专利名称：采用离子交换树脂对葡萄糖糖化液进行脱色的方法
技术领域：
本发明涉及一种结晶葡萄糖的生产方法，尤其涉及一种采用离子交换树脂对葡萄糖糖化液进行脱色的方法。
背景技术：
葡萄糖是一种单糖，是人和动物的重要能量来源，在食品行业和药品行业有着十分广泛的用途。葡萄糖的颜色是葡萄糖产品一个非常重要的感官指标，选择一种既经济又十分有效得脱色方法一直是众多生产厂家十分关注的问题。葡萄糖的生产要经过高温喷射液化，在此过程中会产生一些色素。其色素是糖与有色物质前体反应的产物。例如，类黑色素则是糖与氨基酸作用生成的(美拉德反应)，另一类色素则是糖受热降解产生的(如焦糖)。有些有色物质是在碱性条件下产生的，如己糖降解产物。这些有机化合物在碱性介质中一般呈阴离子，具有两亲性质，既有亲水性，又有疏水性。如果不将颜色去除，将严重影响成品的感官指标，并制约生产厂家的经济效益。
目前葡萄糖行业广泛使用的脱色剂为木质活性炭。木质活性炭分粉末活性炭和颗粒活性炭，虽然颗粒活性炭脱色效果很好而且可以再生，但价格过于昂贵(20万元每吨)。粉末活性炭最为常用，但其在使用过程中存在很多弊端1.粉末活性炭活性失效快，一般大概为3-6个月；2.粉末活性炭不可再生，不能重复利用，成本高；3.粉末活性炭使用过程中产生大量粉尘，造成污染环境；4.糖化液通过活性炭后会引起电导率升高，影响糖液质量；5.粉末活性炭对糖液也有一定的吸附，炭渣中的含糖达到13％以上，影响成品收率。
发明内容
本发明的目的在于克服了传统用活性炭精制糖化液的不足，提供了一种具有方法简单，脱色效果好，成本低等优点的采用离子交换树脂对葡萄糖糖化液进行脱色的方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案
一种采用离子交换树脂对葡萄糖糖化液进行脱色的方法，它的工艺过程为，a.对葡萄糖糖化液进行处理，得到干物质为35～45％的葡萄糖糖化液，以利于离子交换装置达到最大吸附效果；b.将所得葡萄糖糖化液在40℃～50℃温度下，以2.5-4.0BV/h流量送入离子交换装置进行脱色，该流量下树脂吸附量最大、效果最佳；该温度则有利于树脂发挥吸附效果，减少对树脂的破坏；c.在纯化或精制之后制得成品。
所述步骤b中在葡萄糖糖化液进入离子交换装置前先进行活性炭脱色，即用相对于糖化液干基量0.5-1.5％的活性炭先进行脱色。
所述步骤b中所用离子交换设备为串接的阳离子和阴离子交换树脂柱，其中树脂装入量按树脂膨胀之后计算是柱体积的70-90％，将阴阳树脂先正洗然后反洗，再用酸碱预处理，然后对糖化液进行脱色。
所述步骤a包括如下工艺1)调浆，在配料罐内将淀粉乳调至16-20Be，加入0.45％-0.55％L/T干基的耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀后用泵打入喷射液化器；2)液化，在喷射液化器内粉浆和蒸汽相遇，出料温度控制在95-110℃，从喷射器中出来的料液经降温后进入层流罐，进行二次喷射，此次喷射料液和蒸汽直接混合，温度升至110℃以上，将α-淀粉酶彻底灭活，然后，料液经真空冷却系统降温至80-100℃保温，在碘试合格的情况下降温到40-65℃，同时将糖液PH值调至3.5-6.5之间；3)糖化，加入糖化酶，保持糖化45-60小时左右，达到糖化终点后，用喷射器升至70-90℃达到灭酶目的；4)过滤，将糖液的PH值调至4.0～5.5温度控制在60-80℃之间，经预涂式真空转鼓过滤机过滤除去蛋白。
所述步骤c包括如下工艺1)蒸发浓缩，脱色后的糖液用多效降膜蒸发器在真空度0.5-1.1mpa和温度为60-90℃条件下浓缩到60-80％；2)结晶，用泵将糖液输入多级结晶罐，在一级结晶罐中搅拌2小时，在40-50℃温度下结晶5-12小时后，按顺序依次注入二级罐、三级罐、四级罐等，然后连续以等流速流加速放料，同时冷却水从末级罐与物料逆流降温至一级结晶罐，各级结晶罐按结晶曲线分别控制不同温度使糖液不断达到饱和状态，葡萄糖分子在晶核上析出，结晶完全达到平衡，测母液浓度达到要求后即可实现连续放料；3)分离，晶浆通过分离机将母液分离出来；4)干燥，成品湿糖经过气流烘干并冷却后生成结晶葡萄糖。
