本科課程設(shè)計說明書

1、60 至誠學(xué)院年產(chǎn)0.83萬噸果葡糖漿工廠設(shè)計課程設(shè)計說明書學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 年 月 日前言果葡糖漿簡稱FGS(Fructose and Glucose Syrup)，是一種新發(fā)展的淀粉糖品，因為糖分組成主要是果糖和葡萄糖，故稱為果葡糖漿，工業(yè)上生產(chǎn)這種糖漿是用淀粉，經(jīng)糖化生成葡萄糖，再經(jīng)葡萄糖異構(gòu)酶作用于葡萄糖溶液，使一部分葡萄糖發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)轉(zhuǎn)變成果糖所以叫“異構(gòu)”糖漿，也有的將42和55的糖漿叫做高果糖漿。果葡糖漿的甜度與蔗糖相等，適于各種食品中應(yīng)用的甜味劑，與甘蔗糖和甜菜糖比較，果葡糖漿具有很多優(yōu)點，果萄糖漿具有溶解度高，發(fā)酵速度快，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好、

2、滲透壓大、吸潮性和保濕性強等特點。果葡糖漿生產(chǎn)可用任何種淀粉為原料，在任何地區(qū)幾乎都有適當(dāng)?shù)脑仙a(chǎn)淀粉，因此生產(chǎn)不受地區(qū)限制，淀粉來源充足，不受季節(jié)限制。果葡糖漿的成本決定于建廠的具體條件，其成本低于蔗糖和甜菜糖，所以自從世界上工業(yè)化以來，不僅缺糖的國家大力發(fā)展這種糖漿，解決吃糖的問題，產(chǎn)糖的國家也大力發(fā)展。工業(yè)上還生產(chǎn)90的高果糖漿，其甜度比蔗糖大，主要用于低能量食品，可降低3350的能量，此外它還能保持焙烤食品中的水分，控制冷凍食品的硬度與冰品和果糖的質(zhì)構(gòu)等。高果葡糖漿在過去10多年得到發(fā)展，成為美國、日本等國家的主要甜味劑之一，由于其價格低，質(zhì)量好，穩(wěn)定性高，并且其在許多應(yīng)用上作用方式

3、類似于蔗糖。因此，用它來代替蔗糖。目前，采用高級分餾、精制技術(shù)及新酶體系，能使果糖含量達到98，甚至更高，微量的風(fēng)味影響物質(zhì)(如乙醛)將隨著更高效的精制技術(shù)降低至更低，結(jié)晶果糖是高果糖漿的一個重要發(fā)展方向。果糖是人類最早認(rèn)識的自然界中最甜的一種糖，在蜂蜜中含量最為豐富，它的甜度約為蔗糖的12- 18倍。目前在全世界范圍內(nèi)，各國都大力發(fā)展果葡糖漿和結(jié)晶果糖的生產(chǎn)。技術(shù)比較先進的國家有日本、美國、法國和德國。我國目前已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)，但生產(chǎn)能力和產(chǎn)量均較小，有較廣闊的發(fā)展市場。生產(chǎn)技術(shù)：工業(yè)上生產(chǎn)果葡糖漿采用淀粉糖化液為原料，經(jīng)過雙酶液化，糖化，變成葡萄溶液，經(jīng)脫色、樹脂處理制成糖化液。采用固相異構(gòu)

4、酶進行異構(gòu)化反應(yīng)，得到果糖和葡萄糖的混合液，再經(jīng)脫色，樹脂處理，蒸發(fā)濃縮，得到42的果葡糖漿。再經(jīng)進一步處理可以制成55的高果葡糖果葡糖漿應(yīng)用廣泛，不但在食品工業(yè)、保健食品上廣為應(yīng)用，醫(yī)藥工業(yè)、家庭調(diào)味品、日用化工等方面都有應(yīng)用。在所有應(yīng)用中，食品工業(yè)是主要應(yīng)用領(lǐng)域。 在應(yīng)用品種比例結(jié)構(gòu)上，美國是這樣： 74.5%用于飲料；9.3%用于面包；4.2%用于罐頭；8.2%用于奶制品；0.5%用于糖果；3.3%用于其他食品。在國內(nèi)目前的市場當(dāng)中，正有越來越多的行業(yè)開始使用果糖產(chǎn)品。從目前的發(fā)展趨勢來看，國內(nèi)主要的果葡糖漿消耗領(lǐng)域為飲料行業(yè)（包括果汁行業(yè)和茶飲料）、乳制品行業(yè)、罐頭工業(yè)、糕點行業(yè)。隨著

