高麦芽糖浆.doc

烟台大学文经学院毕业设计高麦芽糖浆毕业设计引 言高麦芽糖浆是70年代在国际上出现的一种新型淀粉糖浆，最早生产高麦芽糖浆的国家是日本，日本首先以玉米淀粉为原料经过微生物酶水解生产高麦芽糖浆获得成功，而后美国也向日本引进了这项技术。我国在80年代初开始研制，现在己具有一定的生产能。现在国内外常用的生产高麦芽糖浆的工艺一般都是酶法生产。因为酶法生产其成本低，生产效益好且生产安全。在本设计中也采用酶法生产，通过工艺流程，操作控制条件等进行工艺计算，对设备进行工艺选型，并且绘制相关的图纸，以完成一个完整的高麦芽糖浆生产车间的设计。第一章 设计概述一、 麦芽糖简介随着社会发展，人们生活水平得极大提高，满足衣食住行后，便开始上升到精神层面的享受。人们越来越在意自己的外表，于是便有了化妆品，要保养，要减肥，这些都离不开高新技，新产品的支持。麦芽糖便是其中之一。 麦芽糖,分子式C12H22O11,是具有发展前景的低热值低甜度糖类。其甜度相当于蔗糖的30%-40%,热量值仅为蔗糖的5%。根据麦芽糖含量的高低,麦芽糖浆可分为普通麦芽糖浆、高麦芽糖浆和超高麦芽糖浆。一般麦芽糖含量在60%以下的麦芽糖浆称为普通麦芽糖浆,麦芽糖含量在60-70%之间的为高麦芽糖浆,麦芽糖含量在70%以上的为超高麦芽糖浆。随着社会的进步和人民生活水平的不断提高,人们对麦芽糖的需求量成倍增加,对其品质和质量也提出了更高的要求,传统的生产技术已不能满足这些要求。此外随着酶制剂工业的不断发展,制糖工业进入了一个全新的发展阶段。麦芽糖浆系采用优质玉米淀粉，经过多种酶水解而制得得以麦芽糖为主的糖浆，该产品是一种无色透明粘稠的液体，质体清亮、透明、口感温和纯正，低甜度，有麦芽香味，具有熬煮温度高、冰点低、抗结晶等诸多优点，常被用于果酱、果冻之中，防止砂糖的结晶析出，高麦芽又具有良好的可发性，故也大量用于面包、糕点、啤酒上，同时也被广泛应用于糖果、饮料、制食品、冷冻食品、调味品等领域。另外麦芽糖浆不依赖人体胰岛代谢，血糖上升缓慢，且发热量低，对心血管病患者、糖尿病人及肥胖者有一定的保健功能【1.2.3】。 高麦芽糖浆是一种麦芽糖含量高，葡萄糖含量少的中等转化糖浆，近年来国内外发展迅速，作为一种用途广泛的新型食品原料，高麦芽糖浆在食品工业中有着极其广阔的应用前景。 高麦芽糖浆水分子量居于葡萄糖，麦芽糖和异构糖等低分子淀粉糖和低DE值糖浆，粉末饴糖之间，是一种具有特殊理化性质的新糖质原料。高麦芽糖浆具有清亮透明，熬煮温度高，甜度适中，保湿性好，搞结晶胡防潮能力强等优良特性。高麦芽糖浆具有的这些优点，使它在食品工业中有着广泛的用途，尤其适用于儿童食品，老年食品和保健食品1,2,3。 高麦芽糖浆除在冷饮及烘焙食品中被广泛应用外，在医药及保健性食品中的应用也十分广泛。高麦芽糖的低渗透压可以替葡萄糖用于病人的轮流，用纯麦芽糖做静脉滴注轮流，不易引起血糖升高。由于麦芽糖浆能渗入胎儿机体，因此可用于危产期孕妇保险。在中医学中，高麦芽糖浆可补虚润肺，主治中虚腹痛，肺燥咳嗽等。专家认为，由于高麦芽糖浆具有特殊理化性的新糖质原料，随着应用研究的不断深入，尤其是在食品工业和化学工业上的应用研究，今后高麦芽糖浆作为糖质原材料的重要性将日益增大。(一) 麦芽糖浆1.制法：麦芽糖浆又称麦芽糖饴或饴糖，是生产历史最为悠久的淀粉糖品，现代工业以优质玉米淀粉为原料，先经淀粉酶液化，再由淀粉酶糖化，精制、浓缩而成。纯度可达97%以上。一般用大麦芽（含淀粉酶）作用于淀粉，得糊精和麦芽糖的混合物，称饴糖，是麦芽糖含量介于高麦芽糖浆与麦芽糊精之间的淀粉糖品。2.高麦芽糖浆的特性A、高麦芽糖浆的甜度低而温和，可口性强、口感好，由于高麦芽糖浆中的麦芽糖在高温加热和酸性情况下比较稳定，通常温度下不会因麦芽糖的分解而引起食品变质或甜味发生变化，所以加热时不易发生美拉德反应，用于糖果生产中具有DE值低，熬温高等优点，特别对延长产品的货架期效果明显。