CN213012889U - 一种液化糖化热能交换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液化糖化热能交换系统，包括液化装置、糖化装置、第一换热器组件以及第二换热器组件，第一换热器组件包括用于通入液化装置中的液化液的第一进料口、用于通入灭酶罐中的糖化液的第二进料口、用于将经过第一换热器组件换热后的液化液输出的第一出料口、用于将经过第一换热器组件换热后的糖化液输出至灭酶罐的第二出料口；第二换热器组件包括与第一出料口相连通的第三进料口、与进水管相连通的第四进料口、与糖化装置相连通的第三出料口、与出水管相连通的第四出料口。本实用新型的换热效率高，能源节约，成本低。

Description

一种液化糖化热能交换系统

技术领域

本实用新型涉及一种液化糖化热能交换系统。

背景技术

葡萄糖浆是以淀粉为原料，经过调浆、液化、糖化、灭酶、脱色过滤、离子交换等步骤制得的以葡萄糖浆为主要成分的产品。

在制糖过程中，淀粉液化所需温度较高，淀粉乳经喷射、闪蒸后温度仍然较高，因此需要进行降温后再进行糖化，而糖化完成后又需要进行高温灭酶以避免糖化酶进行后续反应，影响最终产品的质量和产量。

目前，通常是利用自来水对液化液进行降温，其缺点是需要耗费大量的水源。而高温灭酶通常是利用高温蒸汽进行灭酶，其缺点是能耗较高，增加了额外的成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种换热效率高，能源节约的液化糖化热能交换系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提供了一种液化糖化热能交换系统，包括液化装置和糖化装置，所述糖化装置包括间歇糖化组件以及连续糖化组件，所述的间歇糖化组件包括用于糖化反应的糖化罐以及用于对糖化液进行灭酶的灭酶罐；所述的系统还包括第一换热器组件以及第二换热器组件，所述的第一换热器组件包括用于通入所述的液化装置中的液化液的第一进料口、用于通入所述的灭酶罐中的糖化液的第二进料口、用于将经过所述的第一换热器组件换热后的液化液输出的第一出料口、用于将经过所述的第一换热器组件换热后的糖化液输出至所述的灭酶罐的第二出料口；所述的第二换热器组件包括与所述的第一出料口相连通的第三进料口、与进水管相连通的第四进料口、分别与所述的糖化罐和所述的连续糖化组件相连通的第三出料口、与出水管相连通的第四出料口。

本实用新型通过第一换热器组件将温度较高的液化液与温度较低的糖化完成后的糖化液进行热交换，使液化液温度初步降低，使糖化完成后的糖化液温度升高，再通过第二换热器组件将初步降温后的的液化液和水进行热交换，使液化液温度进一步下降至糖化反应温度后通入糖化装置中用于糖化反应；而糖化完成后的糖化液温度升高使糖化酶失活后回流至灭酶罐中进行循环至灭酶完全。

优选地，所述的第一换热器组件和所述的第二换热器组件包括一个及以上的换热器，当所述的换热器的个数为两个及以上时，两个及以上的所述换热器相串联。通过依次串联的多个换热器，使液化液和糖化完成后的糖化液经过连续多次热交换，进一步提高换热效率，从而获得理想的换热效果。

