Аппараты для гидролиза крахмала
Гидролиз крахмала в промышленных условиях производится в присутствии органических или неорганических кислот в аппаратах при атмосферном или некотором избыточном давлении и подогреве до температур, необходимых для ускорения гидролиза.
Аппараты для гидролиза подразделяются на аппараты периодического действия (конверторы) и непрерывного (непрерывно действующие осахариватели фирмы «Кройер», фирмы «Континенталь инжиниринг», марок НОК).
Конвертор периодического действия (производительность по патоке из крахмала: кукурузного – 60, 96 и 270 т/сут, картофельного – 71, 80 и 230 т/сут) (рисунок 6.1) состоит из: корпуса 1; ловушки предохранительного клапана 2; манометра 3; линий подачи крахмального молока 4 и подкисленной воды 5; штурвала подачи пара в барботер 6; барботера 10; пробного краника 7;продувочной паровой линии 8; линии подачи пара в барботер 9; спускной линии 11; выдувной линии 12 с штурвалом к вентилю 13; атмосферной линии 14.
Рисунок 6.1. Конвертор вместимостью 10 м3 из нержавеющей стали:
Принцип действия. Перед началом работы производится контрольный осмотр конвектора, после чего закрывают выдувной вентиль и открывают вентиль на трубе, соединяющий конвектор с ловушкой. Отмеренную порцию подкисленной промывной жидкости, к которой добавлено 2/3 общего количества НСl, спускают в конвектор и закрывают вентиль на трубе этого продукта. Промывную жидкость доводят до интенсивного кипения подачей пара через барботер, и избыточное давление повышают до 0,02÷0,03 МПа, одновременно открыв вентиль подачи пара в пространство под барботером. При кипении промывной жидкости медленно сливают оставшуюся часть подкисленной суспензии крахмала из мерника в конвектор.
Подачу пара в процессе разжижения крахмала регулируют таким образом, чтобы избыточное давление в конверторе поддерживалось на уровне 0,02÷0,03 МПа. По окончании разжижения крахмала трубу подачи суспензии промывают небольшим количеством воды и расположенный на ней вентиль закрывают, одновременно закрывают вентиль на трубе, соединяющей конвертор с ловушкой. Давление в конверторе повышают до 0,28÷0,32 МПа и через 1÷2 мин после достижения этого давления начинается отбор сиропа для определения йодной пробы, если проба соответствует эталону, содержимое выдувают в нейтрализатор. Гидролиз проводят при температуре 140÷143 0С.
Осахариватель непрерывного действия фирмы «Кройер» (производительность по патоке 100 т/сут) (рисунок 6.2) состоит из: сборника для подкисленного молока 1; предварительного подогревателя молока 2; сборника с водой 3; мембранного насоса 4; пяти теплообменников 5 зоны нагрева молока до температуры гидролиза; трубной зоны гидролиза 6; предварительного нейтрализатора 7; демпферной трубы 8; дроссель-клапана 9; испарителя 10; насоса 11; сборника окончательной нейтрализации 12; сборника готового сиропа 13; брызгоуловителя 14; термокомпрессора 15.
Рисунок 6.2. Схема осахаривателя фирмы «Кройер»:
Принцип действия. Крахмальное молоко и кислота смешиваются в сборнике. В предварительном теплообменнике молоко подогревается вторичным паром из испарителя до температуры немного ниже температуры начала клейстеризации. Затем подогретое молоко мембранным насосом последовательно прокачивается через пять поверхностных теплообменников и поступает в трубную зону осахаривателя. На выходе из зоны осахаривания сироп предварительно нейтрализуется в непрерывно действующем нейтрализаторе, причем сода непрерывно подается второй малой диафрагмой насоса. В испарителе поддерживается давление ниже атмосферного отбором вторичного пара на предварительный подогреватель и на инжектор (термокомпрессор), где вторичный пар смешивается со свежим. Из испарителя сироп откачивается насосом в сборник, куда добавляется раствор соды для окончательной нейтрализации. Готовый сироп спускается в сборник. Поверхность нагрева подогревателей – 38 м2; давление, развиваемое насосом – до 3 МПа, греющего пара после редуцирующего клапана – 0,5 МПа, сиропа перед испарителем – 1,6 МПа; температура крахмального молока перед подогревателями – 50 0С, продукта после подогревателя – 150 0С и перед испарителем – 146 0С.