5、果葡糖漿需求不斷增加，質(zhì)量要求也不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。作為食品飲料基料的新型食糖果葡糖漿越來越被人們認(rèn)可和重視； 一、課程設(shè)計目的課程設(shè)計是一門綜合性、實踐性很強的專業(yè)課。其目的是培養(yǎng)學(xué)生具備工廠工藝設(shè)計的能力，扎實掌握基礎(chǔ)理論、工程技能及專業(yè)理論和專業(yè)知識。除了要求掌握具有計算、繪圖、表達等基本功和專業(yè)理論、專業(yè)知識外，還應(yīng)對工廠設(shè)計的工作程序、范圍、設(shè)計方法、內(nèi)容等等 通過課程設(shè)計進一步鞏固專業(yè)知識,通過自己設(shè)計整個工藝流程及規(guī)劃工廠,來運用所學(xué)的專業(yè)知識,不僅可以鍛煉同學(xué)們的實踐動手能力,也提高獨立思考與學(xué)習(xí)的能力,也促進了同學(xué)們的合作能力;也使同學(xué)們獲取市場信息的能力進步一提高了

6、。進而對工廠設(shè)計有了初步的了解，進一步提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣。這也是畢業(yè)設(shè)計的濃縮版，它要求我們應(yīng)用大學(xué)所學(xué)，發(fā)揮創(chuàng)新能動性，設(shè)計比較有水準(zhǔn)，和有創(chuàng)見的合理的工廠生產(chǎn)方法、布局等二、課程設(shè)計題目和要求 題目：為“年產(chǎn)0.83萬噸果葡糖漿的工廠設(shè)計” 要求：查閱文獻，選擇合適的工藝路線生產(chǎn)果葡萄糖漿。要闡明選擇工藝的理由，并進行工藝路線設(shè)計，求出相關(guān)的物料平衡、熱量衡算、設(shè)備管道的選型及畫出工廠設(shè)計，工藝流程、管道設(shè)備布置相關(guān)圖紙。三、課程設(shè)計報告內(nèi)容總論1、廠址選擇工廠的廠址位置必須符合國家工業(yè)布局，城市或地區(qū)的規(guī)劃要求，盡可能選擇成熟開發(fā)的工業(yè)區(qū)入駐，宜選在原料、公用工程供應(yīng)和產(chǎn)品銷售便利的地

7、區(qū)，靠近水量充足的水質(zhì)良好的水源地，有便利的交通運輸條件，靠近熱電供應(yīng)地，節(jié)約用地，注意環(huán)保，避離低于洪水位等不能確保不受水淹的地段，有可靠的污水處理設(shè)施。（1）場地條件：場地的有效面積必須使工廠企業(yè)在滿足生產(chǎn)工藝過程中貨物運輸和安全衛(wèi)生要求的條件下，能夠經(jīng)濟合理地布置場內(nèi)外一切工程設(shè)施，根據(jù)現(xiàn)代化食品工廠從原料到精制、包裝是一條流水作業(yè)線的特點，廠址選在城鎮(zhèn)郊區(qū)比較好。車間占地面積避開平面利用率低的三角、邊角地帶，以邊長比1:1.5的矩形場地比較經(jīng)濟合理。（2）地形：一般廠址宜選擇地形較簡單，平坦而又開闊的且便于地面水能夠自然排出的地帶，自然坡度最好為5/1000以下，不易受洪水或內(nèi)澇威脅，

8、地質(zhì)條件應(yīng)符合建筑工程要求，一般地面耐力不低于120150kn/m2，地下水位最高在車間地面標(biāo)高-2.5m以下。還應(yīng)避開易形成窩風(fēng)的地帶和大挖大填地帶。（3）水文：要有充足的水源，并且其水質(zhì)滿足生產(chǎn)工藝要求。一般要求廠址的相對標(biāo)高在最高洪水水位的0.5m以上（4）環(huán)境：周圍應(yīng)清潔衛(wèi)生，廠區(qū)應(yīng)在居民的下風(fēng)側(cè)，河流的上流，遠離有毒的工廠和有機廢料、化學(xué)廢料堆放處及疾病傳染中心地點。（5）運輸：工廠大規(guī)模使用果葡糖漿必須采用儲罐儲存 、槽車運送、管道輸送糖漿。因為管道輸送不但使生產(chǎn)環(huán)境更衛(wèi)生，而且更符合人們的衛(wèi)生要求 ， 并能起到簡化工序、提高生產(chǎn)效率、減少攪拌和降低成本的作用。食品工廠的運輸量一般

