专利名称：一种酶解装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种酶解装置。
背景技术：
物料的酶解一般在酶解罐中进行，例如，将待酶解物料与产酶微生物和/或酶在 酶解罐中混合，酶解的条件包括酶解温度、时间和PH值，其中，酶解温度一般为使产酶微生 物生长的温度和/或酶有活力的温度，因此，在酶解过程中，通常需要对酶解罐进行加热以 达到酶解温度。最常见的酶解罐底部设置有保温加热器，在酶解前先启动保温加热器对酶 解罐进行预热，达到酶解温度后，将待酶解物料与产酶微生物和/或酶加入到酶解罐中进 行酶解。在采用现有的酶解装置进行酶解时，待酶解物料很容易将管道堵塞。
发明内容
本发明的目的是克服采用现有的酶解装置进行酶解时管道容易被堵塞的缺陷，提 供一种在酶解时不会使管道阻塞的酶解装置。本发明提供了一种酶解装置，其中，该装置包括闪蒸塔、热源、酶解罐、物料源和真 空泵，所述闪蒸塔包括第一接口、第二接口、第三接口和出料口，物料源通过第一接口与闪 蒸塔连通，酶解罐与闪蒸塔的出料口连通，真空泵与闪蒸塔的第二接口连通，热源通过连通 器与闪蒸塔的第三接口连通，且所述连通器的顶端高于闪蒸塔中待酶解物料的液面。本发明的发明人巧妙地使热源通过连通器与闪蒸塔的第三接口连通，即使由于真 空泵在工作过程中的不稳定性，导致闪蒸塔中的真空度不能满足吸入蒸汽的条件时，由于 所述连通器的顶端高于闪蒸塔的顶端，使得压力不够不足以将待酶解物料倒吸入闪蒸塔与 热源相连通的管道中，因此，避免了管道阻塞的问题，而大大提高了酶解效率。而且，通过使 热源和物料源均与闪蒸塔连通，使得热源和物料源能够在闪蒸塔中进行热交换，从而能够 利用其它工艺产生的水蒸气作为热源提供酶解所需的温度，有效提高整个工艺的能量利用 率。
图1为本发明提供的酶解装置的结构示意图。
具体实施例方式按照本发明，如图1所示，所述酶解装置包括闪蒸塔1、热源2、酶解罐3、物料源10 和真空泵4，所述闪蒸塔1包括第一接口 5、第二接口 6、第三接口 7和出料口 11，物料源10 通过第一接口 5与闪蒸塔1连通，酶解罐3与闪蒸塔1的出料口连通，真空泵4与闪蒸塔1 的第二接口 6连通，热源2通过连通器8与闪蒸塔1的第三接口 7连通，且所述连通器8的 顶端高于闪蒸塔1中待酶解物料的液面。按照本发明，所述酶解罐3与闪蒸塔1的出料口连通，真空泵4与闪蒸塔1的第二接口 6连通，热源2通过连通器8与闪蒸塔1的第三接口 7连通。热源2中的热介质的温 度可以达到130°C左右。可以在将待酶解物料从物料源10输送至闪蒸塔1中之前、同时或 之后启动真空泵4，将闪蒸塔1抽真空，当闪蒸塔1中达到一定真空度时热介质可以被从热 源2中吸入闪蒸塔1中，待酶解物料通过第一接口 5从物料源10中被输送至闪蒸塔1中， 使待酶解物料与热介质在闪蒸塔1中接触并进行热交换，起到使待酶解物料加温的作用， 当待酶解物料达到酶解温度时，物料被直接通入酶解罐3中进行酶解。由于真空泵在工作过程中的不稳定性或者在不规范地操作真空泵的情况下，当闪 蒸塔1中的真空度不能达到吸入热介质的条件时，闪蒸塔1中的待酶解物料有被倒吸入连 通器8中的趋势，如果连通器8的顶端低于或者与闪蒸塔1中的待酶解物料的液面齐平，则 闪蒸塔1中的待酶解物料会被倒吸入连通器8中，从而造成管路堵塞。而根据本发明提供 的酶解装置，由于连通器8的顶端高于闪蒸塔1中待酶解物料的液面，且闪蒸塔1中的压 力小于热源2中的压力，使得闪蒸塔1中的压力不足以将待酶解物料倒吸入闪蒸塔1与热 源2连通的管道中，而由于物料自身的重力作用，被倒吸入连通器8中的待酶解物料还未能 到达连通器的顶端就会重新回流到闪蒸塔1中，从而避免了物料被倒吸入管道，产生使管 道阻塞的问题。按照本发明，优选情况下，为了便于使用，所述连通器8的顶端高于闪蒸塔 1的顶端，所述连通器8的顶端与闪蒸塔1的顶端之间的高度差可以为1-2. 5米，更优选为 1. 5-2米。由于弯形管连通器不容易产生死角，而且能够使物料流动的更顺畅，优选情况下， 所述连通器8为弯形管，例如，所述弯形管的形状可以为倒置的U形管或者蛇形管。考虑到 生产成本，按照本发明的一个具体实施方案，所述连通器8进一步优选为倒置的U形管，所 述倒置的U形管的顶端与闪蒸塔1的顶端的高度差可以为1-2. 5米，优选为1. 5-2米。所述连通器8的材质可以由各种具有一定强度以及耐热的材料制成，例如，铁、不 锈钢等材料。 