进一步优选地，所述的第一换热器组件包括2～3个所述的换热器，所述的第二换热器组件包括1～2个所述的换热器。

根据一种具体且优选地实施方式，所述的换热器为螺旋板换热器。

优选地，所述的第一换热器组件与所述的灭酶罐的连接管路、所述的第二换热器组件与所述的糖化罐或所述的连续糖化组件的连接管路上分别设置有开关阀。

优选地，所述的第一换热器组件与所述的液化装置的连接管路上设置有第一泵。

优选地，所述的系统还包括与所述的灭酶罐的底部相连通的第一管路、与所述的第一管路相连通的第二泵、与所述的第二泵相连通的第二管路、与所述的第二管路相连通的喷射器、与所述的喷射器相连通的第三管路、与所述的喷射器相连通的能够通入蒸汽的进汽管、两端部分别与所述的第三管路以及所述的灭酶罐的顶部相连通的第四管路、两端分别与所述的第四管路以及所述的第一换热器组件的第二出料口相连通的第五管路，所述的第三管路与所述的第一换热器组件的第二进料口相连通，所述的第五管路上设置有开关阀，所述的第四管路与所述的第三管路的连接处和所述的第一换热器组件之间的第三管路上设置有开关阀，所述的第四管路与所述的第三管路的连接处和所述的第四管路与所述的第五管路的连接处之间的第四管路上设置有开关阀，所述的进汽管上设置有开关阀。当仅通过换热系统无法将糖化反应后的糖化液中糖化酶完全灭活时，或者换热系统未工作时，可以选择关闭第三管路上的开关阀并打开第四管路和进汽管上的开关阀，使灭酶罐中的糖化反应后的糖化液经喷射器后回流至灭酶罐，通过喷射器向糖化完成后的糖化液中喷射蒸汽来提高糖化完成后的糖化液的温度，从而保证糖化酶完全失活。

优选地，所述的液化装置包括液化喷射器、与所述的液化喷射器相连通的维持罐、与所述的维持罐相连通的闪蒸罐，所述的闪蒸罐与所述的第一换热器组件的第一进料口相连通。

优选地，所述的连续糖化组件包括依次串联的多个糖化柱。

优选地，所述的系统还包括分别与所述的进水管和所述的出水管相连通的凉水塔。通过凉水塔将从第二换热器组件中流出的热水降温后，通过进水管再次进入第二换热器组件中与液化液换热，从而实现水的循环利用，节约水资源。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型通过换热器对温度较高的液化液和温度较低的糖化完成后的糖化液进行热能交换，使得液化液的温度进行初步降低，然后再将初步降温后的液化液与水进行热交换以使液化液的温度降低至糖化所需温度后进入糖化罐或连续糖化组件进行糖化反应；而糖化完成后的糖化液温度升高以使糖化酶失活后回流至灭酶罐中进行循环至灭酶完全。本实用新型的换热效率高，能源节约，成本低。

附图说明

附图1为本实用新型中具体实施例的液化糖化热能交换系统的结构示意图；

附图2为附图1的局部放大图；

以上附图中：1、闪蒸罐；21、第一连接管；22、第一泵；23、第二连接管；24、第三连接管；25、第四连接管；26、第五连接管；27、进水管；28、出水管；31、第一换热器；32、第二换热器；33、第三换热器；34、第一外管；35、第二外管；36、第一出口；37、第一入口； 38、第二出口；第二入口；41、第一进料口；42、第二进料口；43、第三进料口；44、第四进料口；45、第一出料口；46、第二出料口；47、第三出料口；48、第四出料口；5、糖化罐；6、连续糖化组件；61、糖化柱；71、第一管路；72、第二泵；73、第二管路；74、喷射器；75、进汽管；76、第三管路；77、第四管路；78、第五管路；8、灭酶罐；91、第一开关阀；92、第二开关阀；93、第三开关阀；94、第四开关阀；95、第五开关阀；96、第六开关阀。

具体实施方式

下面结合附图1所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示的液化糖化热能交换系统，包括液化装置、糖化装置、第一换热器组件以及第二换热器组件。

液化装置包括液化喷射器、与液化喷射器相连通的维持罐、与维持罐相连通的闪蒸罐1。

糖化装置包括间歇糖化组件以及连续糖化组件6，间歇糖化组件包括用于糖化反应的糖化罐5以及用于对糖化液进行灭酶的灭酶罐8；连续糖化组件6包括依次串联的多根糖化柱61。

第一换热器组件包括用于通入液化装置中的液化液的第一进料口41、用于通入灭酶罐8 中的糖化液的第二进料口42、用于将经过第一换热器组件换热后的液化液输出的第一出料口 45、用于将经过第一换热器组件换热后的糖化液输出至灭酶罐8的第二出料口46。本实施例中，如图1、图2所示，第一换热器组件由第一换热器31和第二换热器32通过第一外管34和第二外管35串联组成，当然在其他实施方式中，可以根据实际情况设置第一换热器组件的换热器的数量，当选择两个以上换热器时，以串联的方式连接各换热器，优选为串联设置的2～3个换热器。根据一种具体实施方式，如图2所示，第一换热器31上设有第一进料口41、与第一进料口41相连通的第一出口36、第二出料口46、与第二出料口46相连通的第二入口39；第二换热器32上设有第二进料口42、与第二进料口42相连通的第二出口38、第一出料口45、与第一出料口45相连通的第一入口37，第一入口37和第一出口36通过第一外管34相连通，第二入口39和第二出口38通过第二外管35相连通。本实施例中，第一换热器31和第二换热器 32均为螺旋板换热器，第一换热器31中用于连通第一进料口41和第一出口36的内管道与用于连通第二出料口46和第二入口39的内管道均呈蚊香型螺旋结构并相互盘绕，第二换热器32 中用于连通第二进料口42和第二出口38的内管道与用于连通第一出料口45和第一入口37的内管道均呈蚊香型螺旋结构并相互盘绕。

