低压蒸汽喷射器

第二节低压蒸汽喷射液化工艺流程及工艺条件

（以耐高温-α-淀粉酶为催化剂，两次加酶工艺）

一、工艺流程

1、酶法制糖工艺流程

调浆→配料→一次喷射液化→液化保温→二次喷射→高温维持→二次液化→冷却→糖化

2、工艺流程简述：

在配料罐内，把粉浆乳调到Be’17-Be’25PH用Na2CO3调至PH5.0-PH7.0，并加入0.15%-0.30%氯化钙，作为淀粉酶的保护剂和激活剂，最后加入耐高温-α-淀粉酶，料液搅拌均匀后用泵把粉浆打入喷射液化器，在喷射器中粉浆和蒸汽直接相遇控制，出料温度95℃-105℃。从喷射器中出来的液料，进入层流罐保温30-60分钟，温度维持在95-97℃，然后进行二次喷射，在第二只喷射器内液料和蒸汽直接相遇温度升至120-145℃以上，并在维持罐内维护5-10分钟左右，把耐高温-α-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。然后液料经真空闪急冷却系统进入二次液化罐，温度降低到95-97℃，在二次液化罐内加入耐高温-α-淀粉酶，液化约30分钟，碘试合格，液化结束。

二、工艺特点

1、连续喷射液化：此法是利用喷射器将蒸汽直接喷射入淀粉乳薄层，在短时间内达到要求的温度，完成淀粉糊化、液化。从生产情况可以看出，此法液化效果较好，蛋白质杂质凝结在一起，使糖化液过滤性好，同时该设备简单，便于连续操作。

2、层流罐的应用：众所周知，淀粉液化的目的是为糖化酶作用创造条件，而糖化酶水

解糊精及低聚糖时，需要先与底物分子结合生成络合结构，然后才发生水解作用，使葡萄糖单位逐个从糖苷键中裂解出来，这就要求被作用的底物分子具有一定的大小范围，才有利与糖化酶生成这种络合物，为了保证底物分子大小在一定范围内，客观上要求液化要均匀。传统的液化保温罐，先进入的液料不能保证先出去，造成先进料液液化过头，后进料液液化不完全，如此前后液化不均匀。为此，设计了一层流罐。本罐细而高，料液从上部切线进料以防料液走短路，料液从下部排出，从而保证了料液先进先出，最后液化均匀一致。

3、快速升温灭酶：高温处理时，通过喷射器快速升温至120-145℃，快速升温比逐步升温产生的“不溶性淀粉颗粒”少，所得的液化液既透明又易过滤，淀粉出糖率高，同时由于采取快速升温法，缩短了生产周期。

