一種澱粉液化蒸汽的回收系統及其回收方法
2023-06-22 11:24:56 1
一種澱粉液化蒸汽的回收系統及其回收方法
【專利摘要】本發明涉及蒸汽回收領域，公開了一種澱粉液化蒸汽的回收方法。該澱粉液化蒸汽的回收方法包括以下步驟：A、將澱粉置於一次液化裝置進行一次液化；B、將一次液化後的產物置於一次閃蒸裝置進行一次閃蒸，所得蒸汽輸入蒸發器；C、將一次閃蒸後的產物置於液化維持柱進一步液化；D、將所述液化維持柱處理後的產物置於二次液化裝置，進行二次液化；E、將二次液化後的產物置於第一換熱器進行熱交換；F、熱交換後的產物進入二次閃蒸裝置進行二次閃蒸，所得蒸汽輸入所述蒸發器。該方法主要利用閃蒸裝置、換熱器、液化裝置、液化維持柱和蒸發器，對澱粉液化過程中的蒸汽進行回收利用，有利於降低製糖成本。
【專利說明】一種澱粉液化蒸汽的回收系統及其回收方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及蒸汽回收領域，具體地說涉及一種澱粉液化蒸汽的回收系統及其回收方法。
【背景技術】
[0002]在發酵過程中，有些微生物不能直接利用澱粉，因此當以澱粉為原料時，必須先將澱粉水解成葡萄糖，才能供發酵使用。將澱粉分解成葡萄糖的過程稱為澱粉的糖化。澱粉的糖化分為三步:第一步，將澱粉進行蒸煮，將澱粉分子自固體結晶格子中釋放，形成膠狀的澱粉糊，稱為澱粉的糊化；第二步，利用酸、高溫、澱粉液化酶等使糊化澱粉分解成糊精和低聚糖，稱為澱粉的液化，液化澱粉的黏度大大降低，流動性提高；第三步，將糊精和低聚糖進一步水解，轉變為葡萄糖，稱為糖化。其中，澱粉的液化是一個非常重要的過程。
[0003]目前，澱粉的液化一般是利用高溫蒸汽和澱粉液化酶結合對澱粉進行液化。液化過程使用的高溫蒸汽耗量很大，在液化結束後這些蒸汽大部分被排放到環境中，造`成了能量的浪費，不利於製糖成本的降低。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種澱粉液化蒸汽的回收系統及其回收方法，將澱粉液化過程中的蒸汽進行回收利用，有利於降低製糖成本。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供了一種澱粉液化蒸汽的回收系統，包含:一次液化裝置、一次閃蒸裝置、液化維持柱、二次液化裝置、第一換熱器、二次閃蒸裝置和蒸發器；所述一次液化裝置和所述一次閃蒸裝置相連，所述一次閃蒸裝置和所述液化維持柱相連，所述液化維持柱和所述二次液化裝置相連，所述二次液化裝置和所述第一換熱器相連，所述第一換熱器和所述二次閃蒸裝置相連，所述蒸發器分別和所述一次閃蒸裝置和所述二次閃蒸裝置相連。
[0006]另外，本本發明還提供了一種澱粉液化蒸汽的回收方法，包括如下步驟:A、將澱粉置於一次液化裝置進行一次液化；B、將一次液化後的產物置於一次閃蒸裝置進行一次閃蒸，所得蒸汽輸入蒸發器；C、將一次閃蒸後的產物置於液化維持柱進一步液化；D、將所述液化維持柱處理後的產物置於二次液化裝置，進行二次液化；E、將二次液化後的產物置於第一換熱器進行熱交換；F、熱交換後的產物進入二次閃蒸裝置進行二次閃蒸，所得蒸汽輸入所述蒸發器。
[0007]本發明實施方式相對於現有技術而言，由一次液化裝置、一次閃蒸裝置、液化維持柱、二次液化裝置、第一換熱器、二次閃蒸裝置和蒸發器組成的澱粉液化蒸汽的回收系統可以實現對澱粉液化過程中的蒸汽進行回收利用:現有技術中，澱粉液化過程中的高溫蒸汽被直接排放，蒸汽沒有回收而被浪費；本發明實施方式中，澱粉、蒸汽及其它產物依次通過一次液化裝置、一次閃蒸裝置、液化維持柱、二次液化裝置、第一換熱器和二次閃蒸裝置，從二次閃蒸裝置出來的物質即為液化澱粉，完成澱粉的液化過程。液化蒸汽的回收系統在現有技術的澱粉液化系統的基礎上中增加了第一換熱器和蒸發器，其中，第一換熱器是套管式換熱轉置，該裝置的一邊為液化澱粉和蒸汽，另一邊是糖類產品，液化澱粉和蒸汽的部分能量通過間接傳熱的方式傳遞給糖類產品，將糖類產品進行加熱，從而將蒸汽和液化澱粉的能量進行回收利用；一次閃蒸裝置和二次閃蒸裝置都和蒸發器相連，使得一次閃蒸裝置和二次閃蒸裝置中的高溫蒸汽進入蒸發器中，對蒸發器中的糖類物質進行蒸發，實現對蒸汽的再次利用。
