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1、 年产5万吨玉米淀粉生产工艺设计 Process Design of Corn Starch with 50kt/a目 录摘要IAbstract.II引言1第一章 绪 论21.1 玉米淀粉的形态结构和性质21.2 淀粉用途21.3 玉米淀粉加工技术31.4 玉米淀粉加工业发展趋势4第二章 设计方案52.1 设计任务52.2 设计工艺确定52.2.1 净化工序52.2.2 浸泡工序52.2.3 破碎工序52.2.4 分离胚芽工序62.2.5 精磨工序62.2.6 纤维分离62.2.7 麸质分离62.2.8 淀粉乳的精制62.2.9 淀粉的干燥62.3 工艺条件选择72.3.1 净化后的玉米籽粒的
2、工艺指标72.3.2 浸泡工艺指标72.3.3 玉米破碎工艺指标72.3.4 胚芽分离工艺指标72.3.5 精磨工艺指标82.3.6 分离工艺指标82.3.7 淀粉干燥工艺指标82.4 产品基础数据82.5 过程指标控制标准8第三章 设备的计算与选型93.1 喷雾干燥器工艺设计条件93.1.1 工艺设计计算93.1.2 雾滴干燥所需时间103.1.3 压力喷嘴主要尺寸的确定133.1.4 干燥塔主要尺寸的确定143.1.5 干燥塔热风进出口接管管径193.1.6 主要附属设备的选型203.1.7 工艺设计计算结果汇总233.2 浸泡罐数量的计算233.3 KPJ150冲击式破碎机243.4 D
3、PX22.5胚芽旋流器243.5 LM-1000精磨机243.6 G60/2.1预涂式转鼓真空过滤机253.7 XJZ-1600型全自动上悬式离心机25第四章 喷雾干燥器自动控制设计264.1 被控对象的选择264.2 控制变量的选择26第五章 车间布置275.1 厂房布置的原则275.2 车间布局图27第六章 三废处理及其综合利用29结论30致谢31参考文献32年产5万吨玉米淀粉生产工艺设计摘要：采用封闭式湿磨加工工艺流程，运用喷雾干燥法，完成年产5万吨的玉米淀粉生产工艺这一课题，包含了对主要工序喷雾干燥器的选型。经计算得知，喷雾干燥器的高度为4米，直径1.6米。采用压力式雾化器雾料夜，压力
4、喷嘴孔径为4毫米。该项设计的主要内容包括：玉米淀粉的制备，生产工艺流程，物料衡算，设备选型，自动化控制，厂区的布局及对三废的处理。关键词：玉米淀粉；喷雾干燥器；工艺设计 Process design of corn starch with 50kt/aAbstract：The design adopts the method of spray drying process in the production of corn starch on the basic of the traditional produce process,completes the task with an annu
5、al output of 50000 tons of corn starch.The design calculates and selects the spray dryer to be the main equipment,including material balance calculation,heat balance calculation and the calculation and checking of the main part size,design get the results that the effective height of the dryer is 4
6、m,the diameter is 1.6m,using pressure atomizer atomized liquid and the pressure nozzle diameter is 4 mm.The task of the design annual output material to be processed are calculated.Equipment selection is mainly based on the material balance calculation of each step of production ability,the technica
7、l requirements of the design choice,chose the equipment models.Keywords： corn starch;spray dryer;process design 引 言玉米淀粉是当前工业中的重要原料，多用于食品行业、制糖、医药工业，应用淀粉为原料，生产抗生素，维生素；铸造工业用中也加用粉；干电池中用淀粉为电解质载体。其他诸如油漆、塑料、淀粉为砂芯胶粘剂；冶金工业浮选矿石为沉降剂；石油工业油井钻泥中用淀粉使其具有蓄水性；油壁的修补水泥染料、纺织、造纸、轮胎橡胶等行业，均将淀粉作为必需的材料，也是制作各类变性淀粉的起始材料。随着玉米价格
8、增长，玉米资源紧张，玉米淀粉的深度加工和充分转化变得更为迫切，本设计采用湿磨法生产工艺达到年产5万吨玉米淀粉，运用喷雾干燥器干燥淀粉，摒弃了传统的干法生产工艺和气流干燥法，运用物料衡算和热量衡算等方法，确定了喷嘴半径。第一章 绪 论1.1玉米淀粉的形态结构和性质淀粉是玉米籽粒的重要组成部分，是我国粮食产业的重要支柱，玉米淀粉具有多种形态，不溶于水、密实，含有少量的水所以大量的淀粉能够储集于小容器中。玉米淀粉是由无水葡萄糖单位连接起来的。玉米淀粉的抗剪切稳定性比较高，年度中等，黏韧性短，不透明，凝沉性强1。淀粉不溶于水，可吸收25%30%的水。当温度升高时吸水量大大增加，60时吸水300%，70
