一种甘蔗糖汁双酶清净工艺的制作方法

文档序号:16856352发布日期:2019-02-12 23:21阅读:324来源:国知局

本发明属于制糖工业澄清工艺的技术领域,具体涉及一种甘蔗糖汁清净工艺。



背景技术:

国内常用的制糖工艺澄清方法主要通过几种途径:1.加入石灰、磷酸、pam絮凝剂、so2或co2等化学试剂的沉淀作用;2.用活性炭的吸附作用;3用离子交换作用。这些常规的澄清方法,并不能有效的除去制糖物料甘蔗中的这类高粘性多糖成分造成的影响。

目前,已经开始有通过添加葡聚糖酶来水解糖液中存在右旋糖酐,得到了较满意的效果,但由于酶具有高度专一性,单一的酶制剂并不能有效的消除几种主要多糖成分的影响。而儿茶酚氧化酶是一种多酚氧化酶,是植物体内普遍存在的一类铜结合酶,目前,已有的文献报道大多是将多酚氧化酶应用于化工催化或废水环保处理工程技术等领域的研究,尚未有将多酚氧化酶直接应用于甘蔗制糖除杂澄清生产的研究报道。

另一方面,复合酶能有效提高酶的耐热性,延长酶的储藏期限,也能很好地解决一些问题。【公开号】cn102911924b公开了一种制糖工业用复合酶澄清剂及其制备方法和应用。按重量比计,该澄清剂包括a~葡聚糖酶35~60%、果胶酶20~30%、淀粉酶10~35%,纤维素酶5~10%和水0~15%。将复合酶澄清剂添加在糖料提汁工段,投加量为10~30mg/kg糖汁。但该专利涉及的酶品种多达葡聚糖酶、果胶酶、淀粉酶、纤维素酶等4种,上述4种酶的最佳的反应温度及ph值均不一样,同时加入一个体系中会导致有部份酶没有发挥相应的作用,造成酶的浪费,导致生产成本高。



技术实现要素:

本发明为了解决酶法制糖澄清工艺中酶体系的互斥性,提高酶的利用率,降低生产成本,降低糖汁中右旋糖酐的含量同时除酚脱色,提供一种甘蔗糖汁双酶清净工艺,包括以下步骤:

所述工艺包括水解右旋糖酐阶段及除酚脱色两个阶段:

水解右旋糖酐阶段:在甘蔗混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至4.5~7.0;一次加热后冷却至40℃~55℃,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为10ppm~50ppm,酶解作用时间15~50分钟;

除酚脱色阶段:酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为10~16cc,加入石灰乳调节ph值5.0~7.0,控制反应温度25℃~45℃,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为10ppm~50ppm,酶解作用时间4~30分钟,加热煮沸后沉降过滤得到清汁。

优选的,所述一次加热后冷却至45℃~50℃,糖汁中右旋糖酐酶浓度为15ppm~40ppm,酶解作用时间20~40分钟。

优选的,所述一次加热后冷却至46℃~48℃,糖汁中右旋糖酐酶浓度为20ppm~30ppm,酶解作用时间25~35分钟。

优选的,所述一次加热后冷却至47℃,糖汁中右旋糖酐酶浓度为25ppm,酶解作用时间30分钟。

优选的,所述石灰乳调节ph值5.5~6.5,糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为20ppm~40ppm,酶解作用时间5~25分钟,反应温度为28℃~40℃。

优选的,所述石灰乳调节ph值5.8~6.2,糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为25ppm~35ppm,酶解作用时间8~20分钟,反应温度为30℃~38℃。

优选的,所述石灰乳调节ph值6,糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为30ppm,酶解作用时间13分钟,反应温度为35℃。

本发明的有益效果是:

1.两种酶在不同阶段的使用,避免了复合酶品种较多,目标成分针对性不强,对体系温度要求严格的缺点。

2.降低右旋糖酐含量同时除酚脱色。添加右旋糖酐酶处理糖汁,右旋糖酐除去率高达67%,过滤速度与沉降速度均提高了56%左右,浊度降低达83%,酚类物除去率高达92%,脱色率高达87%。

