技术领域
本实用新型涉及一种葡萄糖浆的液化设备，尤其涉及一种利用原粮直接制葡萄糖浆的液化设备。
背景技术
常规生产葡萄糖浆的原料采用的是“精制淀粉”，由于淀粉生产工序较多，而且生产废水的排量很大。一吨淀粉需要排放8吨水，因国家对环保排放要求很严，投资污水处理和运行的费用很高，相应提高了生产成本。因而使淀粉价格上涨很多。
用原粮直接生产糖浆的关键问题是必须将原粮中的所有蛋白质分离出来，原粮中的蛋白的质量分数一般在7%以上，而普通葡萄糖浆中的蛋白的质量分数也要求≤0.1%，其他高端糖浆的要求含量更少。因碎大米的价格相应较低是很理想的原料，应用很广泛。但，现有的葡萄糖浆的液化设备通常采用以下方法制备淀粉液化液的：先将筛分出杂质的碎大米用添加了氢氧化钠的温水浸泡，以尽量多的析出溶液中的蛋白并使米粒变软，再用清水把大米淘洗2～3遍，用磨浆机把米粒磨成米浆，进入液化工序，待液化完成后将纤维渣和固体蛋白滤出，滤液进入制糖工艺的糖化工序。
因此，使用现有的葡萄糖浆的液化设备虽然降低了生产成本，但是还有一定量的废水排放，使溶解蛋白质流失，产品提取率降低，同时还要有污水处理设施的投资和运行费用。
实用新型内容
由鉴于此，确有必要提供一种生产工序简单、产品提取率高、生产成本低，且无废液排放的葡萄糖浆的液化设备。
本实用新型提供一种葡萄糖浆的液化设备，其包括：依次串联的初次磨粉机、初次分级筛、浸泡罐、用于糊化的喷射罐、至少两台层流罐、用于灭菌的喷射罐、料液暂存罐和压滤机，所述初次分级筛的细粮粉出口与所述浸泡罐连接，所述浸泡罐与用于糊化的所述喷射罐通过安装在所述浸泡罐底部的浸泡螺杆泵连接，用于灭菌的所述喷射罐与其相邻的所述层流罐通过安装在该层流罐底部的层流螺杆泵连接。
基于上述液化设备，进一步包括与所述初次分级筛的粗粮粉出口连接的二次磨粉机和与所述二次磨粉机的出口连接的二次分级筛，所述二次分级筛的细粮出口与所述浸泡罐连接，所述二次分级筛的粗粮出口与所述二次磨粉机的进口连接。
基于上述液化设备，所述浸泡罐内有安装有蒸汽加热盘管和安装在所述浸泡罐的锥形底部的搅拌机。
基于上述液化设备，所述喷射罐包括喷射罐体、安装在所述喷射罐体顶部的喷射器和固定在所述喷射罐体内的挡板，该挡板与所述喷射器的液化出口正对设置。
基于上述液化设备，所述喷射器的工作压力≤0.25Mpa。
基于上述液化设备，所述层流罐包括层流罐体及安装在该层流罐体顶部的进料管，该进料口的出口与所述层流罐体的侧壁相切设置。
本实用新型提供的葡萄糖浆的液化设备主要包括依次串联的初次磨粉机、初次分级筛、浸泡罐、用于糊化的喷射罐、至少两个层流罐、用于灭菌的喷射罐、料液暂存罐和压滤机，从而实现干法、连续生产细淀粉糊化液；使用上述液化设备生产的细淀粉糊化液的过程工序简单，不用排放浸泡水，所述细粮粉不流失，副产品的回收率也比较高，从而实现废水零排放、提高产品提取率、减少原料的浪费和成本低的目的。
进一步，本实用新型提供的液化设备中的浸泡罐的锥形底部的顶角不小于90度，且该锥形底部上安装有搅拌机，可以避免原料干粉沉淀，浆料浓度不均匀的问题；所述浸泡罐内装有蒸汽加热盘管，可以保证浸泡浆料恒温的要求。
进一步，本实用新型提供的液化设备中的喷射罐中设置有挡板，使得进入喷射罐体中的粗淀粉糊化液先喷向该挡板，从而可以消除垂直冲击力，使所述料液沿着喷射罐内壁慢速流下，消除料液在喷射罐内因受冲击产生沸腾现象。