B、纯用高麦芽糖浆生产糖果产品，比用传统的砂糖生产糖果，生产出的产品韧性好、透明度高，不会出现“返砂 ”现象，并可降低糖果粘度，提高产品的风味，显著降低生产成本，给企业带来较高的经济效益。C、由于高麦芽糖浆具有抗结晶、冰点低等优点，用于冷饮生产中，既可改善产品的口感，提高产品质量又可降低生产成本，目前已被冷饮行业作为增稠剂和增塑剂得到了广泛的应用。D、用于糕点、面包、烘焙食品等生产过程，可起到防止淀粉老化，保湿性好，延长保质期等作用。E、由于高麦芽糖浆渗透压较高，用于果脯、蜜饯、果酱、果汁罐头及奶油类食品中具有保质期长、产品口味不易改变等优点。3.在食品行业中的应用 广泛应用于糖果、饮料、乳制品、烘焙等行业。A、麦芽糖浆因含大量的糊精，具有良好的抗结晶性，食品行业中用在果酱、果冻制造时可以防止蔗糖的结晶析出，延长商品的保质期。B、在糖果工业中应用，不仅口味柔和，甜度适中，产品不易着色，而且具有良好的透明度，有较好的抗砂抗烊性，从而可以延长保质期。C、麦芽糖浆口感纯正，低甜度，为蔗糖的40%，具有较高的膨胀性能和较高的粘度，可使产品粘稠，富有结构性，使冷饮制品体积膨大，而且由于麦芽糖浆的冰点较低，提高冷饮制品的口感。D、麦芽糖浆用于饮料、冷饮、乳制品、滋补养生液、果酱、果冻制品、蜂蜜加工制品等行业，除代替白砂糖降低成本以外，由于麦芽糖浆塑形性好，良好的抗结晶、抗氧化性，粘度适中，生产的产品口感较好，并且延长产品的保质期。E、麦芽糖浆因甜度低也可代替麦芽糖糊精作产品的添加剂，其它功能与用途也与高麦芽糖浆、葡萄糖相近。4.超高麦芽糖浆的生产 超高麦芽糖浆是以淀粉为原料，淀粉酶液化，及- 淀粉酶，脱支酶协同糖化，精制浓宿而成的麦芽糖含量70%以上的淀粉糖品。(二) 异麦芽糖 异麦芽糖产自葡萄糖，由葡糖淀粉酶催化。在30%的高葡萄糖浆中均衡的异麦芽糖浓度应在10%左右。因此，如果我们用葡糖淀粉酶在30%的DS中处理含5%异麦芽糖的残油液，将发现异麦芽糖是增加而不是减少。将残油液稀释到10%，并更换化学平衡剂 (在10%DS内应含3%的异麦芽糖)。如果这时用葡糖淀粉酶处理该残油液，我们将发现残油液中异麦芽糖浓度下降(从5%降至3%)。（三）麦芽糖醇（Maltitol） 1是由淀粉水解、氢化精制而得的一种双糖醇，为白色结晶粉末或无色透明的中性粘稠液体。 2易溶于水，甜度略低于蔗糖，其甜味柔和可口，发热量低，具有耐热性、耐酸性、保湿性和非发酵性等特点，食用后不升高血糖值，是一种新型功能性甜味剂，广泛应用于食品加工、医药、保健品等领域。 结晶状的麦芽糖醇，具有低吸湿性、高熔点及安定等特性，可用于高级巧克力、糖果及冰淇淋。可取代油脂在食品（如冰淇淋）中的乳脂化作用，减少油脂用量。每公克提供2.1卡热量。二、对产业发展的作用与影响（一）麦芽糖浆用于糖果生产中具有DE值低，熬温高等优点，特别对延长产品的货架期效果明显。（二）纯用麦芽糖浆生产的糖果产品，比用传统的砂糖生产糖果，生产出的产品韧性好，透明度高，不会出现“返砂”现象，并可降低糖果粘度，提高产品风味。（三）麦芽糖浆用于冷饮生产中，即可改善产品的口感，提高产品质量又可降低生产成本，目前以被冷饮行业作为增稠剂和增塑剂得到了广泛的应用。（四）用于糕点、面包、烘焙食品等生产过程，可起到防止淀粉老化，保湿性好，延长保质期等作用。（五）麦芽糖浆用于果脯、蜜饯、果酱、果汁罐头及奶油类食品具有保质期长、产品口味不易改变等优点。（六）麦芽糖浆用于饮料及乳制品方面应用，由于麦芽糖浆具有温和适中的甜度，良好的抗结晶性抗氧化性，适中的粘度，良好的化学稳定性，冰点低等特性，故在冷饮制品及乳制品行业得到了广泛的应用。（七）麦芽糖浆在烘焙行业中的应用：麦芽糖浆发酵性糖份较高，在烘焙行业中有利于食品发酵；能使烘焙类食品保持水份恒定，松软可口。（八）麦芽糖浆在其它食品中，如蜜饯、莲蓉、果酱、月饼馅料、脱水蔬菜、火腿肠、方便食品、酱油等也得到广泛应用。