淀粉质原料的蒸煮详解

年产2万吨酒精厂蒸煮糖化车间设计课程设计任务书目录1 车间概况及特点 (3)1.1 生产规模 (3)1.2 产品方案 (3)2 车间组织 (4)3 工作制度 (5)4 成品的主要技术规格及技术标准 (6)5 生产流程简介 (7)6 新技术 (8)7 物料衡算 (9)7.1 蒸煮糖化车间原料计算 (9)7.2 生产1000kg酒精蒸煮醪量的计算 (9)7.3 生产1000kg酒精糖化醪量的计算 (10)7.4 年产2万吨酒精厂蒸煮糖化车间总物料衡算（以每小时计） (11)8 主要设备 (13)8.1 粉浆罐的选择 (13)8.2 预热罐的选择 (13)8.3 维持罐及后熟罐的选择 (13)8.4 气液分离器的选择 (13)8.5 真空冷却器的选择 (14)8.6 糖化罐的选择 (14)8.7 其他设备的选择 (14)8.8 蒸煮糖化车间设备一览表 (15)9 存在的问题及建议 (16)参考文献附件工艺流程图设备布置图摘要酒精在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。

化学合成法生产酒精是利用炼焦炭、裂解石油的废气为原料，经化学合成反应而制成酒精。

生产方法又可分为间接水合法和直接水合法两种，目前工业上普遍采用后者。

蒸煮醪中淀粉的酶水解过程称为糖化。

糖化后得到糖化醪。

糖化的主要目的是将淀粉水解成葡萄糖等可发酵性糖。

本设计选用的蒸煮工艺为连续蒸煮，糖化工艺选用混合冷却连续糖化，将冷却工序由喷淋冷却器完成，蒸煮醪经汽液分离器和真空冷却器冷却后连续定量地流入糖化锅，蒸煮醪带入的多余热量由冷却水带走，糖化醪连续流入喷淋冷却器，冷却到28℃后再流入发酵车间。

糖化工段的几个主要工序是：将蒸煮醪冷至糖化温度，冷却好的蒸煮醪与糖化剂混合，并进行蒸煮醪的糖化，糖化醪冷却到发酵温度等。

在间歇蒸煮中，这几个工序是在一个设备中进行的，因此设备利用率低，冷却水与动力消耗大。

而连续糖化时，这几个主要工序分别在几个相应的设备中进行连续操作，实现了生产的连续化。

生物工程设备知识考点整理●一、物料粉碎和液体培养基制备●1. 简述锤式粉碎机工作原理及优点。

●工作原理：●1、作用力主要为冲击力●2 、物料从料斗进入机内，受到高速旋转锤刀的强大冲击力而被击碎●3、小于弧形筛面筛孔直径的微粒，逐步被筛面筛分，落入出料口●4、大于筛孔直径的颗粒，在受到锤刀冲击后，由于惯性力的作用而高速四散、散落，有的撞击到棘板上被撞成碎块，小的逐渐被筛分，稍大颗粒再次弹起，又被高速旋转的下排锤刀所冲击，逐步使大颗粒变小●5、没有撞击到棘板上的颗粒，也会遇到后排锤刀的冲击●6、如此反复，直至将大块物料撞碎成细小颗粒后从筛孔落下进入出料口●优点：●构造简单、紧凑，物料适应性强，粉碎度大（粗、细粉碎皆可），生产能力高，运转可靠●2. 简述辊式粉碎机的工作原理、工作过程及适应何种性质物料的粉碎？●原理：●1、挤压、剪切（当两辊速不同时）●2、由2个直径相同的钢辊相向转动，把放在钢辊间的物料夹住啮入两辊之间，物料受到挤压力而被压碎●工作过程：●1、两辊的圆周速度一般在2.5~6m/s之间●2、许多粉碎机，将两个辊子的转速安排成有一定的转速差，一般可达2.5：1，或者是两只辊子的表面线速度具有5％~30％的速差，提高对物料的剪切力，增加破碎度●3、两个辊子中，一个是固定的，一个是可以前后移动的，用以调节两辊筒的间距，控制粉碎粒度●适用范围：●脆性、硬度较小物料的粉碎，如：麦芽、大米等●3.简述酒精厂淀粉质原料蒸煮糖化过程及目的。

