专利名称：一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的方法
技术领域：
本发明涉及葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的生产方法，特别是一种利用黄姜淀粉生产 工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的方法。
背景技术：
黄姜，又称苦良姜、火头根，是我国特有的物种，学名为盾叶薯蓣OVmo^T zingiberensis C. H. Wright)，为薯蓣科薯蓣属多年生藤本植物，其根茎呈黄色或橙色，含 有约1. 1% 16. 5%的薯蓣皂素(皂甙元)，此外，黄姜根茎还含有约45% 50%的淀粉，40% 50%的纤维素以及少量单宁、生物碱、色素等。薯蓣皂素是合成留体激素类药物和留体避孕 类药物等三十几种医药的原料，其应用非常广泛。因此，作为薯蓣皂素含量居于世界薯蓣属 植物之冠的黄姜，全世界的需求量正在逐年上升，其主要的用途就是用来提取皂素。然而， 目前利用黄姜提取薯蓣皂素的生产工艺相对落后，皂素的提取率低，提取后的废弃物中含 有大量淀粉。由于这种淀粉或多或少都含有一定量的皂素，人畜食用后会造成不孕不育，是 一种不能食用的淀粉，而直接排放又容易造成水源富营养化和水质恶化，污染环境。目前， 黄姜资源的开发利用主要是皂素的提取，对黄姜中含量丰富的淀粉没有很好的综合利用， 对黄姜产业的可持续发展极为不利。因此，如何将黄姜皂素提取中副产含皂素的淀粉开发 新用途，是提高黄姜的开发利用价值和促进黄姜产业的可持续发展都具有重要环境效益和 经济价值。
近年来，葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙作为化工、建材、食品、医药和轻工业等工业的 一种重要中间体，用途非常广泛，如在水泥强化剂方面，葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙作为减水 剂和缓凝剂被广泛使用，可以延缓混凝土的凝结时间，减少坍落度损失，提高混凝土强度。 随着葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙在国内外需求量与日俱增，产量不断扩大，使得作为葡萄糖 酸钠或葡萄糖酸钙生产原料的葡萄糖的需求量也不断加大，生产成本逐渐提高。如果我们 能将黄姜皂素提取废弃物中的淀粉转化为葡萄糖，并利用转化的葡萄糖生产葡萄糖酸钠或 葡萄糖酸钙，虽然含少量黄姜皂素不宜在食品和医药行业应用，但在建材行业作为水泥强 化剂是完全可以应用的，这不仅既能够变废为宝，又能够大大降低用于生产水泥强化剂的 葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的生产成本，提高经济效益。同时该产品在其他行业也是是完全 可以应用的，目前，关于黄姜淀粉的开发利用的报道不是很多，基本都属于转化葡萄糖研究，未有直 接利用黄姜淀粉生产葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的报道，国内外相关发明专利也基本没有。 分析其原因，可能是黄姜淀粉中所含有的皂素有一定的毒性，且皂素对黄姜淀粉中的纤维 和蛋白质等物质有凝聚作用，使其难以与淀粉分离，使得黄姜淀粉的溶解度较低，而且黄姜 淀粉的颜色黄暗，对其产品的品质有不利的影响。本发明综合利用黄姜皂素提取废弃物或 黄姜粉浆中的淀粉生产工业级葡萄糖態内或葡萄糖酸钙，以提高黄姜的开发利用效率，可 大幅降低黄姜生产对环境的污染和影响，有利于促进黄姜产业的健康可持续发展。发明内容