9、較大，因此廠址附近要具有可靠的運輸系統(tǒng)。新建企業(yè)必須與城市規(guī)劃相符。（6）能源：能源供應(yīng)方便是選擇廠址的重要原則之一，應(yīng)對廠址的能源供應(yīng)情況進行了解，以確定配電室、鍋爐房等配套設(shè)施的具體方案。（7）給排水：食品工廠用水量較大，對水質(zhì)也有較高要求，因此，廠址必須具有有效是供水水源或系統(tǒng)。必須建立有效的廢水、污水、雨水排放、處理系統(tǒng)。2、車間平面布置根據(jù)工廠建筑群的組成內(nèi)容及使用功能要求,結(jié)合廠址條件及有關(guān)技術(shù)要求,協(xié)調(diào)研究建、構(gòu)筑物及各項設(shè)施之間的相互空間和平面關(guān)系，正確處理建筑物、交通運輸、管路管線、綠化區(qū)域等布置問題，充分利用地形，節(jié)約場地，使所建工廠形成布局合理、協(xié)調(diào)一致、生產(chǎn)井然有序，并

10、與四周建筑群相互協(xié)調(diào)的有機群體。該項目平面設(shè)計主要依據(jù)以下的原則：（1） 布置緊湊合理，因地制宜，節(jié)約用地，節(jié)省投資和留有發(fā)展的余地。（2） 符合生產(chǎn)流程的要求。原料、半成品、成品的生產(chǎn)作業(yè)線段。（3） 應(yīng)該將主要生產(chǎn)車間，大型生產(chǎn)車間布置在中心（4） 將人流、物流分開，管道運輸分開，保證物流通暢，避免交叉污染（5） 遵從城市規(guī)劃，國家有關(guān)的規(guī)劃和規(guī)定。滿足食品工廠衛(wèi)生及HACCP和GMP規(guī)范的要求。本設(shè)計作為一家食品公司的一個車間，只對果葡糖漿項目所在的生產(chǎn)車間布局進行設(shè)計，其余的功能性建筑物的設(shè)計本設(shè)計不涉及。3、生產(chǎn)建筑布局根據(jù)生產(chǎn)果葡萄漿工業(yè)化的實際生產(chǎn)情況以及文獻所查的要求，聯(lián)系實際

11、建設(shè)設(shè)備要求如下：一般由生產(chǎn)車間，輔助車間，動力車間，倉庫和堆場部分，三廢治理部分，廠前區(qū)行政福利部分等組成。 生產(chǎn)部分包括：生產(chǎn)車間:液化間、糖化間、過濾間、產(chǎn)品檢測化驗間，包裝車間等。輔助動力部分包括：水處理車間、空壓機房、鍋爐房、配電室、機修車間等由該公司統(tǒng)一提供。原輔料倉庫:存放果葡糖漿生產(chǎn)所用的輔料及包裝材料。成品倉庫：存放果葡糖漿成品。行政部分：全廠性行政，后勤，生產(chǎn)指揮服務(wù)中心。生活部分包括：車間辦公室、會議室、更衣室、休息室、浴室及廁所等。廢水廢物處理部分：工業(yè)生產(chǎn)后的污水處理。4、生產(chǎn)方案（1）設(shè)計規(guī)模：糖化車間年產(chǎn)0.83萬噸過葡糖漿，日產(chǎn)量27.67t（2）設(shè)計方案及安全

12、、經(jīng)濟、技術(shù)概況：本車間生產(chǎn)過果葡糖漿，糖化使用全酶法，相對于其他酸解法安全系數(shù)更高而且更經(jīng)濟，對環(huán)境污染微乎其微。主要采用的技術(shù)有：調(diào)漿技術(shù)（將玉米淀粉加水調(diào)成淀粉乳）、液化技術(shù)及糖化技術(shù)（淀粉水解成葡萄糖的過程）、脫色、過濾、離子交換、濃縮等精制技術(shù)。由于所需年產(chǎn)量不高，所需設(shè)備以及人力資源而定耗費就相對較低，故綜合產(chǎn)量考慮，整個廠房的生產(chǎn)是比較經(jīng)濟的。在廠房的每個車間都設(shè)有滅火栓，尤其是存放玉米淀粉的原料庫，更是不允許有易燃物出現(xiàn)，此外還安裝了報警器，一旦事故發(fā)生，全廠可以及時拯救及撤離。對于潔凈度要求較高的如過濾、濃縮車間，進入車間必須經(jīng)過消毒處理，保證食品安全。根據(jù)“滿足勞動力平衡;

