CN112444142A - 淀粉浆加热设备 - Google Patents

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林海龙
熊强
邓立康
范洪岩
刘晓峰
白金华
赵桂彬
曲娟
李欣
杨志忠
李一凡
徐占军
康宇
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Sdic Bioenergy Tieling Co ltd
Sdic Biotechnology Investment Co ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/06—Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/20—Heating; Cooling

Abstract

本发明公开了一种淀粉浆加热设备，所述淀粉浆加热设备包括水热器、蒸汽管道、进料管道以及出料管道；所述水热器内部具有空腔，所述水热器设有进料口、出料口以及喷嘴，所述进料口和所述出料口分别与所述空腔连通，所述喷嘴位于所述空腔内部；所述蒸汽管道的一端与蒸汽源连通，另一端与所述喷嘴连通；所述进料管道的一端用于淀粉浆进料，另一端与所述进料口连通；所述出料管道的一端用于淀粉浆出料，另一端与所述出料口连通；其中，所述喷嘴配置为朝向所述空腔中的淀粉浆设置以使蒸汽能够直接喷射在所述淀粉浆上。本发明的淀粉浆加热设备的加热效率高，同时还能够提高淀粉转化糖的效果。

Description

淀粉浆加热设备
技术领域
本发明涉及酒精生产领域，具体地涉及一种淀粉浆加热设备。
背景技术
在酒精的生产过程中，涉及将玉米淀粉转化糖的过程，该过程需要将淀粉浆进行加热，使淀粉颗粒膨胀。由于淀粉颗粒的膨胀，其晶体结构消失，变成糊状液体，利用液化酶使糊化淀粉水解到一定的糊精和低聚糖程度，粘度大大降低，流动性增加。在淀粉转化糖的过程中，对淀粉浆进行加热的目的是使淀粉浆的温度满足酶制剂的最佳作用温度。
而现有技术中，传统的加热方式是采用间接加热的形式，间接借助蒸汽使淀粉浆达到所需的反应温度，其加热效率低，严重地影响了淀粉转化糖的效果。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种淀粉浆加热设备，该淀粉浆加热设备的加热效率高，同时还能够提高淀粉转化糖的效果。
为了实现上述目的，本发明提供一种淀粉浆加热设备，所述淀粉浆加热设备包括水热器、蒸汽管道、进料管道以及出料管道；所述水热器内部具有空腔，所述水热器设有进料口、出料口以及喷嘴，所述进料口和所述出料口分别与所述空腔连通，所述喷嘴位于所述空腔内部；所述蒸汽管道的一端与蒸汽源连通，另一端与所述喷嘴连通；所述进料管道的一端用于淀粉浆进料，另一端与所述进料口连通；所述出料管道的一端用于淀粉浆出料，另一端与所述出料口连通；其中，所述喷嘴配置为朝向所述空腔中的淀粉浆设置以使蒸汽能够直接喷射在所述淀粉浆上。
可选的，所述进料管道的长度不少于三倍所述进料口的直径，和/或，所述出料管道的长度不少于十倍所述出料口的直径。
可选的，所述淀粉浆加热设备包括压力表，所述压力表设置在所述出料管道的靠近淀粉浆出料的一端。
可选的，所述淀粉浆加热设备包括蒸汽止回阀，所述蒸汽止回阀设置在所述蒸汽管道上并距离所述水热器3～5倍所述蒸汽管道管径的长度。
可选的，所述淀粉浆加热设备包括蒸汽过滤器，所述蒸汽过滤器设置在所述蒸汽管道的靠近所述蒸汽源的一端。
可选的，所述蒸汽管道包括第一管段与第二管段，所述第一管段的一端与所述蒸汽源连接，所述第一管段的另一端与所述第二管段的一端连接，所述第二管段的另一端与所述喷嘴连接；其中，所述第二管段沿着蒸汽的流动方向向下倾斜设置。
