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1、1一水结晶葡萄糖生产节能技术编写：赖庚音 石家庄市乐开糖醇技术开发有限公司在谈到一水结晶葡萄糖生产过程的节能时，很多人认为很简单，只要选用节能设备就行了。实际上节能过程牵涉到多专业方方面面的知识，本文从实践的角度作一些简单的介绍。要想获得好的节能效果，节能措施的排序很重要：首先是料料换热，其次是废热回收，最后才是尽量采用新型节能设备。料料换热是指在某一个工序的低温物料需要蒸汽加热，同时另一个工序的高温物料需要冷却水降温，这个时候选择一台换热设备让这两种物料互相换热，既节约了加热蒸汽，又节约了冷却水。无论是 30循环冷却水还是 7循环冷冻水，其获得过程都需要消耗能源，节约冷源与节约蒸汽一样也是节
2、能。一水结晶葡萄糖的生产中可以考虑料料换热的工序很多，比如；1、60左右的蒸发汽凝水与原料淀粉乳换热，汽凝水被冷却到50以下用于离交拄洗涤用水正好避免了高温对树脂的伤害；2、93左右的液化液与 45左右的蒸发进料换热，这是一水结晶葡萄糖的生产中最为经典的必做料料换热；3、生蒸汽凝结水与干燥汽凝水与 25左右的葡萄糖商品母液换热后再将汽凝水混入蒸发汽凝水中。废热回收在葡萄糖的生产中一般只有液化闪蒸废汽回收到蒸发器，85左右的废汽直接驱动三效真空蒸发器或者进入到四效真空蒸发器的第二效是可以实现的，但要注意使用废热部分的蒸发设备，其加热器换热面积一般要比纯使用生蒸汽的大 50左右。一水结晶葡萄糖的生
3、产中主要能耗有三部分：蒸发浓缩、喷射液化和干燥。喷射液化耗汽主要与来料淀粉乳温度有关而与设备无关，各种型式的蒸汽喷射液化器耗能是一致的，否则能量就不守恒了。对于 5 万吨以上规模的新建厂，浓缩设备就应该考虑 MVR 蒸发系统了，MVR 蒸发器是指机械式蒸汽压缩循环蒸发器，其工作原理是蒸发器产生的二次蒸汽经蒸汽压缩机作用后，温度提升 78，返回替代生蒸汽作为蒸发器的加热热源，生蒸汽仅用于补充热损失和补充进出料温差所需热焓，从而大幅度减低蒸发器的生蒸汽消耗，达到节能的目的。15 吨/h 以上 MVR 蒸发器蒸发每吨水的电耗大约在 1720 度，但几乎不消耗 30循环冷却水，真空泵也很小；蒸发每吨水
4、的汽耗在蒸发进料温度与蒸发温度相等时约 1530 Kg，当蒸发进料温度比蒸发温度高 23时，MVR 蒸发器的蒸发过程就完全不消耗蒸汽了。由于糖液的沸点升高随浓度的上升而加大，当糖液浓度达到 55时，沸点升高为 3，MVR 蒸发有效传热温差为45，如果浓度继续上升，沸点升高加速上涨，有效传热温差快速下降，MVR 蒸发器蒸发能力将迅速下降，电耗也会快速上升。所2以结晶糖生产中采用 MVR 蒸发器时最好只浓缩到 5055之间，之后则可以采用三效真空蒸发器使用回收液化闪蒸废汽继续浓缩到7073。 结合液化液与蒸发进料换热、MVR 蒸发器和回收液化闪蒸废汽三效真空蒸发器，结晶糖生产中的蒸发汽耗是可以降到
5、零的。至于干燥，最为节能的当属组合流化床干燥机组，特别适合糖类或糖醇类晶体的干燥，该机组包含圆筒形回混床式逆流固定流化床干燥机、振动流化床干燥机和振动流化床冷却机各一台。其工作原理是晶体依靠重力落入圆筒式固定流化床干燥机，被从底部吹入的热风吹成沸腾状态，晶体与热风充分逆流接触，水分迅速蒸发而去除。晶体经固定流化床干燥机预干燥后，从设备底部落入自动控制的闭风阀后被送到振动流化床干燥机。晶体经振动流化床干燥机与热风呈沸腾状态接触，受到最终彻底的干燥，然后进入到振动流化床冷却机与冷风呈沸腾状态接触，晶体被充分冷却后被自动送出到方形振动筛，通过筛分将团粒送去破碎后再气流输送返料回干燥机。该机组的特点是
6、整个干燥过程被分成了预干燥和最终干燥两段。由于晶体的干燥过程越接近后期，水分越难进一步去除。预干燥和最终干燥分别在两台流化床干燥机内完成，不但能使得晶体得到最大限度的干燥，同时还能提高干燥效率，节约热风的能耗。机组的核心设备是圆筒形固定流化床干燥机，该机完成干燥总蒸发水量的9095。其干燥过程热风与糖晶体完全是逆流接触的过程，全逆流流化床由于出风湿度非常高，所需能耗只有全顺流干燥的气流干燥能耗的 3540。该机组已经大量用于无水葡萄糖的干燥，用于一水葡萄糖的干燥正在推广中，其获得每吨商品一水糖的干燥汽耗低至 0.14 吨。目前关于淀粉乳的液化，有采用一次喷射液化还是两次喷射液化的工艺争论。两次
