专利名称：：一种生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法一种生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法
技术领域：
：本发明涉及食品添加剂之功能性糖醇的生产领域，特别是生产异麦芽酮糖醇晶体的方法。
背景技术：
：异麦芽酮糖醇，别名加氢反应帕拉金糖(加氢反应异麦芽酮糖)，又称为异麦芽糖醇或异麦芽酮糖醇，它是由两种同分异构体组成的混合物，分别是l-O-a-D-吡喃葡萄糖基-D-甘露糖醇二水和物(1，l-GPM二水和物)和6-0-a_D_吡喃葡萄糖基_山梨糖醇(1，6-GPS)。目前商品异麦芽酮糖醇所要求的GPM和GPS的摩尔比例多为1:l或者l:1.3，而由于GPM和GPS溶解度上存在着巨大的差异，目前尚未有此摩尔比例的结晶异麦芽酮糖醇晶体出售，多为喷雾干燥和造粒的产品。国内现有工艺为以异麦芽酮糖溶液为原料，在催化剂作用下与氢气发生反应，生成异麦芽酮糖醇液，经沉淀、脱色过滤、蒸发至熔融状态、固化后生成固体异麦芽酮糖醇，过筛后可得到8-40目的产品，8-40目的产品经棒锤式粉碎机粉碎可得80-120目的产品，过气流式粉碎粉碎，可得到160-400目的产品。该方法只能生产GPM和GPS摩尔比例为1:1的粉末产品。此法生产出的产品中GPM:GPS的摩尔比例单一(只有i:i一种规格)，且流动性差。国外现有工艺主要有两种第一种为以异麦芽酮糖溶液为原料，在催化剂的作用下与氢气发生反应，经过色谱分离技术提纯，然后直接蒸发至熔融状态，在喷雾塔里进行喷雾干燥，喷雾的过程中加入大量晶种，生成异麦芽酮糖醇粉末，然后根据需要再进行造粒。此种方法生产的异麦芽酮糖醇中gpm:gps的摩尔比例为i:i。该工艺缺点是工艺复杂，设备投资大(光喷雾干燥塔的投资就在上千万人民币以上)，产品存在着纯度偏低，粉末状产品流动性差，产品中GPM和GPS的摩尔比例单一(只有i:i一种规格)等缺点。第二种是以异麦芽酮糖溶液为原料，通过控制加氢反应的条件，在催化剂的作用下，与氢气发生反应，使得氢化后的异麦芽酮糖醇溶液中GPM:GPS的摩尔比例大于i:i，最高达到l:1.87。利用色谱分离技术，将多余的GPS部分分离出来，单独进行结晶，得到高纯度的GPS晶体。剩余的异麦芽酮糖醇溶液中GPM:GPS的摩尔比例控制在1:l作用，然后蒸发至熔融状态，进行喷雾干燥，得到GPM:GPS摩尔比例为i:i的异麦芽酮糖醇粉末。高纯度的GPS晶体经过磨碎后，和GPM:GPS摩尔比例为1:l的异麦芽酮糖醇粉末相混合，得到GPM:GPS摩尔比例为3:7的异麦芽酮糖醇粉末，或者再进一步进行造粒，得到GPM:GPS摩尔比例为3:7的异麦芽酮糖醇颗粒。该工艺缺点是工艺复杂，设备投资大(光喷雾干燥塔的投资就在上千万人民币以上)，产品存在着纯度偏低，粉末状产品流动性差等缺点。
发明内容本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法，该方法以异麦芽酮糖溶液为原料，在镍催化剂和强力搅拌的作用下与氢气发生反应，生成异麦芽酮糖醇溶液，再利用降温结晶、模拟移动床色谱系统SMB、负压蒸发结晶等综合工艺，分别制取异麦芽酮糖醇总含量^98.5%、其中GPM含量在96%以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体和异麦芽酮糖醇总含量^98.5%、其中GPS含量在96%以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体。本发明为解决上述问题所采用的方案是设计一种生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法。