[0008]另外，在所述步驟F之後還包括以下步驟:G、將二次閃蒸後的產物置於三次閃蒸裝置進行三次閃蒸，所得蒸汽輸入所述蒸發器。
[0009]三次閃蒸裝置分別和二次閃蒸裝置和蒸發器相連，三次閃蒸裝置中的蒸汽通過管道輸入蒸發器中進行回收利用。
[0010]另外，在所述步驟G之後還包括以下步驟:H、將三次閃蒸後的產物置於第二換熱器進行熱交換。
[0011]所述第二換熱器和所述三次閃蒸裝置相連，第二換熱器的作用和第一換熱器的作用相同，該裝置的一邊為液化澱粉和蒸汽，另一邊是糖類產品，液化澱粉和蒸汽的部分能量通過間接傳熱的方式傳遞給糖類產品，從而對蒸汽和液化澱粉的能量進行回收利用。
[0012]另外，在所述步驟H之後還包括以下步驟:1、經熱交換的產物進入四次閃蒸轉置進行四次閃蒸，所得蒸汽輸入所述蒸發器。
[0013]四次閃蒸裝置分別和第二換熱器和蒸發器相連，四次閃蒸裝置中的蒸汽通過管道輸入蒸發器中進行回收利用。
[0014]另外，所述的蒸發器為五效蒸發器。
[0015]五效蒸發器就是將五個蒸發器進行串聯，第一個蒸發器產生的蒸汽作為加熱蒸汽，其餘四個蒸發器均以前一個蒸發器的二次蒸汽作為加熱蒸汽，從而實現熱能在蒸發器之間多次利用，減低能耗。也就是說，五效蒸發器的每個蒸發器需要的蒸汽的溫度不相同，因此，在回收利用各個閃蒸裝置中的蒸汽時，可以根據從閃蒸裝置中輸出的蒸汽的溫度，選擇性的將這些蒸汽輸入對應的蒸發器中，從而實現蒸汽的匹配利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是根據本發明第一實施方式的澱粉液化蒸汽的回收系統的結構示意圖；
[0017]圖2是根據本發明第二實施方式的澱粉液化蒸汽的回收系統的結構示意圖；
[0018]圖3是根據本發明第三實施方式的澱粉液化蒸汽的回收方法的流程圖；
[0019]圖4是根據本發明第四實施方式的澱粉液化蒸汽的回收方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基於以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。
[0021]本發明的第一實施方式涉及一種澱粉液化蒸汽的回收系統，其結構示意圖如圖1所示。在本實施方式中，澱粉液化蒸汽的回收系統包括:一次液化裝置、一次閃蒸裝置、液化維持柱、二次液化裝置、第一換熱器、二次閃蒸裝置和蒸發器；一次液化裝置和一次閃蒸裝置相連，一次閃蒸裝置和液化維持柱相連，液化維持柱和二次液化裝置相連，二次液化裝置和第一換熱器相連，第一換熱器和二次閃蒸裝置相連，蒸發器分別和一次閃蒸裝置和二次閃蒸裝置相連。其中，蒸發器為五效蒸發器，由5個蒸發器串聯而成，這5個蒸發器分別命名為第一效蒸發器、第二效蒸發器、第三效蒸發器、第四效蒸發器和第五效蒸發器。
[0022]現有技術中，澱粉液化過程中的高溫蒸汽被直接排放，蒸汽沒有回收而被浪費；本發明實施方式中，澱粉、蒸汽及其它產物依次通過一次液化裝置、一次閃蒸裝置、液化維持柱、二次液化裝置、第一換熱器和二次閃蒸裝置，從二次閃蒸裝置出來的物質即為糊精和低聚糖，完成澱粉的液化過程。液化蒸汽的回收系統在現有技術的澱粉液化系統的基礎上中增加了第一換熱器和蒸發器，其中，第一換熱器是套管式換熱轉置，該裝置的一邊為液化澱粉和蒸汽，另一邊是糖類產品，液化澱粉和蒸汽的部分能量通過間接傳熱的方式傳遞給糖類產品，從而將蒸汽能量進行回收利用；一次閃蒸裝置和二次閃蒸裝置都和蒸發器相連，使得一次閃蒸裝置和二次閃蒸裝置中的高溫蒸汽進入蒸發器中，對蒸發器中的糖類物質進行蒸發，實現對蒸汽的再次利用。
