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(jìn)的生物酶法技術(shù)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(fèi)領(lǐng)域廣，消費(fèi)數(shù)量大，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、造紙等行業(yè)。近年來(lái)，隨著食品工業(yè)的發(fā)展及酶制劑等生物技術(shù)的進(jìn)步和人們消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，我國(guó)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(guò)酸法、酸酶法或酶法，生產(chǎn)麥芽糖漿、葡萄糖漿、啤酒用糖漿和果葡糖漿等幾大類產(chǎn)品。淀粉糖漿的生產(chǎn)流程如下頁(yè)圖1所示，其中液化噴射作為一個(gè)關(guān)鍵工序，其效果直接影響糖化指標(biāo)和過(guò)濾效果，另外噴射過(guò)程需要消耗能源，如電力和蒸汽。蒸發(fā)濃縮則是后期一個(gè)重要工序，濃縮效果的好壞對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的控制及成本控制產(chǎn)生重要影響。本文利用這兩道工序的共同點(diǎn)“蒸汽的使用”作為切入點(diǎn)，通過(guò)技改措施，對(duì)液化噴射產(chǎn)生的蒸汽尾氣進(jìn)行回收利用，并驗(yàn)證方案的可行性，為公司的節(jié)能降耗及降低生產(chǎn)成本提供依據(jù)。

圖1 淀粉糖漿的生產(chǎn)工藝流程圖

1 液化噴射系統(tǒng)

本研究采用美國(guó)進(jìn)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(qiáng)度的微湍流，使淀粉乳在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到要求的溫度，完成淀粉的糊化、液化。經(jīng)過(guò)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(yàn)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(jìn)入第四效蒸發(fā)器，經(jīng)過(guò)加熱蒸發(fā)后進(jìn)入分離室，蒸汽與溶液在此分離，溶液從底部流出并通過(guò)物料轉(zhuǎn)移泵進(jìn)入第三效蒸發(fā)器，而二次蒸汽排出后進(jìn)入冷凝器形成冷凝水。按照與第四效相同的方式進(jìn)行工作，溶液傳輸?shù)降谌д舭l(fā)器進(jìn)行濃縮，而二次蒸汽進(jìn)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(jìn)行濃縮，濃縮后的溶液進(jìn)入閃蒸器進(jìn)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(jìn)行回收利用，第一效的二次蒸汽進(jìn)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(yàn)

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(jìn)氣管位置上，并安裝蒸汽控制閥，同時(shí)在濃縮設(shè)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(dāng)補(bǔ)充蒸汽。

圖4 節(jié)能改造示意圖

3.1 改造實(shí)施前后的蒸汽能耗比較

設(shè)備改造期為2016年8月1日至2日，采取改造之前的12個(gè)月（即2015年8月至2016年7月）作為試驗(yàn)基準(zhǔn)期，改造之后的12個(gè)月（即2016年8月至2017年7月）作為試驗(yàn)報(bào)告期，比較改造前后蒸發(fā)每噸水所需蒸汽量，從而驗(yàn)證改造后的節(jié)能效果。改造實(shí)施前后基準(zhǔn)期與報(bào)告期的數(shù)據(jù)分別見下頁(yè)表1、圖5和表2、圖6。

表1 基準(zhǔn)期蒸汽消耗統(tǒng)計(jì)表

表2 報(bào)告期蒸汽消耗統(tǒng)計(jì)表

圖5 基準(zhǔn)期每月生產(chǎn)蒸發(fā)水量統(tǒng)計(jì)圖

圖6 報(bào)告期每月生產(chǎn)蒸發(fā)水量統(tǒng)計(jì)圖

3.2 改造實(shí)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(yàn)通過(guò)將液化蒸汽尾氣排氣管道連接到蒸發(fā)濃縮設(shè)備的一效蒸發(fā)器，利用液化噴射產(chǎn)生的蒸汽尾氣進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，減少了新鮮蒸汽的使用量，達(dá)到了節(jié)能的目的。

3.3 節(jié)能量的確定

試驗(yàn)節(jié)能量的計(jì)算公式：

式中：△E′12——試驗(yàn)總節(jié)能量，t（標(biāo)準(zhǔn)煤）；

E1——報(bào)告期蒸發(fā)水單位析出量蒸汽消耗，t/t；

E2——基準(zhǔn)期蒸發(fā)水單位析出量蒸汽消耗，t/t；

D2——基準(zhǔn)期蒸發(fā)水析出量，t。

根據(jù)公式計(jì)算出試驗(yàn)節(jié)能量為834.49 t標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)能效果明顯。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)液化噴射工序產(chǎn)生的蒸汽尾氣連通到蒸發(fā)濃縮設(shè)備進(jìn)行回收利用，根據(jù)技術(shù)改造后的數(shù)據(jù)驗(yàn)證，得出如下結(jié)論：液化噴射工序產(chǎn)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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