淀粉糖液化噴射蒸汽在蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的應用*

黃智鈞 徐正康 羅建勇 郭 峰 李碧珠 葉曉蕾 林漫娜

（廣州雙橋股份有限公司，廣東廣州 510280）

淀粉糖漿是指以含淀粉的糧食、薯類等為原料，采用先進的生物酶法技術制取的糖液，包括麥芽糖漿、葡萄糖漿、果葡糖漿等。淀粉糖漿消費領域廣，消費數(shù)量大，廣泛應用于食品、醫(yī)藥、造紙等行業(yè)。近年來，隨著食品工業(yè)的發(fā)展及酶制劑等生物技術的進步和人們消費結構的變化，我國淀粉糖行業(yè)取得了顯著的發(fā)展。

廣州雙橋股份有限公司是一家淀粉糖漿制造企業(yè)，以玉米淀粉為原料，經(jīng)過酸法、酸酶法或酶法，生產麥芽糖漿、葡萄糖漿、啤酒用糖漿和果葡糖漿等幾大類產品。淀粉糖漿的生產流程如下頁圖1所示，其中液化噴射作為一個關鍵工序，其效果直接影響糖化指標和過濾效果，另外噴射過程需要消耗能源，如電力和蒸汽。蒸發(fā)濃縮則是后期一個重要工序，濃縮效果的好壞對產品質量指標的控制及成本控制產生重要影響。本文利用這兩道工序的共同點“蒸汽的使用”作為切入點，通過技改措施，對液化噴射產生的蒸汽尾氣進行回收利用，并驗證方案的可行性，為公司的節(jié)能降耗及降低生產成本提供依據(jù)。

圖1 淀粉糖漿的生產工藝流程圖

1 液化噴射系統(tǒng)

本研究采用美國進口的噴射器，液化噴射系統(tǒng)示意圖如圖2所示。利用蒸汽液化噴射器將蒸汽直接噴射入淀粉乳薄層，形成高強度的微湍流，使淀粉乳在短時間內達到要求的溫度，完成淀粉的糊化、液化。經(jīng)過噴射環(huán)節(jié)后的蒸汽，溫度有所降低，成為尾氣排走。

圖2 液化噴射系統(tǒng)

2 蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)

本試驗采用四效降膜式蒸發(fā)器，如圖3所示。其工作原理為：低濃度溶液經(jīng)入料泵進入第四效蒸發(fā)器，經(jīng)過加熱蒸發(fā)后進入分離室，蒸汽與溶液在此分離，溶液從底部流出并通過物料轉移泵進入第三效蒸發(fā)器，而二次蒸汽排出后進入冷凝器形成冷凝水。按照與第四效相同的方式進行工作，溶液傳輸?shù)降谌д舭l(fā)器進行濃縮，而二次蒸汽進入第四效作為加熱蒸汽，直到溶液傳輸?shù)降谝恍д舭l(fā)器進行濃縮，濃縮后的溶液進入閃蒸器進行降溫和脫氧后，經(jīng)出料泵輸送到貯罐。第一效的加熱蒸汽由鍋爐直接供給，一次蒸汽冷凝水返回鍋爐房進行回收利用，第一效的二次蒸汽進入第二效作為加熱蒸汽。

圖3 四效降膜式蒸發(fā)器示意圖

3 液化噴射蒸汽尾氣回收利用的可行性試驗

液化噴射蒸汽回收利用的節(jié)能改造示意圖如圖4所示。將液化噴射后的蒸汽尾氣排氣管道連接至四效降膜式蒸發(fā)器的一效蒸發(fā)器的蒸汽進氣管位置上，并安裝蒸汽控制閥，同時在濃縮設備控制板面加裝蒸汽控制表，使液化蒸汽尾氣能根據(jù)濃縮所需適當補充蒸汽。

圖4 節(jié)能改造示意圖

3.1 改造實施前后的蒸汽能耗比較

設備改造期為2016年8月1日至2日，采取改造之前的12個月（即2015年8月至2016年7月）作為試驗基準期，改造之后的12個月（即2016年8月至2017年7月）作為試驗報告期，比較改造前后蒸發(fā)每噸水所需蒸汽量，從而驗證改造后的節(jié)能效果。改造實施前后基準期與報告期的數(shù)據(jù)分別見下頁表1、圖5和表2、圖6。

表1 基準期蒸汽消耗統(tǒng)計表

表2 報告期蒸汽消耗統(tǒng)計表

圖5 基準期每月生產蒸發(fā)水量統(tǒng)計圖

圖6 報告期每月生產蒸發(fā)水量統(tǒng)計圖

3.2 改造實施后的節(jié)能效果

改造前后蒸發(fā)水單位析出量蒸汽消耗情況見表3。

表3 改造前后蒸發(fā)水單位析出量蒸汽消耗情況表

從表3可以看出，改造后蒸發(fā)每噸水析出量所需蒸汽量比改造前下降了22.27%。由此可知，本試驗通過將液化蒸汽尾氣排氣管道連接到蒸發(fā)濃縮設備的一效蒸發(fā)器，利用液化噴射產生的蒸汽尾氣進行蒸發(fā)濃縮，減少了新鮮蒸汽的使用量，達到了節(jié)能的目的。

3.3 節(jié)能量的確定

試驗節(jié)能量的計算公式：

式中：△E′12——試驗總節(jié)能量，t（標準煤）；

E1——報告期蒸發(fā)水單位析出量蒸汽消耗，t/t；

E2——基準期蒸發(fā)水單位析出量蒸汽消耗，t/t；

D2——基準期蒸發(fā)水析出量，t。

根據(jù)公式計算出試驗節(jié)能量為834.49 t標準煤，節(jié)能效果明顯。

4 結論

通過對液化噴射工序產生的蒸汽尾氣連通到蒸發(fā)濃縮設備進行回收利用，根據(jù)技術改造后的數(shù)據(jù)驗證，得出如下結論：液化噴射工序產生的蒸汽尾氣在蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的回收利用方案是可行的；蒸汽尾氣的回收利用節(jié)能效果明顯，為公司的降本增益起到重要作用。

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