本发明的目的在于提供一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙 的方法，该方法用于对黄姜皂素提取废弃物或黄姜粉浆的淀粉进行利用，进而制备葡萄糖 酸钠或葡萄糖酸钙成品，生产工艺简单，淀粉转化率高，产品收率和纯度高，质量好，产品附 加值较高，生产成本低。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖 酸钠或葡萄糖酸钙的方法，包括如下步骤1)黄姜淀粉预处理将黄姜淀粉和水混合，使淀粉乳中淀粉的质量百分含量为20% 30%，搅拌调浆，然后将其放入高压容器内，在压力0. 1 MI^a 0.15 MPa、温度120°C 125°C 下煮沸20min 30min，取出后，按0. lmol/L lmol/L加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶 液调节淀粉乳的PH值为6. 0 6. 5，在85°C 95°C下超声波振荡30min 60min ；2)酶法液化按每克干淀粉需酶量8U 15U，向淀粉乳中加入细菌α-淀粉酶，搅拌调 浆IOmin 30min，调浆均勻后，在80°C 100°C下进行蒸汽喷射液化，蒸汽喷射液化完成 后，再升温20°C 30°C，并保温20min 30min灭酶，得到淀粉液化液；3)酶法糖化将淀粉液化液冷却至55°C 60°C，按0.lmol/L lmol/L的比例向淀粉 液化液中加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶液调节pH值为4. 0 4. 5，并按每克干淀粉需 酶量150U 200U加入糖化酶，保温糖化40h 50h，检验无糊精存在后，将其液体的pH值 调至4. 8 5. 0，同时加热到80°C 85°C，保温20min 30min灭酶，得到淀粉糖化液；4)糖化液除杂、脱色淀粉糖化液经过滤除去不溶性杂质，得到澄清糖化液，控制澄清 糖化液温度在65°C 75°C，向澄清糖化液中添加质量百分含量为1. 0% 1. 5%的活性炭脱 色，搅拌30min 60min，真空抽滤，滤去活性炭，得无色糖化液；5)葡萄糖催化氧化测定无色糖化液的葡萄糖含量，按无色糖化液中葡萄糖和催化剂 质量比10 :1 50 1的比例，向无色糖化液中加入Pd/C催化剂，并通入压缩空气或氧气，进 行水浴搅拌，催化反应温度控制在45°C 48°C，压缩空气或氧气量为40m3/h 50m3/h，搅 拌速度为1500 r/min 2000 r/min，在催化反应过程中按0. lmol/L lmol/L的比例向无 色糖化液加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶液，控制无色糖化液的PH值为9. 0 9. 5，取样 测定无色糖化液中的残余葡萄糖含量，当残余葡萄糖含量低于1%时停止催化反应，真空抽 滤，滤液为葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，滤渣为回收的催化剂，干燥后供下次使用；6)产品精制过滤葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，除去不溶性杂质，得到澄清溶液，控 制澄清溶液温度在65°C 75°C，向澄清溶液中添加质量分数1. 0% 1. 5%的活性炭脱色， 搅拌30min 60min，真空抽滤，滤去活性炭，得无色葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，然后 55°C 65°C下真空浓缩蒸发，结晶或喷雾干燥后，得到葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙成品。
步骤1)中，所述的黄姜淀粉来自黄姜皂素提取废弃物或黄姜粉浆，所述黄姜皂素 提取废弃物或黄姜粉浆中淀粉的质量百分比含量为20% 50%。
步骤1)中，所述搅拌调浆的时间为IOmin 30min，所述超声波的频率为20 KHz 25 KHz。
步骤2)中，所述的蒸汽喷射液化以碘液显色反应呈淡黄色为蒸汽喷射液化完成的 指标。
步骤3)中，用无水酒精检测淀粉液化液中有无糊精存在。
步骤4)中，所述的淀粉糖化液经滤纸或100目 200目滤网过滤，得到澄清糖化液。
步骤5)中，在葡萄糖催化氧化反应前，先采用斐林试剂法测定无色糖化液中的葡 萄糖含量，在葡萄糖催化氧化反应过程中，采用斐林试剂法每Ih取样测定一次残余葡萄 糖含量，直至残余葡萄糖含量低于1%。