三、生产麦芽糖浆的方法技术一种双酶法生产高纯度麦芽糖的方法，包括：淀粉乳进行液化；淀粉液化液进行双酶法糖化；糖化液经精制得麦芽糖浆；针对目前单酶水解淀粉液化液麦芽糖含量低的不足，筛选出二种最适合麦芽糖生产的酶，以双酶法生产麦芽糖浆，提高产品的麦芽糖含量，简化后续精制工艺。国内外利用淀粉生产麦芽糖浆的普遍方法为双酶法,但该工艺设备投资大,耗能高,糖化反应时间长,所需酶制剂价格高,特别是酶制剂的用量在成本上占很大比例。在各类淀粉糖产品价格不断下滑的情况下,控制好生产成本对提高市场的竞争力尤为重要。利用固定化酶生产麦芽糖浆,具有设备投资少,耗能低,用酶量少等优点,能够很好的为企业降低生产成本,因此探索麦芽糖浆的固定化酶生产工艺对淀粉糖行业有很重大的意义。但是目前,国内还没有关于固定化酶生产麦芽糖浆的报道 早在1500年前，我国就用传统的方法，以大麦为原料，用麦芽酶酶解生产麦芽糖（饴糖），这种作坊式的操作工艺已不适合麦芽糖工业发展的要求，到了1960年代中期，采取双酶糖化法新工艺开创了工业化大生产的道路。天然淀粉是由直链淀粉和支链淀粉二种淀粉分子单位组成的紧密的结晶体微粒，其中存在着结晶和非结晶区，很难被酶水解。当淀粉悬液加热到60时，淀粉颗粒逐渐被破坏，体积膨胀破裂而溶于水，此过程叫做“糊化”，在“糊化”过程中，附着于淀粉的蛋白质也得以分离而凝聚，淀粉只有“糊化”以后，才能被酶作用而水解。不同来源的淀粉达到完全“ 糊化”的温度也不同，谷物淀粉比薯类淀粉较难“糊化”，但要采用105110的温度进行“糊化”时，可以满足多数淀粉对“糊化”的要求。 淀粉“糊化”经过几个阶段，首先为膨化，即水分子渗透到淀粉内部，使巨大淀粉链扩展，因而体积和重量都增加，此为膨化作用。其次温度从40开始升温，在一定的温度范围内，淀粉粒的体积增加到50100倍时，各巨大分子的联系减弱到使淀粉粒的分子链崩溃，此时粘度最大，这就是淀粉的“糊化”。玉米淀粉的“糊化”温度为6575，薯类淀粉“糊化”温度为5565。“糊化”后的淀粉粘度大，流动性差，不易操作，使其粘度降低叫做液化。目前液化有两种方法。（一） 酸液化 酸液化通常是用盐酸将粉浆调节到pH2.0,在140150加热5 min，闪及冷却中和，经此处理后，淀粉得以完全“糊化”和部分水解，从而使料液过滤非常容易。但因酸液化无专一性，可使共存的纤维素、蛋白质等一起水解，以致产生5-羟基-2-呋喃及无水葡萄糖、色素等副产物，并且生成多量的灰份而影响产品的质量和增加精制费用。（二） 酶液化 将淀粉调浆至15%左右，调pH为5.56.0，在淀粉浆内加-淀粉酶，约为淀粉量的0.1% 0.15%，升温至8090,保温数分钟进行液化，随着淀粉分子的降解，粘度迅速下降。做碘试验，使碘的成色反应，由蓝变紫、变红、再转为棕褐色以致无色，使液化完成。继续升温至100，煮沸数分钟灭酶，测DE值达到要求为止。液化所用的-淀粉酶有两种：一种是普通细菌-淀粉酶，反应最适宜温度为7080，为了提高其热稳定性，操作时在淀粉浆中加入0.2%0.3%CaCl2；另一种是耐热性-淀粉酶，其最适宜反应温度为90 ，加热稳定性好，不必加Ca2+,在使用喷射液化时，能在105110下操作，在此温度下液化可以达到充分“糊化”，液化效果也更好。液化程度是用测量DE值控制的，为了提高麦芽糖的生成量，必须防止葡萄糖的聚合度为奇数的低聚糖的生成，液化后，DE值愈高，则生成奇数低聚糖的机会也愈多，糖化后生成较多的麦芽三糖，使麦芽糖的收率降低。若DE值太低，则糖液粘度太高而难以操作，尤其是采用酸液化时，液化液中残留较多的大分子糊精，在达到“糊化”温度时，部分直链糊精分子发生老化，影响糖化和糖化液的过滤。酸液化时麦芽糖生成量较酶液化的少，而葡萄糖的生成较多。(三) 糖化 为了提高麦芽糖产率，糖化时可使用脱支酶，将支链淀粉切开，然后用淀粉酶糖化 ,将液化液冷至60，用盐酸调pH值5.56.0，并加入一定量的-淀粉酶，在55保温数小时后,再补加-淀粉酶，继续保温糖化，直到糖化结束。