專利名稱：玉米淀粉生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及糖類生產(chǎn)工藝領(lǐng)域，尤其涉及以玉米淀粉為原料生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)結(jié)晶果糖就原料而言主要有以下幾種方法以蔗糖為原料，經(jīng)水解，得到果糖和葡萄糖的混合物，經(jīng)吸附分離，得到高純果糖和葡萄糖，將高純果糖經(jīng)過(guò)結(jié)晶分離，可得結(jié)晶果糖，但是該方法收率較低。將甘露醇在甘露醇異構(gòu)酶的作用下，生產(chǎn)出果糖溶液，再結(jié)晶可得果糖，但是甘露醇的來(lái)源存在問(wèn)題，因此不可取。將菊糖進(jìn)行水解可100％轉(zhuǎn)化成果糖，但菊糖來(lái)源工業(yè)化生產(chǎn)存在困難，也不可取。
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，玉米我國(guó)主要的糧食作物品種，總產(chǎn)量?jī)H次于稻谷和小麥，居世界第二位。玉米具有快熟，高產(chǎn)、種植地區(qū)廣、籽粒含淀粉量高、副產(chǎn)物品種多、價(jià)值高、易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存、可全年加工生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
但是以玉米為原料生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工藝難度大，尤其在果糖結(jié)晶步驟中的結(jié)晶困難一直是難以逾越的障礙。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明針對(duì)通過(guò)控制色譜分離、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶等過(guò)程中的工藝參數(shù)，解決了葡萄糖轉(zhuǎn)化為結(jié)晶果糖中存在的結(jié)晶困難，而提供了以玉米淀粉為原料生產(chǎn)果糖的結(jié)晶工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下順序的步驟a以玉米為原料，經(jīng)過(guò)浸泡、脫胚、細(xì)磨、篩分除去纖維和蛋白，再經(jīng)多次洗滌的濕法生產(chǎn)工藝，得到精制淀粉乳；b將精制淀粉乳采用連續(xù)噴射液化、糖化等工序得到糖化液，得到的糖化液經(jīng)多效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮為葡萄糖濃縮液；c將葡萄糖濃縮液中的葡萄糖通過(guò)異構(gòu)化反應(yīng)部分轉(zhuǎn)化為果糖；將濃縮葡萄糖液通過(guò)固定化異構(gòu)酶柱得到F42型果葡糖漿，其異構(gòu)化過(guò)程中控制的參數(shù)為進(jìn)料糖溶液干物在40％～50％，純度94％～96％，PH7.5～8.2，異構(gòu)化溫度55～65℃，異構(gòu)化時(shí)間0.5～4h，控制鈣離子小于1ppm，異構(gòu)化過(guò)程中加入硫酸鎂，使鎂離子含量達(dá)到大于36ppm做異構(gòu)酶的激活劑；d通過(guò)色譜分離將上述F42型果葡糖漿分離，得到高純度的果糖水溶液；采用模擬移動(dòng)床進(jìn)行色譜吸附分離，以達(dá)到將果糖和葡萄糖分離的目的；模擬移動(dòng)床，其中色譜分離控制的參數(shù)為進(jìn)料總糖濃度0.10～0.45g/mL，進(jìn)料流量8～40mL/min；當(dāng)料液進(jìn)滿之后，開(kāi)啟沖洗閥門，