年产15万吨麦芽糖车间设计毕业设计.docx

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年产15万吨麦芽糖车间设计毕业设计

年产15万吨麦芽糖车间设计

引言

高麦芽糖浆是70年代在国际上出现的一种新型淀粉糖浆，最早生产高麦芽糖浆的国家是日本，日本首先以玉米淀粉为原料经过微生物酶水解生产高麦芽糖浆获得成功，而后美国也向日本引进了这项技术。

我国在80年代初开始研制，现在己具有一定的生产能。

现在国内外常用的生产高麦芽糖浆的工艺一般都是酶法生产。

因为酶法生产其成本低，生产效益好且生产安全。

在本设计中也采用酶法生产，通过工艺流程，操作控制条件等进行工艺计算，对设备进行工艺选型，并且绘制相关的图纸，以完成一个完整的高麦芽糖浆生产车间的设计。

第一章设计概述

一、麦芽糖简介

随着社会发展，人们生活水平得极大提高，满足衣食住行后，便开始上升到精神层面的享受。

人们越来越在意自己的外表，于是便有了化妆品，要保养，要减肥……，这些都离不开高新技，新产品的支持。

麦芽糖便是其中之一。

 麦芽糖,分子式C12H22O11,是具有发展前景的低热值低甜度糖类。

其甜度相当于蔗糖的30%-40%,热量值仅为蔗糖的5%。

根据麦芽糖含量的高低,麦芽糖浆可分为普通麦芽糖浆、高麦芽糖浆和超高麦芽糖浆。

一般麦芽糖含量在60%以下的麦芽糖浆称为普通麦芽糖浆,麦芽糖含量在60-70%之间的为高麦芽糖浆,麦芽糖含量在70%以上的为超高麦芽糖浆。

随着社会的进步和人民生活水平的不断提高,人们对麦芽糖的需求量成倍增加,对其品质和质量也提出了更高的要求,传统的生产技术已不能满足这些要求。

此外随着酶制剂工业的不断发展,制糖工业进入了一个全新的发展阶段。

麦芽糖浆系采用优质玉米淀粉，经过多种酶水解而制得得以麦芽糖为主的糖浆，该产品是一种无色透明粘稠的液体，质体清亮、透明、口感温和纯正，低甜度，有麦芽香味，具有熬煮温度高、冰点低、抗结晶等诸多优点，常被用于果酱、果冻之中，防止砂糖的结晶析出，高麦芽又具有良好的可发性，故也大量用于面包、糕点、啤酒上，同时也被广泛应用于糖果、饮料、制食品、冷冻食品、调味品等领域。

另外麦芽糖浆不依赖人体胰岛代谢，血糖上升缓慢，且发热量低，对心血管病患者、糖尿病人及肥胖者有一定的保健功能【1.2.3】。

高麦芽糖浆是一种麦芽糖含量高，葡萄糖含量少的中等转化糖浆，近年来国内外发展迅速，作为一种用途广泛的新型食品原料，高麦芽糖浆在食品工业中有着极其广阔的应用前景。

高麦芽糖浆水分子量居于葡萄糖，麦芽糖和异构糖等低分子淀粉糖和低DE值糖浆，粉末饴糖之间，是一种具有特殊理化性质的新糖质原料。

高麦芽糖浆具有清亮透明，熬煮温度高，甜度适中，保湿性好，搞结晶胡防潮能力强等优良特性。

高麦芽糖浆具有的这些优点，使它在食品工业中有着广泛的用途，尤其适用于儿童食品，老年食品和保健食品[1,2,3]。

高麦芽糖浆除在冷饮及烘焙食品中被广泛应用外，在医药及保健性食品中的应用也十分广泛。

高麦芽糖的低渗透压可以替葡萄糖用于病人的轮流，用纯麦芽糖做静脉滴注轮流，不易引起血糖升高。

由于麦芽糖浆能渗入胎儿机体，因此可用于危产期孕妇保险。

在中医学中，高麦芽糖浆可补虚润肺，主治中虚腹痛，肺燥咳嗽等。

专家认为，由于高麦芽糖浆具有特殊理化性的新糖质原料，随着应用研究的不断深入，尤其是在食品工业和化学工业上的应用研究，今后高麦芽糖浆作为糖质原材料的重要性将日益增大。

（一）麦芽糖浆

1.制法：

麦芽糖浆又称麦芽糖饴或饴糖，是生产历史最为悠久的淀粉糖品，现代工业以优质玉米淀粉为原料，先经淀粉酶液化，再由淀粉酶糖化，精制、浓缩而成。

纯度可达97%以上。

一般用大麦芽（含淀粉酶）作用于淀粉，得糊精和麦芽糖的混合物，称饴糖，是麦芽糖含量介于高麦芽糖浆与麦芽糊精之间的淀粉糖品。

2.高麦芽糖浆的特性

A、高麦芽糖浆的甜度低而温和，可口性强、口感好，由于高麦芽糖浆中的麦芽糖在高温加热和酸性情况下比较稳定，通常温度下不会因麦芽糖的分解而引起食品变质或甜味发生变化，所以加热时不易发生美拉德反应，用于糖果生产中具有DE值低，熬温高等优点，特别对延长产品的货架期效果明显。

