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1、本科毕业论文题 目:年产10万吨结晶葡萄糖厂（糖化工段）的设计院 （部）： 市政与环境工程学院 专业：生物工程班级：生物102姓名：刘海艳学号：2010041148指导教师：张金凤完成日期：2014年5月30日目录摘要IVABSTRACT V1前言-1 -1.1葡萄糖简介-1 -1.2结晶葡萄糖的性能11.2.1结晶葡萄糖的物理性质1122结晶葡萄糖的化学性质21.3葡萄糖的应用31.4葡萄糖的工业发展历程及前景41.5生产葡萄糖所用原料和一些辅料41.5.1玉米淀粉41.5.2液化酶51.5.3糖化酶51.5.4助滤剂52生产规模及产品方案72.1设计规模72.2产品质量标准73工艺流程及生
2、产方法83.1主要设备83.2工艺流程83.3工艺流程简介83.4生产工艺步骤93.4.1 调乳93.4.2淀粉水解93.4.3 液化93.4.4 糖化93.4.5 配料103.4.6 过滤103.4.7 灭酶103.4.8 脱色103.4.9 离交103.4.10 蒸发113.4.11 灭菌113.4.12 精制113.4.13 结晶113.5生产工艺影响因素123.5.1液化影响因素123.5.2糖化影响因素144工艺计算174.1年产10万吨结晶葡萄糖的物料衡算174.2酶改性葡萄糖的物料衡算174.3年产10万吨结晶葡萄糖厂的耗热量衡算185主要设备计算215.1主要设备215.2层流
3、罐215.3高压喷射器215.4糖化罐215.5酸解罐225.6过滤机235.7脱色罐中转罐糖膏储存罐235.8结晶罐235.9离心机236车间平面设置设计246.1总平面布置基本原则246.2车间布置设计原则25谢辞25参考文献26摘要葡萄糖（Glucose）（化学式C6H12O6）是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，纯净 的葡萄糖为无色晶体，有甜味，易溶于水。葡萄糖在生物学领域具有重要地位，是活细胞 的能量来源和新陈代谢中间产物，或以糖原形式贮存，能促进肝脏的解毒功能，对肝脏有 保护作用，是生物体内最为常见的能源物资。本设计为年产10万吨葡萄糖厂（糖化阶段）的设计，以玉米淀粉乳为原料，在
4、酶的作 用下将淀粉水解，通过调乳液化糖化液化脱色过滤一一离交精制浓 缩蒸发一一结晶分离干燥包装生产葡萄糖，本设计采用先进的葡萄糖生产工艺流程， 对生产工艺、物料和能量的衡算和对重点工段的设备选型做了重点介绍。本设计的特点是 工艺先进，结构布局合理，同时考虑系统的灵活性、经济性及安全、环保的要求，并降低 交叉污染的几率等。关键词：玉米淀粉乳；葡萄糖；糖化；淀粉水解ABSTRACTGlucose (chemical formula C6H12O6) is the most important and widely distributed monosaccharide in nature. Pure
5、 glucose is colorless crystals which is sweet and soluble in water. Glucose is the source of energy metabolism of living cells and an intermediate product, i.e. or in the form of glycogen storage, which plays an important part in biology. Moreover, it has a protective effect on the liver and promote
6、s liver detoxification. Therefore, it is the most common energy supplies.The design is the saccharification stage design for the annual production capacity of 100000 tons of glucose factory. The glucose is produced under the action of the enzyme hydrolysis of starch with the corn starch milk as raw
7、material. The whole stages include adjusting the corn starch milk -liquefactionsaccharificationliquid-ion exchange purificationdecolorization filtration-evaporation-crystallization drying and packaging. Advanced glucose production process is adopted in this factory design, and the production process
8、, material and energy balance and equipment selection of key section are introduced. The design is characterized by advanced technology, reasonable structure, considering the flexibility of the system, economy and safety, environmental protection requirements, and reduced the chances of cross contam