本发明的优点为1、树脂对色素具有良好的选择性吸附，而且色素解离容易，水洗即可；2、树脂对糖的吸附很少，洗脱液中含糖在8％以下；3、树脂的机械强度大，可以较大流量进料；4、颗粒性树脂在树脂柱中彼此之间有一定的间隙，所以糖化液通过树脂时可减小阻力；5、糖液通过树脂脱色的同时，还可以起到脱离子的作用(即脱盐)，使糖化液的电导(成品的灰分)降低；6、树脂可以通过再生达到反复使用的目的，节约成本；7、树脂失效期长，树脂一般的抛弃期为一年以上(视具体情况而定)。
8、使用离子交换树脂对糖化液进行脱色，脱色效果稍强于用活性炭处理的效果，每吨成本可降低约8元；另，在活性炭脱色之后使用树脂对糖液进行精致，葡萄糖的纯度和质量将大大提高。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步说明。
实施例1本发明的采用离子交换树脂脱色葡萄糖糖化液工艺如下1.调浆，在配料罐内将淀粉乳调至16Be，加入一定量的耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀后用泵打入喷射液化器；2.液化，在喷射液化器内粉浆和蒸汽相遇，出料温度控制在95℃，从喷射器中出来的料液经降温后进入层流罐，进行二次喷射。此次喷射料液和蒸汽直接混合，温度升至110℃以上，将α-淀粉酶彻底灭活，然后，料液经真空冷却系统降温至80℃保温。在碘试合格的情况下降温到40℃，同时将糖液PH值调至3.5之间；3.糖化，加入糖化酶，保持糖化45-60小时左右，达到糖化终点后，用喷射器升至70℃达到灭酶目的；4.过滤，将糖液的PH值调至4.0温度控制在60℃之间，经预涂式真空转鼓过滤机过滤除去蛋白。
5.树脂脱色，将过滤后的糖液在40℃，浓度为35％，流速为2.5BV/h下先后通过串连阳离子和阴离子交换树脂柱，进行脱色，并定时检测流出液的透光率、电导；6.蒸发浓缩，脱色后的糖液用多效降膜蒸发器在真空度0.5mpa和60℃条件下浓缩到60％；7.结晶，用泵输入多级结晶罐，在一级结晶罐中搅拌2小时左右，在40℃温度下结晶5小时后，按顺序依次注入二级罐、三级罐、四级罐等，然后连续以等流速流加速放料，同时冷却水从末级罐与物料逆流降温至一级结晶罐，各级结晶罐按结晶曲线分别控制不同温度使糖液不断达到饱和状态，葡萄糖分子在晶核上析出，结晶完全达到平衡，测母液浓度达到要求后即可实现连续放料；8.分离，晶浆通过分离机将母液分离出来；9.干燥，成品湿糖经过气流烘干并冷却后生成结晶葡萄糖。
在本实施例中，树脂装入量是柱体积的70-90％(树脂膨胀之后计算)，将阴阳树脂先正洗然后反洗，再用酸碱等预处理，然后对糖化液进行脱色。含水量50-60％，湿视密度0.65-0.75g/ml，湿真密度1.03-1.07g/ml，粒度≥95(0.315-1.250)％，磨后圆球率≥97％(精致用树脂达到95％以上)。脱色后糖液能达到透光率≥98％，电导≤10μs/cm。
实施例2本发明的采用离子交换树脂脱色葡萄糖糖化液工艺如下1.调浆，在配料罐内将淀粉乳调至20Be，加入一定量的耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀后用泵打入喷射液化器；2.液化，在喷射液化器内粉浆和蒸汽相遇，出料温度控制在110℃，从喷射器中出来的料液经降温后进入层流罐，进行二次喷射。此次喷射料液和蒸汽直接混合，温度升至110℃以上，将α-淀粉酶彻底灭活，然后，料液经真空冷却系统降温至100℃保温。在碘试合格的情况下降温到65℃，同时将糖液PH值调至6.5之间；3.糖化，加入糖化酶，保持糖化45-60小时左右，达到糖化终点后，用喷射器升至90℃达到灭酶目的；4.过滤，将糖液的PH值调至5.5温度控制在80℃之间，经预涂式真空转鼓过滤机过滤除去蛋白。