沖洗液流量60～120mL/min；沖洗過(guò)程中，床內(nèi)液相流速2～5mL/min，出液流速控制在3～4mL/min；分離過(guò)程中一定要注意溫度的變化，溫度低不能達(dá)到分離的效果，溫度高不易操作，溫度一般控制在65℃～70℃之間；經(jīng)過(guò)模擬移動(dòng)床的分離操作后所得產(chǎn)物中果糖含量達(dá)90％以上，經(jīng)精制、濃縮成為高純果糖水溶液，用以生產(chǎn)結(jié)晶果糖；e蒸發(fā)濃縮首先采用多效降膜蒸發(fā)器將上述分離得到的果高純度果糖水溶液蒸發(fā)濃縮到干物70～75％，多效降膜蒸發(fā)器可采用五效降膜蒸發(fā)器或四效降膜蒸發(fā)器；然后再用真空刮板蒸發(fā)器將干物繼續(xù)蒸至90～95％之間；當(dāng)通過(guò)多效降膜蒸發(fā)器將分離后得到的果糖液蒸發(fā)至干物70～75％之間，由于此時(shí)若用多效蒸發(fā)器很難將干物提高，且容易造成顏色的增加和糖液易粘到器壁上，所以再用真空刮板蒸發(fā)器以達(dá)到干物繼續(xù)蒸至90～95％之間；f結(jié)晶將上述濃縮好的果糖濃縮液通過(guò)結(jié)晶機(jī)，進(jìn)行攪拌和冷卻，結(jié)晶過(guò)程中晶種投放量8～12％，結(jié)晶時(shí)間25～30h，結(jié)晶過(guò)程中控制PH在3.5～5.0，溫度45～65℃，過(guò)飽和度1.1～1.25，結(jié)晶機(jī)的冷卻單元與料液?jiǎn)卧獪夭钚∮?0℃，料液的降溫梯度為0.5～2℃/h，冷卻系統(tǒng)冷卻面積4～6m2/m3；上述飽和度優(yōu)選1.1～1.2；上述結(jié)晶過(guò)程中控制PH優(yōu)選3.7～4.3；上述料液的降溫梯度優(yōu)選0.5～1.5；g分離、干燥用離心分離機(jī)分離，然后用氣流干燥法對(duì)結(jié)晶果糖進(jìn)行干燥，干燥過(guò)程中溫度控制在55℃～60℃之間，時(shí)間2～5min，最終達(dá)到果糖水分小于0.1％；采用本發(fā)明的方法單位產(chǎn)品的能耗降低，并且克服了現(xiàn)有技術(shù)下果糖結(jié)晶困難的缺陷，通過(guò)對(duì)模擬移動(dòng)床的參數(shù)控制，能夠得到高純度的果糖水溶液；本發(fā)明選取的結(jié)晶參數(shù)均有利于果糖的結(jié)晶。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下順序的步驟a以玉米為原料，經(jīng)過(guò)浸泡、脫胚、細(xì)磨、篩分除去纖維和蛋白，再經(jīng)多次洗滌的濕法生產(chǎn)工藝，得到精制淀粉乳；b將精制淀粉乳采用連續(xù)噴射液化、糖化等工序得到糖化液，得到的糖化液經(jīng)多效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮為葡萄糖濃縮液；c將葡萄糖濃縮液中的葡萄糖通過(guò)異構(gòu)化反應(yīng)部分轉(zhuǎn)化為果糖將濃縮葡萄糖液通過(guò)固定化異構(gòu)酶柱得到F42型果葡糖漿，其異構(gòu)化過(guò)程中控制的參數(shù)為進(jìn)料糖溶液干物在45％，純度95％，PH7.8，異構(gòu)化溫度60℃，異構(gòu)化時(shí)間3h，控制鈣離子小于1ppm，異構(gòu)化過(guò)程中加入硫酸鎂，使鎂離子含量達(dá)到大于36ppm做異構(gòu)酶的激活劑；d通過(guò)色譜分離將上述F42型果葡糖漿分離，得到高純度的果糖水溶液；采用模擬移動(dòng)床進(jìn)行色譜吸附分離，以達(dá)到將果糖和葡萄糖分離的目的；模擬移動(dòng)床，其中色譜分離控制的參數(shù)為進(jìn)料總糖濃度0.3g/mL，進(jìn)料流量25mL/min；當(dāng)料液進(jìn)滿之后，開(kāi)啟沖洗閥門，沖洗液流量90mL/min；沖洗過(guò)程中，床內(nèi)液相流速3mL/min，出液流速控制在3.5mL/min；分離過(guò)程中一定要注意溫度的變化，溫度低不能達(dá)到分離的效果，溫度高不易操作，溫度一般控制在67℃之間；經(jīng)過(guò)模擬移動(dòng)床的分離操作后所得產(chǎn)物中果糖含量達(dá)90％以上，經(jīng)精制、濃縮成為高純果糖水溶液，用以生產(chǎn)結(jié)晶果糖；e蒸發(fā)濃縮首先采用多效降膜蒸發(fā)器將上述分離得到的果高純度果糖水溶液蒸發(fā)濃縮到干物75％，多效降膜蒸發(fā)器可采用五效降膜蒸發(fā)器或四效降膜蒸發(fā)器；然后再用真空刮板蒸發(fā)器將干物繼續(xù)蒸至95％；f結(jié)晶將上述濃縮好的果糖濃縮液通過(guò)結(jié)晶機(jī)，進(jìn)行攪拌和冷卻，結(jié)晶過(guò)程中晶種投放量10％，結(jié)晶時(shí)間26h，結(jié)晶過(guò)程中控制PH在3.6，溫度50℃，過(guò)飽和度1.1，結(jié)晶機(jī)的冷卻單元與料液溫差小于10℃，料液的降溫梯度為1.0℃/h，冷卻系統(tǒng)冷卻面積6m2/m3；g分離、干燥用離心分離機(jī)分離，然后用氣流干燥法對(duì)結(jié)晶果糖進(jìn)行干燥，干燥過(guò)程中溫度控制在56℃左右，時(shí)間3m，最終達(dá)到果糖水分小于0.1％。
實(shí)施例2本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下順序的步驟a以玉米為原料，經(jīng)過(guò)浸泡、脫胚、細(xì)磨、篩分除去纖維和蛋白，再經(jīng)多次洗滌的濕法生產(chǎn)工藝，得到精制淀粉乳；b將精制淀粉乳采用連續(xù)噴射液化、糖化等工序得到糖化液，得到的糖化液經(jīng)多效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮為葡萄糖濃縮液；c將葡萄糖濃縮液中的葡萄糖通過(guò)異構(gòu)化反應(yīng)部分轉(zhuǎn)化為果糖將濃縮葡萄糖液通過(guò)固定化異構(gòu)酶柱得到F42型果葡糖漿，其異構(gòu)化過(guò)程中控制的參數(shù)為進(jìn)料糖溶液干物在40％，純度94％，PH7.5，異構(gòu)化溫度55℃，異構(gòu)化時(shí)間0.6h，控制鈣離子小于1ppm，異構(gòu)化過(guò)程中加入硫酸鎂，使鎂離子含量達(dá)到大于36ppm做異構(gòu)酶的激活劑；d通過(guò)色譜分離將上述F42型果葡糖漿分離，得到高純度的果糖水溶液；采用模擬移動(dòng)床進(jìn)行色譜吸附分離，以達(dá)到將果糖和葡萄糖分離的目的；多模擬移動(dòng)床，其中色譜分離控制的參數(shù)為進(jìn)料總糖濃度0.2g/mL，進(jìn)料流量9mL/min；當(dāng)料液進(jìn)滿之后，開(kāi)啟沖洗閥門，沖洗液流量60mL/min；沖洗過(guò)程中，床內(nèi)液相流速2mL/min，出液流速控制在3mL/min；分離過(guò)程中一定要注意溫度的變化，溫度低不能達(dá)到分離的效果，溫度高不易操作，溫度一般控制在66℃左右；經(jīng)過(guò)模擬移動(dòng)床的分離操作后所得產(chǎn)物中果糖含量達(dá)90％以上，經(jīng)精制、濃縮成為高純果糖水溶液，用以生產(chǎn)結(jié)晶果糖；e蒸發(fā)濃縮首先采用多效降膜蒸發(fā)器將上述分離得到的果高純度果糖水溶液蒸發(fā)濃縮到干物75％，多效降膜蒸發(fā)器可采用五效降膜蒸發(fā)器或四效降膜蒸發(fā)器；然后再用真空刮板蒸發(fā)器將干物繼續(xù)蒸至90％；f結(jié)晶將上述濃縮好的果糖濃