4、高温分散：通过喷射器加热到120-145℃，在维持罐内维持5-10分钟左右，使已形成的“不溶性淀粉颗粒”在高温作用下分散，同时蛋白质进一步凝固。

5、真空闪急冷却：液化液浓度可以增高，同时利用高压差淀粉会进一步分散，出糖率可以增高。

三、工艺操作规程

1、调浆

①粉浆浓度Be’17-Be’25

②CaCl2浓度0.15%（固形物）-0.30%

③PH5.0-7.0

④耐高温淀粉酶用量：0.4L/t淀粉-0.8L/t淀粉

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95-105℃，层流罐内温度控制在95-105℃。

3、高温处理：

通过第二只喷射器将料液加热至120-145℃以上，并通过维持罐维持5-10分钟，120-145℃热处理可以达到以下三个目的：

①灭酶；②蛋白质凝固；③淀粉分散。

4、真空闪急冷却：经过真空闪急冷却系统温度从120-145℃降到95-97℃。

5、二次液化：在二次液化罐内首先调整PH值至6.5左右，然后加入耐高温-α-淀粉酶0.2L/t淀粉，液化约30分钟，碘试显本色，液化结束。

6、液化结束后，设备、管道、泵等都要清洗干净。

第三节液化部分的关键设备——低压蒸汽喷射液化器技术

摘要：采用HYW型低压蒸汽喷射液化器技术进行淀粉质原料液化，不仅淀粉液化效果好，而

且适合低压过热蒸汽喷射液化。

关键词：淀粉低压蒸汽喷射液化

一、前言、

生产葡萄浆、麦芽糖浆、高麦芽糖浆、异麦芽寡糖、麦芽糊精、焦糖色素、果葡糖浆、结晶葡萄糖及山梨醇等淀粉糖需要液化技术；对味精、赖氨酸、酒精、啤酒、甘油、柠檬酸、青霉素、乳酸、黄原胶、衣康酸、酵母等以淀粉糖为原料的各种发酵工业也需要液化技术，另外对比以淀粉为原料的其他工业如纺织、造纸等也需要液化技术，因此对液化技术的研究意义深远。

间歇液化由于料液受热不均匀，用汽不均衡，不仅蒸汽耗量大，而且液化不均匀，液化

效果差，糖化终了有糊精存在，蛋白质难以凝固，这种糖液不仅过滤困难而且蛋白质类、糊精类混在糖液中，导致发酵时泡沫增多，逃液严重，这也必定影响发酵后道的提取及精制。

还有部分工厂在双酶法制糖中，采用喷淋式液化，该法不仅液化时间长、效率低、安全性差、浪费蒸汽，而且液化不彻底，影响糖液质量，同时设备占地面积较大。

针对以上液化方法的不足，国内外学者纷纷进行液化器技术的研究，开发及应用。从目前国内外的喷射器应用情况来看，这些喷射器或需要高压蒸汽操作，或易堵塞，或液化不彻底，因此这些喷射器难以应用于工业化生产。

上海兆光喷射液化技术有限公司自1988年以来，通过对国内外各类喷射器的研究，开发出适合中国国情的HYW型系列低压蒸汽喷射液化器技术，并且在生产实践中针对出现的各类问题不断总结，不断改进。现该技术已经推广至河南周口味精厂（味精），湖北江陵果葡糖厂（果葡糖浆），无锡糖果厂（异麦芽寡糖），上海喔喔食品集团有限公司（高麦芽糖），上海饴糖厂（麦芽糖），吉林公主岭甜味剂厂（山梨醇），河南洛阳焦糖色素厂（焦糖色素），山东邹平甘油厂（甘油），安徽蚌埠柠檬酸厂（柠檬酸），江西东风制药厂（青霉素），天津麦特生物食品工程公司（麦芽糊精），河南郸城乳酸厂（乳酸），河南睢县活性干酵母厂（活性干酵母），河北邯郸啤酒饮料总厂（啤酒）等十四个行业三百二十几家厂。实践证明，该技术除具有连续液化、操作稳定、液化均匀、糖化液过滤速度快等优点以外，还具有对蒸汽压力需要低、省蒸汽（与间歇液化相比省蒸汽≥15%，此数据有上海饴糖厂提供）、无堵塞、无振动特点。是具有90年代国际水准的高科技技术，目前此项技术被玉米深加工国家工程研究中心采用，并荣获中国轻工科技进步二等奖。国内淀粉深加工所采用的喷射液化器95%有上海兆光喷射液化技术有限公司提供。

二、HYW型喷射液化器的性能特点及分析

1、液化效果好

采用喷射液化器进行液化，原材料中的淀粉液化是否彻底，蛋白质凝聚效果是否好，淀粉与蛋白质分离效果如何，关键取决于料液在喷射器内能否形成高强度的微湍流，从国内外现有喷射器的结构看，这种微湍流强度较弱。而新型HYW喷射器能形成高强度的微湍流，淀粉分散效果好（零小时糖化液无不溶性淀粉颗粒），蛋白质类凝聚效果及淀粉与蛋白质分离效果好（通过喷射器后蛋白明显聚在一起漂浮在液面上），糖液过滤速度大大加快。如以玉米淀粉生产的葡萄糖液过滤速度为180L/M2。hr-0.2Mp以上（指不加任何助滤剂、活性炭、二小时连续过滤的平均值，采用间歇式板框过滤机）。过滤问题的解决，不仅解决了酶法制糖的关键问题，也为以淀粉糖为原料的各种发酵工业的正常生产打下了基础。