13、滿足產(chǎn)品產(chǎn)量的要求;原料綜合利用的要求;設(shè)備生產(chǎn)能力要平衡;水、電、汽負(fù)荷要平衡”的要求，本設(shè)計的產(chǎn)品方案和技術(shù)指標(biāo)具體如下：1、.生產(chǎn)方法：二次噴射糖化法、雙酶糖化法、固定化異構(gòu)酶酶法，真空冷卻法。2.、生廠日程: 每年生產(chǎn)300天，日生產(chǎn)27.67t，每天早、中、晚三班，每班生產(chǎn)9.22t，工人每次輪班8個小時。大約需要10技術(shù)人員，30個工人左右。3、原料規(guī)格：工業(yè)玉米淀粉,水分14 %，淀粉（干基）85.4%，蛋白質(zhì)（干基）0.4%，脂肪（干基）0.1%，灰分（干基）0.1 %。4、產(chǎn)品規(guī)格：F-42型果葡糖漿，果糖42%，葡萄糖53%，低聚糖5%，固形物(干基) 7075%。5、添加

14、劑：硫酸鹽灰分(干基) 17±01%，DE 5.2±0.1，pH 5.2±01，色澤0.03±0.0，略清晰，色澤穩(wěn)定性0.046±0.0，清晰略黃。6、酶的指標(biāo)：耐高溫的-淀粉酶的活力20000u/g原料，用量8u/g糖化酶的活力50000u/g原料，用量200u/g,異構(gòu)酶活力標(biāo)準(zhǔn)>360igiu/g（3）原料及成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與要求表1 工業(yè)玉米淀粉質(zhì)量指標(biāo)項       目指        

15、60;   標(biāo)優(yōu)級品一級品二級品氣        味具有玉米淀粉固有的特殊氣味，無異味外        觀白色或微帶淺黃色陰影的粉末，具有光澤表2 工業(yè)玉米淀粉理化指標(biāo)         項       目指        

16、;    標(biāo)優(yōu)級品一級品二級品水分（%,m/m）14.0細(xì)度（%,m/m)99.899.599.0斑點（個,/平方厘米)0.41.22.0酸度（中和100g絕干淀粉消耗0.1mol/L氫氧化鈉溶液的毫升數(shù) 12.018.025.0灰分(干基)(%,m/m)0.100.150.20蛋白質(zhì)(干基)(%,m/m)0.40.500.80脂肪(干基)(%,m/m)0.100.150.25二氧化硫(%,m/m)0.004-鐵鹽(Fe)(%,m/m)0.002-表3 果葡糖漿的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 20882-2007）項目F42標(biāo)準(zhǔn)感官糖漿為無色或者淡藍色，透明的粘稠液體。甜度

17、柔和，具有果葡糖漿特有的香味，無異味。無正常視力可見的雜質(zhì)固形物（%）F4271.0、F5577.0果糖含量 F424244、F555557葡萄糖+果糖（占干物質(zhì)）/%F4292、F5595PH值3.3-3.4色度/RBU 50透光度（%） 96.0硫酸灰度（%） 0.05砷（以As計）mg/kg 0.5鉛（以Pb計）mg/kg 0.5細(xì)菌總數(shù)，個/100mg1500大腸菌群，個/100g30致病菌不得檢出5、F-42型果葡糖漿工藝流程 （2）工藝條件液化工藝各項指標(biāo)測定 斐林試劑法測定液化后的還原糖 用阿貝折光儀測固形物的含量，斐林試劑法測還原糖算DE值 721分光光度計 640nm狀態(tài)下測

18、定透光率。 .5%的碘液、70%酒精及75%的酒精測定糊精含量采用高壓液相色譜儀分析糖組分黏度儀液化后糊精的粘度，粘度是糊精的重要指標(biāo) 本次項目工藝設(shè)計所具有的特點：1、采取特殊的二次噴射液化系統(tǒng)，高溫下-淀粉酶液化更加徹底、蛋白絮凝效果好，不產(chǎn)生不溶性淀粉酶顆粒，不發(fā)生老化現(xiàn)象，提高糖收率，糖化液的過濾性能好，安全性好。 2、采用低壓蒸汽噴射液化，采用HYW型噴射器，對蒸汽壓要求低0.4Mpa，該型號的噴射器無振動、無噪音，改善了操作環(huán)境，同時加熱均與，節(jié)省了蒸汽。 3、通過設(shè)計流程的改善進步一步可共線生產(chǎn)葡萄糖漿、低聚果糖漿等多種產(chǎn)品。充分利用了設(shè)備與原材料。6、生產(chǎn)操作流程（1）調(diào)漿工業(yè)