縮液通過(guò)結(jié)晶機(jī)，進(jìn)行攪拌和冷卻，結(jié)晶過(guò)程中晶種投放量9％，結(jié)晶時(shí)間30h，結(jié)晶過(guò)程中控制PH在3.8，溫度65℃，過(guò)飽和度1.2，結(jié)晶機(jī)的冷卻單元與料液溫差小于10℃，料液的降溫梯度為1.5℃/h，冷卻系統(tǒng)冷卻面積6m2/m3；g分離、干燥用離心分離機(jī)分離，然后用氣流干燥法對(duì)結(jié)晶果糖進(jìn)行干燥，干燥過(guò)程中溫度控制在56℃左右，時(shí)間3m，最終達(dá)到果糖水分小于0.1％。
實(shí)施例3本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下順序的步驟a以玉米為原料，經(jīng)過(guò)浸泡、脫胚、細(xì)磨、篩分除去纖維和蛋白，再經(jīng)多次洗滌的濕法生產(chǎn)工藝，得到精制淀粉乳；b將精制淀粉乳采用連續(xù)噴射液化、糖化等工序得到糖化液，得到的糖化液經(jīng)多效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮為葡萄糖濃縮液；c將葡萄糖濃縮液中的葡萄糖通過(guò)異構(gòu)化反應(yīng)部分轉(zhuǎn)化為果糖將濃縮葡萄糖液通過(guò)固定化異構(gòu)酶柱得到F42型果葡糖漿，其異構(gòu)化過(guò)程中控制的參數(shù)為進(jìn)料糖溶液干物在50％，純度95％，PH78.2，異構(gòu)化溫度62℃，異構(gòu)化時(shí)間4h，控制鈣離子小于1ppm，異構(gòu)化過(guò)程中加入硫酸鎂，使鎂離子含量達(dá)到大于36ppm做異構(gòu)酶的激活劑；d通過(guò)色譜分離將上述F42型果葡糖漿分離，得到高純度的果糖水溶液；采用模擬移動(dòng)床進(jìn)行色譜吸附分離，以達(dá)到將果糖和葡萄糖分離的目的；模擬移動(dòng)床，其中色譜分離控制的參數(shù)為進(jìn)料總糖濃度0.45g/mL，進(jìn)料流量38mL/min；當(dāng)料液進(jìn)滿之后，開(kāi)啟沖洗閥門，沖洗液流量110mL/min；沖洗過(guò)程中，床內(nèi)液相流速5mL/min，出液流速控制在4mL/min；分離過(guò)程中一定要注意溫度的變化，溫度低不能達(dá)到分離的效果，溫度高不易操作，溫度一般控制在70℃之間；經(jīng)過(guò)模擬移動(dòng)床的分離操作后所得產(chǎn)物中果糖含量達(dá)90％以上，經(jīng)精制、濃縮成為高純果糖水溶液，用以生產(chǎn)結(jié)晶果糖；e蒸發(fā)濃縮首先采用多效降膜蒸發(fā)器將上述分離得到的果高純度果糖水溶液蒸發(fā)濃縮到干物75％，多效降膜蒸發(fā)器可采用五效降膜蒸發(fā)器或四效降膜蒸發(fā)器；
然后再用真空刮板蒸發(fā)器將干物繼續(xù)蒸至95％；f結(jié)晶將上述濃縮好的果糖濃縮液通過(guò)結(jié)晶機(jī)，進(jìn)行攪拌和冷卻，結(jié)晶過(guò)程中晶種投放量12％，結(jié)晶時(shí)間25h，結(jié)晶過(guò)程中控制PH在3.7，溫度45℃，過(guò)飽和度1.15，結(jié)晶機(jī)的冷卻單元與料液溫差小于10℃，料液的降溫梯度為1.5℃/h，冷卻系統(tǒng)冷卻面積5m2/m3；g分離、干燥用離心分離機(jī)分離，然后用氣流干燥法對(duì)結(jié)晶果糖進(jìn)行干燥，干燥過(guò)程中溫度控制在56℃左右，時(shí)間3m，最終達(dá)到果糖水分小于0.1％。
權(quán)利要求