其特征在于包括以下步骤(1)以含量为98%以上，锤度值为30_50%之间的异麦芽酮糖溶液为原料，加入镍催化剂，加入量为异麦芽酮糖溶液中所含干物质重量的2%8%，然后将混合溶液送入高压釜，在15bar-45bar氢气压力和强力搅拌下与氢气进行反应，生成GPM:GPS摩尔比例为i:i-i:i.5的异麦芽酮糖醇溶液；(2)异麦芽酮糖醇溶液经过脱色、过滤和离子交换，并用三效降膜式蒸发器蒸发到过饱和度，然后使异麦芽酮糖醇过饱和溶液进入到降温结晶机中；(3)利用异麦芽酮糖醇溶液中两种同分异构体GPM和GPS在低温下的溶解度特性，异麦芽酮糖醇过饱和溶液在降温结晶机中，加入异麦芽酮糖醇晶体作为晶种，通过降温结晶，得到富含GPM晶体的异麦芽酮糖醇糖蜜混合物，再通过离心分离，得到含量在94-98%、GPM:GPS的摩尔比例在7:3至9:l的富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体，以及含量在88-94%、GPM:GPS的摩尔比例在3:7至1:9的富含GPS的异麦芽酮糖醇母液；(4)将步骤(3)得到的富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体溶解，然后经过脱色、精密过滤后送入负压蒸发结晶机；通过负压蒸发结晶，制取富含GPM晶体的异麦芽酮糖醇糖蜜混合物；(5)通过离心分离，将富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体从异麦芽酮糖醇糖蜜混合物中分离出来，用高纯水洗涤所得晶体，经过干燥，得到异麦芽酮糖醇总含量>98.5%、其中GPM含量在96%以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体；(6)将步骤(3)得到的富含GPS的异麦芽酮糖醇母液，利用模拟移动床色谱系统SMB，提取出主要含有GPS以及少量含有GPM的异麦芽酮糖醇溶液，然后送入负压蒸发结晶机，制取富含GPS晶体的异麦芽酮糖醇糖蜜混合物；(7)将上步骤得到的富含GPS晶体的异麦芽酮糖醇糖蜜混合物通过离心分离，分离出异麦芽酮糖醇晶体，再用高纯水洗涤所得晶体，经过干燥，得到异麦芽酮糖醇总含量>98.5%、其中GPS含量在96%以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体。本发明的有益效果是该方法提高了异麦芽酮糖醇的产品品质，产品纯度高，流动性好，产品品种丰富，且提高了生产效率，提高了产品的总收率，该工艺方法简单，自动化程度高，降低了生产成本和设备投资。用本方法能制异麦芽酮糖醇总含量^98.5%、其中GPM含量在96%以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体和异麦芽酮糖醇总含量^98.5%)、其中GPS含量在96%以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体。也可以根据客户需求，将上述两种异麦芽酮糖醇晶体按摩尔比例进行混合，即可制取任意摩尔比例的结晶异麦芽酮糖醇。该方法制取的异麦芽酮糖醇晶体具有纯度高、流动性好等优点，大大优于现有的工艺方法生产出的异麦芽酮糖醇粉末和异麦芽酮糖醇颗粒。本发明与传统的异麦芽酮糖醇生产方法，即喷雾干燥法和造粒法相比，具有生产的产品品质更高，生产效率更高，降低了生产成本和设备投资等优点，并且该生产线具备能生产麦芽糖醇和木糖醇的多样性特点。图1生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺流程图。以下结合本发明的具体实施例进行详细叙述。具体实施方式本发明生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法，以异麦芽酮糖溶液为原料，在镍催化剂的作用下，与氢气发生反应，生成异麦芽酮糖醇溶液，再利用降温结晶、模拟移动床色谱系统(SMB)、负压蒸发结晶等综合工艺制取异麦芽酮糖醇总含量^98.5%、其中GPM含量在96X以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体和异麦芽酮糖醇总含量^98.5X、其中GPS含量在96%以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体。