步骤5)中，所述的Pd/C催化剂为负载有钯的活性炭和负载有铋或锡的活性炭，所 述的Pd/C催化剂中，钯的质量百分含量为3% 5%，铋或锡的质量百分含量为3% 5%，活 性炭粒度为100目 200目。
步骤6)中，采用旋转浓缩蒸发仪在55°C 65°C下真空浓缩蒸发。
本发明的有益效果是1.本方法采用高压、高温煮沸黄姜淀粉乳，和超声波振荡的方法对黄姜淀粉进行预处 理，较好地解决了黄姜淀粉中淀粉与纤维及蛋白质不易分离和溶解度较低的难题。并在其 后的工艺步骤中，重复进行去除不溶性杂质和采用活性炭脱色步骤，有效地去除了黄姜淀 粉中所含有的纤维、蛋白质以及黄姜皂素等杂质，不仅确保了葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙成 品的色泽和品质，也有利于提高葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的收率和纯度，也降低了黄姜皂 素等毒素的含量，甚至全部去除黄姜皂素。
2.本方法使用双酶法将黄姜淀粉转化为葡萄糖，与传统酸法处理的最大优势就在 于细菌α-淀粉酶只水解淀粉，有利于淀粉与其他杂质的分离，糖化酶对水解淀粉的糖化 效果好，淀粉转化率高，糖化液经过过滤可轻松除去黄姜淀粉原料中存在的纤维素等其它 杂质。
3.本方法使用的Pd/C催化剂催化活性高，催化反应的效率高，有效地提高了葡萄 糖酸钠或葡萄糖酸钙的收率，而且Pd/c催化剂使用寿命较长，可回收后重复使用，有利于 提高本发明方法的生产效率，降低生产成本。
4.本发明方法的黄姜淀粉转化率为95%以上，葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙收率为 80%以上，葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙纯度为90%以上，品质高，质量好。本发明方法所生产的 工业级葡萄糖酸钠成品可广泛应用于石油，化工行业作为水处理药剂使用，而且本发明方 法所生产的工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙成品特别适于作为建材行业的水泥强化剂使用。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的方法，包括如下步骤1)黄姜淀粉预处理将黄姜淀粉和水混合，使淀粉乳中淀粉的质量百分含量为20% 30%，搅拌调浆，然后将其放入高压容器内，在压力0. 1 MI^a 0.15 MPa、温度120°C 125°C 下煮沸20min 30min，取出后，按0. lmol/L lmol/L加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶 液调节淀粉乳的PH值为6. 0 6. 5，在85°C 95°C下超声波振荡30min 60min ；2)酶法液化按每克干淀粉需酶量8U 15U，向淀粉乳中加入细菌α-淀粉酶，搅拌调浆1Omin 30min，调浆均勻后，在80°C 100°C下进行蒸汽喷射液化，蒸汽喷射液化完成 后，再升温20°C 30°C，并保温20min 30min灭酶，得到淀粉液化液；3)酶法糖化将淀粉液化液冷却至55°C 60°C，按0.1mol/L lmol/L的比例向淀粉 液化液中加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶液调节pH值为4. 0 4. 5，并按每克干淀粉需 酶量150U 200U加入糖化酶，保温糖化40h 50h，检验无糊精存在后，将其液体的pH值 调至4. 8 5. 0，同时加热到80°C 85°C，保温20min 30min灭酶，得到淀粉糖化液；4)糖化液除杂、脱色淀粉糖化液经过滤除去不溶性杂质，得到澄清糖化液，控制澄清 糖化液温度在65°C 75°C，向澄清糖化液中添加质量百分含量为1. 0% 1. 