●目的：●1、原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，将原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物杀死，以保证发酵过程中原料无杂菌污染●3、部分糖化（组织破裂、糊化、灭菌、部分糖化）●流程：罐式、柱式、管道式●蒸煮（加热）、后熟（保温、最后一罐气液分离出二次蒸汽并使之降温）、冷却、糊化、冷却●4.以淀粉质原料为培养基时，多采用罐式连续蒸煮糖化流程来处理这些原料，该糖化流程中的蒸煮设备有那些，简述它们各自的作用及特征？●蒸煮罐●作用：●1、原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，将淀粉细胞膜和植物组织破裂，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物杀死，以保证发酵过程中原料无杂菌污染●特征●1、长圆筒与球形或蝶形封头焊接而成●2、罐顶装有安全阀和压力表，顶部中心的加热醪出口管应伸入罐内300~400 mm，使罐顶部留有一定的自由空间●3、罐下侧有人孔，用于焊接罐体内部焊缝（该罐应采用双面焊接）和检修内部零件●4、在靠近加热位置的上方有温度计插口，以测试醪液加热温度●5、为避免过多的热量散失，蒸煮罐须包有保温层●6、直径不宜太大，直径过大，醪液从罐底中心进入后会发生返混，不能保证进罐醪液的先进先出，致使受热时间不均而造成部分醪液蒸煮不透就过早排出，而另有局部醪液过热而焦化●加热器：●作用：●器汽液接触均匀，加热比较全面，在很短的时间内可使粉浆达到规定的蒸煮温度●特征：●1、由三层直径不同的套管组成●2、内层和中层管壁上都钻有许多小孔，各层套管用法兰连接●3、粉浆流经中层管，高压加热蒸汽从内、外两层进入，穿过小孔向粉浆液流中喷射●后熟罐：●作用：●增加蒸煮时间，使过程连续。

淀粉质原料的蒸煮一、蒸煮的目的1、使淀粉由颗粒变成溶解状态的糊液，目的是使它易受淀粉酶的作用，把淀粉水解成可发酵性糖。

2、灭菌。

3、降低原料醪液的黏度。

4、排除原料中含有的低沸点有害物质，如甲醇、氰化物等。

二、蒸煮的理论基础1、淀粉粒的结构•淀粉是由直链淀粉、支链淀粉与少量的矿物质和脂肪酸等混合形成颗粒状的淀粉颗粒。

•淀粉是白色的微小颗粒，不溶于冷水和有机溶剂。

淀粉颗粒的形状可分为圆形、椭圆形和多角形三种。

一般含水分高、蛋白质少的植物颗粒比较大些，形状比较整齐些，大多数呈圆形或卵形，如马铃薯、木薯的淀粉。

淀粉颗粒具有的抵抗外力作用较强的外膜，其化学成分与内部淀粉相同，但由于外层水分损失和胶粒结构更加紧密，因而其物理性能和内部淀粉不同。

三、淀粉的分子结构淀粉是由葡萄糖基组成的高分子物质。

根据淀粉分子链结构的不同可以分为直链淀粉和支链淀粉两类。

直链淀粉是通过α1,4-葡萄糖苷键连接的无分支的长链组成。

直链淀粉平均含有200～980个葡萄糖单元，分子量相当于32000～160000。

支链淀粉分子结构较直链淀粉复杂，除α-1，4键缩合的葡萄糖链以外，还以α-1，6键使葡萄糖单元缩合，成树枝分枝结构，支链淀粉分子量较大，平均含有600～6000个葡萄糖单元，分子量大约为100000～1000000 。

四．淀粉的膨化和糊化（1）膨化作用淀粉是一种亲水胶体，当淀粉与水接触，水就渗透薄膜而进入到淀粉颗粒里面，淀粉颗粒吸水分后能发生膨涨现象，使淀粉的巨大分子链发生扩张，因体积膨大，重量增加，这种现象称为膨化作用。

（2）糊化作用在淀粉质原料蒸煮的过程中，当温度升至糊化温度60～80℃时，淀粉颗粒体积已膨胀到50～100倍，此时，各分子之间的联系削弱，使淀粉颗粒之间分开，此现象在工艺上叫做淀粉糊化。