B、纯用高麦芽糖浆生产糖果产品，比用传统的砂糖生产糖果，生产出的产品韧性好、透明度高，不会出现“返砂”现象，并可降低糖果粘度，提高产品的风味，显著降低生产成本，给企业带来较高的经济效益。

C、由于高麦芽糖浆具有抗结晶、冰点低等优点，用于冷饮生产中，既可改善产品的口感，提高产品质量又可降低生产成本，目前已被冷饮行业作为增稠剂和增塑剂得到了广泛的应用。

D、用于糕点、面包、烘焙食品等生产过程，可起到防止淀粉老化，保湿性好，延长保质期等作用。

E、由于高麦芽糖浆渗透压较高，用于果脯、蜜饯、果酱、果汁罐头及奶油类食品中具有保质期长、产品口味不易改变等优点。

3.在食品行业中的应用

广泛应用于糖果、饮料、乳制品、烘焙等行业。

A、麦芽糖浆因含大量的糊精，具有良好的抗结晶性，食品行业中用在果酱、果冻制造时可以防止蔗糖的结晶析出，延长商品的保质期。

B、在糖果工业中应用，不仅口味柔和，甜度适中，产品不易着色，而且具有良好的透明度，有较好的抗砂抗烊性，从而可以延长保质期。

C、麦芽糖浆口感纯正，低甜度，为蔗糖的40%，具有较高的膨胀性能和较高的粘度，可使产品粘稠，富有结构性，使冷饮制品体积膨大，而且由于麦芽糖浆的冰点较低，提高冷饮制品的口感。

D、麦芽糖浆用于饮料、冷饮、乳制品、滋补养生液、果酱、果冻制品、蜂蜜加工制品等行业，除代替白砂糖降低成本以外，由于麦芽糖浆塑形性好，良好的抗结晶、抗氧化性，粘度适中，生产的产品口感较好，并且延长产品的保质期。

E、麦芽糖浆因甜度低也可代替麦芽糖糊精作产品的添加剂，其它功能与用途也与高麦芽糖浆、葡萄糖相近。

4.超高麦芽糖浆的生产

超高麦芽糖浆是以淀粉为原料，淀粉酶液化，及β-淀粉酶，脱支酶协同糖化，精制浓宿而成的麦芽糖含量70%以上的淀粉糖品。

（二）异麦芽糖

异麦芽糖产自葡萄糖，由葡糖淀粉酶催化。

在30%的高葡萄糖浆中均衡的异麦芽糖浓度应在10%左右。

因此，如果我们用葡糖淀粉酶在30%的DS中处理含5%异麦芽糖的残油液，将发现异麦芽糖是增加而不是减少。

将残油液稀释到10%，并更换化学平衡剂（在10%DS内应含3%的异麦芽糖）。

如果这时用葡糖淀粉酶处理该残油液，我们将发现残油液中异麦芽糖浓度下降（从5%降至3%）。

（三）麦芽糖醇（Maltitol）

1是由淀粉水解、氢化精制而得的一种双糖醇，为白色结晶粉末或无色透明的中性粘稠液体。

2易溶于水，甜度略低于蔗糖，其甜味柔和可口，发热量低，具有耐热性、耐酸性、保湿性和非发酵性等特点，食用后不升高血糖值，是一种新型功能性甜味剂，广泛应用于食品加工、医药、保健品等领域。

结晶状的麦芽糖醇，具有低吸湿性、高熔点及安定等特性，可用于高级巧克力、糖果及冰淇淋。

可取代油脂在食品（如冰淇淋）中的乳脂化作用，减少油脂用量。

每公克提供2.1卡热量。

二、对产业发展的作用与影响

（一）麦芽糖浆用于糖果生产中具有DE值低，熬温高等优点，特别对延长产品的货架期效果明显。

（二）纯用麦芽糖浆生产的糖果产品，比用传统的砂糖生产糖果，生产出的产品韧性好，透明度高，不会出现“返砂”现象，并可降低糖果粘度，提高产品风味。

（三）麦芽糖浆用于冷饮生产中，即可改善产品的口感，提高产品质量又可降低生产成本，目前以被冷饮行业作为增稠剂和增塑剂得到了广泛的应用。

（四）用于糕点、面包、烘焙食品等生产过程，可起到防止淀粉老化，保湿性好，延长保质期等作用。

（五）麦芽糖浆用于果脯、蜜饯、果酱、果汁罐头及奶油类食品具有保质期长、产品口味不易改变等优点。

（六）麦芽糖浆用于饮料及乳制品方面应用，由于麦芽糖浆具有温和适中的甜度，良好的抗结晶性抗氧化性，适中的粘度，良好的化学稳定性，冰点低等特性，故在冷饮制品及乳制品行业得到了广泛的应用。