1.玉米淀粉生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工藝包括如下順序的步驟a以玉米為原料得到淀粉乳；b將淀粉乳濃縮為葡萄糖濃縮液；c將葡萄糖濃縮液中的葡萄糖通過(guò)異構(gòu)化反應(yīng)部分轉(zhuǎn)化為果糖，得到果葡糖漿；d將上述所得物的果葡糖漿采用模擬移動(dòng)床進(jìn)行色譜吸附分離，得到高純度的果糖水溶液；e蒸發(fā)濃縮，首先采用多效降膜蒸發(fā)器將上述分離得到高純度果糖水溶液，蒸發(fā)濃縮到干物70～75％，然后再用真空刮板蒸發(fā)器將干物繼續(xù)蒸至90％到95％之間；f結(jié)晶工序，將上述濃縮好的果糖濃縮液通過(guò)結(jié)晶機(jī)，其結(jié)晶過(guò)程中晶種投放量8～12％，結(jié)晶時(shí)間25～30h，PH在3.5～5.0，溫度45～65℃，過(guò)飽和度1.1～1.25，結(jié)晶機(jī)的冷卻單元與料液溫差小于10℃，料液的降溫梯度為0.5～2℃/h，冷卻系統(tǒng)冷卻面積4～6m2/m3；g通過(guò)離心分離機(jī)分離、干燥達(dá)到果糖水分小于0.1％。
2.如權(quán)利要求1所述的玉米淀粉生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工藝，其特征在于步驟f中所述飽和度優(yōu)選1.1～1.2。
3.如權(quán)利要求1所述的玉米淀粉生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工藝，其特征在于步驟f中所述結(jié)晶過(guò)程中控制PH優(yōu)選3.7～4.3。
4.如權(quán)利要求1所述的玉米淀粉生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工藝，其特征在于步驟f中所述料液的降溫梯度優(yōu)選0.5～1.5。
5.如權(quán)利要求1所述的玉米淀粉生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工藝，其特征在于步驟c其異構(gòu)化過(guò)程中固定化異構(gòu)酶柱控制的參數(shù)為進(jìn)料糖溶液干物在40％～50％，純度94％～96％，PH7.5～8.2，異構(gòu)化溫度55～65℃，異構(gòu)化時(shí)間0.5～4h。
6.如權(quán)利要求1所述的玉米淀粉生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工藝，其特征在于步驟d中模擬移動(dòng)床控制的參數(shù)為進(jìn)料總糖濃度0.10～0.45g/mL；進(jìn)料流量8～40mL/min；沖洗液流量60～120mL/min；沖洗過(guò)程中床內(nèi)液相流速2～5mL/min；出液流速控制在3～4mL/min；溫度65℃～70℃之間。
7.如權(quán)利要求1所述的玉米淀粉生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工藝，其特征在于步驟e中多效降膜蒸發(fā)器可采用五效降膜蒸發(fā)器或四效降膜蒸發(fā)器。
全文摘要
本發(fā)明玉米淀粉生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工藝，涉及糖類生產(chǎn)工藝領(lǐng)域。該工藝以玉米為原料，經(jīng)過(guò)濃縮、異構(gòu)化色譜分離、蒸發(fā)、結(jié)晶等工序，通過(guò)控制結(jié)晶等步驟中的參數(shù)，不僅解決了果糖結(jié)晶困難的缺陷，而且單位產(chǎn)品的能耗降低。
文檔編號(hào)C13K3/00GK1876845SQ20061004523
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者王勇, 王亮, 李偉, 阿納斯 申請(qǐng)人:山東西王糖業(yè)有限公司