（四） 脱色、离子交换、浓缩 糖化液用盐酸调pH=4.8，加入约淀粉重量的5%的糖用活性碳，开动搅拌，升温至8085 ，保温2030 min，趁热压滤。若第一次脱色糖液的色价在0.4以下，则即可进行离子交换。否则要补加一定量的活性碳进行第二次脱色，第二次脱色回收的碳可用作下一批次第一次脱色。脱色糖液送入离子交换柱进行离子交换，以除去脱色后糖液中的蛋白质、氨基酸、色素和灰份。离子交换床可按阳阴阳阴串联，阳离子多选用0017（即732强酸性离子交换树脂），阴离子多选用2114（即711强碱性离子交换树脂），树脂先经处理，糖液自上而下流过树脂，流速每小时为树脂体积的34倍，当阳离子柱流出液的pH值上升到3.5左右，阴离子柱流出液pH下降到4.5左右时，树脂交换能力已大大下降，应停止交换，树脂进行再生，此时用温水洗出树脂内残糖，将浓度高的清洗液与离子交换液合并后浓缩成成品。脱色净化液在真空下浓缩，为了节约能源，可采用双效和三效蒸发器，在80kPa进行，当浓缩液的固形物达76%85%即为成品，为保持产品在贮存中不致变色，可在浓缩液过程中加入少量（200 mg/kg）亚硫酸氢钠或焦亚硫酸钠等漂白剂。（五） 超高麦芽糖浆的生产 超高麦芽糖浆的麦牙糖的含量超过70%，其中发酵性糖的含量达80%或以上，麦芽糖含量超过90%者也称为液体麦芽糖。超高麦芽糖浆的用途不同于一般高麦芽糖浆，主要用于制造纯麦芽糖，将其干燥后制造麦芽糖粉，将其氢化后制造麦芽糖醇。生产超高麦芽糖浆必须并用脱支酶，并严格控制液化程度，DE值应不超过10%，由于粘度高，因此底物浓度不宜太高，一般控制在30%以下，尤其是制造麦芽糖含量在90%以上的超高麦芽糖浆时，液化液的DE值应在1%以下。（六） 并用-淀粉酶和脱支酶的糖化方法 以固形物浓度30%，DE值8%淀粉液化液为底物，加入不同量的-淀粉酶、支链淀粉酶和异淀粉酶，在50水解不同时间，可明显促进麦芽糖的生成。（七） 并用-淀粉酶与支链淀粉酶生产超高麦芽糖浆 浓度35%的木薯淀粉粉浆，按70mg/kg加入CaCl2,按干物质计0.06%加入耐热性-淀粉酶（Termamyl L-120）,喷射液化后DE值8.2%，用盐酸调节pH=5.2，加-淀粉酶(活力9万单位/g)和支淀粉酶（Promzyme 200L）,60水解20110 h,麦芽糖生成量由60% 增加到80%。（八） 并用-淀粉酶、麦芽糖生成酶和支链淀粉酶生产超高麦芽糖浆使用同上的液化淀粉为底物，同时加入淀粉酶、和麦芽糖生成酶（maltogenaase400L）进行糖化麦芽糖生成量并不高，但若加入支链淀粉酶，则麦芽糖生成量明显增加。四 设计及厂址选择（一）设计原则：对年产150000吨高麦芽糖浆生产线设计的原则是：在满足技术、设备先进的要求为前提进行设计，同时也要做到切实可行、节约为原则。（二）厂址选择：建厂时最好选择公用设施齐备的厂址，同时公路铁路交通方便，距离电厂最近，可以省去锅炉使用。若扩产，基础设备有保证。五 原料供应（一）原辅材料：原料主要是次玉米淀粉；辅料有以下几种：淀粉酶、糖化酶、酸、碱、活性炭等。国内供应比较充足。（二）包装材料：成品包装主要是聚乙烯塑料桶，周转使用，国内均有供应。六 建设条件（一）交通运输条件：尽可能距离铁路近，以便大宗货物大米的运输方便，同时靠近公路运输网，以方便成品运出厂。（二）公用设施：建厂时最好选择有：排水、给水、供电、通讯、供热的厂区，以减少资金投入，缩短建设周期，增加经济效益。（三）厂址选择：建厂时最好选择公用设施齐备的厂址，同时公路铁路交通方便，距离电厂最近，可以省去锅炉使用。若扩产，基础设备有保证。第二章 生产方法的设计论证一 生产技术方法的设计调浆的工艺描述及其质量要求：将淀粉调成浓度为2030%的淀粉乳。淀粉乳浓度不宜过高或过低。因为浓度过高，淀粉聚合反应加强，使糖液浓度增大。影响麦芽糖的生成量；淀粉浓度过低，将使蒸发浓缩费用增加。调浆时要充分搅拌，使淀粉分散均匀。形成均匀淀粉乳，防止形成淀粉团。待淀粉完全调匀后。