结合本发明的工艺流程图(图1所示)，生产异麦芽酮糖醇晶体的方法，具体可以包括以下步骤(1)以异麦芽酮糖溶液为原料，加入镍催化剂，然后将混合溶液送入高压反应釜，在15bar-45bar的氢气压力和强力搅拌作用下，与氢气发生反应，生成GPM和GPS摩尔比例为l:1-1:1.5混合物的异麦芽酮糖醇溶液。(2)异麦芽酮糖醇溶液(GPM:GPS摩尔比例为1:1-1:1.5)经过脱色、离子交换、蒸发至过饱和度后进入降温结晶机。异麦芽酮糖醇溶液蒸发到的过饱和度系数为1.1-1.4。(3)异麦芽酮糖醇过饱和溶液在降温结晶机中，加入异麦芽酮糖醇晶体作为晶种，剌激其起晶。加入的异麦芽酮糖醇晶种的重量为降温结晶机中物料总重量的1%_2%。(4)通过异麦芽酮糖醇中GPM和GPS的溶解度表(附表一)，我们可根据进料的异麦芽酮糖醇溶液中GPM和GPS的摩尔比例，适当控制降温区域(结晶的起点温度和终点温度)，使晶体中的GPM含量达到我们所需要的含量，使大量的GPS进入母液当中，达到GPM和GPS分离的目的。附表一<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由上表我们可以知道，当进料的异麦芽酮糖醇溶液中，GPM:GPS的摩尔比例已知时，可控制降温结晶机降温结晶的起点温度和终点温度为75-35t:，使GPM达到饱和点，加入异麦芽酮糖醇粉末作为晶种，剌激其起晶。通过均匀控制降低温度，平均每小时降低0.5-l°C，使GPM不断析出，附着在所加晶种之上，晶体不断长大，当达到所需结晶收率(晶体重量和物流总重量的百分比)即40-55X后，通过离心分离，将富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体和富含GPS的异麦芽酮糖醇母液分开，其中富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体，其中GPM和GPS的摩尔比例达到7:3至9:1之间；(5)对富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体进行溶解、脱色、精密过滤，进入负压蒸发结晶机，负压蒸发结晶机为立式负压蒸发结晶机，负压值为100-200mbar;通过负压蒸发结晶、离心分离和干燥，可制取含量在98.5%以上的高纯异麦芽酮糖醇晶体，其中GPM的含量达到96%以上;(6)异麦芽酮糖醇母液中富含大量的GPS，含量在88-94%之间，其中GPM和GPS的摩尔比例达到3:7至1:9;通过模拟移动床色谱系统SMB提纯母液中的异麦芽酮糖醇，把异麦芽酮糖醇含量提高至94-98%之间，然后送入负压蒸发结晶机；(7)负压蒸发结晶机为立式负压蒸发结晶机，负压值为100-200mbar，通过负压蒸发结晶、离心分离和干燥，可制取含量98.5%以上的高纯异麦芽酮糖醇晶体，其中GPS的含量达到96%以上。根据需要本发明方法还可以增加下述步骤(8)通过按摩尔比例将步骤(5)和步骤(7)得到的两种高纯异麦芽酮糖醇晶体进行混合，即可得到所需的、任意摩尔比例的异麦芽酮糖醇晶体成品。(9)也可以将高纯度的(含量^98.5%)、GPM含量在96X以上的异麦芽酮糖醇晶体和高纯度的(含量>98.5%)、GPS含量在96%以上的异麦芽酮糖醇的晶体单独出售。[O(HO]实施例1(加氢步骤)(1)以异麦芽酮糖溶液(含量在98%以上)为原料，锤度值为50%;(2)加入氢氧化钠，调节ra值至中性，ra值为7-8。(3)加入镍催化剂，加入量为异麦芽酮糖溶液中所含干物质重量的2%_8%之间。(4)用泵将异麦芽酮糖溶液和镍催化剂输送至高压反应釜中。(5)给高压反应釜内通入氢气，并开启搅拌器。(6)加氢反应开始，由于是加氢反应属于放热反应，釜内温度逐渐升高，最高至ll(TC。(7)加氢反应持续3-5小时后，基本上不再消耗氢气，通入冷却水对釜体进行降温，降温至6(TC，并停止搅拌。(8)物料在釜内沉降三小时后，利用釜内的氢气余压，将物料排出。(9)取样用液相色谱对其进行分析，结果为含量为97.1%，其中GPM和GPS的摩尔比例为1:1.1。