19、玉米淀粉加水（1:2）調(diào)成濃度至30%32%的淀粉漿， 用5%的Na2CO3將玉米淀粉漿pH調(diào)至-淀粉酶作用最適酸堿值pH4.04.5。調(diào)節(jié)最適作用溫度至60-62。（2）液化特點：高溫噴射，低溫維持，高溫噴射可以使淀粉顆粒較好地膨化 ，糊化 ， 但維持時間不宜過長 ，否則酶易失活。低溫維持可以選擇酶的最大活力與酶活時間較長的溫度，（9 5 97)這樣可以節(jié)約用酶，提高糖液質(zhì)量。帶攪拌層流液化；帶攪拌的層流罐內(nèi)有擋板和攪拌葉，擋板能保證料液先進先出； 攪拌能充分打散料液，避免結(jié)團、結(jié)塊，促進酶與淀粉顆粒作用；可以有效地防止局部液化過頭。 液化是將淀粉糊化，水解成較小的分子，其作是降低加熱糊化后

20、的淀粉糊的粘稠度。耐高溫的-淀粉酶的用量是由所用酶制劑酶的活力單位確定的,每克絕對干淀粉用量為8單位,采用二次加酶噴射法：入口的pH6.0溫度50，一次用酶量0.03%0.05%（固形物）粉漿濺人噴射器瞬時升溫至 110，管道液化反應(yīng)1015min ，料液輸送至液化維持管管 ，溫度降為 102。然后料液在閃蒸分離器的作用下，溫度降到95。再經(jīng)過真空冷卻系統(tǒng)將料液冷卻到60。 （3）糖化將液化液溫度降至6062,用稀鹽酸或稀硫酸調(diào)節(jié)pH至4.6左右, ,加入糖化酶200u/g ，間隙攪拌 ，至DE值達到95,糖化完成。升溫至100150進行滅酶。（4）脫色 經(jīng)糖化后的糖由于色素、蛋白質(zhì)和無機雜質(zhì)

21、的存在,致使糖液帶色和渾濁,而這些混雜物各有不同的等電點,可通過調(diào)節(jié)pH的方法使部分雜質(zhì)沉淀, 能被色素物質(zhì)加入的糖用活性所吸收,再經(jīng)過濾能使糖液變清澈,糖用活性碳的用量,按干物質(zhì)計,為1%1.5%,用5% 的Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH至4.75.0,加熱至8090,保溫脫色30分鐘,而后用框板壓濾機過濾,用稀HCl或稀H2SO4調(diào)節(jié)pH至4.04.2。（5）離子交換 在生產(chǎn)過程中為了激活酶的活力和除去色素、蛋白質(zhì)以及無機鹽等,按不同操作過程隨時須加碳酸鹽、氯化物、硫酸或鹽酸,以供給無機鹽和調(diào)節(jié)pH,與此同時也增加了糖液中金屬陽離子和氯根、硫酸根等陰離子的含量。這不僅會降低異構(gòu)酶的活力也會影響成

22、品的色澤與品質(zhì)。離子交換按陽陰陽陰進行,交換時,陽樹脂（732)pH由2上升到4為交換終點;陰樹脂(701)pH由7降到4為交換終點。交換時糖液由上向下流經(jīng)離子交換樹脂柱,糖液流速每小時約為34離子交換樹脂體積,溫度控制在4050之間。離子交換樹脂柱用后,陽樹脂(732)可用5%HCl,陰樹脂(701)可用4%NaOH處理,使樹脂再生后,可繼續(xù)使用。（6）濃縮 經(jīng)脫色和離子交換后的糖液為30%的較純凈的葡萄糖液,濃縮至78%即為葡萄糖漿。如濃縮至45%,經(jīng)異構(gòu)酶的異構(gòu)化作用,再經(jīng)脫色和離子交換,將所得45%左右濃度的果葡糖漿進行第二次濃縮至71%72%即為果葡糖漿。加熱濃縮時的蒸汽壓力為2kg

23、/m2,濃縮鍋內(nèi)的真空度控制為泵柱高600mm,真空濃縮鍋內(nèi)的濃縮溫度為6065。（7）固定連續(xù)異構(gòu)化 采用丹麥固定化異構(gòu)酶(Sweetzyme T)它能催化D-葡萄糖和D-果糖間的異構(gòu)化反應(yīng)，將其加入濃度為35%45%的糖液中，在異構(gòu)酶的作用下,使葡萄糖液中的部分葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)楣恰．悩?gòu)前為了使糖液中影響異構(gòu)酶活力的鈣離子濃度下降至1ppm以下,須加硫酸鎂,使糖液中的鎂離子濃度達50ppm100ppm,調(diào)節(jié)入口pH至7.57.8,升溫至5560,糖液引入異構(gòu)柱進行連續(xù)異構(gòu)化。糖液引入異構(gòu)柱的流量,按異構(gòu)后糖液中果糖的含量若低于42%，則須減小流量,如異構(gòu)酶低于原活力的10%，則需要重新?lián)Q酶。（