使淀粉颗粒解体成为溶解状态的温度，称为糊化温度。

（3）淀粉的液化糊化后，温度继续上升，当达到130℃左右时，支链淀粉也几乎全部溶解，网状组织被彻底破坏，淀粉溶液变成黏度较低的流动性醪液，这种现象称为液化。

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1. 原料制备，将淀粉质原料（如玉米、小麦、大米）粉碎成小颗粒。

调味品术语1范围本标准规定了调味品工业常用的基本术语。

本标准适用于调味品工业生产、销售、科研、教学及其他有关领域。

2一般术语2.1调味品在饮食、烹饪和食品加工中广泛应用的，用于调和滋味和气味并具有去腥、除膻、解腻、增香、增鲜等作用的产品。

同义词：调味料。

2.2天然调味品自然生成的调味品。

如食盐、香辛料（葱、姜、花椒、桂皮等）、蜂蜜等。

2.3发酵调味品利用发酵技术生产的调味品。

如酱油、食醋、腐乳、料酒、味精等。

2.4水产调味品以水产品为主要原料生产的调味品。

如虾酱、蚝油、鱼露等。

2.5西餐调味品西方（主要指欧美）餐饮习惯使用的调味品。

如沙拉酱、蛋黄酱等。

2.6发酵泛指利用微生物制造工业原料或工业产品的过程，即利用微生物所产生的酶使有机物发生分解、合成反应，大量生成特定的代谢产物的现象，称之为发酵。

2.7酿造利用发酵作用制造食品称为酿造，如酱油、食醋的制造。

2.8主料在生产原料中，占比重较大，生产产品主要成分的原料。

2.9辅料在生产原料中，占比重较少的辅助原料。

2.10蛋白质原料以蛋白质为主要成分的原料。

如大豆、豆粕、花生饼粕等。

2.11蛋白质变性蛋白质在一些物理或化学因素作用下。

其分子内部结构的副键（次级键）裂开、结构变为松懈、理化性质改变，这种现象称为蛋白质变性。

2.12适度变性蛋白质原料蒸煮时，其分子内部结构变化达到易被酶分解的程度，称为适度变性。

2.13过度变性蛋白质原料蒸煮时，在高温长时间的作用下，其分子内部结构达到不易被酶分解的程度，称为过度变性。

2.14 N性蛋白亦称未变性蛋白。

原料的蛋白质未经变性即转移到产品中，造成产品加水稀释或加热后产生混浊物或沉淀物，此类蛋白质称为N性蛋白。

2.15淀粉质原料以淀粉质为主要成分的原料。

如大米、小麦、面粉、蚕豆等。

淀粉颗粒不溶于水，但在热水中能大大膨胀，开始时晶体结构消失，继续加热到一定温度，淀粉颗粒被解体，形成胶体性淀粉糊，称为糊化。

2.17液化淀粉糊化后，由于受α-淀粉酶的作用，迅速降解成分子量较小的能溶于水的糊精。

蒸煮工艺第一节淀粉质原料酒精生产概况" a0 z4 ^8 |/ S-) C+ Y5 B& R9一.淀粉质原料酒精生产的特点: U1 \( `6 I u P#' d7 N9 u: i6 a; O5 o- V%（1）原料系采用薯类、粮谷类及野生植物等，在投产前必须先经过破碎处理。

目前在国内上有一部分产量较小的酒精厂，采用间歇蒸煮，原料不经粉碎，就直接将快状或粒状原料投入生产，但大部分中等规模以上的酒精厂，原料多经二次粉碎，然后进行高压连续蒸煮，有利原料的受热面加大，更有效地达到蒸煮的要求。

, U7 u% U/ A5 W- A) I' T6 I0 q# i" A& @1 A( t: s/ F（2）原料必须经过蒸煮，在高温高压过程中，引起原料细胞的组织破裂，使存在于细胞中的淀粉转化为可发酵性糖。