加入0.1左右的纯碱，将pH值调到5.86.0，为提高淀粉酶的耐热性，加入0.20.5的氯化钙（以淀粉量汁)搅拌均匀二 液化酶的选择目前，国内使用的液化酶主要有两种，即中温淀粉酶和耐高温淀粉酶。（一）耐高温-淀粉酶以无锡星达生物工程有限公司产品为例，对耐高温-淀粉酶作如下介绍。 1 作用原理 耐高温-淀粉酶是一种内切淀粉酶，能随机水解淀粉、可溶性糊精及低聚糖中的-1，4葡萄糖苷键。酶作用后可使糊化淀粉的粘度迅速降低，变成液化淀粉，水解生成糊精及少量葡萄糖和麦芽糖。 2. PH值对酶活力及酶稳定性的影响 耐高温淀粉酶稳定PH范围5.0-10.0，有效PH范围5.0-8.0，最适PH范围5.5-7.0。 3. 温度对耐高温-淀粉酶活力及酶稳定性的影响 在淀粉的喷射液化过程中，耐高温-淀粉酶在高温下非常稳定，且该酶热稳定性也相当好，可以用于淀粉的间隙液化和连续液化过程中。其最适作用温度为90以上（连续喷射液化中，温度可至100-105）。 4. 钙离子浓度 该酶在钙离子浓度较低时，稳定性相当好，在钙离子浓度为50-70mg/kg时已足够。所以，用自来水配料时已不需加Ca2+（二） 细菌淀粉酶（中温-淀粉酶）以无锡星达生物工程有限公司产品为例，对细菌淀粉酶（中温-淀粉酶）作如下介绍 1. 作用方式 细菌淀粉酶能水解淀粉分子中的-1，4葡萄糖苷键，任意切断成长短不一的短链糊精及少量的低分子量糖类、直链淀粉和支链淀粉，均以无规则的形式进行分解，从而使淀粉糊的粘度迅速下降，即“液化”作用，故细菌淀粉酶又称液化酶。 2. PH稳定性 细菌淀粉酶在PH6.0-7.0时较稳定，最适PH6.0，PH5.0以下严重失活。 3. 热稳定性细菌淀粉酶在60以下较为稳定，最适作用温度60-70，在70-90之间，随着温度的升高，其反应速度加快，但失活也加快，适用于最高达90的液化过程。 4. 与淀粉浓度的关系 淀粉和淀粉的水解产物糊精浓度的增加对细菌淀粉酶活力的稳定性有很大的提高作用，即淀粉浓度增加，酶活力稳定性增加从工艺上看：采用中温淀粉酶时，液化液的DE值上升速度比采用耐高温酶时快，所以，采用耐高温淀粉酶液化时，应有更多的液化时间保证液化过程的完成。例如，在实际生产中，使用中温淀粉酶液化时，液化时间一般为40-60min，而采用耐高温淀粉酶液化时，液化时间要求在60-100min。采用耐高温淀粉酶液化时，淀粉分子链的断裂比采用中温淀粉酶时更为均匀，或者说更加有利于糖化酶的糖化作用。所以，当采用耐高温淀粉酶液化时，即使液化液的DE值较低，其最终糖化液的DE值仍要高于采用中温淀粉酶液化的糖化液。故采用耐高温淀粉液化酶更利于下一步的时行三 液化方法的选择（一）间歇液化和半连续液化间歇液化是酶法液化中工艺最简单、设备最常用的一种，适合中小型工厂采用。缺点是料液与蒸汽混合不均匀，料液内部受热程度不一，所以液化质量不易控制。（二）连续液化连续液化的优点是液化操作连续进行，产量大，料液与蒸汽混合均匀，液化质量有保证。特别是喷射式液化，料液与蒸汽的接触、混合是在喷射器内瞬间完成的，并通过在高温下短时间的停留达到彻底糊化的目的。这种糊化液十分有利于淀粉液化的最后完成。所以选用连续液化方法，同时由于耐高温淀粉酶的出现和喷射器结构的改进，喷射器在发酵工业、淀粉糖工业中的应用开始有了大的发展。喷射式液化，料液与蒸汽的混合是通过喷射器在微湍流的状态下完成的，所以比起其他形式的混合效果就更加完全、更加均匀。特别在采用耐高温淀粉酶后，喷射温度高达105-110，在此高温下，淀粉的液化就更加彻底，蛋白质的凝聚更加完全，淀粉的液化技术达到了新的水平。故选用喷射式连续液化方法四 糖化方法选择（一）单酶糖化法 只用淀粉酶或真菌淀粉酶对液化进行糖化。由于这俩种酶都不能分解淀粉分子的点1，6糖苷键，因此，用单酶糖化方法生产麦芽糖浆，麦芽含量的最高极限只有60%，即只能生产普通高麦芽糖浆。 （二）双酶糖化法用糖化酶和脱支酶协同作用使淀粉分子在糖化过程中降解得更彻底，最终产物中麦芽糖含量能达到70%90%。