5%的活性炭脱 色，搅拌30min 60min，真空抽滤，滤去活性炭，得无色糖化液；5)葡萄糖催化氧化测定无色糖化液的葡萄糖含量，按无色糖化液中葡萄糖和催化剂 质量比10 :1 50 1的比例，向无色糖化液中加入Pd/C催化剂，并通入压缩空气或氧气，进 行水浴搅拌，催化反应温度控制在45°C 48°C，压缩空气或氧气量为40m3/h 50m3/h，搅 拌速度为1500 r/min 2000 r/min，在催化反应过程中按0. lmol/L lmol/L的比例向无 色糖化液加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶液，控制无色糖化液的PH值为9. 0 9. 5，取样 测定无色糖化液中的残余葡萄糖含量，当残余葡萄糖含量低于1%时停止催化反应，真空抽 滤，滤液为葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，滤渣为回收的催化剂，干燥后供下次使用；6)产品精制过滤葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，除去不溶性杂质，得到澄清溶液，控 制澄清溶液温度在65°C 75°C，向澄清溶液中添加质量分数1. 0% 1. 5%的活性炭脱色， 搅拌30min 60min，真空抽滤，滤去活性炭，得到无色透明葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液， 然后55°C 65°C下真空浓缩蒸发，结晶或喷雾干燥后，得到白色结晶或粉状葡萄糖酸钠或 葡萄糖酸钙成品。
实施例1 一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠的方法，包括如下步骤1)黄姜淀粉预处理将黄姜淀粉和水混合，使淀粉乳中淀粉的质量百分含量为30%，搅 拌调浆30min，然后将其放入高压容器内，在压力0. IMPa、温度120°C下煮沸20min，取出后， 按0. 5mol/L加入氢氧化钠溶液调节淀粉乳的pH值为6. 0，在90°C下超声波振荡30min，超 声波频率为23KHz，超声波振荡可以使淀粉乳中的淀粉分散均勻，克服结团现象，提高其溶 解度，还可以加速淀粉乳中淀粉与纤维、蛋白质等杂质的分离，以提高其后步骤中不溶性杂 质的过滤效果；2)酶法液化按每克干淀粉需酶量12U，向淀粉乳中加入细菌α-淀粉酶，搅拌调浆30 min，调浆均勻后，在85°C下进行蒸汽喷射液化，所述的蒸汽喷射液化以碘液显色反应呈淡 黄色为蒸汽喷射液化完成的指标，蒸汽喷射液化完成后，再升温25V，并保温30min灭酶， 得到淀粉液化液，本方法中，所述的U表示酶活力单位；3)酶法糖化将淀粉液化液冷却至55°C，按0.5mol/L的比例向淀粉液化液中加入氢氧 化钠溶液调节PH值为4. 0，并按每克干淀粉需酶量180U加入糖化酶，保温糖化45h，用无水 酒精检测无糊精存在后，将其液体的PH值调至4. 8，同时加热到85°C，保温20min灭酶，得 到淀粉糖化液；4)糖化液除杂、脱色所述的淀粉糖化液经滤纸过滤，除去不溶性杂质，得到澄清糖化 液，控制澄清糖化液温度在65°C，向澄清糖化液中添加质量百分含量为1. 0%的活性炭脱色，搅拌60 min，真空抽滤，滤去活性炭，得无色糖化液；5)葡萄糖催化氧化先采用斐林试剂法测定无色糖化液中的葡萄糖含量，按无色糖化 液中葡萄糖和催化剂质量比10 1的比例，向无色糖化液中加入Pd-Bi /C催化剂，Pd-Bi/ C催化剂中钯(Pd)和铋(Bi)的质量百分比含量均为3%，并向无色糖化液中通入压缩空气 或氧气，进行水浴搅拌，催化反应温度控制在47°C，压缩空气加入量为45m3/h，搅拌速度为 1800 r/min，在催化反应过程中按0. 5mol/L的比例向无色糖化液加入氢氧化钠溶液中和， 控制无色糖化液的PH值为9. 2，采用斐林试剂法每Ih取样测定一次残余葡萄糖含量，4h 后，当残余葡萄糖含量低于1%时停止催化反应，真空抽滤，滤液为葡萄糖酸钠溶液，滤渣为 回收的Pd-Bi /C催化剂，干燥后供下次使用；6)产品精制过滤葡萄糖酸钠溶液，除去不溶性杂质，得到澄清溶液，控制澄清溶液温 度在65°C，向澄清溶液中添加质量分数1. 0%的活性炭脱色，搅拌60min，真空抽滤，滤去活 性炭，得到无色透明葡萄糖酸钠溶液，然后采用旋转浓缩蒸发仪在60°C下真空浓缩蒸发，结 晶或喷雾干燥后，得到白色结晶或粉状葡萄糖酸钠成品。