24、8）二次脫色、二次離子交換、再濃縮 異構(gòu)化反應(yīng)后，所得糖液含有色物質(zhì)，并在貯存期間能產(chǎn)生顏色及灰分等雜質(zhì)，所以，需二次脫色。將糖液送入脫色桶，加入定量新鮮活性炭，操作與第一次脫色相同。二次樹脂交換：經(jīng)二次脫色的糖液需再進行一次樹脂交換，方法同前。最后流出的糖液pH值較高，可用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至4.04.5。 精制的糖液經(jīng)真空蒸發(fā)罐濃縮到需要的濃度，即得果葡糖漿。由于葡萄糖易于結(jié)晶，為了防止糖漿在貯存期間出現(xiàn)結(jié)晶析出，不能讓糖液蒸發(fā)到過高濃度，一般要求在 70%75%(干物質(zhì)濃度)之間。其中果糖含量42%,葡萄糖53%。7、工藝計算表4 果葡糖漿生產(chǎn)各階段損失率序號項目名稱生產(chǎn)過程百分比

25、（）備注1糖化損失糖化12蒸煮損失液化13過濾損失過濾1前后兩次4脫色損失脫色0.5前后兩次5離子交換損失去離子0.5前后兩次6異構(gòu)化損失異構(gòu)化17濃縮損失濃縮0前后兩次8總計損失6一、1000kg淀粉生產(chǎn)果葡糖漿的物料衡算1000kg淀粉，實際淀粉含量86%，即實際淀粉1000×86%=860kg（1） 調(diào)漿 不損失 1：2配比（2） 液化 損失1% 860×（1-1%）=851.4kg（3） 糖化 損失1% （C6H12O6）n + nH2O nC6H12O6 162 18 180 增加 851.4/（162/180）=946kg 損失1% 946×1%=9.

26、46kg 凈增加 946-9.46=936.54kg（4） 脫色 損失0.5% 936.54×（1-0.5%）=931.86kg（5） 過濾 損失1% 931.86×（1-1%）=922.54kg（6） 離子交換 損失0.5% 922.54×（1-0.5%）=917.93kg（7） 濃縮 不損失（8） 異構(gòu)化 損失1% 917.93×（1-1%）=908.75kg（9） 脫色 損失0.5% 908.5×（1-0.5%）=904.21kg（10）過濾 損失1% 904.21×（1-1%）=895.17kg（11）離子交換 損失0.5%

27、895.17×（1-0.5%）=890.69kg（12）果葡糖漿 含71%的果葡糖 其中又含92%干物質(zhì) 總果葡糖漿的量 890.69/0.71/0.92=1363.58kg二、蒸煮醪量的計算水加入量 860×2=1720kg（1）調(diào)漿 不損失粉漿量為2580kg干物質(zhì)量w0=86%的原來淀粉的比熱容為：C0=4.18×（1-0.7 w0）=1.6636 kJ/（kg.k）粉漿干物質(zhì)含量 w1=86/（3×600）=28.67%蒸煮醪比熱容為 C1=w1C0+（1-w1） =28.67%×1.6636+（1-28.67%）×4.18

28、=3.46 kJ/（kg.k）a-淀粉酶用量 應(yīng)用酶活力20000u/g的a-高溫淀粉酶使淀粉液化，a-高溫淀粉酶用量8mg原料計算用酶量為：（860×8×1000）/20000=344g=0.344kg糖化酶用量 用酶活50000u/g使用量200u/g原料，則糖化酶用量為： （851.4×200×1000）/50000=3405.6g=3.41kgCaCl2用量 Ca2+用于促進a-淀粉酶；a-淀粉酶的分子量為50000 （0.344×111）/50000=7.64×10（-4）kg異構(gòu)酶用量，每kg國定化酶異構(gòu)20t果葡糖漿 9

29、17.93/（20×1000）=0.46g 蒸煮醪總質(zhì)量為 m0=m粉漿+ma-淀粉酶+mCaCl2 =（1000+2000）×0.86+7.64×10（-4）+0.344 =2580.34kg經(jīng)噴射液化器加熱后蒸煮醪量為： 2580.34+2580.34×3.46×（105-103）/（2478.9-105×4.18）=2792.91kg式中 2580.34生產(chǎn)過程中各原輔料總重量（kg）2478.9噴射液化器加熱蒸汽（0.5MPa）的焓（kJ/kg）經(jīng)液化維持罐出來的蒸汽醪量為：2792.91-2792.91×3.46&