本项研究采用的就是双酶糖化方法，即一淀粉酶和普鲁兰酶的坍同作用糖化法。另外还有介绍不用脱支酶，而是采用真菌一淀粉酶和麦芽三糖酶的双酶协同糖化方法，据介绍。这种方法也能使麦芽糖浓度达到90，但目前尚能工业化生产。 （三）三酶糖化法 就是用一淀粉酶、普鲁兰酶和真菌一淀粉酶三种酶共同作用于液化波，进行糖化。在其它工艺条件相同的情况下，三酶糖化法比双酶糖化法得到的麦芽糖产率可提高 4，同时葡萄糖含量也有所提高糖化时酶的选择麦芽糖生产过程中，可使用-淀粉酶或真菌淀粉酶，但它们均没有切开淀粉分子中-1，6葡萄苷键的能力，单独使用它们时，糖液中的麦芽糖含量一般不会超过55%-60%。所以，如要生产55%以上的高麦芽糖浆，就必须同时使用脱支酶，以能切开淀粉分子中的-1，6葡萄苷键，达到更深层的水解。但此外生产的麦芽糖纯度为50%，综上，所以需要用-淀粉酶和脱支酶。五 脱色剂的选择麦芽糖生产过程中，可使用-淀粉酶或真菌淀粉酶，但它们均没有切开淀粉分子中-1，6葡萄苷键的能力，单独使用它们时，糖液中的麦芽糖含量一般不会超过55%-60%。所以，如要生产55%以上的高麦芽糖浆，就必须同时使用脱支酶，以能切开淀粉分子中的-1，6葡萄苷键，达到更深层的水解。五 离子交换树脂的优点是，处理能力大，脱色范围广，脱色容量高，能除去各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用低。所以选用离子交换法六 蒸发浓缩淀粉经糖化后精制，精制后的糖液经过蒸发浓缩后达到一定的浓度，依据此浓度可将麦芽糖浆分为不同麦芽糖浆、高麦芽糖浆、超高麦芽糖浆。在本次设计所要的生产的是高麦芽糖浆，其浓度为50%12。由于淀粉糖工业中的浓缩属于低温蒸发浓缩，因此可选用低温连续式的蒸发浓缩。具有传热效率高，物料受热时间短等特点，特备适用于热敏性、粘滞性、发泡性等物料的蒸发浓缩2,3,8。第三章 工艺设计论证现在市场上83%的玉米淀粉供货充足，故以该淀粉做原料以保证生产的连续顺利进行基本工艺如下脱色淀粉淀粉调浆液化糖化离交三效成品 水、液化酶 PH值蒸汽糖化酶 PH值活性炭 活性炭渣 存放台 酸 碱 一 工艺流程 4%蛋白絮状物 废碳再生脱色 过滤 冷凝蒸汽 麦芽糖半框过滤机暂存罐 脱色罐暂存罐半框过滤机暂存罐60度 50-70度 80 Ph4.5-5 搅拌30分 转述20-25r/每分 40 阳离子交换换热降温暂存罐板框过滤机暂存罐脱色罐蒸汽 0.5%75 pm5.0 新碳ph4.5-5 阴离子交换 20r/min搅拌30min 阳离子交换阴离子交换暂存罐多效蒸发75%麦芽糖浆固形物包装 二 工艺流程简述 在配料罐内，把粉浆乳调到17波美，PH值用Na2CO3调到PH5.0-7.0，最后加入耐高温-淀粉酶，料液搅拌均匀后用泵把粉浆泵入喷射液化器，在喷射器中粉浆和蒸汽直接相遇，出料温度控制在110-115度，从喷射器中出来的料液，进入层流罐保温60分钟到90分钟，温度保持在95-97度。然后进行二次喷射，在第二只喷射器内料液和蒸汽直接相遇，温度升至120-145度以上，并在高温维持3-5分钟左右把耐高温-淀粉酶彻底杀死，同时淀粉会进一步分散，蛋白质会进一步凝固。然后料液进入真空闪急冷却系统降温到53度保温【4.5.6】，同时将PH值降到4.5-6.5，加入一淀粉酶和普鲁兰酶，糖化到终点后，将料液喷射加热并降温到60度灭酶，首先用过滤机除渣过滤，再升温到80，加入旧活性炭脱色半小时，进行脱色过滤，然后将糖液进行二次脱色（温度下到75，可不加温），脱色后换热降温到40离交。将离交后的糖液用三效降膜式蒸发器浓缩得到产品，达到产品要求。三 酶法制糖工艺条件（一）液化工艺：粉浆浓度17波美（淀粉浓度30%），PH5-7耐高温淀粉酶规格30000/g，加入量为15/g以淀粉计，u为活力单位，喷射液化温度110-115，液化保温时间60-90分钟，灭酶温度120-145。