进一步，由于本实用新型提供的液化设备中的层流罐包括具有切向水平出口的进料管，所以，当物料从所述进料管进入层流罐内后，通过该进料管的切向水平出口喷射进所述层流罐中，该喷射出的物料沿着该层流罐的内壁旋转扩散落下，消除了冲击力，一层层往下压，使物料先进先出，能保证连续工作状态下，所述细淀粉糊化液滞留时间均衡。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的葡萄糖浆的液化设备示意图。
图2是本实用新型实施例提供的葡萄糖浆的液化设备中的喷射罐的局部结构示意图。
图3是本实用新型实施例提供的葡萄糖浆的液化设备中的层流罐的局部结构示意图。
图4是图3所示的喷射罐的A-A虚线的剖面图。
其中，元件符号：1、初次磨粉机；2、二次磨粉机；3、初次分级筛；4、二次分级筛；5、浸泡罐；51、原料进口；52、蒸汽进口；53、冷凝水出口；54、浸泡螺杆泵；6、喷射罐；61、喷射罐体；62、喷射器；63、挡板；64、浆料入口；65、蒸汽入口；7、层流罐；71、层流罐体；72、进料管；73、切向水平出口；74、物料运动轨迹；75、层流螺杆泵；8、喷射罐；9、料液暂存罐；10、压滤机；11、离心泵；12、滤液储槽；13、离心泵。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
请参阅图1～4，本实用新型实施例提供一种葡萄糖浆的液化设备，包括：依次串联的用于磨制原粮粉的初次磨粉机1、初次分级筛3、浸泡罐5、用于糊化的喷射罐6、至少两台串联设置的层流罐7、用于灭菌的喷射罐8、料液暂存罐9、离心泵11和压滤机10，其中，所述初次分级筛3的细粮粉出口与所述浸泡罐5连接，所述浸泡罐5通过安装在其底部外表面的浸泡螺杆泵54与用于糊化的所述喷射罐6连接，用于灭菌的所述喷射罐8与其邻近的层流罐7通过安装在该相邻的层流罐的底部的层流螺杆泵75连接。
所述液化设备还包括与所述初次分级筛3的粗粮粉出口连接的二次磨粉机2和与所述二次磨粉机的出口连接的二次分级筛4，所述二次分级筛4的细粮出口与所述初次分级筛3的细粮出口并联设置，并与所述浸泡罐5连接，所述二次分级筛4的粗粮出口与所述二次磨粉机2的进口连接。
所述浸泡罐5的顶部安装有原料进口51。该浸泡罐5的内部有安装在该浸泡罐5的底部的搅拌机和用于使所述浆料保持恒温的蒸汽加热盘管，该蒸汽加热盘管盘设在所述浸泡罐体上；所述蒸汽加热盘管包括靠近所述浸泡罐5的顶端设置的蒸汽进口52和靠近所述浸泡罐5的底部设置的冷凝水出口53。该浸泡罐5的底部为锥形，优选地，该锥形底部的顶角不小于90度，更优选地，该顶角大于145度，使得该浸泡罐5的底部倾斜角度比较小。所述浸泡罐5的锥形底的顶角角度比较大，而且安装有所述搅拌机，可以避免因细粮粉沉淀引起的浆料浓度不均匀的问题。本实施例中，所述浸泡螺杆泵54为无级变速的螺杆泵，为所述喷射罐6输送浆料的动力，所述浸泡螺杆泵54安装在所述锥形底部的顶角处。
所述喷射罐6包括喷射罐体61、安装在所述喷射罐体61顶部且用于糊化的喷射器62，和安装在所述喷射罐体61内部且与所述喷射器62的液化出口正对设置的挡板63。所述喷射器62包括浆料入口64和蒸汽入口65。本实施例中，所述喷射器62为低压蒸汽液化喷射器，所述挡板63为圆形挡板。所述喷射器62的工作压力≤0.25Mpa，且大于0.1Mpa。所述喷射罐8的结构与所述喷射罐6的结构相同，但所述喷射罐8中的喷射器用于灭菌。