本实施例所述的黄姜淀粉转化率为97. 3%，葡萄糖酸钠收率为85. 4%，葡萄糖酸钠 纯度为91. 7%。
实施例2 一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠的方法，包括如下步骤1)黄姜淀粉预处理将黄姜淀粉和水混合，使淀粉乳中淀粉的质量百分含量为25%，搅 拌调浆30min，然后将其放入高压容器内，在压力0. 12MPa、温度122°C下煮沸30min，取出 后，按0. lmol/L加入氢氧化钠溶液调节淀粉乳的pH值为6. 5，在92°C下超声波振荡30min， 超声波频率为20KHz，使淀粉乳中的淀粉分散均勻，并加速淀粉乳中淀粉与纤维、蛋白质等 杂质的分离；2)酶法液化按每克干淀粉需酶量10U，向淀粉乳中加入细菌α-淀粉酶，搅拌调浆20 min，调浆均勻后，在95°C下进行蒸汽喷射液化，所述的蒸汽喷射液化以碘液显色反应呈淡 黄色为蒸汽喷射液化完成的指标，蒸汽喷射液化完成后，再升温20°C，并保温25min灭酶， 得到淀粉液化液；3)酶法糖化将淀粉液化液冷却至60°C，按1.Omol/L的比例向淀粉液化液中加入氢氧 化钠溶液调节PH值为4. 5，并按每克干淀粉需酶量180U加入糖化酶，保温糖化48h，用无水 酒精检测无糊精存在后，将其液体的PH值调至5. 0，同时加热到80°C，保温30min灭酶，得 到淀粉糖化液；4)糖化液除杂、脱色所述的淀粉糖化液经100滤网过滤，除去不溶性杂质，得到澄清 糖化液，控制澄清糖化液温度在65°C，向澄清糖化液中添加质量百分含量为1. 5%的活性炭 脱色，搅拌30min，真空抽滤，滤去活性炭，得无色糖化液；5)葡萄糖催化氧化先采用斐林试剂法测定无色糖化液中的葡萄糖含量，按无色糖 化液中葡萄糖和催化剂质量比50 1的比例，向无色糖化液中加入Pd-Sn/C催化剂，Pd-Sn/ C催化剂中钯(Pd)和锡(Sn)的质量百分比含量均为5%，并向无色糖化液中通入压缩空气 或氧气，进行水浴搅拌，催化反应温度控制在45°C，压缩空气加入量为40m3/h，搅拌速度为 1500 r/min，在催化反应过程中按1. Omol/L的比例向无色糖化液加入氢氧化钠溶液中和， 控制无色糖化液的PH值为9. 5，采用斐林试剂法每Ih取样测定一次残余葡萄糖含量，7h后，当残余葡萄糖含量低于1%时停止催化反应，真空抽滤，滤液为葡萄糖酸钠溶液，滤渣为 回收的Pd-Sn/C催化剂，干燥后供下次使用；6)产品精制过滤葡萄糖酸钠溶液，除去不溶性杂质，得到澄清溶液，控制澄清溶液温 度在65°C，向澄清溶液中添加质量分数1. 5%的活性炭脱色，搅拌30min，真空抽滤，滤去活 性炭，得到无色透明葡萄糖酸钠溶液，然后采用旋转浓缩蒸发仪在65°C下真空浓缩蒸发，结 晶或喷雾干燥后，得到白色结晶或粉状葡萄糖酸钠成品。
本实施例所述的黄姜淀粉转化率为98. 5%，葡萄糖酸钠收率为80. 7%，葡萄糖酸钠 纯度为90. 8%。
实施例3 一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钙的方法，包括如下步骤1)黄姜淀粉预处理将黄姜淀粉和水混合，使淀粉乳中淀粉的质量百分含量为25%， 搅拌调浆25min，然后将其放入高压容器内，在压力0. 15MPa、温度125°C下煮沸20min，取 出后，按0. lmol/L加入饱和石灰水溶液调节淀粉乳的pH值为6. 2，在90°C下超声波振荡 25min，超声波频率为MKHz，使淀粉乳中的淀粉分散均勻，并加速淀粉乳中淀粉与纤维、蛋 白质等杂质的分离；2)酶法液化按每克干淀粉需酶量15U，向淀粉乳中加入细菌α-淀粉酶，搅拌调浆 25min，调浆均勻后，在90°C下进行蒸汽喷射液化，所述的蒸汽喷射液化以碘液显色反应呈 淡黄色为蒸汽喷射液化完成的指标，蒸汽喷射液化完成后，再升温30°C，并保温20min灭 酶，得到淀粉液化液；3)酶法糖化将淀粉液化液冷却至58°C，按1.Omol/L的比例向淀粉液化液中加入饱和 石灰水溶液调节PH值为4. 