7、喷射液化肯定比一次喷射液化蒸汽消耗高，薯类淀粉乳采用两次喷射液化完全没有必要，玉米淀粉乳则要看产品是什么。玉米淀粉乳采用两次喷射与一次喷射的主要差别一是糖化平均 DX 约高 0.20.3 ，二是糖化液和成品的过滤速度明显较快。所以对生产结晶糖、F55 果葡糖浆，以采用两次喷射为宜，特别是生产药用葡萄糖，两次喷射是必须的；对于生产转化糖浆、麦芽糖浆、F42 果葡糖浆等则只需要一次喷射就可以了。当采用两次喷射时，一般都同时将液化闪蒸废汽回收到蒸发器驱动三效真空蒸发，这样总汽耗只比一次喷射增加些微。葡萄糖生产中还有一些比较容易被人忽略的节能措施，一是采用低温脱色工艺，二是降温结晶冷冻水的节约。低温脱
8、色工艺即糖化液不加热即过真空转鼓过滤，这样转鼓滤液温度为 5356之间，直接不升温加脱色入粉末活性炭进行脱色。很多书籍都有介绍说活性炭在 7580之间比较合适，活性炭吸附色素能力较高。但是笔者的看法是活性炭在 7580之间脱色速度较快，采用 5356之间的低温脱色工艺，只需加长活性炭与糖液3之间的混合接触时间即可，活性炭照样可以充分吸收色素，并不会增加活性炭消耗。如果采用 7580的高温脱色工艺，不但需要对转鼓滤液升温，还需对脱色液充分降温才能去离子交换，这一来一回之间，浪费能源无数。其实在一水糖生产中，低温还是高温脱色对活性炭消耗几乎不影响，真正影响活性炭消耗的是液化工艺。很多企业一次喷射液
9、化到 110时在该温度下保温 7 分钟以上甚至 2030 分钟。淀粉乳的喷射液化是为了打开淀粉颗粒的物理结构和使淀粉充分水合，变得利于液化酶进行作用。耐高温淀粉酶能耐 110，并不代表其在该温度下不失活。正相反，失活速度很快，90下液化酶才能较长时间保持高活力。所以，110下的维持时间不能超过 60S，即应迅速闪蒸冷却到 90左右保温液化。110相当于高压锅闷米饭的温度，试想大米粒那么大的颗粒两分钟就闷熟了，淀粉乳中淀粉颗粒这么小，45S 就够了。同样，二次喷射液化，135 下的维持时间 510S就行了。糖类在 110以上高温下长时间维持，很容易分解产生比葡萄糖小分子的有色物质。淀粉乳带来的比
10、葡萄糖大分子的有色物质很容易被粉末活性炭吸附，而比葡萄糖小分子的有色物质则很难被粉末活性炭吸附，只能靠离子交换树脂吸附一部分，这样既增加活性炭消耗和离交再生洗水消耗。在上述理念指导下的液化，活性炭消耗可以降到令人吃惊的吨一水糖 0.5Kg 以下，50 平米板筐压滤机每小时过 15 方糖液可以坚持到一周以上才拆一次。降温结晶终了温度需要降到 26，单纯用 30循环冷却水降温显然不行。最好的节能是办法取一部分 30循环冷却水与 7冷却水换热制成 20冷却水。采用自动阀门切换，当糖温比 30循环冷却水温度高 5以上时用 30循环冷却水降温；当糖温比 30循环冷却水温度高 5以下时用 20循环冷却水降
11、温；30循环冷却水回水与 30循环冷却水回水合并。结晶糖生产除了以上节能措施还有杜绝糖化液灭酶和蒸发前灭菌采用蒸发进料预热至 105维持 1520 秒等，在此不再详述。除了蒸汽热能和冷源的节约，结晶糖生产中还要考虑电能的节约。主要的节电措施有：储罐的搅拌要尽量采用偏心螺旋桨推进搅拌，因为搅拌的目的是混合而不是旋转，一定要根据工艺的最低需求来确定，比如 100 立方的糖化罐，配置 1.5KW 的搅拌足够了，而且除进料和出料后期在糖化过程只要间歇开启就可以了；真空转鼓的真空泵各厂家普遍配得偏大，最好运行真空泵与挂土真空泵配一小一大；上悬式离心机一定要加装刹车馈电系统；泵的流量与扬程要选配适中；负荷经常变化的动力设备一定要配变频器。通过以上各种节能措施的充分应用，5 万吨/年以上产能的一水结晶糖厂的吨糖汽耗0.7 吨、电耗100 度不再是梦。