所述层流罐7包括层流罐体71和安装在该层流罐体71顶部的进料管72，该进料管72的出口与所述层流罐体71的侧壁相切设置，从所述喷射罐6排出的物料通过该进料管72进入所述层流罐7，并通过该进料管72的切向水平出口73喷出，该喷出的物料沿着该层流罐7的内壁按照物料运动轨迹74旋转落下，该喷出的物料沿该层流罐7的内壁旋转扩散，失去了冲击力，从而实现一层层向下压的效果。所述层流罐7是为了使从所述喷射罐6排出的粗淀粉糊化液中的淀粉完全液化，所以，串联设置的所述层流罐7的数量是依据需要确定的，数量不限，只要能保证从最后一个层流罐7排出的物料中的淀粉完全液化，是细淀粉糊化液即可，如，两台、三台、四台等。本实施例中，所述层流罐7的数量为两台，所述层流罐体71为圆柱形，该层流罐体71的侧壁与所述切向水平出口73相切。
所述压滤机10的滤液出口与滤液储槽12连接，该滤液储槽12中的滤液通过离心泵13进入到糖化工序。
使用上述本实用新型实施例提的液化设备制备葡萄糖浆的液化工艺，包括以下步骤：
磨粉：将原粮干料置于所述初次磨粉机1中磨成初次原粮粉；将所述初次原粮粉置于所述初次分级筛3中筛分成粒径为60目～80目的细粮粉和粒径大于60目的初次粗粮粉；将所述粗粮粉置于所述二次磨粉机2中并磨成二次原粮粉；将所述二次原粮粉置于所述二次分级筛4中筛分成粒径为60目～80目的细粮粉和粒径大于60目的二次粗粮粉；将所述二次粗粮粉置于所述二次磨粉机2中碾磨，直至其变成粒径为60目～80目的细粮粉。其中，所述原粮为玉米、大米等。本实施例中，所述原粮为碎大米。
该磨粉的步骤主要是通过多次碾磨将所述原粮磨成60目～80目的细粮粉，原粮没有损失；而且原粮不用淘洗，不用浸泡，原粮干料直接磨粉，可以节约用水，避免水资源浪费。若所述细粮粉的粒径过大，则在所述各个分级筛中比较容易过滤，但会使该细粮粉中的淀粉质材料液化不完全，使淀粉质的提取率降低，影响经济收益；若细粮粉的粒径的过小，会堵塞所述各个分级筛中的过滤布的缝隙，使过滤工作无法正常进行，因此，所述细粮粉的粒径为60目～80目。
调浆：将所述磨粉步骤磨制的所有细粮粉通过所述浸泡罐5的原料进口51输送到该浸泡罐5中；将水通过所述原料进口51加入到所述浸泡罐5中，该浸泡罐5中的搅拌机连续搅拌，得到质量百分浓度为28%～32%的初级浆料；同时，高温蒸汽连续从所述浸泡罐5中的蒸汽加热盘管的蒸汽进口52进入到蒸汽加热盘管中并从冷凝水出口53流出，该蒸汽加热盘管加热所述浸泡罐5中的初级浆料，使浆料的温度不超过50℃，并在该状态下恒温并搅拌浸泡2～3小时，使上述初级浆料中的细粮粉颗粒泡软；然后调节所述浸泡罐5中的pH为6～7，并从所述原料进口51加入液化酶制剂和能使溶解蛋白快速凝聚的蛋白凝聚剂，得到含有耐高温α-淀粉酶和壳聚糖的二级浆料，其中，所述液化酶制剂的加入量为0.3升/吨～0.6升/吨，所述蛋白凝聚剂的加入量为0.2%～0.3%质量的细粮粉。在整个上述调浆的过程中，伴随着安装在所述浸泡罐5底部的搅拌机的连续搅拌，可以避免因所述细粮粉沉淀，而引起所述浸泡罐5中的浆料不均匀的问题。该步骤先在恒温条件下搅拌所述初级浆料2～3小时，再加入所述液化酶制剂和所述蛋白凝聚剂，可以将所述调浆步骤中的细粮粉颗粒泡软，使其更容易糊化，有更多的溶解物析出，有利于所述浆料的完全液化，从而提高原料利用率和产率。