3.工艺简单,用量很少,成本低,效率高,可有效改善糖汁质量,提高产品等级及收回率,并减少其它澄清剂(石灰、硫磺、磷酸)的用量,经济效益显著。

具体实施方式

下面结合具体实施例,对本发明作进一步详细的阐述。

实施例一

在甘蔗混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至7.0;一次加热到70℃,待混合汁温度下降到55℃,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为50ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间50分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为16cc,加入石灰乳调节ph值7.0,控制反应温度45℃,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为50ppm,搅拌酶解作用时间30分钟后经二次加热至沸腾终止酶反应,沉降过滤得到清汁。右旋糖酐除去率为12%,过滤速度与沉降速度均提高了13%左右,浊度降低26%,酚类物除去率65%,脱色率为42%。

实施例二

在甘蔗混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至4.5;一次加热到60℃,待混合汁温度下降到40℃,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为10ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间15分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为10cc,加入石灰乳调节ph值5.0,冷却至温度25℃,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为10ppm,搅拌酶解作用时间4分钟后经二次加热至沸腾终止酶反应,沉降过滤得到清汁。右旋糖酐除去率为42%,过滤速度与沉降速度均提高了28%左右,浊度降低36%,酚类物除去率23%,脱色率为33%。

实施例三

在甘蔗混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至6.0;一次加热到65℃,待混合汁温度下降到50℃,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为40ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间40分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为13cc,加入石灰乳调节ph值6.5,控制反应温度40℃,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为40ppm,搅拌酶解作用时间25分钟后经二次加热至沸腾终止酶反应,沉降过滤得到清汁。右旋糖酐除去率为12%,过滤速度与沉降速度均提高了13%左右,浊度降低26%,酚类物除去率65%,脱色率为42%。右旋糖酐除去率为29%,过滤速度与沉降速度均提高了29%左右,浊度降低43%,酚类物除去率83%,脱色率为72%。

实施例四

在甘蔗混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至6.5;一次加热到60℃,待混合汁温度下降到45℃,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为15ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间20分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为14cc,加入石灰乳调节ph值5.5,冷却至温度28℃,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为20ppm,搅拌酶解作用时间5分钟后经二次加热至沸腾终止酶反应,沉降过滤得到清汁。右旋糖酐除去率为46%,过滤速度与沉降速度均提高了32%左右,浊度降低31%,酚类物除去率66%,脱色率为36%。

实施例五

在甘蔗混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至5.5;一次加热到63℃,待混合汁温度下降到48℃,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为30ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间35分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为11cc,加入石灰乳调节ph值6.2,控制反应温度38℃,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为35ppm,搅拌酶解作用时间20分钟后经二次加热至沸腾终止酶反应,沉降过滤得到清汁。右旋糖酐除去率为33%,过滤速度与沉降速度均提高了29%左右,浊度降低56%,酚类物除去率76%,脱色率为82%。

实施例六

在甘蔗混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至6.5;一次加热到67℃,待混合汁温度下降到46℃,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为20ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间25分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为12cc,加入石灰乳调节ph值5.8,冷却至温度30℃,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为25ppm,搅拌酶解作用时间8分钟后经二次加热至沸腾终止酶反应,沉降过滤得到清汁。右旋糖酐除去率为55%,过滤速度与沉降速度均提高了43%左右,浊度降低67%,酚类物除去率75%,脱色率为46%。

实施例七

在甘蔗混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至5.9;一次加热到65℃,待混合汁温度下降到47℃,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为25ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间30分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为15cc,加入石灰乳调节ph值6,冷却至温度35℃,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为30ppm,搅拌酶解作用时间13分钟后经二次加热至沸腾终止酶反应,沉降过滤得到清汁。右旋糖酐除去率为54%,过滤速度与沉降速度均提高了48%左右,浊度降低68%,酚类物除去率83%,脱色率为76%。

实施例八

在甘蔗混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至6;一次加热到68℃,待混合汁温度下降到43℃,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为29ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间25分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为14cc,加入石灰乳调节ph值5.0,冷却至温度36℃,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为33ppm,搅拌酶解作用时间10分钟后经二次加热至沸腾终止酶反应,沉降过滤得到清汁。右旋糖酐除去率为61%,过滤速度与沉降速度均提高了48%左右,浊度降低72%,酚类物除去率92%,脱色率为83%。

实施例九

在压榨车间的混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至6.8;一次加热到70℃,待混合汁温度下降到52℃,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为46ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间46分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为15cc,加入石灰乳调节ph值6.8,控制反应温度43℃,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为48ppm,搅拌酶解作用时间28分钟后经二次加热至沸腾终止酶反应,沉降过滤得到清汁。右旋糖酐除去率为12%,过滤速度与沉降速度均提高了13%左右,浊度降低26%,酚类物除去率65%,脱色率为42%。

