使两者混合均匀。

将混合罐内的淀粉乳升温至50℃后，泵送至喷射蒸煮器。表压压力为0.7MPa的饱和蒸汽通过喷射蒸煮器上的流量调节阀调节流量后，注入喷射蒸煮器，使喷射后的淀粉乳升温至110℃，然后通过管线进入维持管。

通过调节维持管出口处的压力控制阀将维持管末端的表压压力控制在0.1MPa。物料在管线及维持管内停留约15min后，进入闪蒸罐通过闪蒸降温到96℃，再通过液化柱进料泵泵送至液化柱，在液化柱内停留约100min后，测量液化柱出口处流出的液化液过滤速度，以评价液化效果。结果见表1。

表1

实施例1

在本发明提供的淀粉液化装置上，包括了图1和2所示的补液器的喷射蒸煮设备，进行高浓度淀粉乳生产淀粉液化液。

其中，补液器入口的内径为32mm，外径为38mm（即d2），内管经扩径段扩大至内径为42mm，外径为52mm（即d1），扩径段的锥顶角γ为42°，距离W为30 mm；外管通过缩径段缩径，外径D1由76mm缩小到D2为62mm，缩径段的锥顶角β为42°。内管和外管之间形成的径向间隙最小径向宽度为0.4mm。长度L为20mm。补液管的内径为6mm，沿外管1的切线方向设置。内管与外管套接部分的总长度为80mm。

在处理量为1000L/h的包含了图1所示的补液器的淀粉乳喷射蒸煮液化装置上，将商品干淀粉和新鲜工艺水配成干淀粉含量分别为39重量%、42重量%和45重量%三种浓度的淀粉乳，并向淀粉乳中加入质量浓度为5%的氢氧化钠溶液，将淀粉乳的pH值调节至约5.6，同时按0.3L/T干基淀粉的添加量向淀粉乳中加入高温α-淀粉酶，并在淀粉乳液化酶混合罐内通过搅拌使两者混合均匀。

将混合罐内的淀粉乳升温至50℃后，泵送至喷射蒸煮器。表压压力为0.6MPa的饱和蒸汽通过喷射蒸煮器上的流量调节阀调节流量后，注入喷射蒸煮器，使喷射后得到的淀粉糊的温度为110℃；同时，将补液储罐中的甜水以30L/h的流量经加热至110℃后，从补液管中加入径向间隙中，然后与淀粉糊并流流动通过管线进入维持管。

通过调节维持管出口处的压力控制阀将维持管末端的表压压力控制在0.1MPa。物料（淀粉糊和甜水）在管线及维持管内停留约15min后，进入闪蒸罐通过闪蒸降温到96℃，再通过液化柱进料泵泵送至液化柱，在液化柱内停留约100min后，测量液化柱出口处流出的液化液过滤速度，以评价液化效果。结果见表2。

表2

由表2的结果可以看出，实施例1中，淀粉乳含有的干淀粉的质量含量最高达到了45%，但是通过包含有本发明提供的补液器的喷射蒸煮设备，将少量粘度较低的热甜水按进料量体积流量3%的流量沿切向注入补液器的径向间隙，淀粉乳喷射蒸煮液化系统仍然可以正常操作，得到的液化液的过滤速度与对比例相比没有下降甚至略有提高，说明淀粉乳液化效果良好。

实施例2

按照实施例1的方法，不同的是，以“补液储罐中的软水以30L/h”替代“补液储罐中的甜水以30L/h”。

评价液化效果。结果见表3。

表3

由表3的结果可以看出，实施例2中，通过采用本发明提供的方法和设备，将少量热软水按进料量体积流量3%的流量沿切向注入补液器的径向间隙，在进料淀粉乳中干淀粉含量高达45%的情况下，淀粉乳喷射蒸煮液化系统仍然可以正常操作，而且经过该系统处理后得到的液化液，其过滤速度仍稍快于对比例进料浓度为34%时所得到的液化液的过滤速度，说明液化效果也比对比例的好。