本实施例中，所述细粮粉的浓度在所述浸泡罐5中约为30%，所述浸泡罐5中的初级浆料的温度约为45℃且浸泡约2.5小时；然后调节pH约为6.5，所述液化酶制剂为耐高温α-淀粉酶，其按照约0.45升/吨的标准加入量所述浸泡罐5的初级浆料中；所述蛋白凝聚剂为壳聚糖，其加入量约为0.25%质量的细粮粉，从而形成所述二级浆料。
糊化：所述二级浆料经所述浸泡螺杆泵54从料液入口64进入所述喷射器62的同时,105℃～120℃的水蒸汽也从蒸汽入口65喷射入上述浆料的雾化层中，快速使得所述喷射罐6内的温度达到105℃～120℃，所述水蒸汽与所述二级浆料充分均匀混合，使所述细粮粉中的淀粉质迅速糊化通过所述喷射器62的淀粉糊化液出口先喷向所述圆形挡板63，以消除垂直冲击力，使所述淀粉糊化液沿着所述喷射罐体61的内壁慢速流下，消除所述淀粉糊化液在所述喷射罐6内因受冲击产生沸腾现象；通过该喷射罐6的压力，将所述粗淀粉糊化液依次压入串联设置的所述层流罐7中，所述粗淀粉糊化液高进低出确保该料液先进入的先排出，形成连续工作，当所述粗淀粉糊化液于90℃～100℃恒温60分钟～90分钟形成细淀粉糊化液，刚好两个所述层流罐7全部装满，同时使得所述粗淀粉糊化液中的淀粉质充分、完全液化转化为细淀粉糊化液。本实施例中，所述喷射罐6的喷射糊化温度约为110℃；所述层流罐7的温度约为95℃，且恒温约75分钟。
其中，所述粗淀粉糊化液从所述层流罐7的进料管72进入该层流罐7，通过该进料管的切向水平出口73喷射进所述层流罐7中，喷射出的粗淀粉糊化液沿着该层流罐7的内壁按照所述物料运动轨迹74旋转扩散落下，消除了冲击力，一层层往下压，使所述淀粉糊化液先进先出，能保证连续工作状态下，所述淀粉糊化液滞留时间均衡，从而形成所述细淀粉糊化液。
灭菌：所述细淀粉糊化液由邻近所述喷射罐8的层流罐7的底部安装的灭菌螺杆泵75经喷射器喷入所述喷射罐8中，120℃～145℃的水蒸汽喷到所述细淀粉糊化液的雾化层中，使所述细淀粉糊化液快速升温至120℃～145℃，所述水蒸汽与所述细淀粉糊化液充分均匀混合并恒温5～8分钟使上述细淀粉糊化液中的液化酶制剂失去活性，使少量未溶解的所述细粮粉颗粒在高温作用下分散，同时促进蛋白质更进一步熟化絮聚，从而形成所述无菌淀粉糊化浆料；通过所述喷射罐8产生的压力，所述无菌淀粉糊化液浆料从所述喷射罐8的底部出口压入所述料液暂存罐9，降温至75℃～85℃，并调节pH为5～6，且在该料液暂存罐9中的存放时间不大于90分钟，以防止蛋白质分散并随糖液流失。
本实施例中，所述喷射罐8内的温度约为130℃，且恒温时间约为6分钟，所述无菌细淀粉糊化浆料在所述料液暂存罐9中约降温至80℃，且该料液暂存罐9的pH值约为5.5。
过滤分离：通过离心泵11将从所述料液暂存罐9流出的无菌细淀粉糊化浆料输送到箱式压滤机10中过滤，过滤出所述无菌细淀粉糊化浆料中的粗纤维蛋白质滤渣，得到淀粉液化液；当所述压滤机10的滤室被滤渣充满后，压入热水洗出滤渣所含的残糖，然后打开滤室排出滤渣，滤渣经加工后可作蛋白饲料的添加剂，作为滤液的所述淀粉液化液被排放到所述滤液储槽12中，并通过离心泵13进入到制糖工艺的糖化工序中，从而实现连续生产淀粉液化液及葡萄糖浆的目的。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。