[0023]本發明的第二實施方式涉及一種澱粉液化蒸汽的回收系統，其結構示意圖如圖2所示。第二實施方式在第一實施方式的基礎上做了進一步改進，主要改進之處在於:本實施方式還包括三次閃蒸裝置、第二換熱器和四次閃蒸裝置；二次閃蒸裝置和三次閃蒸裝置相連，三次閃蒸裝置和第二換熱器相連，第二換熱器和四次閃蒸裝置相連；三次閃蒸裝置和四次閃蒸裝置分別和蒸發器相連。
[0024]在本實施方式中，增加了三次閃蒸裝置、第二換熱器和四次閃蒸裝置，該增加的部件都可以進一步對液化過程中的蒸汽進行回收利用，從而提高蒸汽的回收利用率。其中，三次閃蒸裝置和四次閃 蒸裝置的工作原理和一次閃蒸裝置和二次閃蒸裝置相同，第二換熱器和第一換熱器的作用原理相同。
[0025]本發明的第三實施方式涉及一種澱粉液化蒸汽的回收方法，其流程如圖3所示。在本實施方式中，澱粉液化蒸汽的回收方法包括如下步驟:
[0026]步驟301，將澱粉置於一次液化裝置進行一次液化。
[0027]在澱粉中加入澱粉液化酶，將澱粉和澱粉液化酶混合均勻後放入一次液化裝置中，通入高溫蒸汽，澱粉在高溫蒸汽和澱粉酶的作用下進行分解和液化，澱粉最後被部分液化，此時澱粉溫度為105_108°C
[0028]步驟302，將一次液化後的產物置於一次閃蒸裝置進行一次閃蒸，所得蒸汽輸入蒸發器。
[0029]一次液化後的產物包括部分液化的澱粉和蒸汽；將液化後的產物置於一次閃蒸裝置進行一次閃蒸；閃蒸是在不增加能量的前提下，通過降低閃蒸裝置的壓強使得產物迅速沸騰，從而形成更多的蒸汽，然後這些蒸汽通過管道輸入蒸發器。一次閃蒸結束後，部分液化的澱粉的溫度下降為約95°C。一次閃蒸後的蒸汽主要用於五效蒸發器中的第一效蒸發器中，用於糖漿加熱。
[0030]步驟303，將一次閃蒸後的產物置於液化維持柱進一步液化。
[0031]在液化維持柱中，部分液化的澱粉在澱粉酶的作用下進一步分解，使得澱粉的液化比例提聞。
[0032]步驟304，將液化維持柱處理後的產物置於二次液化裝置，進行二次液化。
[0033]從液化維持柱中出來的產物進入二次液化裝置中，通入高溫蒸汽對部分液化的澱粉進一步的液化，最後澱粉的溫度達到135-145°C，此時，澱粉基本完全被液化。
[0034]步驟305,將二次液化後的產物置於第一換熱器進行換熱交換。
[0035]第一換熱器是套管式換熱轉置，該裝置的一邊為液化澱粉和蒸汽，另一邊是糖類產品，液化澱粉和蒸汽的部分能量通過間接傳熱的方式傳遞給糖類產品，使得糖類產品的溫度由55°C上升到83-89°C。步驟306，熱交換後的產物進入二次閃蒸裝置進行二次閃蒸，所得蒸汽輸入所述蒸發器。
[0036]熱交換後的產物進入二次閃蒸裝置進行二次閃蒸，產物出現沸騰，形成大量的蒸汽；然後這些蒸汽通過管道輸入蒸發器。二次閃蒸結束後，液化的澱粉的溫度約為100°c。二次閃蒸後的蒸汽主要用於五效蒸發器中的第一效蒸發器中，用於糖漿加熱。
[0037]不難發現，本實施方式為與第一實施方式相對應的澱粉液化蒸汽的回收系統的實施例，本實施方式可與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效，為了減少重複，這裡不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第一實施方式中。
[0038]本發明的第四實施方式涉及一種澱粉液化蒸汽的回收方法，其流程如圖4所示。第四實施方式在第三實施 方式的基礎上作了進一步改進，主要改進之處在於，在步驟306之後還包括:
[0039]步驟407，將二次閃蒸後的產物置於三次閃蒸裝置進行三次閃蒸，所得蒸汽輸入所述蒸發器。
[0040]經過二次閃蒸之後，液化澱粉的溫度約為100°C，而經過三次閃蒸後，溫度下降為約80°C ;三次閃蒸後的蒸汽通過管道輸入五效蒸發器的第二效蒸發器中，用於糖漿加熱。
[0041]步驟408，將三次閃蒸後的產物置於第二換熱器進行熱交換。
[0042]第二換熱器為板式換熱轉置，其作用原理和第一換熱器基本相同:該裝置的一邊為液化澱粉和蒸汽，另一邊是製糖過程中的糖化液，液化澱粉和蒸汽的部分能量通過間接傳熱的方式傳遞給糖化液，使得糖化液的溫度由60°C上升到70-75°C。因此，第二換熱器一方面可以將蒸汽能量傳遞給糖化液進行回收利用，另一方面可以進一步降低液化澱粉和蒸汽的溫度。