按照本发明，为了更有利于热蒸汽对待酶解物料的加温作用，优选使热源2中的 热介质与待酶解物料在闪蒸塔ι中逆流接触，即，使通入待酶解物料的第一接口 5的位置低 于通过连通器8将热源2与闪蒸塔1连通的第三接口 7的位置。为了便于控制与待酶解物料接触的热蒸汽的量以控制待酶解物料的温度以及便 于控制待酶解物料的通入量以控制闪蒸塔中待酶解物料的液位，优选情况下，下述任意一 个或几个位置还设置有阀门连通器8与闪蒸塔1的第三接口 7之间可以设置有阀门；连通 器8与热源2之间可以设置有阀门；物料源10与第一接口 5之间可以设置有阀门。按照本发明，所述闪蒸塔1可以为本领域常规的各种闪蒸塔，例如，可以为各种常 用的填料塔或筛板塔。所述闪蒸塔1的塔板数或理论塔板数取决于希望达到的热交换程 度。通常，在其它条件相同的情况下，塔板数或理论塔板数越高，热交换的程度越高，也就是 说热介质的热量越能充分传递给待酶解物料。本发明的发明人研究发现，对于待酶解物料 为20-40°C的淀粉浆液，热介质为100-170°c的水蒸气时，闪蒸塔1的塔板数或理论塔板数 优选为2-6块，在该条件下即可使从闪蒸塔1排出的待酶解物料的温度在50-90°C，满足酶 解要求。所述填料塔装填有拉西环、鲍尔环、阶梯环、鞍型环、弧鞍型、矩鞍型、θ网环、压延 孔环、板波纹与网波纹规整填料中的一种或几种。所述筛板塔的筛板优选还具有溢流堰，这 样，热介质从筛板塔的底部穿过筛板上的筛孔向上流动，待酶解物料在筛板上停留至超过溢流堰的高度时向下流动，进入下一个筛板。为了进一步提高热交换效率，第一接口 5的位置设置在填料塔或筛板塔的第0块或第1块塔板处，第三接口 7的位置设置在填料塔或筛 板塔的最后一块塔板处或更靠塔底的位置。按照本发明，闪蒸塔1上还可以设置有温度测试单元，以随时监测待酶解物料在 闪蒸塔1中的温度，当闪蒸塔1中待酶解物料的温度达到酶解条件时，便可以将它输送至酶 解罐3中进行酶解。此外，闪蒸塔1上还可以设置有液位测试单元，以监测疏送至闪蒸塔1 中待酶的解物料的液位。按照本发明，所述闪蒸塔1的表压可以为-0.3至-0.01兆帕，优选为-0. 1至-0.05 兆帕；在闪蒸塔1中接触的待酶解物料与热介质的重量比可以为15-30 1 ；接触的时间只 要保证待酶解物料能够达到酶解温度即可，一般情况下，所述接触时间可以为5-10分钟。按照本发明，所述热源2可以提供水蒸气、热水等各种热介质，例如，所述热源2可 以为输送各种热介质的管道，也可以为储存各种热介质的容器。为了节省能源、使能源能够被循环重复利用，所述热源2优选为其它工段产生的 热介质，如从精馏工段中排出的废蒸汽、热水等。在将热源2中的热介质与待酶解物料在闪蒸塔1中接触时，为了保证热介质的用 量，所述热源2优选为可以储存各种热介质的容器，以在接触前将热介质暂时保存在容器 中，所述热介质的温度一般为100-170°C。所述酶解罐可以为本领域常规的各种酶解罐，例如碳钢材质250立方米的带搅拌 装置的容器。为了监控酶解温度，所述酶解罐3上也可以设置有温度测试单元。所述真空泵4的个数可以为一个也可以为并联连接的多个，只要能够满足能够使 闪蒸塔1达到真空度的要求即可。对使真空泵4与闪蒸塔1连通的第二接口 6的位置也没 有特别限定，可以位于闪蒸塔1的任何位置，优选在闪蒸塔1的中部或中上部。所述热源2提供的热介质在闪蒸塔1中以水蒸气的形式与待酶解物料进行热交换 后，可以直接将剩余的热蒸汽从闪蒸塔1中排出塔外，为了达到环保要求，该装置还可以包 括冷凝器9，所述冷凝器9可以与闪蒸塔1的上部连通，使与待酶解物料接触后的闪蒸塔1 中的蒸汽被输送至冷凝器9中，冷凝成水，以便于在其它工段中应用。因此，当本发明提供 的酶解装置还包括冷凝器9且所用热介质为热的水蒸气或热水时，本发明提供的酶解装置 进行酶解时在实现酶解的同时还能副产蒸馏水。优选情况下，为了便于操作，所述冷凝器9 与闪蒸塔1的顶部连通。所述冷凝器可以为本领域常规的各种冷凝器，例如列管式冷凝器。本发明的发明人研究发现，对于待酶解物料为20-40°C的淀粉浆液，热介质为 100-170°C的水蒸气时，闪蒸塔1的塔板数或理论塔板数优选为2-6层，在该条件下即可使 从闪蒸塔1排出的待酶解物料的温度在50-90°C，满足酶解要求。下面将参考图1对本发明进行进一步详细描述。实施例1本实施例用于说明使用本发明的酶解装置进行酶解的方法。使用图1所示的酶解装置进行酶解。