（二）糖化工艺：PH4.5-6.5，温度：532，淀粉酶规格120000/g加入量为80/g原料淀粉；普鲁兰酶，加入量为3l/kg原料淀粉，糖化时间：24hr四 操作规程1调浆：粉浆浓度17波美，PH5.0-7.0，耐高温淀粉酶规格30000/g，加入量为15/g以淀粉计，u为活力单位2喷射液化：首先预热喷射器及层流罐至100，然后进行喷射液化，喷射器内温度控制在100-115，层流罐内温度控制在95-97。3高温处理：通过第二次喷射将料液加温120-145，通过高温维持罐维持3-5分钟，120-145，以上热处理可以达到三个目的：A、灭酶 B、蛋白凝固 c、淀粉进一步分散4真空闪急冷却：经过真空闪急冷却系统温度从120降至53。5糖化工艺操作规程：A、PH4.5-6.5 B、温度：532，为防止糖焦化，用热水循环保温C、糖化时间：24小时6糖化灭酶：当70%和75%的酒精检验合格后，糖化结束，然后将PH调至4.8-5.0，并喷射加热后降温60灭酶。7过滤基本要点及顺序：（除渣过滤）A、过滤前将料液冷却至60。B、过滤时压滤机同时使用。C、滤布为两套，以减少过滤和储糖时间。D、过滤时，通过调节回流，使过滤压力流线增加。E、为了减少滤液中的悬浮物及缩短过滤时间，过滤压力不能超过0.2MPa【2.4】。F、过滤困难时可以通空气，以疏通滤渣。G、为防止糖液变质，在糖化料液过完后清洗糖化罐，洗液也要用泵打去过滤。H、过滤结束后用热水洗涤，温度60-70，用水量1.5m3/m3-2.0m3/m3。I、过滤洗涤后，用压缩空气将滤渣吹干。8一次脱色及过滤：在一次脱色罐中，量好体积浓度，然后加入旧炭脱色，脱色时要求在80时脱色30分钟即可过滤，滤液供二次脱色待用。9二次脱色及过滤：在二次脱色罐中，量好体积浓度，然后加入新炭脱色，第一次加温到80度现已经下降到75左右，不用加温，时脱色30分钟即可过滤，滤液供离交待用。10离交脱色除杂：糖的重金属盐以及色素用树脂除去。洗柱用水以及前后过滤用洗水：凡进入糖浆中的洗水必须经离交处理或用蒸发凝水。11浓缩：经离交脱色处理后的糖浆，用三效降膜蒸发器浓缩到75%以上。12整个生产过程结束后，设备、管道、泵要清洗干净。五 工艺论证 年产量15万吨，一年300个工作日，一天产500吨，处理量大，故过滤机用板框过滤机。 脱色设备应选用脱色罐，脱色柱处理量少且不能与脱色剂充分接触。脱色罐处理量大，通过搅拌可以充分接触脱色剂，还可以很好的控制时间。 工艺上用两次脱色，可以很好的去掉色素，也可以提高脱色剂利用率。 前面已经提到，脱色剂用活性炭，活性炭在结构上有两大特点，一是内部与表面空隙发达。二是比表面积大。由于活性炭吸附能力强，操作简单，价格便宜，所以选用活性炭。活性炭应该选用颗粒状活性炭，容易洗涤过滤分离。粉末状的不能再生，不易分离。活性炭的再生条件，用氢氧化钠做洗涤剂，解析吸附的色素，用盐酸溶液做再生剂解析吸附的钛离子洗脱剂和再生剂的浓度效果差，浓度高效果增加不明显，生产上一般用2-4%的氢氧化钠溶液和2-4%盐酸溶液。离子交换树脂的优点是，处理能力大，脱色范围广，脱色容量高，能除去各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用低。所以选用离子交换法。离子交换应该用阳离子-阴离子-阳离子树脂进行交换。因为料液中有较多的金属离子杂质，因为料液中含有较多的金属离子杂质和有机杂质，采用两级串联可以大大提高糖浆的纯度。第一个阳离子交换柱用来去除料液中的大量的阳离子杂质，阴离子交换柱用来除去色素和其他有机杂质。第二个阳离子交换柱用来去除料液中的未除尽的阳离子杂质，阴离子交换柱用来去除料液中的未除尽的色素和其他有机杂质。六 蒸发器的选择（一）离心式薄膜蒸发器，通过离心使料液分布成0.051mm的薄膜，在通过锥形盘加热面被蒸发浓缩。适于高热敏性物料蒸发浓缩。（二）刮板式薄膜蒸发器，适于高粘度，容易结垢的蒸发浓缩。但结构复杂，动力消耗大（三）降膜式蒸发器，适于蒸发浓度较高粘度较大的料液。