[发明专利]一种糖化设备及糖化方法

权利要求书

1.一种糖化设备，其特征在于：包括依次串联设置的配料罐（19）、液化装置、层流柱（23）和糖化罐（24），还包括热水罐（17）、冷水罐（18）、控制装置、阀门及管道；其中液化装置包括依次串联设置的蒸汽喷射器（10）、液化管组（22）、气液分离罐（20）、缓冲罐（21）和液化泵（P2）；所述热水罐（17）和冷水罐（18）组成温控罐，用于给配料罐（19）、液化装置和糖化罐（24）供热或降温；所述控制装置包括采集和控制单元、PLC和人机界面，采集和控制单元和PLC之间电连接；所述采集和控制单元包括设置在热水罐（17）内的热水罐温度传感器（5）和热水罐电加热器（3），设置在配料罐（19）内的配料罐温度传感器（9）和配料罐搅拌电机（8），设置在配料罐（19）与热水罐（17）和冷水罐（18）连接管路上的配料罐温控阀（V6），设置在配料罐（19）与液化装置连接管路上的变频配料泵（P4）和流量计（11），设置在蒸汽喷射器（10）的蒸汽入口管路上的蒸汽喷射器比例阀（H2），设置在液化管组（22）内的液化管组温度传感器（12），设置在气液分离罐（20）内的气液分离罐温度传感器（13），设置在气液分离罐（20）与热水罐（17）连接管路上的气液分离罐进热水阀（V3），设置在气液分离罐（20）与缓冲罐（21）连接管路上的气液分离罐排空阀（V13），设置在糖化罐（24）内的糖化罐温度传感器（16）和糖化罐搅拌电机（14），设置在糖化罐（24）与热水罐（17）和冷水罐（18）连接管路上的糖化罐温控阀（V7），以及设置在糖化罐（24）出料管路上的糖化罐排空阀（V12）；所述热水罐（17）内设有热水罐搅拌电机（4），热水罐（17）的内壁装有热水罐液位低限传感器（1）和热水罐液位高限传感器（2）；热水罐（17）底部的出水管路分为两路，一路为排空管路，排空管路上设有热水罐排空阀（V2），另一路为供热管路，供热管路上设有热水罐出水阀（V1）和热水温控泵（P1），供热管路与配料罐（19）、液化装置和糖化罐（24）相连；热水罐（17）的蒸汽入口与蒸汽管路相连并设置有热水罐蒸汽比例阀（H1）；所述冷水罐（18）内壁装有冷水罐液位低限传感器（7）和冷水罐液位高限传感器（6）；冷水罐（18）的进水管路上设有冷水罐进水阀（V0），冷水罐（18）底部的出水管路分为两路，一路为排空管路，排空管路上设有冷水罐排空阀（V5），另一路为降温管路，降温管路上设有冷水温控泵（P3）和冷水罐出水阀（V4），降温管路与配料罐（19）和糖化罐（24）相连。

2.根据权利要求1所述的糖化设备，其特征在于：所述配料罐（19）和糖化罐（24）的外层均设有保温夹套，保温夹套的底部设有进水口，顶部设有溢流口，保温夹套的进水口通过管道分别与热水罐（17）和冷水罐（18）的出水管路相连，保温夹套的溢流口通过管道与热水罐（17）顶部的循环水入口相连。

3.根据权利要求1所述的糖化设备，其特征在于：所述气液分离罐（20）的外层设有保温夹套，保温夹套的底部设有进水口，顶部设有溢流口，保温夹套上还设有蒸汽入口，保温夹套的进水口通过管道与热水罐（17）的出水管路相连，保温夹套的溢流口通过管道与热水罐（17）顶部的循环水入口相连，保温夹套的蒸汽入口与蒸汽管路相连并设置有气液分离罐蒸汽比例阀（H3）。

4.根据权利要求1所述的糖化设备，其特征在于：所述层流柱（23）由若干换热器串联组成，每个换热器底部均设有层流柱排空阀，最后一个换热器内设有层流柱温度传感器（15）。

5.根据权利要求1所述的糖化设备，其特征在于：所述液化管组（22）由若干组蛇形弯管串联组成。

6.一种基于权利要求1-5中任意一项所述的糖化设备的糖化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）糊化

向配料罐（19）中加入原材料，打开热水罐电加热器（3）升温加热，开启热水罐出水阀（V1）、热水温控泵（P1）、配料罐温控阀（V6），等待温度达到设定温度，打开配料罐搅拌电机（8），淀粉受热糊化，控制糊化温度，当到达糊化时间后进入下一步；

2）液化

设定流量，通过变频配料泵（P4）将糊化后的材料送入液化管组（22）中，通过蒸汽喷射器（10）对液化管组（22）进行加热，使糊化后的材料在液化管组（22）中完成第一次液化，然后进入气液分离罐（20）中，通过热水罐（17）中的热水和蒸汽加热气液分离罐（20），使材料在气液分离罐（20）中完成第二次液化和灭酶作用，再进入缓冲罐（21）中；

3）糖化

打开液化泵（P2），将液化后的材料经过层流柱（23）散热降温后进入到糖化罐（24）中，通过糖化罐温控阀（V7）控制糖化温度为60-65℃，直到糖化酶的催化完成糖化过程。