实施例2(降温结晶步骤，制取富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体)(1)以异麦芽酮糖醇溶液(含量为97.1X，其中GPM和GPS摩尔比例为1:1.1)为原料，通过三效降膜式蒸发器，蒸发至过饱和溶液，过饱和度为1.l-1.4，进入降温结晶机；(2)在异麦芽酮糖醇过饱和溶液中加入异麦芽酮糖醇粉末作为晶种，均匀控制降温速度，为每小时O.5-rC，起始温度为75t:，降温至35t:，得到富含GPM的异麦芽酮糖醇糖蜜混合物；(3)用离心机进行分离，并用高纯水洗涤，得到富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体，GPM和GPS摩尔比例达到8:2;(4)用液相色谱对所得异麦芽酮糖醇晶体进行分析，结果为含量达到98.5%以上，其中GPM和GPS摩尔比例为8:2。实施例3〔利用负压蒸发结晶，制取高纯度的(含量^98.5%)、GPM含量在96X以上的异麦芽酮糖醇晶体〕(1)以锤度值为40%的异麦芽酮糖醇溶液(含量98.5%以上，GPM和GPS摩尔比例为8:2)为原料。(2)开启负压蒸发结晶机所属的真空泵，抽取负压，利用负压抽取一部分异麦芽酮糖醇溶液(进料量为负压蒸发结晶机有效容积的10%-40%)至负压蒸发结晶机中，蒸发至起晶点(为过饱和度1.l-1.4)，温度控制在55-65t:之间，加入筛选过的异麦芽酮糖醇粉末作为晶种(晶种重量为首次进料重量的0.01-0.1%)，控制进料量(每小时进料量为l-3t/h)，保持蒸发温度在55-65t:之间。(3)进完所有物料后，蒸发至所需结晶收率达到40_55%，关闭真空泵，破除真空，将物料放至助晶机中暂存，并立即用离心机进行分离，并用高纯水洗涤，得到异麦芽酮糖醇晶体。(4)用液相色谱对所得异麦芽酮糖醇晶体进行分析，结果为含量达到99%以上，其中GPM:GPS摩尔比例为97:2。实施例4〔利用负压蒸发结晶，制取高纯度的(含量>98.5%)、GPS含量在96%以上的异麦芽酮糖醇晶体〕(1)以锤度值为55%的异麦芽酮糖醇溶液(含量97.5%以上，GPM和GPS摩尔比例为1:1.4)为原料。(2)开启负压蒸发结晶机所属的真空泵，抽取负压，利用负压抽取一部分异麦芽酮糖醇溶液(进料量为负压蒸发结晶机有效容积的10%-40%)至负压蒸发结晶机中，蒸发至起晶点(为过饱和度1.l-1.4)，温度控制在65-75t:之间，加入筛选过的异麦芽酮糖醇粉末作为晶种(晶种重量为首次进料重量的0.01-0.1%)，控制进料量(每小时进料量为l-3t/h)，保持蒸发温度在65-75t:之间。(3)进完所有物料后，蒸发至所需结晶收率达到40_55%，停真空泵，破除负压，将物料放至助晶机中暂存，并立即用离心机进行分离，并用高纯水洗涤，得到异麦芽酮糖醇晶体。(4)用液相色谱对所得异麦芽酮糖醇晶体进行分析，结果为含量在99%以上，其中GPM:GPS摩尔比例为2:97。将所得高纯度的、GPM:GPS摩尔比例为97:2的异麦芽酮糖醇晶体和高纯度的、GPM:GPS摩尔比例为2:97的异麦芽酮糖醇晶体按摩尔比例进行混合，即可制取任意摩尔比例的结晶异麦芽酮糖醇。权利要求一种生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法，其特征在于包括以下步骤(1)以含量为98％以上，锤度值为30-50％之间的异麦芽酮糖溶液为原料，加入镍催化剂，加入量为异麦芽酮糖溶液中所含干物质重量的2％-8％，然后将混合溶液送入高压釜，在15bar-45bar氢气压力和强力搅拌下与氢气进行反应，生成GPM∶GPS摩尔比例为1∶1-1∶1.5的异麦芽酮糖醇溶液；(2)异麦芽酮糖醇溶液经过脱色、过滤和离子交换，并用三效降膜式蒸发器蒸发到过饱和度，然后使异麦芽酮糖醇过饱和溶液进入到降温结晶机中；(3)利用异麦芽酮糖醇溶液中两种同分异构体GPM和GPS在低温下的溶解度特性，异麦芽酮糖醇过饱和溶液在降温结晶机中，加入异麦芽酮糖醇晶体作为晶种，通过降温结晶，得到富含GPM晶体的异麦芽酮糖醇糖蜜混合物，再通过离心分离，得到含量在94-98％、GPM∶GPS的摩尔