（四）升模式蒸发器，适用于蒸发量大，热敏性，粘度适中和容易产生泡沫的料液。由于麦芽糖浆浓度较高，粘度大，非热敏，不易结垢，所以选用降膜式蒸发器多效浓缩：将前效所产生的二次蒸汽作为加热蒸汽引入另一串联的后效蒸发器组成的蒸发装置。可以极大的减少生蒸汽用量，达到最大的节能效果。当废热蒸汽有充分的供应时，可完全不用再生蒸汽，取得显著的经济效益。所以选用多效降膜蒸发器。七 脱色条件的选定（一）脱色时间 活性分子向活性炭表面扩散以及吸附都需要一定时间只有充分接触才能发挥脱色效力，但是，达到一定时间后，再延长时间，脱色效率并不增加，反而影响设备效率。生产上一般加炭后搅拌30分钟，搅拌转速2025r/min即可达到脱色饱和2,4,7。（二）Ph值选择 溶液的ph值对脱色效果影响很大，在4.55最好（三）温度选择 在一定范围内，温度升高，分子运动速度加快，同时料液的粘度也降低，色素分子向活性炭表面移动速度加快，进入小孔的机会多，增加接触的机会，有利于吸附。但是温度过高，分子运动过剧，反而使色素解析的速度增大，有利于色素的解析。综合吸附与解析两方面的得失，一般控制在7580摄氏度。(四)活性炭用量活性炭用量一般取决于其本身质量和料液的质量。麦芽糖浆中一般含有较多的色素，一般选用较多用量。活性炭用量不是越多越好，因为活性炭也含有钙铁镁等杂质，用量过多反而使系统内杂质增多，一般用量在0.5%（w/v），旧炭可适当增加约为11.5%（w/v）.离子交换前料液温度要从75下降到40然后才能进行离子交换。离子交换时进料量为12BV/h，采用顺流交换，如果流速过快则不能进行有效的离子交换，使杂质未经过交换就流出；如果流速过慢则影响生产效率，提高生产成本。 （五）树脂的选用：阳离子为了有效除去金属离子杂质选用大孔强酸性阳离子交换树脂。阴离子交换树脂为了除去剩余色素和其他有机杂质选用强碱性阴离子交换树脂。实际运用中，为了降低再生费用，要适当控制再生剂用量，使树脂的性能恢复到最经济合理的再生水平。通常控制性能恢复程度为7080%。如果要达到更高的水平，则再生剂量要大量增加，再生剂的利用率则下降。再生剂的种类就根据树脂的离子类型来选用，并适当地选择价格低的酸碱或盐。钠型强酸性阳树脂，可用10%NaCl 溶液再生，用药量为其交换容量的2倍（用NaCl量为117g/l 树脂）；氯型强碱性树脂，主要以NaCl溶液来再生，但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解出来，故通常用含10%NaCl+0.2%NaOH的盐碱液再生，常规用量为每升树脂用150200g NaCl，及34g NaOH。为加速再生化学反应，通常先将再生液加热到7080。它通过树脂的流速一般为12BV/h。也可以采用先快后慢的方法，以充分发挥再生剂的效能。再生时间约为一个小时。随后用软水顺流冲洗树脂约一个小时（流水量4BV），洗水排清后，再用水反洗，到洗出液无色。离子交换工艺说明：A、工艺描述：本工序是利用阴阳树脂的作用交换去除糖液中的离子，并且树脂也有吸附色素和大分子的作用，通过此工序，达到去除产品中离子和色素的作用。B、工艺参数：a、糖液进料温度严格控制在45b、保持流速4m3/hC、质量要求：a、pH值3.56.0，糖液澄清透明。b、糖液（20%）电导率50us/cm2。多效浓缩蒸发器蒸发量在3900kg/h，蒸汽气用量为1300kg/h。散热量小，特别是二次蒸汽。出料浓度40-82%。多效浓缩时一效真空度0Mpa即为常压。蒸发温度99度。选用常压蒸汽可以有效节约能源。二效 三效适当降低压强使冷却水形成二次蒸汽。二效真空度-0.06Mpa蒸发温度76，即使压强下降0.06Mpa使冷却水形成二次蒸汽。三效 真空度-0.085Mpa蒸发温度53，让压强下降0.085Mpa使冷却水再次形成蒸汽。八 原料的选定活性炭选用湖南省南县湘红活性炭厂的XH-302型活性炭。该粒度180到200目，亚甲基兰脱色11%，焦糖脱色95%，干燥减量1