(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1~1.5%(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1~2BV/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70~80%。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150~200g NaCl,及3~4g NaOH。为加速再生化学反应,通常先将再生液加热到70~80℃。它通过树脂的流速一般为1~2BV/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≤45℃ b、保持流速≤4m3/h C、质量要求:
a、pH值3.5—6.0,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≤10,pH 2-5.0,灰分≤5.0%,铁含量≤0.1,比表面积1300㎡/g。
树脂的选用。阳离子选用大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂(牌号树脂结构D061strene-DVB 粒度≥95 含水量50-60 全交换量(a)≥4.2毫摩尔/克(干) (b)≥1.4毫摩尔/毫升(湿) 阴离子选用强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。牌号树脂结构 201×4styroneDVB 粒度≥95 含水量54-62 全交换量(a)≥3.8毫摩尔/克(干) (b)≥1.10毫摩尔/毫升(湿)。
麦芽糖浆质量标准 下列标准适用于以大米或碎米为原料,用1%麦芽为糖化剂所制成的麦芽糖浆。1.感官指标:色泽:淡黄微明。味道:无异味。2.理化指标。还原糖:以100%干物质计算,DE值34以上。浓度:以室温折成100%干物质计算,按各生产单位自定(一般采用35%)。
第四章 工艺计算与设计
精制工艺部分流程:
蒸汽 储存罐泵 板框过滤机储存罐泵脱色罐泵 物料衡算和热量衡算 生产的设计依据:
年产15万吨麦芽糖浆(麦芽糖浆成品固形物75%,麦芽糖纯度≥50%)玉米淀粉参数:淀粉纯度83%,淀粉出糖率108% 年工作日300天
储存罐 水 泵 旧炭滤渣 滤渣 板框过滤机 板框过滤机泵 脱色罐 泵 储存罐 新炭 蒸去水板框换热泵 离子交换泵 储存罐 多效降膜蒸发 75%产品包装 泵 麦芽糖浆固形泵 换热降温器 泵
一 淀粉衡算
年产15万吨麦芽糖浆,则每天产500吨 精制过程损失以2%计算
所以每天用淀粉:500×0.75×0.5×(1+0.02)÷1.018÷0.83=226.34吨,计227吨。
二 原料液衡算
糖化灭酶后糖液浓度为30%左右
则可算得每天处理糖液量为500×0.75×0.5×(1+0.02)÷30%=637.5吨 麦芽糖浆中含有4%的蛋白质,絮化过滤后,滤渣的量为: 637.5×4%=25.5吨
过滤后糖液量为:637.5-25.5=612吨
三 第一次脱色衡算
原料液60℃,第一次脱色时,温度升到80℃,用蒸汽加温,压力0.5MPa,r=2113KJ/㎏.K, Cp=4.18KJ/㎏.K,加活性炭为旧碳,加入量为1.5%(W/V).所以每天糖浆加活性碳的量约为:612×1.5%=9.18吨
活性碳主要吸附焦糖和亚甲基兰,其它计算中忽略。由于使用旧碳,吸附能力按20%计算,则吸附亚甲基兰的量为: 9.18×0.2×0.11=0.20吨
(0.11:活性碳吸附亚甲基兰的能力为0.11g/g) 吸附焦糖的量为:9.18×0.95×0.2=1.74吨
﹙0.95:活性炭吸附焦糖的能力为0.95g/g﹚ 则滤渣:9.18+0.2+1.74=11.12吨 杂质:0.2+1.74=1.94吨
能量计算:溶液比热大概可算出:Cp=0.37×4.18×0.30+4.18×0.7=3.4 KJ/㎏.K (溶液浓度基本不变,为30%)
Q=MCpΔt=(612+9.18)×103×3.4×(80-60)=4.2×107kj 所以需要蒸汽:4.2×107÷2113=20.吨
则第一次脱色后料液量为:612-1.94+20 =630吨
四 第二次脱色衡算
二次脱色使用的新碳用量为0.5%,由于温度下降不多所以不用加温。
加新炭量: 630×0.5%=3.15吨 吸亚甲基兰:3.15×0.11=0.35吨
(0.11:活性碳吸附亚甲基兰的能力为0.11g÷g) 吸焦糖: 3.15×0.95=3.0吨
(0.95:活性炭吸附焦糖的能力为0.95g÷g﹚
滤渣:3.15+0.35+3.0=6.5吨
杂质量:0.35+3.0=3.35吨 滤液量:630-3.35=626.65吨
则所有杂质量量:25.5+1.94+3.35=30.8吨
而淀粉纯度为83%,所以其杂质为227×17%=38.6吨 所以,除杂质率30.8÷38.6=80%
五 离子前换热器降温衡算
用20℃的水循环,此时温度已经下降到75℃左右,要求出口温度为40℃,才可离交,浓度以30%计算混合液比热容为 Cp=0.37×4.18×0.30+4.18×0.70=3.4 Kj/kg.k
所以Q= MCpΔt=626.65×103×3.4×(75-40)35=74571350Kj
六 离子交换衡算
离子交换树脂体积取料液体积的1/20,故所需树脂的体积为: 626.65÷20=31.33M3
水洗时用4BV的水,水洗一小时,故用水量为: 31.33×4=125.3M3
再生交换量为总交换量的70%,工作交换量为再生交换量的60%。故阳离子工作的交换量为:
31.33×106×0.6×0.7×1.4=18422040mmol=18422mol ﹙1.4:阳离子树脂全交换量1.4毫摩尔/毫升﹙湿﹚﹚ 阴离子工作交换量为:
31.33×106×1.1×0.6×0.7= 14474460mmol=14474.5mol ﹙1.1:阴离子树脂全交换量1.1毫摩尔/毫升﹙湿﹚﹚ 离子交换式料液的体积基本不变。
阳离子交换树脂用10%NaCl溶液在生,用药量为其交换容量的2倍。故Nacl溶液的量为:
31.33×2×58.5÷10%=36.65吨 合37吨左右 ﹙58.5:Nacl的物质的量)
阴离子交换树脂,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在机物溶解析出,故通常使用含10%NaCl+0.2%NaOH 的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150~200gNaCl ,及3~4gNaOH。为了取得好的再后效果,每升树脂用200gNaCl ,及4gNaOH 。所以再生剂用量为31.33×200÷0.1=62.7吨
七 浓缩计算