福建省龍巖地區(qū)工業(yè)設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)淀粉水解葡萄糖生產(chǎn)線項(xiàng)目時(shí)，根據(jù)淀粉水解的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制和工藝操作條件對舊有的搪玻璃反應(yīng)釜進(jìn)行重新改造，改造前后的情況如下。

1原先的搪玻璃反應(yīng)釜（圖1）

(1)反應(yīng)釜底部橢圓形封頭中心蒸汽進(jìn)口因無法進(jìn)行改造安裝噴蒸器，導(dǎo)致釜內(nèi)淀粉乳受熱不均勻，化學(xué)反應(yīng)失控，加劇葡萄糖的分解反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)生成復(fù)合二糖及其他有機(jī)酸，造成淀粉和蒸汽的損耗浪費(fèi)。另封頭折邊處形成蒸汽加熱死角區(qū)，該處淀粉受熱微弱糊化生成糊精，影響糖化液產(chǎn)品質(zhì)量。

(2)糖化液從頂部出料不易排凈釜底存留殘液，在瞬間真空負(fù)壓高溫下發(fā)生激烈化學(xué)反應(yīng)生成黑色素等有害物質(zhì)，并在釜底結(jié)垢。

(3)反應(yīng)釜操作過程頻繁的關(guān)停制控產(chǎn)生流體變動(dòng)，荷載變化及溫度壓力的波動(dòng)引起設(shè)備間斷性震動(dòng)。糖化時(shí)強(qiáng)酸高溫高壓的惡劣條件伴隨化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜激烈機(jī)制產(chǎn)生的熱應(yīng)力及設(shè)備本身存在局部應(yīng)力的峰值效應(yīng)，在交變應(yīng)力的作用下，反應(yīng)釜的抗疲勞和耐蠕變性隨時(shí)間延續(xù)，塑性變形不斷積累而逐漸減弱，因搪玻璃材質(zhì)比A3鋼差而工作條件愈加苛刻，首先產(chǎn)生疲勞裂紋和腐蝕裂紋，在一定的條件下迅速開裂擴(kuò)展局部破損脫落。尤其是蒸汽接管根部周邊更為嚴(yán)重，其原因是根部幾何形狀突變結(jié)構(gòu)不連續(xù)性產(chǎn)生局部應(yīng)力和峰值應(yīng)力，蒸汽噴入釜內(nèi)在根部發(fā)生突變，直接沖擊根部周邊，因而該處的受力較大，峰值應(yīng)力較高，搪瓷更易損傷破壞，并且不宜修復(fù)使用。

2重新研制設(shè)計(jì)的新型結(jié)構(gòu)襯瓷糖化反應(yīng)釜設(shè)計(jì)和應(yīng)用的主要特征如下（參見圖2、圖3）

(1)反應(yīng)釜底部采用半角30^。錐形折邊封頭，中心開設(shè)蒸汽進(jìn)口并安裝新式蘭花型噴蒸汽器（噴蒸汽器均布不同角度的射蒸汽孔）。這種加熱結(jié)構(gòu)和方式有利淀粉乳受熱均勻、充分水解而轉(zhuǎn)化為葡萄糖。同時(shí)減輕蒸汽對進(jìn)蒸汽接管根部周邊的直接沖擊及因受力突變引起的峰值應(yīng)力和熱應(yīng)力增強(qiáng)所導(dǎo)制的破損程度。

(2)放料接管開設(shè)在錐形封頭偏下方位置，有利于釜內(nèi)糖化液集合排凈，同時(shí)解決釜內(nèi)糖化液排放快速與緩沖罐排蒸汽煙囪口飄逸糖化液污染周邊環(huán)境及危害安全生產(chǎn)的矛盾。根據(jù)柏努利方程式，釜內(nèi)糖化液6min內(nèi)排凈經(jīng)降壓過渡放料管進(jìn)入緩沖罐（設(shè)置在車間屋面>此時(shí)糖化液在緩沖罐的進(jìn)口處壓力p2為：

經(jīng)計(jì)算放料管徑的變化對的系數(shù)影響甚微，如DN100與DN80在同等條件下系數(shù)相差0．24，因而常用采取加大放料管徑解決糖化液排放矛盾不十分經(jīng)濟(jì)合理，應(yīng)從提高糖化釜與緩沖罐垂直高度z2或h損的總量尋求較佳方案。本設(shè)計(jì)將頂部出料接管設(shè)置于底部，并采用錐形封頭結(jié)合蘭花型噴蒸器的結(jié)構(gòu)較好地解決了糖化液排凈和速度與排放時(shí)間和糖液飄逸的矛盾。

(3)糖化釜筒體中部增設(shè)蒸汽接管作為蒸汽加熱輔助源。即淀粉乳進(jìn)料完畢為提高釜內(nèi)淀粉乳的升溫速度促進(jìn)淀粉水解轉(zhuǎn)化，短時(shí)間開啟使用補(bǔ)充熱源。

(4)選用耐酸耐熱瓷磚配制酚醛一一橡膠粘合劑代替搪玻璃內(nèi)襯體。并采用先進(jìn)制作技術(shù)在A3鋼與瓷磚內(nèi)襯體中間增加一層耐酸耐熱橡膠，其設(shè)計(jì)目的是：①利用橡膠本身良好的彈性緩解反應(yīng)釜受內(nèi)壓又受外壓的雙重作用力及蒸汽加熱對根部周邊的沖擊力，增加設(shè)備的抗震性，耐疲勞性和耐蠕變性。②利用橡膠優(yōu)良的粘合性能增強(qiáng)A3鋼與瓷磚的粘結(jié)力，同時(shí)也便于瓷磚局部損傷的修復(fù)，提高設(shè)備利用率。

襯瓷糖化反應(yīng)釜經(jīng)多年實(shí)踐考核綜合評(píng)價(jià)：

(1)蒸汽加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，淀粉乳受熱均勻促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)順利，故淀粉轉(zhuǎn)化葡萄糖收率高，產(chǎn)品質(zhì)量上乘。淀粉及蒸汽的消耗量明顯下降，企業(yè)的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)國內(nèi)先進(jìn)水平。

(2)設(shè)備的制作采用先進(jìn)技術(shù)，在A3鋼殼體與瓷磚內(nèi)襯體中間增層耐酸耐熱橡膠，提高設(shè)備的完好率和利用率。

(3)蘭花型噴燕器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，采用全銅鑄造便于加工制作和安裝且造價(jià)低。

(4)錐形封頭及放料管的設(shè)計(jì)解決了釜內(nèi)糖化液的排凈、準(zhǔn)時(shí)、時(shí)間速度與糖化液從排蒸煙囪口飄逸污染周邊環(huán)境和危害安全生產(chǎn)的矛盾。