30、#215;（105-102）/2253=2780.04kg式中 2253102（經(jīng)液化維持管后的溫度）下飽和蒸汽的汽化潛熱（kJ/K）經(jīng)汽液分離器后的蒸煮醪量為：2780.04-2780.04×3.46×（102-95）/2271=2750.39kg式中 227195（汽液分離后的溫度）下飽和蒸汽的汽化潛熱（kJ/K）經(jīng)真空冷卻器后最終蒸煮醪液量為：2750.39-2750.39×3.46×（95-63）/2351=2620.86kg式中 2355.160（真空冷卻后的溫度）下的飽和蒸汽的汽化潛熱(kg/K)（1） 液化后質(zhì)量 損失1% 2620.86&

31、#215;0.99=2594.6514kg（2） 糖化質(zhì)量 損失1% （2594.6514+3.41）×0.99=2572.081kg（3） 脫色質(zhì)量 損失0.5% 2572.081×0.995=2559.220kg（4） 過濾質(zhì)量 損失1% 2559.220×0.99=2529.933kg（5） 離子交換質(zhì)量 損失0.5% 2529.933×0.995=2517.283kg（6） 濃縮質(zhì)量（至50%） 917.93×2=1835.860kg（7） 異構(gòu)化質(zhì)量 損失1% （1835.860+0.046）×0.99=1817.501kg

32、（8） 脫色質(zhì)量 損失0.5% 1817.501×0.995=1808.460kg（9） 過濾質(zhì)量 損失1% 1808.460×0.99=1790.330kg（10） 離子交換質(zhì)量 損失0.5% 1790.330×0.995=1781.318kg（11） 濃縮質(zhì)量（至71%） 890.69/0.71=1254.49kg（12） 果葡糖漿量 1254.49/0.92=1363.58kg三、F-42型玉米果葡糖漿生產(chǎn)的熱量衡算根據(jù)生產(chǎn)實踐,淀粉原料連續(xù)蒸煮的粉料加水比為1:2，粉漿量為:52.347t，液化耗熱量Q Q = Q1 + Q2 + Q3 (1)液化罐內(nèi)淀粉

33、醪由初溫t0加熱至105耗熱Q1 Q1 = G0 C1 （105 - t0） 淀粉醪的初溫設(shè)為原料的初溫為18，而熱水為50，則t0= （G0 C1 × 18 + G水Cw ×50 ）/ G1 C1 =（17.449×1.6636×18+34.898×4.18×50）/（52.347×3.46） =43.15即 Q1 = G1 C1（105 - t0）= 52.347×1000×3.46×（105-43.15） =1.12×107KJ (2) 蒸汽帶走的熱量Q2 液化時間為60min，

34、蒸發(fā)量為每小時5%，則蒸發(fā)水分量為： Mv1 = G1×5%×60/60 = 52.3475×1000×5%=2617.34 kg故 Q2 = mv1I =2617.34x 2668.8 = 6.985×106kJI 為95下汽化潛熱（kJ/kg）。(3)熱損失Q3淀粉醪升溫的液化過稱的熱損失約為前二次耗熱的15%，即Q3 = 0.15（Q1 + Q2）=0.15×(1.12×107+0.6985×107)=2.727×106kJQ = Q1 + Q2 + Q3=4.5455×107kJ表5 年

35、產(chǎn)83000 t玉米淀粉原料果葡糖漿廠物料衡算表年產(chǎn)0.83萬噸果葡糖漿的物料衡算表物料1000淀粉生產(chǎn)果葡糖漿物料量每年數(shù)量（t）每天數(shù)量（t）實際淀粉原料8605234.7517.449純水172010469.534.898淀粉乳258015704.2552.347CaCl2量0.0007640.004650.00002-淀粉酶0.3442.09390.007蒸煮醪量2594.65115793.4352.645糖化酶3.4120.756390.069糖化醪2572.08115656.0552.187脫色醪2559.2215577.7651.926過濾醪2529.93315399.551.3

36、32離子交換醪2517.28315322.551.075濃縮為50%1835.8611174.7337.249異構(gòu)化醪1817.50111062.9836.877異構(gòu)化酶0.04590.279390.00093脫色醪1808.4611007.9536.693過濾醪1790.3310897.5936.325離子交換醪1781.37810843.136.144濃縮為71%1254.497635.97825.453果葡萄漿1363.58830027.667四、主要設(shè)備計算（1）液化噴射器液化淀粉干物質(zhì)的量為：17.449×86%=15.006t每天工作8h，則每小時處理量為：15.006/

37、8=1.875 t/h根據(jù)液化噴射器的規(guī)格型號選擇型號為HYB-4，規(guī)格為2 t/h（干物質(zhì)計），6m3/h（液體計）（2）糖化罐V=Va/式中 V為總的設(shè)備容積；Va為每小時糖化醪的體積流量；為操作周期48h ；V每天=52.187t Va=52.187*1000/24=2174.458kg/hVa=2174.458/(1.4×1000)=1.553 m3/h=0.8，則 V=1.553×42/0.8=81.53m3選擇 V=50 m3 =0.8設(shè)備的數(shù)量 n=81.53/50=1.63個 故取2個。選擇2個V=50 m3 =0.8的鋼制機械糖化罐。其中H/D=4:3,則