第二换热器组件包括与第一出料口45相连通的第三进料口43、与进水管27相连通的第四进料口44、分别与糖化罐5和连续糖化组件6相连通的第三出料口47、与出水管28相连通的第四出料口48。本实施例中，如图1、图2所示，第二换热器组件仅设置一个第三换热器33，当然在其他实施方式中，也可以根据实际需要设置两个或两个以上的换热器，同样地，当选择两个以上换热器时，以串联的方式连接各换热器，由于液化液已经通过第一换热器组件进行了初次降温，因此优选设置1个或串联的2个换热器。具体地，如图2所示，第三换热器33上设有第三进料口43、与第三进料口43相连通的第三出料口47、第四进料口44、与第四进料口 44相连通的第四出料口48，本实施例中，第三换热器33为螺旋板换热器，用于连通第三进料口43和第三出料口47的内管道与用于连通第四进料口44和第四出料口48的内管道均呈蚊香型螺旋结构并相互缠绕。

根据一种具体实施方式，如图1所示，液化装置的闪蒸罐1的底部与第一连接管21的一端相连通，第一连接管21的另一端与第一泵22的进料口相连通，第一泵22的出料口与第二连接管23相连通，第二连接管23的另一端与第一换热器组件的第一进料口41相连通，第一换热器组件的第一出料口45与第三连接管24的一端相连通，第三连接管24的另一端与第三换热器33上的第三进料口43相连通，第三换热器33上的第三出料口47与第四连接管25的一端相连通，第四连接管25的另一端与间歇糖化组件的糖化罐5的顶部相连通，第四连接管 25上设有第一开关阀91和第二开关阀92，第一开关阀91位于第二开关阀92的上游且靠近第三换热器33，第四连接管25还与第五连接管26的一端相连通，第五连接管26与第四连接管 25的连接处位于第一开关阀91和第二开关阀92之间，第五连接管26与多根支管的一端相连通，每根支管的另一端分别与一根连续糖化装置6的糖化柱61的底部相连通，第五连接管26 上设有第三开关阀93。

灭酶罐8的底部与第一管路71的一端相连通，第一管路71的另一端与第二泵72的进料口相连通，第二泵72的出料口与第二管路73的一端相连通，第二管路73的另一端与喷射器 74进料口相连通，喷射器74的出料口与第三管路76的一端相连通，喷射器74还与能够通入蒸汽的设有开关阀的进汽管75相连通，第三管路76的另一端与第一换热器组件的第二进料口 42相连通，在第三管路76上靠近第一换热器组件的一段上设有第四开关阀94，第三管路76 还与第四管路77的一端相连通，第四管路77与第三管路76的连接处位于喷射器74和第四开关阀94之间，第四管路77的另一端与灭酶罐8的顶部相连通，在第四管路77上设有第六开关阀96，第四管路77还与设有第五开关阀95的第五管路78的一端相连通，第五管路78与第四管路77的连接处位于灭酶罐8和第六开关阀96之间，第五管路78的另一端与第一换热组件的第二出料口46相连通。

第三换热器33的第四进料口44与进水管27的一端相连通，第四出料口48与出水管28 的一端相连通。本实施例中，进水管27的另一端以及出水管28的另一端均与凉水塔相连通。