2，并按每克干淀粉需酶量200U加入糖化酶，保温糖化45h，用无 水酒精检测无糊精存在后，将其液体的PH值调至4. 9，同时加热到85°C，保温25min灭酶， 得到淀粉糖化液；4)糖化液除杂、脱色所述的淀粉糖化液经200滤网过滤，除去不溶性杂质，得到澄清 糖化液，控制澄清糖化液温度在70°C，向澄清糖化液中添加质量百分含量为1. 2%的活性炭 脱色，搅拌20min，真空抽滤，滤去活性炭，得无色糖化液；5)葡萄糖催化氧化先采用斐林试剂法测定无色糖化液中的葡萄糖含量，按无色糖化 液中葡萄糖和催化剂质量比30 1的比例，向无色糖化液中加入Pd-Sn/C催化剂，Pd-Sn/C 催化剂中钯(Pd)和锡(Sn)的质量百分比含量均为4%，并向无色糖化液中通入氧气，进行水 浴搅拌，催化反应温度控制在48°C，氧气加入量为40m3/h，搅拌速度为1700 r/min，在催化 反应过程中按1. 2mol/L的比例向无色糖化液加入饱和石灰水溶液中和，控制无色糖化液 的PH值为9. 3，采用斐林试剂法每Ih取样测定一次残余葡萄糖含量，5h后，当残余葡萄糖 含量低于1%时停止催化反应，真空抽滤，滤液为葡萄糖酸钙溶液，滤渣为回收的Pd-Sn/C催 化剂，干燥后供下次使用；6)产品精制过滤葡萄糖酸钙钠溶液，除去不溶性杂质，得到澄清溶液，控制澄清溶液 温度在70°C，向澄清溶液中添加质量分数1. 2%的活性炭脱色，搅拌20min，真空抽滤，滤去 活性炭，得到无色透明葡萄糖酸钙溶液，然后采用旋转浓缩蒸发仪在58°C下真空浓缩蒸发， 结晶或喷雾干燥后，得到白色结晶或粉状葡萄糖酸钙成品。
本实施例所述的黄姜淀粉转化率为98. 1%，葡萄糖酸钙收率为83. 8%，葡萄糖酸钙纯度为92. 2%。
实施例4 一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钙的方法，包括如下步骤1)黄姜淀粉预处理将黄姜淀粉和水混合，使淀粉乳中淀粉的质量百分含量为30%， 搅拌调浆30min，然后将其放入高压容器内，在压力0. 13MPa、温度123°C下煮沸25min，取 出后，按1. Omol/L加入饱和石灰水溶液调节淀粉乳的pH值为6. 5，在90°C下超声波振荡 20min,超声波频率为22KHz，使淀粉乳中的淀粉分散均勻，并加速淀粉乳中淀粉与纤维、蛋 白质等杂质的分离；2)酶法液化按每克干淀粉需酶量18U，向淀粉乳中加入细菌α-淀粉酶，搅拌调浆 30min，调浆均勻后，在85°C下进行蒸汽喷射液化，所述的蒸汽喷射液化以碘液显色反应呈 淡黄色为蒸汽喷射液化完成的指标，蒸汽喷射液化完成后，再升温30°C，并保温20min灭 酶，得到淀粉液化液；3)酶法糖化将淀粉液化液冷却至55°C，按0.lmol/L的比例向淀粉液化液中加入饱和 石灰水溶液调节PH值为4. 5，并按每克干淀粉需酶量180U加入糖化酶，保温糖化48h，用无 水酒精检测无糊精存在后，将其液体的PH值调至4. 8，同时加热到90°C，保温20min灭酶， 得到淀粉糖化液；4)糖化液除杂、脱色所述的淀粉糖化液经150滤网过滤，除去不溶性杂质，得到澄清 糖化液，控制澄清糖化液温度在75°C，向澄清糖化液中添加质量百分含量为1. 0%的活性炭 脱色，搅拌25min，真空抽滤，滤去活性炭，得无色糖化液；5)葡萄糖催化氧化先采用斐林试剂法测定无色糖化液中的葡萄糖含量，按无色糖化 液中葡萄糖和催化剂质量比40 1的比例，向无色糖化液中加入Pd- Bi/C催化剂，Pd- Bi/ C催化剂中钯(Pd)的质量百分比含量为5%，铋(Bi)的质量百分比含量为3%，并向无色糖 化液中通入氧气，进行水浴搅拌，催化反应温度控制在48°C，压缩空气加入量为50m3/h，搅 拌速度为2000 r/min，在催化反应过程中按1. Omol/L的比例向无色糖化液加入饱和石灰 水溶液中和，控制无色糖化液的PH值为9. 0，采用斐林试剂法每Ih取样测定一次残余葡萄 糖含量，5h后，当残余葡萄糖含量低于1%时停止催化反应，真空抽滤，滤液为葡萄糖酸钙溶 液，滤渣为回收的Pd- Bi /C催化剂，干燥后供下次使用；6)产品精制过滤葡萄糖酸钙钠溶液，除去不溶性杂质，得到澄清溶液，控制澄清溶液 温度在75°C，向澄清溶液中添加质量分数1. 0%的活性炭脱色，搅拌25min，真空抽滤，滤去 活性炭，得到无色透明葡萄糖酸钙溶液，然后采用旋转浓缩蒸发仪在下真空浓缩蒸发， 结晶或喷雾干燥后，得到白色结晶或粉状葡萄糖酸钙成品。