5.树脂脱色，将过滤后的糖液在50℃，浓度为45％，流速为4.0BV/h下先后通过串连阳离子和阴离子交换树脂柱，进行脱色，并定时检测流出液的透光率、电导；6.蒸发浓缩，脱色后的糖液用多效降膜蒸发器在真空度1.1mpa和温度90℃条件下浓缩到80％；7.结晶，用泵输入多级结晶罐，在一级结晶罐中搅拌2小时左右，温度50℃下结晶12小时后，按顺序依次注入二级罐、三级罐、四级罐等，然后连续以等流速流加速放料，同时冷却水从末级罐与物料逆流降温至一级结晶罐，各级结晶罐按结晶曲线分别控制不同温度使糖液不断达到饱和状态，葡萄糖分子在晶核上析出，结晶完全达到平衡，测母液浓度达到要求后即可实现连续放料；8.分离，晶浆通过分离机将母液分离出来；9.干燥，成品湿糖经过气流烘干并冷却后生成结晶葡萄糖。
在本实施例中，树脂装入量是柱体积的70-90％(树脂膨胀之后计算)，将阴阳树脂先正洗然后反洗，再用酸碱等预处理，然后对糖化液进行脱色。含水量50-60％，湿视密度0.65-0.75g/ml，湿真密度1.03-1.07g/ml，粒度≥95(0.315-1.250)％，磨后圆球率≥97％(精致用树脂达到95％以上)。脱色后糖液能达到透光率≥98％，电导≤10μs/cm。
实施例3本发明的采用离子交换树脂脱色葡萄糖糖化液工艺如下1.调浆，在配料罐内将淀粉乳调至18Be，加入一定量的耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀后用泵打入喷射液化器；2.液化，在喷射液化器内粉浆和蒸汽相遇，出料温度控制在107℃，从喷射器中出来的料液经降温后进入层流罐，进行二次喷射。此次喷射料液和蒸汽直接混合，温度升至110℃以上，将α-淀粉酶彻底灭活，然后，料液经真空冷却系统降温至90℃保温。在碘试合格的情况下降温到60℃，同时将糖液PH值调至4.5之间；3.糖化，加入糖化酶，保持糖化45-60小时左右，达到糖化终点后，用喷射器升至80℃达到灭酶目的；4.过滤，将糖液的PH值调至5.0温度控制在70℃之间，经预涂式真空转鼓过滤机过滤除去蛋白。
5.葡萄糖糖化液进入离子交换装置前先进行活性炭脱色，即用相对于糖化液干基量0.5％的活性炭先进行脱色树脂脱色。
6.将过滤后的糖液在温度为45℃，浓度为40％，流速为3.5BV/h下先后通过串连阳离子和阴离子交换树脂柱，进行脱色，并定时检测流出液的透光率、电导；7.蒸发浓缩，脱色后的糖液用多效降膜蒸发器在真空度0.9mpa和90℃条件下浓缩到75％；8.结晶，用泵输入多级结晶罐，在一级结晶罐中搅拌2小时左右，温度44℃下结晶12小时后，按顺序依次注入二级罐、三级罐、四级罐等，然后连续以等流速流加速放料，同时冷却水从末级罐与物料逆流降温至一级结晶罐，各级结晶罐按结晶曲线分别控制不同温度使糖液不断达到饱和状态，葡萄糖分子在晶核上析出，结晶完全达到平衡，测母液浓度达到要求后即可实现连续放料；9.分离，晶浆通过分离机将母液分离出来；10.干燥，成品湿糖经过气流烘干并冷却后生成结晶葡萄糖。
在本实施例中，树脂装入量是柱体积的70-90％(树脂膨胀之后计算)，将阴阳树脂先正洗然后反洗，再用酸碱等预处理，然后对糖化液进行脱色。含水量50-60％，湿视密度0.65-0.75g/ml，湿真密度1.03-1.07g/ml，粒度≥95(0.315-1.250)％，磨后圆球率≥97％(精致用树脂达到95％以上)。脱色后糖液能达到透光率≥98％，电导≤10μs/cm。
实施例4在本实施例的第5步中，用相对于糖化液干基量1.5％的活性炭先进行脱色树脂脱色。其余步骤与实施例3相同，不再赘述。