9、时吸水1000%，干物质的含水量不到4%。这种吸水使淀粉体积增大的现象成为膨胀。淀粉乳加热到一定温度（55）时淀粉颗粒吸水膨胀，结晶束具有弹性，随着温度上升吸收水分更多，体积膨胀更大，达到一定温度时高度膨胀的淀粉颗粒期间互相接触变成半透明粘稠状，成为淀粉糊，这个过程叫做淀粉的糊化。1.2淀粉用途玉米淀粉作为原料可以直接用于粉丝、粉条方便面、火腿肠、肉制品、冰激凌等方面，需求稳定。用于生产淀粉糖。淀粉糖是玉米淀粉深加工产量最大的一类产品。淀粉糖的种类繁多，附加值较大，主要包括葡萄糖、麦芽糖、麦芽糖浆、果糖等产品，以麦芽糖浆、高麦芽糖浆和葡萄糖为主，这类品种占淀粉糖比重的80%以上。淀粉糖可直接用
10、于食品添加，也是下游产品的原料，例如，葡萄糖、麦芽糖、果糖，可直接用于食品，加氢处理后，分别得到山梨醇、麦牙糖醇和甘露糖醇，它们统称多元糖醇，应用于医学、食品工业、化妆品工业、农业等领域2。用于生产赖氨酸、味精、氨基酸、柠檬酸等。赖氨酸是动物体内不能合成必需从外界摄取的必需氨基酸，它的缺乏将影响其他氨基酸3的吸收，因此随着饲料业、饲养业的发展，赖氨酸的需求量也越来越大。我国现在是世界最大的赖氨酸生产国，每年消耗大量的玉米淀粉。味精（谷氨酸钠）是鲜味剂广泛地应用在饮食业及烹饪调味。亚洲人对味精情有独钟，有的国家人均年消费已达1公斤多。中国是味精生产大国，产量居世界第一4，产量突破100万吨，消耗
11、玉米淀粉150万吨5以淀粉为原料生产的氨基酸还有异亮氨酸、精氨酸、结氨酸等。近年来氨基酸的世界需求量增长迅速。用玉米淀粉生产的有机酸有柠檬酸、乳酸、苹果酸、衣康酸、草酸等。其中柠檬酸产量较大，柠檬酸在食品工业、医药业、洗涤业、纺织工业、化妆品业上都有广泛的应用。 生产变性淀粉。变性淀粉是利用物理、化学和酶等手段改变天然淀粉的性质，使其符合各行各业应用的需要，变性淀粉的使用量和范围非常广，目前我国已经生产出了预糊化淀粉、酸化淀粉、氧化淀粉、醚化淀粉、酯化淀粉、交联淀粉、接枝淀粉等应用到纺织、造纸、食品、石油、医用、建筑、农业饲料、日用化工等行业共70多个品种。其中以造纸行业的应用量为最大，约占总
12、量50-60%6。变性淀粉在食品工业的应用可以增强食品的韧性和粘度，改善食品的口感，延长保存期，由于通过变性提高了淀粉糊的透明度，因此可以改善食品的外观，提高其光泽度。所以在生产方便食品、肉制品、调味料、酸奶、果冻、糖果、松脆点心、豆沙馅、休闲食品等都可以添加变性淀粉，以提高产品质量。在造纸业，作为添加剂，能够生产出各种高级纸，同时还可减轻对环境的污染。变性淀粉在纺织工业用量较大，主要用在丝纱上浆、印花糊料，在石油工业变性淀粉主要是用于石油钻井液、压裂液和油气生产的多种场合7。总之变性淀粉的应用范围广，专用性强，品种多，是一个市场潜力大，不断发展中的产品。 用于医药行业。就医药工业而言，淀粉是
13、抗生素工业最重要的原料，因为几乎所有抗生素都采用淀粉发酵法生产，如销量极大的青霉素、头孢菌素、四环素、土霉素、金霉素、链霉素与各种氨基糖苷类抗生素等8，无一不是用淀粉为底物经工业微生物发酵、提取而成。另外，淀粉的另一重要用途是作为药物赋型剂，早期各国药厂生产的片剂绝大多数使用玉米淀粉为填充剂及粘合剂。 1.3玉米淀粉加工技术目前，国内外已实现工业化大规模生产的玉米组分分离提纯的加工方法，普遍采用的是湿法和干法两种方法。所谓湿法就是指淀粉工业中的玉米原料前处理的加工方法是将玉米用温水浸泡，经粗细研磨，分出胚芽、纤维和蛋白质，而得到高纯度的淀粉产品。所谓干法就是不用大量的温水浸泡，主要靠磨碎、筛分
14、、风选的方法，分出胚芽和纤维，而得到低脂肪的玉米粉。湿法加工的兴起，主要是因为主产品淀粉质量纯净，可以满足医药和特殊发酵制品的加工需要，副产品玉米蛋白、油脂、麸质饲料的回收率高，整体经济效益可观。但是，对比干法加工而言，它的投资较高9，高出干法2倍以上（对年产万吨淀粉和玉米粉而言，下同），用水量高出75倍，能耗高出5倍，环保处理较难。但是，干法加工的弱点也相当突出。例如，玉米油的回收，湿法是干法的2倍以上；又如，玉米粉中的蛋白质基本没有分离。人们不难取得共识，湿法和干法各有特点，可以各得其所，长期并存。湿法的加工设备，先进高效，部分还是引进国外的，投资较大，规模宜大不宜小。而干法的加工设备，全
15、部可以国产化，而且已有许多改进之处，投资较省，规模可大可小，以中小型为宜，尤其适合于现有发酵企业增加一个干法玉米工序。1.4玉米淀粉加工业发展趋势随着玉米价格增长，玉米资源紧张，玉米的深度加工和充分转化变得更为迫切。过去玉米加工业受各种因素限制，往往只注重利用原料中淀粉部分，当然抓好70%淀粉的深度加工并没有错，但利用好玉米其他30%成分，将带来更高的经济效益。目前包括美国的玉米加工业，除淀粉外，只有玉米胚芽油作食品，而把其他成分，大约占玉米成分25%27%10，均当作饲料处理，有些当“三废”处理。这样不仅浪费资源，经济效益低，而且造成环境污染。淀粉是食品工业的基础原料，2003年全世界玉米淀粉产量3940万吨，占各种淀粉的80.24%。2005年增至5400万吨11。美国年产玉米3亿吨左右，有约15%用于工业。年产淀粉2000万吨，主要用于淀粉糖。目前每年用于淀粉糖生产（包括固体葡萄糖、液体葡萄糖、果葡糖、麦芽糖）的淀粉占30%