本实施例所述的黄姜淀粉转化率为97. 5%，葡萄糖酸钙收率为82. 7%，葡萄糖酸钙 纯度为93. 2%。
本发明方法所生产的工业级葡萄糖酸钠成品可广泛应用于石油，化工行业作为水 处理药剂使用，而且本发明方法所生产的工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙成品特别适于作 为建材行业中的水泥强化剂使用。
权利要求
1.一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的方法，其特征在于包括如 下步骤1)黄姜淀粉预处理将黄姜淀粉和水混合，使淀粉乳中淀粉的质量百分含量为20% 30%，搅拌调浆，然后将其放入高压容器内，在压力0. 1 MI^a 0.15 MPa、温度120°C 125°C 下煮沸20min 30min，取出后，按0. lmol/L lmol/L加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶 液调节淀粉乳的PH值为6. 0 6. 5，在85°C 95°C下超声波振荡30min 60min ；2)酶法液化按每克干淀粉需酶量8U 15U，向淀粉乳中加入细菌α-淀粉酶，搅拌调 浆IOmin 30min，调浆均勻后，在80°C 100°C下进行蒸汽喷射液化，蒸汽喷射液化完成 后，再升温20°C 30°C，并保温20min 30min灭酶，得到淀粉液化液；3)酶法糖化将淀粉液化液冷却至55°C 60°C，按0.lmol/L lmol/L的比例向淀粉 液化液中加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶液调节pH值为4. 0 4. 5，并按每克干淀粉需 酶量150U 200U加入糖化酶，保温糖化40h 50h，检验无糊精存在后，将其液体的pH值 调至4. 8 5. 0，同时加热到80°C 85°C，保温20min 30min灭酶，得到淀粉糖化液；4)糖化液除杂、脱色淀粉糖化液经过滤除去不溶性杂质，得到澄清糖化液，控制澄清 糖化液温度在65°C 75°C，向澄清糖化液中添加质量百分含量为1. 0% 1. 5%的活性炭脱 色，搅拌30min 60min，真空抽滤，滤去活性炭，得无色糖化液；5)葡萄糖催化氧化测定无色糖化液的葡萄糖含量，按无色糖化液中葡萄糖和催化剂 质量比10 :1 50:1的比例，向无色糖化液中加入Pd/C催化剂，并通入压缩空气或氧气，进 行水浴搅拌，催化反应温度控制在45°C 48°C，压缩空气或氧气量为40m3/h 50m3/h，搅 拌速度为1500 r/min 2000 r/min，在催化反应过程中按0. lmol/L lmol/L的比例向无 色糖化液加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶液，控制无色糖化液的PH值为9. 0 9. 5，取样 测定无色糖化液中的残余葡萄糖含量，当残余葡萄糖含量低于1%时停止催化反应，真空抽 滤，滤液为葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，滤渣为回收的催化剂，干燥后供下次使用；6)产品精制过滤葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，除去不溶性杂质，得到澄清溶液，控 制澄清溶液温度在65°C 75°C，向澄清溶液中添加质量分数1. 0% 1. 5%的活性炭脱色， 搅拌30min 60min，真空抽滤，滤去活性炭，得无色葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，然后 55°C 65°C下真空浓缩蒸发，结晶或喷雾干燥后，得到葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙成品。