实施例5在本实施例的第5步中，用相对于糖化液干基量1％的活性炭先进行脱色树脂脱色。其余步骤与实施例3相同，不再赘述。
权利要求
1.一种采用离子交换树脂对葡萄糖糖化液进行脱色的方法，其特征是它的工艺过程为，a.对葡萄糖糖化液进行处理，得到干物质为35～45％葡萄糖糖化液；b.将所得葡萄糖糖化液在40℃～50℃时，以2.5-4.0BV/h流量送入离子交换装置进行脱色；c.在纯化或精制之后制得成品。
2.根据权利要求1所述的采用离子交换树脂对葡萄糖糖化液进行脱色的方法，其特征是所述步骤b中在葡萄糖糖化液进入离子交换装置前，用相对于糖化液干基量0.5-1.5％的活性炭先进行脱色。
3.根据权利要求1或2所述的采用离子交换树脂对葡萄糖糖化液进行脱色的方法，其特征是所述步骤b中所用离子交换设备为串接的阳离子和阴离子交换树脂柱，其中树脂装入量按树脂膨胀之后计算是柱体积的70-90％，将阴阳树脂先正洗然后反洗，再用酸碱预处理，然后对糖化液进行脱色，其中树脂的含水量50-60％，湿视密度0.65-0.75g/ml，湿真密度1.03-1.07g/ml，粒度≥95(0.315-1.250)％，磨后圆球率≥97％；精致用树脂达到95％以上。
4.根据权利要求1所述的采用离子交换树脂对葡萄糖糖化液进行脱色的方法，其特征是所述步骤a包括如下工艺1)调浆，在配料罐内将淀粉乳调至16-20Be，加入一定量的耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀后用泵打入喷射液化器；2)液化，在喷射液化器内粉浆和蒸汽相遇，出料温度控制在95-110℃，从喷射器中出来的料液经降温后进入层流罐，进行二次喷射，此次喷射料液和蒸汽直接混合，温度升至110℃以上，将α-淀粉酶彻底灭活，然后料液经真空冷却系统降温至80-100℃保温，在碘试合格的情况下降温到40-65℃，同时将糖液PH值调至3.5-6.5之间；3)糖化，加入糖化酶，保持糖化45-60小时左右，达到糖化终点后，用喷射器升至70-90℃达到灭酶目的；4)过滤，将糖液的PH值调至4.0～5.5温度控制在60-80℃之间，经预涂式真空转鼓过滤机过滤除去蛋白。
5.根据权利要求1所述的采用离子交换树脂对葡萄糖糖化液进行脱色的方法，其特征是所述步骤c包括如下工艺，1)蒸发浓缩，脱色后的糖液用多效降膜蒸发器在真空度0.5-1.1mpa、温度为60-90℃条件下浓缩到60-80％；2)结晶，用泵将糖液输入多级结晶罐，在一级结晶罐中搅拌2小时，在40-50℃下结晶5-12小时，按顺序依次注入二级罐、三级罐、四级罐等，然后连续以等流速流加速放料，同时冷却水从末级罐与物料逆流降温至一级结晶罐，各级结晶罐按结晶曲线分别控制不同温度使糖液不断达到饱和状态，葡萄糖分子在晶核上析出，结晶完全达到平衡，测母液浓度达到要求后即可实现连续放料；3)分离，晶浆通过分离机将母液分离出来；4)干燥，成品湿糖经过气流烘干并冷却后生成结晶葡萄糖。
全文摘要
本发明公开了一种采用离子交换树脂对葡萄糖糖化液进行脱色的方法。它通过温度、浓度、流速等参数的确定，将干物为35～45％葡萄糖糖化液在温度40－50℃流量2.5－4.0BV/h的条件下经过离子交换装置，得到脱色之后的葡萄糖糖化液；或者将用少量活性炭脱色之后的葡萄糖糖化液再通过离子交换装置，进行纯化精制。该方法所制得的葡萄糖糖化液透光率可以达到100％，电导可以降至10μs/cm以下。
文档编号C13K1/00GK1920056SQ200610068870
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月14日 优先权日2006年9月14日
发明者王勇, 李伟, 阿纳斯, 孙宗宝, 崔立平, 许萍, 杨会敏, 何玉梅 申请人:山东西王糖业有限公司