9、ination.Key words : Corn starch milk ;Glucose ;Saccharification;Starch hydrolysis1前言1.1葡萄糖1.1.1概述葡萄糖（又称右旋糖）是自然界分布最广且是最为重要的单糖，葡萄糖可以由人直接 吸收，是人体机体所需营养素的主要能源，在人体内可直接参与代谢过程。在消化道中， 比任何其他单糖的葡萄糖更容易被吸收，并且葡萄糖所产生的能量能被人体组织直接吸收。 人体摄取的低聚糖（例如蔗糖）和多糖（如淀粉）也必须经过转换成葡萄糖才能被吸收并 通过身体组织的利用。葡萄糖在人体内可被氧化成二氧化碳和水，每克葡萄糖被氧化为二 氧化碳和
10、水时能够产生17.1KJ热量，因此人类和动物需要能源的50%由葡萄糖提供。葡萄 糖通过制造工艺过程中的结晶可分为结晶葡萄糖一水合物和无水结晶葡萄糖。其中一水结 晶葡萄糖分为食品级葡萄糖和药用级葡萄糖，医药级一水葡萄糖主要应用于口服医药的原 （辅）料，可用于各种疾病治疗和营养元素强化剂。无水葡萄糖主要用于制造医药针剂和 输液，能增加人体能量、耐力、并具有利尿、强心、解毒作用。1.2结晶葡萄糖121物理性质葡糖糖的构型：葡萄糖主要为六环结构。应用酶法糖化工艺，使用糖化酶催化水解， 生成的葡萄糖是B -构型；在酶水解的过程中构型发生了转变，生成的B -葡萄糖在水溶液 中向a-构型转变，最后这两种异构
11、体达到动态平衡。不论酸法还是酶法糖化工艺，所得淀 粉糖化液中的葡萄糖都是不同异构体的平衡体系。在水溶液中，葡萄糖主要是以六环结构存在，但也有微量的开链异构体。开链异构体 虽然微量，但是作用并不小，a-和B-异构体的互相转变都是经过它为中间体。这3种异构 体是呈动态平衡状态存在，a-和异构体的比例为36%和64%。这种动态平衡受浓度和温 度的影响很小。在工业生产的糖化液中，葡萄糖异构体间的转变度已达到这动态的平衡。a-葡萄糖异构体的比旋光度为+122.2o,B-葡萄糖异构体的比旋光度为+18.7o。随着异构 体的转变，比旋光度也随着转变，这种现象称为“变旋光”现象。若溶解a-葡萄糖于水中， 葡萄
12、糖溶液将向B-异构体转变，比旋光度逐渐降低，达到平衡状态时，比旋光度为52.5o, 不在变化。若溶解B-葡萄糖于水中，将向a-异构体转变，比旋光度逐渐升高，达到平衡状 态时，比旋光度达到相同的平衡值+52.5O,不在变化。结晶葡萄糖是以在结晶状态下存在的葡萄糖的总称，它是相对液体葡萄糖和固体全糖 粉葡萄糖而言的。葡萄糖的物理性质主要有甜度，发酵性，溶解度，吸潮性，保湿性，渗 透压力，粘度，冰点等，其中葡萄糖的甜度是它的重要性质之一。在常温下的溶解度是54%。 它是可以不经过消化而直接能被人体吸收的，所以适用于特殊人群食用，也可以直接注射 到血液中供严重病人急用。葡萄糖是食品及糕点加工中蔗糖的替
13、代品，同时也是发酵工业 的基础原料。(1) 甜度：葡萄糖溶液的甜度会随着浓度增高的程度而逐渐大于蔗糖，在较低的浓度 下葡萄糖的甜度会低于蔗糖，但随浓度的增高差别会减小。(2) 发酵度：淀粉糖浆的发酵糖分为葡萄糖和麦芽糖，它的含量随转化程度的增高而 增高，而葡萄糖同时也能被酵母发酵，所以葡萄糖是生产发酵食品的首选物质。(3) 溶解度：一般情况下，葡萄糖的平衡溶解度较低，在室温下浓度大约在50%左右， 而浓度过高葡萄糖将以结晶的形式析出。(4) 吸潮性和保湿性：葡萄糖在它的相对湿度60%以上时吸收水分，随着湿度增高吸 收水分加快，当水分含量达到15%18%时晶粒开始溶化。(5) 渗透压力：较高浓度
14、的葡萄糖溶液能抑制许多种微生物的生长，在生活中，糖藏 是一种非常重要的保存食品的方法，糖液的渗透压力能使微生物菌体内的水分被吸走，同 时生长受到抑制，糖液的渗透压力随浓度的增高而增加。(6) 粘度：一般情况下，葡萄糖粘度较蔗糖低。(7) 冰点降低：葡萄糖冰点降低的程度高于蔗糖。1.2.2化学性质(1) 葡萄糖分子中有醛基和羟基，它的醛基有还原性，能与银氨溶液反应，在反应过 程中葡萄糖被氧化成葡萄糖酸铵。(2) 葡萄糖的醛基还能被还原为己六醇。(3) 葡萄糖分子中有多个羟基，它的羟基能与酸发生酯化反应。(4) 葡萄糖能在生物体内发生氧化反应，放出大量热量。(5) 葡萄糖可以用淀粉在酶或硫酸的催化
15、作用下水解，通过反应制得。(6) 植物光合作用能制造有机物，这些有机物主要是葡萄糖.(7) 葡萄糖还可以与新制的氢氧化铜溶液反应，方程式如下：CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2-CH20H(CH0H)4C00H+Cu20j+2H20。(8) 葡萄糖在一定条件下，如生物体内通过呼吸作用分解成为水和二氧化碳，并同时释放出大量的能量。1.3葡萄糖的应用结晶葡萄糖是以在结晶状态下存在的葡萄糖的总称，它是相对液体葡萄糖和固体全糖 粉而言的，按用途分为工业级、口服级、注射级这三种;按其分子结构可以分为：一水a-D- 六环葡萄糖、无水a-D-六环葡萄糖和无水P-D-六环葡萄糖三种。葡萄糖的甜味是它的重要 性质之一，在常温下溶解度为54%。它是可以不经过消化而直接能被人体吸收的物质，所 以适用于一些特殊的病人食用，它也可以直接注射到血液中供一些严重病人急用。在工业 生产中，葡萄糖是发酵工业的基础原料，同时在食品及糕点加工过程中，它还可以作为蔗 糖的替代品使用。 由于气候的影响，目前国际上的甘蔗和甜菜在不断的减产，国际糖价 持续增长，目前，国内结晶葡萄糖产量大约为100万吨，需求量可达200万