本发明根据右旋糖酐酶及儿茶酚氧化酶的酶学特性,分段添加,并通过控制温度、ph、反应时间,在除去右旋糖酐的基础上同时除酚脱色。为了验证本申请技术方案的效果,申请人进行了以下四组单独对比实验,验证本技术方案的清净效果:

实验例1:单独添加右旋糖酐酶,设置了不同温度的实验组。

反应条件:在压榨车间的混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至6.0;一次加热到70℃,待混合汁温度下降到不同温度,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为25ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间30分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为15cc,加入石灰乳调节ph值7.0,二次加热至沸腾,沉降过滤得到清汁。不同反应温度处理后处理后糖汁部分指标见表1:

表1:不同反应温度处理后糖汁部分指标变化

从表1可以得知:在反应温度50℃~58℃的范围内,随着温度的增加,上述指标随着上升,在反应温度58~65℃的范围内,上述指标随着下降。

实验例2:单独添加儿茶酚氧化酶

反应条件:在压榨车间的混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至6.8;一次加热到70℃,硫熏强度为15cc,加入石灰乳调节ph值5.3,控制不同反应温度,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为30ppm,搅拌酶解作用时间13分钟后经二次加热至沸腾终止酶反应,沉降过滤得到清汁。不同反应温度处理后处理后糖汁部分指标见表2:

表2:不同反应温度处理后糖汁部分指标变化

从表2可以得知:在反应温度25℃~35℃的范围内,随着温度的增加,上述指数随着上升,在反应温度35~45的范围内,上述指标随着下降。

实验例3:一步添加右旋糖酐酶及儿茶酚氧化酶

反应条件:在压榨车间的混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至6.0;一次加热到70℃,待混合汁温度下降到不同温度,添加右旋糖酐酶、儿茶酚氧化酶,控制糖汁中右旋糖酐酶、儿茶酚氧化酶浓度为分别为25ppm、30ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间30分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为15cc,加入石灰乳调节ph值7.0,二次加热至沸腾,沉降过滤得到清汁。不同反应温度处理后糖汁的部分指标见表3:

表3:不同反应温度处理后糖汁部分指标变化

从表3可以得知:在反应温度35℃~55℃的范围内,随着温度的增加,右旋糖酐除去率、过滤速度与沉降速度、浊度降低率随着上升,而酚类物除去率、脱色率随着下降。

实验例4:分阶段添加右旋糖酐酶、儿茶酚氧化酶

反应条件:

第一阶段:在压榨车间的混合汁加入磷酸,用石灰乳调节ph至6.0;一次加热到70℃,待混合汁温度下降到不同温度,添加右旋糖酐酶,控制糖汁中右旋糖酐酶浓度为25ppm,不需增加搅拌装置,在泵送过程中混合并反应,反应时间从加入至硫熏中和前,酶解作用时间30分钟;酶解结束后进行硫熏,硫熏强度为15cc。

第二阶段:加入石灰乳调节ph值5.3,控制不同反应温度,加入儿茶酚氧化酶,控制糖汁中儿茶酚氧化酶浓度为30ppm,搅拌酶解作用时间13分钟后经二次加热至沸腾终止酶反应,沉降过滤得到清汁。不同反应温度处理后处理后糖汁部分指标见表4:

表4:不同反应温度处理后糖汁部分指标变化

从表4可以得知:分阶段添加右旋糖酐酶、儿茶酚氧化酶处理,与一步添加右旋糖酐酶及儿茶酚氧化酶处理得到的糖汁右旋糖酐除去率、过滤速度与沉降速度、浊度降低率、酚类物除去率、脱色率均不一样。

小结:从表1~表4中可以看出糖汁经单独添加右旋糖酐酶、单独添加儿茶酚氧化酶、一步添加右旋糖酐酶及儿茶酚氧化酶、分阶段添加右旋糖酐酶、儿茶酚氧化酶,所得到的糖汁右旋糖酐除去率、过滤速度与沉降速度、浊度降低率、酚类物除去率、脱色率均不一样。而分阶段添加右旋糖酐酶、儿茶酚氧化酶处理的效果要比其它三种处理方式的效果要好。

虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

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