蒸煮温度由于原料的品种与规格不同而有差异，通常为130—150度，但经过粉碎的原料，其蒸煮所须的温度较低，大约120—130度。

高温处理除了使淀粉糊化，便于淀粉酶起糖化作用外，还可把附着的有害杂菌杀死。

. O" _* o" y1 M# e- J. _5 `1 K)（3）淀粉质原料生产酒精，要经过加曲糖化作用，把糊化成溶解状态的淀粉转化成可发酵性糖。

由于曲的生产方法不同，可分为麸曲糖化法、液曲糖化法、根酶糖化法（阿米罗法）、根酶酒母混合法、麦芽糖化法等。

目前在国内是以麸曲糖化法和液曲糖化法为主，在国外使用淀粉质原料生产酒精的方法，大致可分为：1 Y P& i( w9 v3 M" \.# ?; d8 Q0 n! w1 mA.麦芽法以麦芽、黍芽、稷芽作糖化剂。

1 o7 z% @- O) t+ @, n. H3 v- mB.阿米罗法将根霉或毛霉等霉菌，在糊化醪冷却至30—40度时，接种培养，在霉菌生长过程中转化淀粉成发酵性糖，再加酵母发酵。

图3-1 糊化、液化与糖化全流程示意图
一般来说，淀粉以颗粒形态存在于谷物种子、薯类块根（甘薯）块茎（马铃薯）的细胞内，各种作物中的淀粉含量因品种、成熟度、气候、土质及其它生长环境不同而异。

淀粉颗粒呈白色，不溶于冷水和有机溶剂，淀粉颗粒内呈复杂的结晶组织，不同原料的淀粉颗粒具有不同的形状和大小，大体上分为圆形、椭圆形和多角形。

淀粉颗粒具有抵抗外力作用较强的外膜，其化学组成与内层淀粉相同。

但由于水分较少，密度较大，故强度较大。

淀粉颗粒是由许多针状小晶体聚合而成的，而小晶体则是由淀粉分子链之间靠氢键的作用联结而成的。

显微镜中67 ℃时糊化的玉米淀粉颗粒（在正常照明下）3-3 显微镜下75 ℃糊化的玉米淀粉颗粒（正常照明）
连接的分支结构。

分枝点之间平均有5~8个葡萄糖单位，支链中的葡萄糖单位仍是键连接，支链长度平均为25个葡萄糖单位。

在支链淀粉中葡萄糖单位的数量可高达
三种最普通的乙醇生产原料，玉米，小麦和高粱中的淀粉分子大小是类似的，但直链淀粉和支链淀粉含量的百分比不同。

图3-6 直链淀粉的结构。

（根据筛孔大小不同分，孔径由上至下变小）生物工程设备考试重点第一章 生物质原料处理过程与设备一、生物质原料的筛选除杂设备1、夹杂物大体上分三类：①纤维性较长的物质 ②颗粒状物质 ③铁磁性物质 （填）2、根据麦粒横截面积大小，将筛选除杂设备分为：粗选设备、精选及分级设备（1）粗选设备：①大麦粗选机 特点：振动筛，分为风选、三级振动筛、平面筛②磁力除铁器 分离组成：永久磁铁、电磁铁 磁铁分离方法：永磁溜管（平板磁铁分离器）、永磁滚筒 （旋转式）（2）精选及分级设备（生物设备）①精选机：精选适用于颗粒状物料，按颗粒长度分级。

精选机理：利用带有袋孔（窝眼）的工作面来分离杂粒物料，袋孔中嵌入长度不同的颗粒，带升高度不同而分离。

大麦分级 根据腹径大小分为三级：Ⅰ：＞2.5mm Ⅱ：2.2~2.5mm Ⅲ：＜2.2mm （饲料）一般选择＞2.2mm 以上制大麦（即Ⅰ、Ⅱ级）②分级设备 平板分级筛、圆筒分级筛 （简单知道）二、生物质原料的粉碎设备1、机械粉碎的5种形式（5种粉碎力）：挤压、冲击、研磨、剪切和劈裂。

（填）2、粉碎设备①锤式粉碎机 作用力：冲击力、挤压力、研磨②盘磨机 作用力：研磨、剪切③球磨机 作用力：转机、研磨④辊式粉碎机 作用力：挤压、剪切和研磨。

物料一般麦芽、大米较多类型：两辊式粉碎机、四辊式粉碎机、五辊式粉碎机（前三个辊为光辊，后两个为丝辊）、六辊式粉碎机（三对辊筒，前两对为光辊，后一对为丝辊）⑤湿式粉碎机 根据是否加水，分为干法粉碎和湿法粉碎三、生物质原料固体间的混合1、固体混合的机理：①对流混合：固体粒子的循环流。