可选的，所述淀粉浆加热设备包括设置在所述进料管道上的进料止回阀；和/或，所述淀粉浆加热设备包括设置在所述蒸汽管道上的蒸汽预热阀门。
可选的，所述淀粉浆加热设备包括控制单元和自动阀门；所述自动阀门设置在所述蒸汽管道上并与所述控制单元电连接，所述控制单元配置为能够根据所收到的信号控制所述自动阀门的启、闭以及开度。
可选的，所述淀粉浆加热设备包括用于监测所述进料管道中的淀粉浆流量的流量监测单元，所述流量监测单元与所述控制单元电连接以向所述控制单元发送流量信号，所述控制单元配置为：当接收到的所述流量信号达到预设流量值时，控制所述自动阀门开启。
可选的，所述淀粉浆加热设备包括用于监测所述出料管道中的淀粉浆温度的温度监测单元，所述温度监测单元与所述控制单元电连接以向所述控制单元发送温度信号，所述控制单元配置为：当接收到的所述温度信号达到预设温度值时，控制所述自动阀门的开度或者控制所述自动阀门关闭；优选地，所述温度监测单元设置在所述出料管道上并距离所述水热器20～40倍所述出料管道管径的长度。
通过上述技术方案，本发明的所述蒸汽管道的一端与蒸汽源连通，另一端与所述喷嘴连通；所述进料管道的一端用于淀粉浆进料，另一端与所述进料口连通；所述出料管道的一端用于淀粉浆出料，另一端与所述出料口连通；其中，所述喷嘴配置为朝向所述空腔中的淀粉浆设置以使蒸汽能够直接喷射在所述淀粉浆上。淀粉浆能够通过所述进料管道流入所述水热器的空腔内，在所述空腔内，蒸汽通过所述蒸汽管道从所述喷嘴朝向所述淀粉浆喷射，由于所述喷嘴喷出的蒸汽具有很强力的剪切效果，能够提高所述淀粉浆的浆化效率，并且，由于是在所述空腔内进行蒸汽喷射加热，整个空腔内没有任何死角，加热温度分布非常均匀，避免了喷射和后续的液化过程中水解程度不同的问题。加热之后的淀粉浆再通过所述出料管道流出，从而完成整个加热过程。本发明的淀粉浆加热设备对淀粉浆的加热效率高，同时还能够提高淀粉转化糖的效果。
附图说明
图1是本发明的淀粉浆加热设备的一种实施方式的结构示意图。
附图标记说明
10-水热器，20-蒸汽管道，21-第二管段，30-进料管道，40-出料管道，50-压力表，60-蒸汽止回阀，70-蒸汽过滤器，80-进料止回阀，90-自动阀门，100-流量监测单元，110-温度监测单元
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明的所述淀粉浆加热设备包括水热器10、蒸汽管道20、进料管道30以及出料管道40；所述水热器10内部具有空腔，所述水热器10设有进料口、出料口以及喷嘴，所述进料口和所述出料口分别与所述空腔连通，所述喷嘴位于所述空腔内部；所述蒸汽管道20的一端与蒸汽源连通，另一端与所述喷嘴连通；所述进料管道30的一端用于淀粉浆进料，另一端与所述进料口连通；所述出料管道40的一端用于淀粉浆出料，另一端与所述出料口连通；其中，所述喷嘴配置为朝向所述空腔中的淀粉浆设置以使蒸汽能够直接喷射在所述淀粉浆上。
在本发明中，淀粉浆能够通过所述进料管道30流入所述水热器10的空腔内，在所述空腔内，蒸汽通过所述蒸汽管道20从所述喷嘴朝向所述淀粉浆喷射，由于所述喷嘴喷出的蒸汽具有很强力的剪切效果，能够提高所述淀粉浆的浆化效率，并且，由于是在所述空腔内进行蒸汽喷射加热，整个空腔内没有任何死角，加热温度分布非常均匀，避免了喷射和后续的液化过程中水解程度不同的问题。加热之后的淀粉浆再通过所述出料管道40流出，从而完成整个加热过程。本发明的淀粉浆加热设备对淀粉浆的加热效率高，同时还能够提高淀粉转化糖的效果。
为了使淀粉浆加热设备在运行时能够更加稳定，可选的，所述进料管道30的长度不少于三倍所述进料口的直径，同时，所述出料管道40的长度不少于十倍所述出料口的直径。这样设置，能够减小淀粉浆在所述进料管道30和所述出料管道40中流动时产生的震动，从而稳定淀粉浆加热设备的运行。