（七）麦芽糖浆在烘焙行业中的应用：

麦芽糖浆发酵性糖份较高，在烘焙行业中有利于食品发酵；能使烘焙类食品保持水份恒定，松软可口。

（八）麦芽糖浆在其它食品中，如蜜饯、莲蓉、果酱、月饼馅料、脱水蔬菜、火腿肠、方便食品、酱油等也得到广泛应用。

三、生产麦芽糖浆的方法技术

一种双酶法生产高纯度麦芽糖的方法，包括：

淀粉乳进行液化；淀粉液化液进行双酶法糖化；糖化液经精制得麦芽糖浆；针对目前单酶水解淀粉液化液麦芽糖含量低的不足，筛选出二种最适合麦芽糖生产的酶，以双酶法生产麦芽糖浆，提高产品的麦芽糖含量，简化后续精制工艺。

国内外利用淀粉生产麦芽糖浆的普遍方法为双酶法,但该工艺设备投资大,耗能高,糖化反应时间长,所需酶制剂价格高,特别是酶制剂的用量在成本上占很大比例。

在各类淀粉糖产品价格不断下滑的情况下,控制好生产成本对提高市场的竞争力尤为重要。

利用固定化酶生产麦芽糖浆,具有设备投资少,耗能低,用酶量少等优点,能够很好的为企业降低生产成本,因此探索麦芽糖浆的固定化酶生产工艺对淀粉糖行业有很重大的意义。

但是目前,国内还没有关于固定化酶生产麦芽糖浆的报道

   早在1500年前，我国就用传统的方法，以大麦为原料，用麦芽酶酶解生产麦芽糖（饴糖），这种作坊式的操作工艺已不适合麦芽糖工业发展的要求，到了1960年代中期，采取双酶糖化法新工艺开创了工业化大生产的道路。

天然淀粉是由直链淀粉和支链淀粉二种淀粉分子单位组成的紧密的结晶体微粒，其中存在着结晶和非结晶区，很难被酶水解。

当淀粉悬液加热到60℃时，淀粉颗粒逐渐被破坏，体积膨胀破裂而溶于水，此过程叫做“糊化”，在“糊化”过程中，附着于淀粉的蛋白质也得以分离而凝聚，淀粉只有“糊化”以后，才能被酶作用而水解。

不同来源的淀粉达到完全“糊化”的温度也不同，谷物淀粉比薯类淀粉较难“糊化”，但要采用105～110℃的温度进行“糊化”时，可以满足多数淀粉对“糊化”的要求。

   淀粉“糊化”经过几个阶段，首先为膨化，即水分子渗透到淀粉内部，使巨大淀粉链扩展，因而体积和重量都增加，此为膨化作用。

其次温度从40℃开始升温，在一定的温度范围内，淀粉粒的体积增加到50～100倍时，各巨大分子的联系减弱到使淀粉粒的分子链崩溃，此时粘度最大，这就是淀粉的“糊化”。

玉米淀粉的“糊化”温度为65～75℃，薯类淀粉“糊化”温度为55～65℃。

“糊化”后的淀粉粘度大，流动性差，不易操作，使其粘度降低叫做液化。

目前液化有两种方法。

（一）酸液化

   酸液化通常是用盐酸将粉浆调节到pH2.0,在140～150℃加热5min，闪及冷却中和，经此处理后，淀粉得以完全“糊化”和部分水解，从而使料液过滤非常容易。

但因酸液化无专一性，可使共存的纤维素、蛋白质等一起水解，以致产生5-羟基-2-呋喃及无水葡萄糖、色素等副产物，并且生成多量的灰份而影响产品的质量和增加精制费用。

（二）酶液化

   将淀粉调浆至15%左右，调pH为5.5～6.0，在淀粉浆内加α-淀粉酶，约为淀粉量的0.1%～0.15%，升温至80～90℃,保温数分钟进行液化，随着淀粉分子的降解，粘度迅速下降。

做碘试验，使碘的成色反应，由蓝变紫、变红、再转为棕褐色以致无色，使液化完成。

继续升温至100℃，煮沸数分钟灭酶，测DE值达到要求为止。

液化所用的α-淀粉酶有两种：

一种是普通细菌α-淀粉酶，反应最适宜温度为70～80℃，为了提高其热稳定性，操作时在淀粉浆中加入0.2%～0.3%CaCl2；另一种是耐热性α-淀粉酶，其最适宜反应温度为90℃，加热稳定性好，不必加Ca2+,在使用喷射液化时，能在105～110℃下操作，在此温度下液化可以达到充分“糊化”，液化效果也更好。

液化程度是用测量DE值控制的，为了提高麦芽糖的生成量，必须防止葡萄糖的聚合度为奇数的低聚糖的生成，液化后，DE值愈高，则生成奇数低聚糖的机会也愈多，糖化后生成较多的麦芽三糖，使麦芽糖的收率降低。

若DE值太低，则糖液粘度太高而难以操作，尤其是采用酸液化时，液化液中残留较多的大分子糊精，在达到“