CN212713556U - 一种用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统。包括：一次可拆式宽流道板式换热器、二次可拆式宽流道板式换热器、三次可拆式宽流道板式换热器、热水箱、冷水箱、第一温度传感器、第二温度传感器和主控制器；糖化工段的出口与所述二次可拆式宽流道板式换热器连通；所述第一温度传感器位于所述热水箱中，所述第二温度传感器位于所述冷水箱中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述主控制器数据连接。该换热系统换热效率高，降低了设备成本；回收利用余热，节省了冷热源负荷；结构简单，占用空间少；自动控温，效率高。

Description

一种用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统

技术领域

本实用新型涉及生物制品生产设备技术领域，尤其涉及一种用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统。

背景技术

葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质，在食品、医药、工业上有着非常重要的作用。

工业上常用双酶法生产葡萄糖，该方法生产葡萄糖时需要通过淀粉酶将淀粉乳液化，然后加糖化酶糖化。在液化过程中，淀粉乳(淀粉液中加入了纯碱、水与淀粉酶)需要先加热到50℃破坏其结晶结构，然后在淀粉酶的作用下水解为糊精和低聚糖。加热后的淀粉乳经过一次喷射器和一次闪蒸器，再经二次喷射器，淀粉乳和蒸汽直接相遇，淀粉乳瞬间加热糊化、液化，从二次喷射器出来的料液温度为125～135℃，需要利用换热器降温至约100℃才能进入二次闪蒸器。闪蒸结束后的料液进入柱式液化系统，再次加入淀粉酶连续进行液化。液化完全结束后对液化液进行pH调节，利用换热器降温至60℃，加入糖化酶，连续搅拌，用卫生级泵打入糖化罐进行糖化反应。在糖化酶的作用下淀粉水解产物进一步水解为葡萄糖。糖化后需要将糖化液通过换热器加热到75～80℃灭除酶的活性。

目前，淀粉液化糖化过程中需要的换热器多采用管壳式换热器，而由于糊化的淀粉容易使换热器结垢，所以使用管壳式换热器，清洗维护极不方便；而且上述过程中，多次进行降温或升温，需要消耗较多的能量，不利于节约能耗的绿色发展要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统，包括：一次可拆式宽流道板式换热器、二次可拆式宽流道板式换热器、三次可拆式宽流道板式换热器、热水箱、冷水箱、第一温度传感器、第二温度传感器和主控制器；

所述一次可拆式宽流道板式换热器位于淀粉调配工段的出口与一次喷射器入口之间，所述热水箱与所述一次可拆式宽流道板式换热器连通；所述二次可拆式宽流道板式换热器位于二次喷射器出口与二次闪蒸器入口之间，所述糖化工段的出口与所述二次可拆式宽流道板式换热器连通；

所述三次可拆式宽流道板式换热器位于柱式液化器出口与糖化工段的入口之间，所述冷水箱与所述三次可拆式宽流道板式换热器连通；

所述第一温度传感器位于所述热水箱中，所述第二温度传感器位于所述冷水箱中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述主控制器数据连接。

优选地，所述一次可拆式宽流道板式换热器、二次可拆式宽流道板式换热器、三次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道上均设置有第三温度传感器，且所述第三温度传感器与所述主控制器数据连接。

优选地，所述一次可拆式宽流道板式换热器、二次可拆式宽流道板式换热器、三次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道上均设置有压力变送器，且所述压力变送器与所述主控制器数据连接。

优选地，所述一次可拆式宽流道板式换热器、二次可拆式宽流道板式换热器、三次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道上均设置有流量计，且所述流量计与所述主控制器数据连接。

优选地，还包括报警器，所述报警器与所述主控制器数据连接。

优选地，所述一次可拆式宽流道板式换热器、二次可拆式宽流道板式换热器、三次可拆式宽流道板式换热器的换热介质入口管道上均设置有电动调节阀，且所述电动调节阀与所述主控制器数据连接。

附图说明

图1为本实用新型所述用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统的结构框图；

图2为可拆式宽流道板式换热器的出口管道和热介质入口管道的结构框图；

图3为主控制器的连接结构框图。

图中，各符号的含义如下：

1淀粉调配工段、2一次可拆式宽流道板式换热器、3一次喷射器、4一次闪蒸器、5二次喷射器、6二次可拆式宽流道板式换热器、7二次闪蒸器、8柱式液化器、9三次可拆式宽流道板式换热器、10糖化工段、11糖化液罐、12热水箱、13冷水箱、14第一温度传感器、15第二温度传感器、16第三温度传感器、17压力变送器、18流量计、19电动调节阀、20主控制器、21报警器。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

如图1-3所示，本实施例提供了一种用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统，包括：一次可拆式宽流道板式换热器2、二次可拆式宽流道板式换热器6、三次可拆式宽流道板式换热器9、热水箱12、冷水箱13、第一温度传感器14、第二温度传感器15和主控制器20；