实施例3

在本发明提供的淀粉液化装置上，包括了图1和2所示的补液器的喷射蒸煮设备，进行高浓度淀粉乳生产淀粉液化液。

其中，补液器入口的内径为32mm，外径为38mm（即d2），内管经扩径段扩大至内径为42mm，外径为52mm（即d1），扩径段的锥顶角γ为60°，距离W为30 mm；外管通过缩径段缩径，外径D1由76mm缩小到D2为63mm，缩径段的锥顶角β为60°。内管和外管之间形成的径向间隙最小径向宽度为0.8mm。长度L为20mm。补液管的内径为6mm，沿外管1的切线方向设置。内管与外管套接部分的总长度为80mm。

在处理量为1000L/h的包含了图1所示的补液器的淀粉乳喷射蒸煮液化装置上，将商品干淀粉和新鲜工艺水配成干淀粉含量分别为43重量%、44重量%和45重量%三种浓度的淀粉乳，并向淀粉乳中加入质量浓度为5%的氢氧化钠溶液，将淀粉乳的pH值调节至约5.8，同时按0.35L/T干基淀粉的添加量向淀粉乳中加入高温α-淀粉酶，并在淀粉乳液化酶混合罐内通过搅拌使两者混合均匀。

将混合罐内的淀粉乳升温至45℃后，泵送至喷射蒸煮器。表压压力为0.8MPa的饱和蒸汽通过喷射蒸煮器上的流量调节阀调节流量后，注入喷射蒸煮器，使喷射得到的淀粉糊的温度为120℃；同时，将补液储罐中的软水以100L/h的流量经加热至115℃后，从补液管中加入径向间隙3中，然后与淀粉糊并流流动通过管线进入维持管。

通过调节维持管出口处的压力控制阀将维持管末端的表压压力控制在0.1MPa。物料（淀粉糊和热水）在管线及维持管内停留约15min后，进入闪蒸罐通过闪蒸降温到96℃，再通过液化柱进料泵泵送至液化柱，在液化柱内停留约100min后，测量液化柱出口处流出的液化液过滤速度，以评价液化效果。结果见表4。

表4

由表4的结果可以看出，实施例3中，通过采用本发明提供的方法和设备，按进料量体积流量10%的流量将加热后的软水沿轴向注入补液器内管和外管之间的环形径向空隙，然后沿外管内壁四周进入补液器的出口管线，在进料淀粉乳中干淀粉含量高达45%的情况下，淀粉乳喷射蒸煮液化系统仍然可以正常操作，进料速度还稍高于对比例进料浓度为34%时的进料速度，而且实施例3得到的液化液，其过滤速度明显快于对比例进料浓度为34%时所得到的液化液的过滤速度，说明液化效果也明显优于对比例进料浓度为34%时的效果。

实施例4

在本发明提供的淀粉液化装置上，包括了图3所示的补液器的喷射蒸煮设备，进行高浓度淀粉乳生产淀粉液化液。

其中，内管为等直径圆管，外径d2为38mm，内径为32mm，内管位于外管内部的长度为70mm。外管通过缩径段缩径，外径D1由76mm缩小到D2为48mm，缩径段的锥顶角β为30°。长度L为18mm。内管与外管之间形成的环形径向间隙最小径向宽度为0.5mm。内管和外管之间通过环形盲板焊接连接。补液管开在环形盲板上并与环形径向间隙连通，补液管的内径为6mm。

在处理量为1000L/h的包含了图3所示的补液器的淀粉乳喷射蒸煮液化装置上，将商品干淀粉和新鲜工艺水配成干淀粉含量分别为39重量%、42重量%和45重量%三种浓度的淀粉乳，并向淀粉乳中加入质量浓度为5%的氢氧化钠溶液，将淀粉乳的pH值调节至约5.8，同时按0.35L/T干基淀粉的添加量向淀粉乳中加入高温α-淀粉酶，并在淀粉乳液化酶混合罐内通过搅拌使两者混合均匀。

将混合罐内的淀粉乳升温至45℃后，泵送至喷射蒸煮器。表压压力为0.8MPa的饱和蒸汽通过喷射蒸煮器上的流量调节阀调节流量后，注入喷射蒸煮器，使喷射得到的淀粉糊的温度为120℃；同时，将补液储罐中的软水以50L/h的流量经加热至115℃后，从补液管中加入径向间隙3中，然后与淀粉糊并流流动通过管线进入维持管。

通过调节维持管出口处的压力控制阀将维持管末端的表压压力控制在0.1MPa。物料（淀粉糊和热水）在管线及维持管内停留约15min后，进入闪蒸罐通过闪蒸降温到96℃，再通过液化柱进料泵泵送至液化柱，在液化柱内停留约100min后，测量液化柱出口处流出的液化液过滤速度，以评价液化效果。结果见表5。