[0043]步驟409，經熱交換的產物進入四次閃蒸轉置進行四次閃蒸，所得蒸汽輸入蒸發器。
[0044]進過四次閃蒸，液化澱粉的溫度下降為50-60°C，液化過程結束；由於溫度低，液化澱粉可以作為製糖流程的下一道工序的原料直接進行使用。此外，四次閃蒸後的蒸汽通過管道輸入五效蒸發器的第四效蒸發器中，用於糖漿加熱。
[0045]由於本實施方式中步驟401-406與第三實施方式中的步驟301-306完全相同，所以此處不再贅述。
[0046]不難發現，本實施方式為與第二實施方式相對應的澱粉液化蒸汽的回收系統的實施例，本實施方式可與第二實施方式互相配合實施。第二實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效，為了減少重複，這裡不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第二實施方式中。
[0047]本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本發明的優選實施例，而在實際應用中，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干修改，這些改進也應視為本發明的保護範圍·。
【權利要求】
1.一種澱粉液化蒸汽的回收系統，其特徵在於，包含:一次液化裝置、一次閃蒸裝置、液化維持柱、二次液化裝置、第一換熱器、二次閃蒸裝置和蒸發器； 所述一次液化裝置和所述一次閃蒸裝置相連，所述一次閃蒸裝置和所述液化維持柱相連，所述液化維持柱和所述二次液化裝置相連，所述二次液化裝置和所述第一換熱器相連，所述第一換熱器和所述二次閃蒸裝置相連，所述蒸發器分別和所述一次閃蒸裝置和所述二次閃蒸裝置相連。
2.根據權利要求1所述澱粉液化蒸汽的回收系統，其特徵在於，還包括:三次閃蒸裝置； 所述三次閃蒸裝置分別和所述二次閃蒸裝置和所述蒸發器相連。
3.根據權利要求2所述澱粉液化蒸汽的回收系統，其特徵在於，還包括:第二換熱器； 所述第二換熱器和所述三次閃蒸裝置相連。
4.根據權利要求3所述澱粉液化蒸汽的回收系統，其特徵在於，還包括:四次閃蒸裝置； 所述四次閃蒸裝置分別和所述第二換熱器和所述蒸發器相連。
5.根據權利要求1至4任一項所述的澱粉液化蒸汽的回收系統，其特徵在於，所述蒸發器為五效蒸發器。
6.一種利用權利要求1所述澱粉液化蒸汽的回收系統的澱粉液化蒸汽的回收方法，其特徵在於，包括如下步驟: A、將澱粉置於一次液化裝置進行一次液化； B、將一次液化後的產物置於一次閃蒸裝置進行一次閃蒸，所得蒸汽輸入蒸發器； C、將一次閃蒸後的產物置於液化維持柱進一步液化； D、將所述液化維持柱處理後的產物置於二次液化裝置，進行二次液化； E、將二次液化後的產物置於第一換熱器進行熱交換； F、熱交換後的產物進入二次閃蒸裝置進行二次閃蒸，所得蒸汽輸入所述蒸發器。
7.根據權利要求6所述澱粉液化蒸汽的回收方法，其特徵在於，在所述步驟F之後，還包括以下步驟: G、將二次閃蒸後的產物置於三次閃蒸裝置進行三次閃蒸，所得蒸汽輸入所述蒸發器。
8.根據權利要求7所述澱粉液化蒸汽的回收方法，其特徵在於，在所述步驟G之後，還包括以下步驟: H、將三次閃蒸後的產物置於第二換熱器進行熱交換。
9.根據權利要求8所述澱粉液化蒸汽的回收方法，其特徵在於，在所述步驟H之後，還包括以下步驟: 1、經熱交換的產物進入四次閃蒸轉置進行四次閃蒸，所得蒸汽輸入所述蒸發器。
10.根據權利要求6至9任一項所述的澱粉液化蒸汽的回收方法，其特徵在於，所述蒸發器為五效蒸發器。
【文檔編號】C12M1/02GK103667016SQ201310633378
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月2日 優先權日:2013年12月2日
【發明者】谷鐵菊, 劉仁坤 申請人:上海好成食品發展有限公司