38、V全=0.785D2H+0.15D3=0.785 D2×1.4D+0.15D3=50得，D=3.5m H=4.7m（3）液化罐根據(jù)物料衡算,V每天=52.645t Va=52.645*1000/8=6580.625kg/h蒸煮醪的體積流量為: 6580.625/(1.4×1000)=4.70m3/h式中1.4為淀粉漿的密度，kg/l。V有效=V 其中V=4.7 m3/h =6h則 V有效=4.7×6=28.20m3根據(jù) n = V有效/V式中 n為設(shè)備的數(shù)量； V有效為設(shè)備有效總?cè)莘e；V為單臺設(shè)備容積；為填充系數(shù)。選擇V=21m3 =0.8 代入上式得n=28.2

39、/(0.8×21)=1.678 取n=2選擇2個V=21m3 =0.8的鋼制機械液化罐。其H=1.5D,則V全=0.785D2H+0.15D3=0.785 D2×1.5D+0.15D3=21得，D=2.51m H=3.77m（4）泵糖化車間糖化醪流量為1.553m3/h。查閱相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)選擇流量為3.75m3/h、揚程為5.4m、氣蝕余量為2m的IS50-32-125單級單吸離心泵。安裝高度公式： Hg允許=（Po-Pv）/g-hf-h式中Po為液面處的壓力，101.3Kpa；Pv為63下淀粉漿的飽和蒸汽壓，50Kpa；hf忽略不計；h為2。代入得出Hg允許=（101.3-

40、50×1000/(1.4×1000×9.81)-2=1.74m故 實際安裝高度：Hg=Hg允許-1=0.74m（5）糖化車間管道設(shè)計根據(jù)物料衡算和熱量衡算，可得知工藝過程所需的各類流體介質(zhì)的流量，根據(jù)流體的管內(nèi)流量、流速與管徑之間的關(guān)系可計算出管道內(nèi)徑：d = 18.8（Q/w）1/2式中 d 管道內(nèi)徑 mm Q 流體流量 m3/h w 流體流速 m/s 淀粉漿段管道V=52.347*1000/8=6543.375kg已知Q=6543.375/(1.4×1000)=4.674m3/h 查得w=0.8m/s數(shù)值帶入（1）式得，d=18.8×（4.

41、674/0.8）1/2=45.44 mm選擇規(guī)格為50×2.5的熱軋無縫鋼管。 液化段管道V=52.645*1000/8=6580.625kg/h已知Q=6580.625/(1.4×1000)=4.70m3/h 查得w=0.7m/s數(shù)值帶入（1）式得，d=18.8×（4.70/0.7）1/2=48.71 mm選擇規(guī)格為50×2.5的熱軋無縫鋼管。 糖化段管道V=52.187*1000/24=2174.458kg/h已知Q=2174.458/(1.4×1000)=1.553m3/h 查得w=0.6m/s數(shù)值帶入（1）式得，d=18.8×

42、（1.553/0.6）1/2=30.24mm選擇規(guī)格為32×2的熱軋無縫鋼管。 自來水管道V=34.8985*1000/24=1454.08 kg/h已知Q=1.454m3/h 查得w=3.5m/s數(shù)值帶入（1）式得，d=18.8×（1.454/3.5）1/2=12.12 mm選擇規(guī)格為14×1的冷拔無縫鋼管。 蒸汽管道已知Q=2580.34×3.46×（105-50）÷2748.9-105×4.18×3.89/1000=0.83m3/h 查得w=20m/s數(shù)值帶入（1）式得，d=18.8×（0.509/

43、20）1/2=3.83mm選擇規(guī)格為6×1的冷拔無縫鋼管。（6）糖化罐功率計算 攪拌功率 P=3.5d5n3/102 式中 d-攪拌器的直徑，d=D/3 n-攪拌器軸轉(zhuǎn)速，n=1.5r/min -溶液重度=1100kgd·m/s，合112.1N/ m3 -攪拌器檔數(shù)，=2 102-轉(zhuǎn)換系數(shù)，由0kgd.m/sKm 糖化罐D(zhuǎn)=3.5 m，則d=D/3=5.35/3=1.78 mP= 3.5 ×1.785×1.53×112.1×2/102=463.956 kw電機功率 Pg=K·P/式中 K-附加消耗功率系數(shù)，取1.5 -傳動效率，取=0.9 P-軸功率(kW)Pg=K·P/=1.5×463.956