②剪切混合：粒子间相互滑动和撞击产生。

③扩散混合：存在状态不同而产生的局部混合作用。

2、混合设备（分为2大类）①回转型混合机：水平圆筒型、倾斜圆筒型、V 型、双锥型、立方体型②固定型混合机：搅拌槽式混合机、回转圆盘型混合机第二章 物料输送过程与设备一、固体物料的输送1、4种设备：①斗式提升机（垂直提升物料） ②皮带运输机（水平或斜向上提升物料）③螺旋输送机（水平或斜向上） ④气力输送系统（垂直或水平）2、斗式提升机（会画简图）（1）料斗：分为浅斗、深斗和尖角形斗。

淀粉质原料连续蒸煮糖化工艺流程1.淀粉质原料首先要进行去杂质和破碎处理。

The starchy raw materials need to be purified and broken down first.2.然后将原料送入连续蒸煮器进行蒸煮。

The materials are then fed into a continuous cooker for steaming.3.在高温高压下，淀粉分子开始水解成糖分子。

Under high temperature and pressure, starch molecules start to hydrolyze into sugar molecules.4.蒸煮过程持续一定时间，以确保充分的糖化反应发生。

The cooking process continues for a certain period to ensure sufficient saccharification reaction.5.蒸煮后的原料会被送入糖化槽中继续反应。

The cooked materials are then transferred to the saccharification tank for further reaction.6.在糖化槽中，酶类会催化糖化过程，将淀粉转化为可发酵的糖浆。

In the saccharification tank, enzymes catalyze the saccharification process to convert starch into fermentable syrup.7.这个糖化过程需要保持一定的温度和PH值。

The saccharification process needs to maintain a certain temperature and pH value.8.完成糖化后，糖浆会被送往发酵罐中进行下一步的发酵过程。

淀粉质原料食用酒精产生的工艺流程哎呀，今天咱们聊聊一个特别有意思的话题：淀粉质原料食用酒精产生的工艺流程。

你可能觉得这个话题有点儿高大上，但是别担心，我会用大白话给你讲明白，让你轻松理解这个过程。

咱们得知道淀粉质原料是什么。

淀粉质原料就是那些能变成糖的东西，比如玉米、土豆、红薯等等。

这些原料在我们的日常生活中可是随处可见，而且它们的营养价值还很高呢！这些淀粉质原料是怎么变成酒精的呢？这就要说到咱们今天的主角——酵母菌。

酵母菌是一种非常神奇的生物，它们可以在没有氧气的环境下，把淀粉质原料发酵成糖分和酒精。

这个过程就像是给淀粉质原料做了一场“变魔术”，把它们变成了我们喜欢的酒精。

不过，这个过程可不是一下子就能完成的，它需要经过一系列的步骤。

咱们要把淀粉质原料磨成粉，然后加入水和酵母菌。

这时候，酵母菌就开始了它们的“工作”。

它们会在没有氧气的环境下，把淀粉质原料分解成糖分和酒精。

这个过程就像是酵母菌在给淀粉质原料做“减肥操”，把它们变成了更轻盈的糖分和酒精。

咱们要让这个过程持续进行一段时间。

这个时间长短取决于我们想要得到多少酒精。

一般来说，如果我们想要得到更多的酒精，就需要让这个过程持续更长的时间。

而如果我们只是想要得到一点点酒精，那就可以缩短这个时间。

当酵母菌把淀粉质原料发酵成糖分和酒精后，咱们就可以把它们收集起来，制成我们喜欢的酒精饮料了。

这个过程就像是给淀粉质原料做了一场“变身秀”，把它们变成了我们喜欢的酒精饮料。

淀粉质原料食用酒精产生的工艺流程就是一个非常有趣的过程。

它让我们看到了大自然的神奇之处，也让我们明白了生活中的很多东西都是通过这样一个个小小的步骤变得越来越美好。

下次当你喝到美味的酒精饮料时，不妨想一想它背后的故事，相信你会更加珍惜它的。