所述一次可拆式宽流道板式换热器2位于淀粉调配工段1的出口与一次喷射器3入口之间，所述热水箱12与所述一次可拆式宽流道板式换热器2连通；所述二次可拆式宽流道板式换热器6位于二次喷射器5出口与二次闪蒸器7入口之间，所述糖化工段10的出口与所述二次可拆式宽流道板式换热器6连通；

所述三次可拆式宽流道板式换热器9位于柱式液化器8出口与糖化工段10的入口之间，所述冷水箱13与所述三次可拆式宽流道板式换热器9连通；

所述第一温度传感器14位于所述热水箱12中，所述第二温度传感器15位于所述冷水箱13中，所述第一温度传感器14和所述第二温度传感器15均与所述主控制器20数据连接。

上述结构的换热系统的工作原理为：

淀粉在淀粉调配工段调配好之后，首先经过一次可拆式宽流道板式换热器加热到50℃破坏其结晶结构，然后依次经过一次喷射器、一次闪蒸器、二次喷射器，从二次喷射器出来的料液温度为125～135℃，进入二次可拆式宽流道板式换热器降温至约100℃，然后依次经过二次闪蒸器、柱式液化器进行连续液化，液化完全的液化液进入三次可拆式宽流道板式换热器降温至60℃后，进入糖化工段进行糖化，糖化后的糖化液进入二次可拆式宽流道板式换热器，与从二次喷射器出来的料液进行热交换，升温到75～80℃灭除酶的活性，得到糖化液流入糖化液罐中。

其中，一次可拆式宽流道板式换热器与热水箱连通，利用热水箱中的热水作为换热介质，热水箱中设置有用于检测热水箱中温度的第一温度传感器；三次可拆式宽流道板式换热器与冷水箱连通，利用冷水箱中的冷水作为换热介质，冷水箱中设置有用于检测冷水箱中温度的第二温度传感器；第一温度传感器和第二温度传感器分别将检测到的温度发送至主控制器中，主控制器可以根据接收到的温度，对水箱中的水温进行调控。例如，当热水箱的温度低于预设值时，主控制器可以控制热水箱中的加热器件打开对热水进行加热至其温度达到预设值。从而保证热水箱和冷水箱中的温度一直保持在设定的温度范围内，进而保证换热器的工作效率。

二次可拆式宽流道板式换热器采用糖化液作为换热介质，既降低了二次喷射后得到的料液温度，也升高了糖化液的温度，使热能得到了充分利用，极大的降低了能耗。

本实施例提供的换热系统具有如下有益效果：

1.高换热效率，降低设备成本

本实用新型采用的可拆式宽流道板式换热器的换热系数比管壳式换热器要高很多，在相同换热量的情况下所需要的换热面积更少，能大大降低换热设备的初始投资成本。除此之外，可拆式宽流道板式换热器板间距较宽，波纹板片的设计使得换热器壁面剪切力较大，相同工艺操作条件下，与管壳式换热器相比，可拆式宽流道板式换热器结垢速度大大降低。高度糊化的淀粉液流经板片不易发生结垢堵塞。因此采用可拆式宽流道板式换热器能为用户减少维护时间及维护成本。

2.回收利用余热，节省冷热源负荷

本实用新型采用可拆式宽流道板式换热器进行二次喷射后的料液与糖化后的糖化液换热降温，充分利用了葡萄糖生产过程中液化工段产生的热能，节省了淀粉液冷却所需的冷却水资源和糖化液加热所需的热水资源，符合国家节能减排的操作。

3.结构简单，占用空间少

本实用新型采用的可拆式宽流道板式换热器，由一组不锈钢波纹板片和密封胶垫框架组合而成，结构简单紧凑。在相同换热量的情况下，可拆式宽流道板式换热器的体积比管壳式换热器小很多，同时由于可拆式宽流道板式换热器的四个接口可以做在同一侧，也能大大降低换热设备的占用空间。

4.自动控温，效率高

通过设置温度传感器与主控制器，对水箱中的温度可实现自动控制，从而保证进入换热器的换热介质能够保持设定的温度，保证换热器具有较高的效率。

在本实用新型的一个实施例中，所述一次可拆式宽流道板式换热器2、二次可拆式宽流道板式换热器6、三次可拆式宽流道板式换热器9的产品出口管道上均设置有第三温度传感器16，且所述第三温度传感器16与所述主控制器20数据连接。

其中，需要说明的是：一次/二次/三次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道是指流入换热器中的除换热介质之外的另一种液体的出口管道，比如，一次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道是加热到50℃的淀粉的出口管道，连接一次喷射器的入口；二次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道是降温至约100℃的料液出口管道，连接二次闪蒸器的入口；三次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道是降温至60℃的液化液出口管道，连接糖化工段的入口。