本实施例的工作原理是：

液化糖化热能交换系统在工作时，第一泵22、第二泵72、第一开关阀91、第四开关阀94，第五开关阀95、以及第二开关阀92和/或第三开关阀93均呈打开状态，温度较高的液化液和需进行升温灭酶的糖化反应后的糖化液在第一换热器组件中进行第一轮热能交换，糖化反应后的糖化液升温灭酶并回流至灭酶罐8中并进行循环灭酶，液化液实现初步降温后进入第二换热器组件和水进行第二轮热能交换，液化液温度下降至糖化反应所需的温度后进入糖化罐5和/ 或连续糖化组件6中进行糖化反应，水升温后去凉水塔冷却后再进入第二换热器组件。液化糖化热能交换工作结束后，将第一泵22、第二泵72以及所有打开的开关阀关闭，此时若发现仅通过换热系统未能使糖化反应后的糖化液中的糖化酶完全灭活时，可将第六开关阀96和进汽管75上的开关阀打开，通过喷射器74向糖化反应后的糖化液中喷射蒸汽使糖化酶失活。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液化糖化热能交换系统，包括液化装置和糖化装置，其特征在于：所述糖化装置包括间歇糖化组件以及连续糖化组件(6)，所述的间歇糖化组件包括用于糖化反应的糖化罐(5)以及用于对糖化液进行灭酶的灭酶罐(8)；所述的系统还包括第一换热器组件以及第二换热器组件，所述的第一换热器组件包括用于通入所述的液化装置中的液化液的第一进料口(41)、用于通入所述的灭酶罐(8)中的糖化液的第二进料口(42)、用于将经过所述的第一换热器组件换热后的液化液输出的第一出料口(45)、用于将经过所述的第一换热器组件换热后的糖化液输出至所述的灭酶罐(8)的第二出料口(46)；所述的第二换热器组件包括与所述的第一出料口(45)相连通的第三进料口(43)、与进水管(27)相连通的第四进料口(44)、分别与所述的糖化罐(5)和所述的连续糖化组件(6)相连通的第三出料口(47)、与出水管(28)相连通的第四出料口(48)。

2.根据权利要求1所述的液化糖化热能交换系统，其特征在于：所述的第一换热器组件和所述的第二换热器组件包括一个及以上的换热器，当所述的换热器的个数为两个及以上时，两个及以上的所述换热器相串联。

3.根据权利要求2所述的液化糖化热能交换系统，其特征在于：所述的第一换热器组件包括2～3个所述的换热器，所述的第二换热器组件包括1～2个所述的换热器。

4.根据权利要求2或3所述的液化糖化热能交换系统，其特征在于：所述的换热器为螺旋板换热器。

5.根据权利要求1所述的液化糖化热能交换系统，其特征在于：所述的第一换热器组件与所述的灭酶罐(8)的连接管路、所述的第二换热器组件与所述的糖化罐(5)或所述的连续糖化组件(6)的连接管路上分别设置有开关阀。

6.根据权利要求1所述的液化糖化热能交换系统，其特征在于：所述的第一换热器组件与所述的液化装置的连接管路上设置有第一泵(22)。

7.根据权利要求1所述的液化糖化热能交换系统，其特征在于：所述的系统还包括与所述的灭酶罐(8)的底部相连通的第一管路(71)、与所述的第一管路(71)相连通的第二泵(72)、与所述的第二泵(72)相连通的第二管路(73)、与所述的第二管路(73)相连通的喷射器(74)、与所述的喷射器(74)相连通的第三管路(76)、与所述的喷射器(74)相连通的能够通入蒸汽的进汽管(75)、两端部分别与所述的第三管路(76)以及所述的灭酶罐(8)的顶部相连通的第四管路(77)、两端分别与所述的第四管路(77)以及所述的第一换热器组件的第二出料口(46)相连通的第五管路(78)，所述的第三管路(76)与所述的第一换热器组件的第二进料口(42)相连通，所述的第五管路(78)上设置有开关阀，所述的第四管路(77)与所述的第三管路(76)的连接处和所述的第一换热器组件之间的第三管路(76)上设置有开关阀，所述的第四管路(77)与所述的第三管路(76)的连接处和所述的第四管路(77)与所述的第五管路(78)的连接处之间的第四管路(77)上设置有开关阀，所述的进汽管(75)上设置有开关阀。

8.根据权利要求1所述的液化糖化热能交换系统，其特征在于：所述的液化装置包括液化喷射器、与所述的液化喷射器相连通的维持罐、与所述的维持罐相连通的闪蒸罐(1)，所述的闪蒸罐(1)与所述的第一换热器组件的第一进料口(41)相连通。

9.根据权利要求1所述的液化糖化热能交换系统，其特征在于：所述的连续糖化组件(6)包括依次串联的多个糖化柱(61)。

10.根据权利要求1所述的液化糖化热能交换系统，其特征在于：所述的系统还包括分别与所述的进水管(27)和所述的出水管(28)相连通的凉水塔。

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