2、适合以大米、玉米等粗原料喷射液化，无堵塞现象。

过去国内喷射液化器由于喷嘴孔径等原因，特别是用过热蒸汽喷射液化时，经常发生堵塞现象，影响连续化生产，新型HYW型系列喷射器，从结构原理上看，消除了堵塞的可能性。在粉浆中有整粒米或淀粉浓度≥Be’25的情况下，也不产生堵塞，从各生产厂家的应用情况来看，一年以上喷射器不需拆装。由于HYW型喷嘴即使在整粒米的情况下也不产生堵塞，因此为某些行业应用粗原料制糖创造了条件（如柠檬酸生产由淀粉改为全玉米）。由于淀粉乳浓度Be’25时不产生堵塞现象，所以某些行业也可以去掉浓缩，减少了设备投资，节省了蒸汽（如糊精行业可去掉浓缩）。

3、适合低压及过热蒸汽喷射液化。、

高压蒸汽喷射液化器由美国最初开发研制的，1984年蚌埠果糖厂从美国道尔。澳利沃公司(Dor-Olivor C.P)引进高压蒸汽喷射液化器，并于1988年仿造了一台SLT-70型的手动式喷射器。此喷射器的特点之一，顾名思义，需高压蒸汽（0.4-0.6MP）操作，这对一些蒸汽压力不稳定或蒸汽压力低的国内工厂来说，如果采用高压蒸汽喷射器就难以工业化生产，而且锅炉需要高压蒸汽锅炉（如吉发集团淀粉公司）。

国内各高校及研究单位研制的喷射器，结构均类似于高压蒸汽喷射器，这类以蒸汽吸料的液化喷射器（推动力为蒸汽），即使在蒸汽压力较高的情况下，若采用发电厂的蒸汽喷射液化（即采用低密度的过热蒸汽喷射液化），也无法正常生产，原因很简单，即低密度的蒸汽抽啄力较弱。

HYW型喷射器从结构原理上来看与以上喷射器相反，采用以料带液的方式进行喷射液化（推动为料液），因此采用HYW型喷射器进行液化不仅适合低压蒸汽，而且也适合过热蒸汽喷射液化，应用HYW型喷射器在105℃下喷射液化，蒸汽压力仅需要0.05-0.1MP即可。湖北江陵果葡糖厂从丹麦DDS公司引进的年产15000吨果葡糖生产线，液化器采用高压蒸汽喷射液化器，在蒸汽压力低于0.7MP下不能正常工作。1995年7月该厂引进低压蒸汽喷射液化器技术，生产转为正常。

4、HYW型喷射器无振动、无噪音、改善了操作环境，同时加热均匀，节省蒸汽，因此HYW型喷射器是替代连消器的理想产品。前一时期曾有人主张采用连消器进行连续液化。从连消器的结构原理上可以看出，汽液在连消器内仅进行简单的汽液混合，蛋白质类凝聚效果较差、振动强烈、噪音大。

现在周口味精厂、济宁味精厂、青岛味精厂、温州味精厂、辽宁阜新市辽河味精厂、长春市味精厂、天津静海味精厂、山东味精厂、肇庆味精厂、南宁味精厂、河南巩义甘油厂、云南新平甘油厂、河南平顶山甘油厂、长春亚细亚甘油厂、河南邯郸乳酸厂、河南扶沟味精厂等一百二十多家发酵厂均采用低压蒸汽喷射液化器进行低温连续消毒。

三、液化喷射器规格：

四、喷射液化器结构：

a.淀粉乳进口（Dg65)

b.压力表接口(0-1.0MP)

c.压力表接口(0-1.0MP)

d.蒸汽进口(Dg108)

e.温度计接口：温度计类型为半导体点温度计，型号为68-A型

f.液化液出口(Dg108)

五、喷射液化器的安装说明

1、喷射液化器垂直安装，喷射器出口至层流罐的进口垂直距离