本实施例中，通过在一次/二次/三次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道设置第三温度传感器，可以检测从换热器出来的产品的温度，并通过将检测的温度发送至主控制器，监测温度是否正常，从而监测换热器是否正常工作。比如，当换热器中出现结垢堵塞时，不能够进行充分换热，产品出口管道中流经的液体温度会发生变化。所以，当监测到温度发生变化时，则换热器可能出现故障。

在本实用新型的一个实施例中，所述一次可拆式宽流道板式换热器2、二次可拆式宽流道板式换热器6、三次可拆式宽流道板式换热器9的产品出口管道上均设置有压力变送器17，且所述压力变送器17与所述主控制器20数据连接。

本实施例中，通过在一次/二次/三次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道设置压力变送器，可以检测从换热器出来的产品的压力，并通过将检测的压力发送至主控制器，监测压力是否正常，从而监测换热器是否正常工作。比如，当换热器中出现结垢堵塞时，产品出口管道的压力会变大。所以，当监测到压力变大时，则换热器可能出现故障。

在本实用新型的一个实施例中，所述一次可拆式宽流道板式换热器2、二次可拆式宽流道板式换热器6、三次可拆式宽流道板式换热器9的产品出口管道上均设置有流量计18，且所述流量计18与所述主控制器20数据连接。

本实施例中，通过在一次/二次/三次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道设置流量计，可以检测从换热器出来的产品的流量，并通过将检测的流量值发送至主控制器，监测流动情况是否正常，从而监测换热器是否正常工作。比如，当换热器中出现结垢堵塞时，产品出口管道中流经的液体量就会减少，流量值就会减小。所以，当监测到流量值减小时，则换热器可能出现故障。

本实用新型的一个实施例提供的换热系统，还包括报警器21，所述报警器21与所述主控制器20数据连接。

在使用过程中，如果主控制器监测到产品出口管道上的温度、压力或流量发生变化时，会产生报警指令发送至报警器，报警器报警以提示换热器可能出现故障。

在本实用新型的一个实施例中，所述一次可拆式宽流道板式换热器2、二次可拆式宽流道板式换热器6、三次可拆式宽流道板式换热器9的换热介质入口管道上均设置有电动调节阀19，且所述电动调节阀19与所述主控制器20数据连接。

其中，需要说明的是：一次/二次/三次可拆式宽流道板式换热器的换热介质入口管道是指：比如，一次可拆式宽流道板式换热器的换热介质入口管道是指热水箱中热水进入换热器的管道；二次可拆式宽流道板式换热器的换热介质入口管道是指糖化液进入换热器的管道；三次可拆式宽流道板式换热器的换热介质入口管道是指冷水箱中冷水进入换热器的管道。

本实施例中，通过在一次/二次/三次可拆式宽流道板式换热器的换热介质入口管道设置电动调节阀，并将该电动调节阀与主控制器连接，可以通过主控制器向电动调节阀发送指令，自动调节阀门的开度，进而调节进入换热器的换热介质的流量。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统，其特征在于，包括：一次可拆式宽流道板式换热器、二次可拆式宽流道板式换热器、三次可拆式宽流道板式换热器、热水箱、冷水箱、第一温度传感器、第二温度传感器和主控制器；

所述一次可拆式宽流道板式换热器位于淀粉调配工段的出口与一次喷射器入口之间，所述热水箱与所述一次可拆式宽流道板式换热器连通；所述二次可拆式宽流道板式换热器位于二次喷射器出口与二次闪蒸器入口之间，糖化工段的出口与所述二次可拆式宽流道板式换热器连通；

所述三次可拆式宽流道板式换热器位于柱式液化器出口与糖化工段的入口之间，所述冷水箱与所述三次可拆式宽流道板式换热器连通；

所述第一温度传感器位于所述热水箱中，所述第二温度传感器位于所述冷水箱中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述主控制器数据连接。

2.如权利要求1所述的用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统，其特征在于，所述一次可拆式宽流道板式换热器、二次可拆式宽流道板式换热器、三次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道上均设置有第三温度传感器，且所述第三温度传感器与所述主控制器数据连接。

3.如权利要求1所述的用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统，其特征在于，所述一次可拆式宽流道板式换热器、二次可拆式宽流道板式换热器、三次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道上均设置有压力变送器，且所述压力变送器与所述主控制器数据连接。

4.如权利要求1所述的用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统，其特征在于，所述一次可拆式宽流道板式换热器、二次可拆式宽流道板式换热器、三次可拆式宽流道板式换热器的产品出口管道上均设置有流量计，且所述流量计与所述主控制器数据连接。

5.如权利要求2-4任一项所述的用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统，其特征在于，还包括报警器，所述报警器与所述主控制器数据连接。

6.如权利要求1所述的用于葡萄糖生产的淀粉液化糖化换热系统，其特征在于，所述一次可拆式宽流道板式换热器、二次可拆式宽流道板式换热器、三次可拆式宽流道板式换热器的换热介质入口管道上均设置有电动调节阀，且所述电动调节阀与所述主控制器数据连接。

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