2.根据权利要求1所述的一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的 方法，其特征在于步骤1)中，所述的黄姜淀粉来自黄姜皂素提取废弃物或黄姜粉浆，所述 黄姜皂素提取废弃物或黄姜粉浆中淀粉的质量百分比含量为20% 50%。
3.根据权利要求1所述的一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的 方法，其特征在于步骤1)中，所述搅拌调浆的时间为IOmin 30min，所述超声波的频率 为 20 KHz 25 KHz。
4.根据权利要求1所述的一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的 方法，其特征在于步骤2)中，所述的蒸汽喷射液化以碘液显色反应呈淡黄色为蒸汽喷射 液化完成的指标。
5.根据权利要求1所述的一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的 方法，其特征在于步骤3)中，用无水酒精检测淀粉液化液中有无糊精存在。
6.根据权利要求1所述的一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的方法，其特征在于步骤4 )中，所述的淀粉糖化液经滤纸或100目 200目滤网过滤，得到澄清糖化液。
7.根据权利要求1所述的一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的 方法，其特征在于步骤5)中，在葡萄糖催化氧化反应前，先采用斐林试剂法测定无色糖化 液中的葡萄糖含量，在葡萄糖催化氧化反应过程中，采用斐林试剂法每Ih取样测定一次残 余葡萄糖含量，直至残余葡萄糖含量低于1%。
8.根据权利要求1所述的一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的 方法，其特征在于步骤5)中，所述的Pd/C催化剂为负载有钯的活性炭和负载有铋或锡的 活性炭，所述的Pd/C催化剂中，钯的质量百分含量为3% 5%，铋或锡的质量百分含量为 3% 5%，活性炭粒度为100目 200目。
9.根据权利要求1所述的一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的 方法，其特征在于步骤6)中，采用旋转浓缩蒸发仪在55°C 65°C下真空浓缩蒸发。
全文摘要
一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的方法，包括如下步骤1)黄姜淀粉预处理；2)酶法液化，得到淀粉液化液；3)酶法糖化，得到淀粉糖化液；4)糖化液除杂、脱色，得到无色糖化液；5)向糖化液加入Pd/C催化剂，使糖化液中的葡萄糖催化氧化为葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙；6)真空抽滤，回收催化剂；7)滤液脱色，真空蒸发浓缩，结晶或喷雾干燥得到葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙成品。黄姜淀粉转化率以及葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的收率高，纯度为90%以上，品质高，质量好，生产成本较低，特别适于作为水泥强化剂使用。
文档编号C07C51/41GK102030630SQ20101054581
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者崔立新, 张美 , 李元如, 池汝安, 肖春桥, 黄绪棚 申请人:武汉工程大学, 湖北丹江口丹澳医药化工有限公司