比例在7∶3至9∶1的富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体，以及含量在88-94％、GPM∶GPS的摩尔比例在3∶7至1∶9的富含GPS的异麦芽酮糖醇母液；(4)将步骤(3)得到的富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体溶解，然后经过脱色、精密过滤后送入负压蒸发结晶机；通过负压蒸发结晶，制取富含GPM晶体的异麦芽酮糖醇糖蜜混合物；(5)通过离心分离，将富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体从异麦芽酮糖醇糖蜜混合物中分离出来，用高纯水洗涤所得晶体，经过干燥，得到异麦芽酮糖醇总含量≥98.5％、其中GPM含量在96％以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体；(6)将步骤(3)得到的富含GPS的异麦芽酮糖醇母液，利用模拟移动床色谱系统SMB，提取出主要含有GPS以及少量含有GPM的异麦芽酮糖醇溶液，然后送入负压蒸发结晶机，制取富含GPS晶体的异麦芽酮糖醇糖蜜混合物；(7)将上步骤得到的富含GPS晶体的异麦芽酮糖醇糖蜜混合物通过离心分离，分离出异麦芽酮糖醇晶体，再用高纯水洗涤所得晶体，经过干燥，得到异麦芽酮糖醇总含量≥98.5％、其中GPS含量在96％以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体。2.根据权利要求1所述的生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法，其特征在于所述步骤(2)异麦芽酮糖醇溶液蒸发到的过饱和度系数为1.1-1.4。3.根据权利要求1或2所述的生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法，其特征在于所述步骤(3)加入的异麦芽酮糖醇晶种的重量为降温结晶机中物料总重量的1%_2%。4.根据权利要求1或2所述的生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法，其特征在于所述步骤(3)通过平均每小时降低o.5-rc，均匀控制降低温度；降温结晶的起点温度和终点温度为75-35。C。5.根据权利要求1或2所述的生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法，其特征在于所述步骤(4)中对富含GPM的异麦芽酮糖醇晶体溶解、脱色和精密过滤。6.根据权利要求1或2所述的生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法，其特征在于所述步骤(4)中负压蒸发结晶机为立式负压蒸发结晶机，负压值为100-200mbar。7.根据权利要求1或2所述的生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法，其特征在于所述步骤(7)中负压蒸发结晶机为立式负压蒸发结晶机，负压值为100-200mbar。全文摘要本发明公开了一种生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法。该方法主要是以异麦芽酮糖溶液为原料，在镍催化剂的作用下与氢气发生反应，生成异麦芽酮糖醇溶液，再利用降温结晶、模拟移动床色谱系统SMB、负压蒸发结晶等综合工艺制取所需异麦芽酮糖醇总含量≥98.5％、其中GPM含量在96％以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体和异麦芽酮糖醇总含量≥98.5％、其中GPS含量在96％以上的高纯度异麦芽酮糖醇晶体。文档编号C07H1/00GK101781341SQ200910245150公开日2010年7月21日申请日期2009年12月29日优先权日2009年12月29日发明者高志国,麦克·殴劳福林申请人:殴劳福林(天津)工业有限公司