表5

由表5的结果可以看出，实施例4中，通过采用本发明提供的方法和设备，按进料量体积流量5%的流量将加热后的软水沿轴向注入补液器内管和外管之间的环形径向空隙，然后沿外管内壁四周进入补液器的出口管线，在进料淀粉乳中干淀粉含量高达45%的情况下，淀粉乳喷射蒸煮液化系统仍然可以正常操作，而且经过该系统处理后得到的液化液，其过滤速度明显快于对比例进料浓度为34%时所得到的液化液的过滤速度，说明液化效果更好。

实施例5

在本发明提供的淀粉液化装置上，包括了图3所示的补液器的喷射蒸煮设备，进行高浓度淀粉乳生产淀粉液化液。

其中，内管为等直径圆管，外径d2为38mm，内径为32mm，内管位于外管内部的长度为70mm。外管通过缩径段缩径，外径D1由76mm缩小到D2为48mm，缩径段的锥顶角β为60°。长度L为18mm。内管与外管之间形成的环形径向间隙最小径向宽度为0.3mm。内管和外管之间通过环形盲板焊接连接。补液管开在环形盲板上并与环形径向间隙连通，补液管的内径为4mm。

在处理量为1000L/h的包含了图3所示的补液器的淀粉乳喷射蒸煮液化装置上，将商品干淀粉和新鲜工艺水配成干淀粉含量分别为38重量%、41重量%和43重量%三种浓度的淀粉乳，并向淀粉乳中加入质量浓度为5%的氢氧化钠溶液，将淀粉乳的pH值调节至约5.7，同时按0.5L/T干基淀粉的添加量向淀粉乳中加入高温α-淀粉酶，并在淀粉乳液化酶混合罐内通过搅拌使两者混合均匀。

将混合罐内的淀粉乳升温至55℃后，泵送至喷射蒸煮器。表压压力为0.75MPa的饱和蒸汽通过喷射蒸煮器上的流量调节阀调节流量后，注入喷射蒸煮器，使喷射得到的淀粉糊的温度为105℃；同时，将补液储罐中的软水以10L/h的流量经加热至105℃后，从补液管中加入径向间隙3中，然后与淀粉糊并流流动通过管线进入维持管。

通过调节维持管出口处的压力控制阀将维持管末端的表压压力控制在0.1MPa。物料（淀粉糊和热水）在管线及维持管内停留约15min后，进入闪蒸罐通过闪蒸降温到96℃，再通过液化柱进料泵泵送至液化柱，在液化柱内停留约100min后，测量液化柱出口处流出的液化液过滤速度，以评价液化效果。结果见表6。

表6

由表6的结果可以看出，实施例5中，通过采用本发明提供的方法和设备，按进料量体积流量1%的流量将加热后的软水沿轴向注入补液器内管和外管之间的环形空间，然后沿外管内壁四周进入补液器的出口管线，在进料淀粉乳中干淀粉含量高达43%的情况下，淀粉乳喷射蒸煮液化系统仍然可以正常操作，而且经过该系统处理后得到的液化液，其过滤速度和对比例进料浓度为34%时所得到的液化液的过滤速度基本相同，说明液化效果也和对比例进料浓度为34%时的效果基本相当。

实施例6

在本发明提供的淀粉液化装置上，包括了图3所示的补液器的喷射蒸煮设备，进行高浓度淀粉乳生产淀粉液化液。

其中，内管为等直径圆管，外径d2为38mm，内径为32mm，内管位于外管内部的长度为70mm。外管通过缩径段缩径，外径D1由76mm缩小到D2为48mm，缩径段的锥顶角β为90°。长度L为18mm。内管与外管之间形成的环形径向间隙最小径向宽度为0.2mm。内管和外管之间通过环形盲板焊接连接。补液管开在环形盲板上并与环形径向间隙连通，补液管的内径为4mm。

在处理量为1000L/h的包含了图3所示的补液器的淀粉乳喷射蒸煮液化装置上，将商品干淀粉和新鲜工艺水配成干淀粉含量分别为36重量%、37重量%和38重量%三种浓度的淀粉乳，并向淀粉乳中加入质量浓度为5%的氢氧化钠溶液，将淀粉乳的pH值调节至约5.8，同时按0.4L/T干基淀粉的添加量向淀粉乳中加入高温α-淀粉酶，并在淀粉乳液化酶混合罐内通过搅拌使两者混合均匀。