为了能够实时监测淀粉浆出料时的压力，在本发明的一种实施方式中，所述淀粉浆加热设备包括压力表50，所述压力表50设置在所述出料管道40的靠近淀粉浆出料的一端。应当理解的是，在一些情况下，也可以在所述进料管道30上设置压力表以监测淀粉浆进料时的压力。
为了防止蒸汽、凝液回流而对蒸汽源等结构造成损坏，本发明的所述淀粉浆加热设备进一步包括蒸汽止回阀60，所述蒸汽止回阀60设置在所述蒸汽管道20上并距离所述水热器103～5倍所述蒸汽管道20管径的长度，从而能够减少设备运行时产生的震动。
在刚刚焊接完的管道中，焊渣杂质比较多，而且蒸汽的流速非常快，焊渣杂质容易进入所述水热器10中，为了避免这一问题，在本发明的一种实施方式中，所述淀粉浆加热设备包括蒸汽过滤器70，所述蒸汽过滤器70设置在所述蒸汽管道20的靠近所述蒸汽源的一端。当然，如设备运行一段时间后焊渣杂质已经过滤完，可以考虑卸下所述蒸汽过滤器70。
具体的，所述蒸汽管道20包括第一管段与第二管段21，所述第一管段的一端与所述蒸汽源连接，所述第一管段的另一端与所述第二管段21的一端连接，所述第二管段21的另一端与所述喷嘴连接。为了防止出现冷凝水水锤现象，在本发明的一种实施方式中，所述第二管段21沿着蒸汽的流动方向向下倾斜设置或者水平设置，总之，所述第二管段21不能沿着蒸汽流动的方向向上倾斜，否则可能产生冷凝水水锤现象。
为了避免出现淀粉浆回流的情况，可选的，所述淀粉浆加热设备包括设置在所述进料管道30上的进料止回阀80。
为了提高蒸汽的加热效率，同时解决凝液排出的问题，可选的，所述淀粉浆加热设备包括设置在所述蒸汽管道20上的蒸汽预热阀门。
为了提高本发明的淀粉浆加热设备的自动化程度，所述淀粉浆加热设备包括控制单元和自动阀门90；所述自动阀门90设置在所述蒸汽管道20上并与所述控制单元电连接，所述控制单元配置为能够根据所收到的信号控制所述自动阀门90的启、闭以及开度。
具体的，所述淀粉浆加热设备包括用于监测所述进料管道30中的淀粉浆流量的流量监测单元100，所述流量监测单元100与所述控制单元电连接以向所述控制单元发送流量信号，所述控制单元配置为：当接收到的所述流量信号达到预设流量值时，控制所述自动阀门90开启。也就是说，所述控制单元必须在控制所述自动阀门开启前确认工艺状况，当所述流量监测单元100监测到所述进料管道30中的淀粉浆流量时，实时将所述流量信号发送至所述控制单元，所述控制单元将所述流量信号与预设流量值(可以根据情况任意设置)进行比较，若所述流量信号大于或等于所述预设流量值时，就表示当前状况符合蒸汽加热标准，所述控制单元则控制所述自动阀门90开启。
在本发明的一种实施方式中，所述淀粉浆加热设备还包括用于监测所述出料管道40中的淀粉浆温度的温度监测单元110，所述温度监测单元110与所述控制单元电连接以向所述控制单元发送温度信号，所述控制单元配置为：当接收到的所述温度信号达到预设温度值时，控制所述自动阀门90的开度或者控制所述自动阀门90关闭。
也就是说，当突发性流量变化导致温度波动时，所述温度监测单元110能够实时将温度信号传递至所述控制单元，所述控制单元经过与所述预设温度值的比较，判断是否控制所述自动阀门90关闭，或者是否减小、增加所述自动阀门90的开度以调整蒸汽的流量。
为了使温度监测的温度信号更具有代表性，在本发明的一种实施方式中，所述温度监测单元110设置在所述出料管道40上并距离所述水热器1020～40倍所述出料管道40管径的长度，由于该处的淀粉浆已经混合均匀，温度比较稳定，因此其温度信号更具有代表性。
