论文总字数：20941字

摘 要

海藻糖是一种非还原性双糖，是Wiggers从黑麦的麦角中首次分离出的，后来发现在细菌、昆虫血、某些水藻和苔藓、地衣、酵母以及无脊椎动物亦有广泛存在。海藻糖无毒无害，对人体无副作用，其独特的保护功能能使生物大分子(如蛋白质、核酸等)在外界高温、脱水等恶劣环境下免受伤害，海藻糖的这种性质使其在食品、医药卫生、化妆品、农业领域有着广泛的应用前景。

我国对海藻糖的基础理论及应用方面的研究比较多，对海藻糖制取的研究也比较成熟，海藻糖生产工艺涉及蒸发浓缩、溶析结晶和干燥粉碎等重要的单元操作和工程概念。本文对海藻糖结晶工段进行重点研究和介绍，通过物料衡算、热量衡算和设备选型，编写海藻糖生产设计过程。已知海藻糖年产10000 t/a，海藻糖原料液流量为1389 kg/h，设计蒸发室的绝对压强为20 kPa，确定蒸发浓缩工段选用外热式单效蒸发器；海藻糖结晶率68 %，经过计算在结晶工段选用体积为1.5 m³海藻糖结晶器和螺旋板换热器；干燥工段通过选型，选用气流干燥器。本论文还绘制了生产工艺流程图、设备设计图和车间平面设计图，完善了海藻糖结晶工艺设计全过程。

关键词：海藻糖 结晶 工艺设计

Trehalose crystallization process design

ABSTRACT

Trehalose is a kind of reducing disaccharides，isolated from rye ergot for the first time by Wiggers and was later widely found in bacteria，insects，blood，some of the algae，moss，lichen，yeast and invertebrates. Trehalose is nonpoisonous and harmless，and has no side effect to human body. Its unique function can keep biological macromolecules such as proteins，nucleic acids，etc in the high temperature，dehydration and other harsh environments away from harm. This nature of trehalose in food，medicine and health care，cosmetics，and agriculture has a broad application prospect.

The basic theory and application of trehalose in our country are more researched and more mature. Trehalose production process involves evaporation and concentration，dissolved crystallization，dry grinding，and other important unit operation and engineering concepts. In this paper，the trehalose crystallization is the key research and introduction section .Trehalose production design process is written through the material balance，heat balance and equipment type selection. It is known that the annual capacity of trehalose is 10000 t/a，raw material flow rate of trehalose is 1389 kg/h，design of the evaporation chamber absolute pressure is 20 kPa，so single effect evaporator is determined to choose in evaporation and concentration section；The rate of Trehalose crystallization is 68%，so the volume of 1.5 trehalose crystallizer and spiral plate heat exchanger are selected in crystallization section；Air dryer is selected in drying section. This thesis is also included the production process flow diagram，equipment design and workshop floor plan so as to perfect the trehalose crystallization process design process.

Key words: Trehalose；Crystallization；Process design

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 海藻糖的性质 1

1.1.1　海藻糖的结构 1

1.1.2　海藻糖的特性 1

1.2 海藻糖的应用 1

1.3 海藻糖的结晶 2

1.3.1 工业结晶一般采用以下方法 2

1.3.2 海藻糖结晶方法的确定 3

1.4 海藻糖结晶的操作条件 4

1.5 海藻糖结晶的生产工艺设计 5

第二章 海藻糖的生产工艺简介 6

2.1 生产工艺流程介绍 6

2.2 海藻糖的精制 6

2.3 工段过程介绍 9

第三章 物料衡算及热量衡算 10

3.1 蒸发浓缩段 10

3.2 结晶段 13

3.3 干燥段 14

第四章 设备选型 17

4.1 蒸发浓缩段 17

4.2 结晶段 20

4.3 干燥段 25

第五章 结论与展望 29

5.1 结论 29

5.2 展望 29

参考文献 30

附录 32

致谢 33

文献综述

1.1 海藻糖的性质

1.1.1 海藻糖的结构

海藻糖( Trehalose )，又名蕈糖，是一种由两个吡喃环葡萄糖分子通过半缩醛羟基以α，α-1，1糖苷键结合的非还原性双糖。它有(α、α)、（α、β ）、（β、β）三种光学异构体，天然存在的海藻糖一般为(α、α)型，分子式C₁₂H₂₂O₁₁·2H₂O，相对分子量为378.33^[1]。

1.1.2 海藻糖的特性

海藻糖是白色晶体，带有两分子结晶水，能溶于水、冰醋酸和热乙醇中，不溶于乙醚、丙酮。海藻糖的理化性质非常稳定，不能使斐林试剂还原，也不能被α-糖苷酶水解，但在强酸条件下能被水解为两个葡萄糖分子。^[2]当生物体遭受饥饿、干燥、高温、低温冷冻、辐射、高渗、有毒试剂等不良环境的刺激时，生物体内的海藻糖能对生物体及生物大分子的活性起到良好的保护作用。海藻糖还具有一些功能特性如：抑制鱼腥味的生成，矫正味道和矫正气味作用，抑制大米的米糠臭，保鲜，稳定物料中的超氧化物歧化酶，防蛀牙，补充能源^[3]。

1.2 海藻糖的应用

1） 海藻糖在食品加工中的应用

海藻糖具有低甜度、非还原性、抗干燥等作用。海藻糖甜度仅相当于蔗糖的45%，口感柔和，能在小肠内被消化吸收，可作营养源。还具有抗腐蚀性，不生成引起龋齿的不溶性葡聚糖，不被口腔病原菌所利用，因此可以作为新型甜味剂，添加于奶粉、口香糖巧克力、冰淇淋、糖果等食品中^[4]。供肥胖患者和糖尿病患者食用的低热食品增甜剂。

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