将混合罐内的淀粉乳升温至50℃后，泵送至喷射蒸煮器。表压压力为0.7MPa的饱和蒸汽通过喷射蒸煮器上的流量调节阀调节流量后，注入喷射蒸煮器，使喷射得到的淀粉糊的温度为115℃；同时，将补液储罐中的软水以5L/h的流量经加热至115℃后，从补液管中加入径向间隙3中，然后与淀粉糊并流流动通过管线进入维持管。

通过调节维持管出口处的压力控制阀将维持管末端的表压压力控制在0.1MPa。物料（淀粉糊和热水）在管线及维持管内停留约15min后，进入闪蒸罐通过闪蒸降温到96℃，再通过液化柱进料泵泵送至液化柱，在液化柱内停留约100min后，测量液化柱出口处流出的液化液过滤速度，以评价液化效果。结果见表7。

表7

由表7的结果可以看出，实施例6中，通过采用本发明提供的方法和设备，按进料量体积流量0.5%的流量将加热后的软水沿轴向注入补液器内管和外管之间的环形空间，然后沿外管内壁四周进入补液器的出口管线，在进料淀粉乳中干淀粉含量最高达到38%的情况下，淀粉乳喷射蒸煮液化系统仍然可以正常操作，而且经过该系统处理后得到的液化液，其过滤速度和对比例进料浓度为34%时所得到的液化液的过滤速度基本相同，说明液化也没有变差。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种补液器，包括：相互密封套接连通的外管和内管，所述内管的远离所述外管的一端形成补液器入口，所述外管的远离所述内管的一端形成补液器出口；所述外管与所述内管之间具有径向间隙，所述外管与所述内管相交的部分上设置有与所述径向间隙连通的补液管，所述补液管设置为能够向所述径向间隙内通入第一液体，以使所述第一液体能够贴着所述外管的内壁流动。

2.根据权利要求1所述的补液器，其中，所述补液管设置为沿所述外管的周向的切线方向与所述径向间隙连通，或所述补液管设置为平行于所述外管的中心轴线与所述径向间隙连通。

3.根据权利要求1或2所述的补液器，其中，在所述内管与所述外管相交的部分，沿所述补液器入口到所述补液器出口方向，所述外管的直径逐渐变小，所述内管的直径为等直径或逐渐变大。

4.一种淀粉喷射蒸煮设备，包括：喷射蒸煮器和权利要求1-3中任意一项所述的补液器，其中，补液器入口连通所述喷射蒸煮器的出口，将来自所述喷射蒸煮器经过喷射蒸煮而得的淀粉糊引入所述补液器，同时所述补液器的补液管用于提供补液沿着所述补液器的外管内壁的四周注入外管并贴着外管的内壁流动，并与所述淀粉糊并流向下游流动。

5.一种淀粉液化装置，包括：补液储罐和权利要求4所述的淀粉喷射蒸煮设备，所述补液储罐用于向所述淀粉喷射蒸煮设备所包括的补液器提供补液。

6.一种高浓度淀粉乳喷射蒸煮液化的方法，包括：

将干淀粉浓度大于36重量％的淀粉乳与淀粉液化酶混合后引入权利要求5所述的淀粉液化装置进行高浓度淀粉乳的喷射蒸煮和液化，其中，通过所述淀粉液化装置包括的淀粉喷射蒸煮设备中的补液器注入热水或热甜水，与所述喷射蒸煮得到的淀粉糊并流进入液化过程。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述淀粉乳中，干淀粉浓度为39-45重量％。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述淀粉液化酶的用量为0.3-0.5L/T干基淀粉；

优选地，所述热水或热甜水的流量为所述淀粉乳的进料体积流量的0.5-10体积％，优选所述热水或热甜水的流量为所述淀粉乳的进料体积流量的1-5体积％。

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其中，所述热水或热甜水的温度为80-120℃，优选为95-115℃。

10.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述喷射蒸煮的条件包括：淀粉乳温度为45-55℃，淀粉乳的pH值至5.6-5.8；饱和蒸汽的表压压力为0.6-0.8MPa，控制喷射蒸煮器出口温度为105-120℃。