以上结合附图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，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但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)

1.一种淀粉浆加热设备，其特征在于，所述淀粉浆加热设备包括水热器(10)、蒸汽管道(20)、进料管道(30)以及出料管道(40)；
所述水热器(10)内部具有空腔，所述水热器(10)设有进料口、出料口以及喷嘴，所述进料口和所述出料口分别与所述空腔连通，所述喷嘴位于所述空腔内部；
所述蒸汽管道(20)的一端与蒸汽源连通，另一端与所述喷嘴连通；
所述进料管道(30)的一端用于淀粉浆进料，另一端与所述进料口连通；
所述出料管道(40)的一端用于淀粉浆出料，另一端与所述出料口连通；
其中，所述喷嘴配置为朝向所述空腔中的淀粉浆设置以使蒸汽能够直接喷射在所述淀粉浆上。
2.根据权利要求1所述的淀粉浆加热设备，其特征在于，所述进料管道(30)的长度不少于三倍所述进料口的直径，和/或，所述出料管道(40)的长度不少于十倍所述出料口的直径。
3.根据权利要求1所述的淀粉浆加热设备，其特征在于，所述淀粉浆加热设备包括压力表(50)，所述压力表(50)设置在所述出料管道(40)的靠近淀粉浆出料的一端。
4.根据权利要求1所述的淀粉浆加热设备，其特征在于，所述淀粉浆加热设备包括蒸汽止回阀(60)，所述蒸汽止回阀(60)设置在所述蒸汽管道(20)上并距离所述水热器(10)3～5倍所述蒸汽管道(20)管径的长度。
5.根据权利要求1所述的淀粉浆加热设备，其特征在于，所述淀粉浆加热设备包括蒸汽过滤器(70)，所述蒸汽过滤器(70)设置在所述蒸汽管道(20)的靠近所述蒸汽源的一端。
6.根据权利要求1所述的淀粉浆加热设备，其特征在于，所述蒸汽管道(20)包括第一管段与第二管段(21)，所述第一管段的一端与所述蒸汽源连接，所述第一管段的另一端与所述第二管段(21)的一端连接，所述第二管段(21)的另一端与所述喷嘴连接；其中，所述第二管段(21)沿着蒸汽的流动方向向下倾斜设置。
7.根据权利要求1所述的淀粉浆加热设备，其特征在于，所述淀粉浆加热设备包括设置在所述进料管道(30)上的进料止回阀(80)；和/或，所述淀粉浆加热设备包括设置在所述蒸汽管道(20)上的蒸汽预热阀门。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的淀粉浆加热设备，其特征在于，所述淀粉浆加热设备包括控制单元和自动阀门(90)；所述自动阀门(90)设置在所述蒸汽管道(20)上并与所述控制单元电连接，所述控制单元配置为能够根据所收到的信号控制所述自动阀门(90)的启、闭以及开度。
9.根据权利要求8所述的淀粉浆加热设备，其特征在于，所述淀粉浆加热设备包括用于监测所述进料管道(30)中的淀粉浆流量的流量监测单元(100)，所述流量监测单元(100)与所述控制单元电连接以向所述控制单元发送流量信号，所述控制单元配置为：当接收到的所述流量信号达到预设流量值时，控制所述自动阀门(90)开启。
10.根据权利要求8所述的淀粉浆加热设备，其特征在于，所述淀粉浆加热设备包括用于监测所述出料管道(40)中的淀粉浆温度的温度监测单元(110)，所述温度监测单元(110)与所述控制单元电连接以向所述控制单元发送温度信号，所述控制单元配置为：当接收到的所述温度信号达到预设温度值时，控制所述自动阀门(90)的开度或者控制所述自动阀门(90)关闭；
优选地，所述温度监测单元(110)设置在所述出料管道(40)上并距离所述水热器(10)20～40倍所述出料管道(40)管径的长度。
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