所述酶解装置包括闪蒸塔1、热源2、酶解罐3、物料源10、真空泵4和冷凝器9，所 述闪蒸塔1包括第一接口 5、第二接口 6、第三接口 7和出料口 11，物料源10通过第一接口 5与闪蒸塔1连通，酶解罐3与闪蒸塔1的出料口连通，真空泵4与闪蒸塔1的第二接口 6连通，冷凝器9与闪蒸塔1的顶部连通，热源(2)通过倒置的U形管与闪蒸塔1的第三接口 7连通，所述倒置的U形管的顶端高于闪蒸塔1的顶端，倒置的U形管与闪蒸塔1的顶端的 高度差为2. 5米。闪蒸塔的塔板数为6块，从上往下，第一接口 5和第三接口 7分别位于闪 蒸塔的第1块和第6块塔板处。热源2中的热介质为温度为150°C的水蒸汽，物料源10中 待酶解物料为温度为25°C、浓度为80重量％的淀粉浆液。 开启真空泵4将闪蒸塔1抽真空，使得闪蒸塔1的表压为-0. 1兆帕，开启热源2与闪蒸塔1之间的阀门，使热源2中的温度为150°C的水蒸汽被吸入闪蒸塔1中，同时开启 物料源10的阀门，使通过第一接口 5将温度为20°C淀粉浆液从物料源10输送至闪蒸塔1 中，并使淀粉浆液与水蒸汽在闪蒸塔1中逆流接触，水蒸汽与淀粉浆液的重量比为25 1， 接触的时间为5分钟，此时通过闪蒸塔1上设置的温度监控设备监测淀粉浆液的温度升高 至55°C时，将淀粉浆液通过出料口输送至酶解罐3中与淀粉酶混合进行酶解，酶解的时间 为60分钟，所述酶解的pH值为5 ；以每克淀粉浆液的干重计，加入20酶活力单位的α -淀 粉酶(诺维信公司购得)；开启冷凝器9的电源将闪蒸塔1中剩余的水蒸汽抽出并冷凝成水。
权利要求
一种酶解装置，其特征在于，该装置包括闪蒸塔(1)、热源(2)、酶解罐(3)、物料源(10)和真空泵(4)，所述闪蒸塔(1)包括第一接口(5)、第二接口(6)、第三接口(7)和出料口(11)，物料源(10)通过第一接口(5)与闪蒸塔(1)连通，酶解罐(3)与闪蒸塔(1)的出料口连通，真空泵(4)与闪蒸塔(1)的第二接口(6)连通，热源(2)通过连通器(8)与闪蒸塔(1)的第三接口(7)连通，且所述连通器(8)的顶端高于闪蒸塔(1)中待酶解物料的液面。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述连通器⑶的顶端高于闪蒸塔⑴的顶端。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述连通器(8)的顶端与闪蒸塔(1)的顶端之间 的高度差为1-2. 5米。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中，所述连通器(8)为弯形管。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述弯形管为倒置的U形管或蛇形管。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，第一接口(5)的位置高于第三接口(7)的位置。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，下述任意一个或几个位置还设置有阀门连通器 ⑶与闪蒸塔⑴的第三接口(7)之间、连通器⑶与热源(2)之间以及物料源(10)与第 一接口(5)之间。
8.根据权利要求1、3或7所述的装置，其中，所述闪蒸塔(1)为填料塔或筛板塔。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述酶解罐(3)为带搅拌装置的容器。
10.根据权利要求1或7所述的装置，其中，所述酶解装置还包括冷凝器(9)，所述冷凝 器(9)与闪蒸塔(1)的上部连通。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述冷凝器(9)与闪蒸塔(1)的顶部连通。
全文摘要
酶解装置，其中，该装置包括闪蒸塔(1)、热源(2)、酶解罐(3)、物料源(10)和真空泵(4)，所述闪蒸塔(1)包括第一接口(5)、第二接口(6)、第三接口(7)和出料口(11)，物料源(10)通过第一接口(5)与闪蒸塔(1)连通，酶解罐(3)与闪蒸塔(1)的出料口连通，真空泵(4)与闪蒸塔(1)的第二接口(6)连通，热源(2)通过连通器(8)与闪蒸塔(1)的第三接口(7)连通，且所述连通器(8)的顶端高于闪蒸塔(1)中待酶解物料的液面。
文档编号C12M1/40GK101988033SQ20091009020
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者于天杨, 岳国君, 林海龙, 王利, 邓立康, 郝小明, 陈雪仙 申请人:中粮集团有限公司