本發(fā)明屬于淀粉糖生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種輔料組合物在葡萄糖漿液異構(gòu)工段中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

在結(jié)晶果糖和果葡糖漿的生產(chǎn)過(guò)程中，葡萄糖溶液經(jīng)過(guò)脫色和離子交換工序后，進(jìn)入異構(gòu)工段。隨后，葡萄糖在固定化葡萄糖異構(gòu)酶的催化作用下反應(yīng)生成果糖，異構(gòu)出料為f42的果葡糖漿。為了保持葡萄糖異構(gòu)酶有較長(zhǎng)的使用周期和維持較高的酶活，料液在進(jìn)入異構(gòu)柱之前要添加三種輔料，以杰能科公司的igi-sa型異構(gòu)酶為例，需要添加na2s2o5、mgso4.7h2o和na2co3。

其中，na2s2o5的主要作用是除氧和防腐，mgso4.7h2o中的mg²⁺是異構(gòu)酶的催化活性中心，而na2co3的作用是將料液的ph值調(diào)節(jié)至7.5左右，同時(shí)na2co3和na2s2o5構(gòu)成一對(duì)緩沖體系，可以保證異構(gòu)出料的ph不低于7.0，從而維持異構(gòu)酶的使用壽命。

為了得到品質(zhì)較高的異構(gòu)出料，其需要經(jīng)過(guò)離子交換工序以除去料液中所含有的輔料，這將導(dǎo)致離交廢水中含有較多的來(lái)自于na2s2o5和mgso4.7h2o中的硫元素。離交廢水中的硫元素在后續(xù)處理時(shí)會(huì)在厭氧反應(yīng)器中被硫酸鹽還原菌代謝成h2s，抑制產(chǎn)甲烷菌活性，導(dǎo)致產(chǎn)氣量下降，cod降解率下降，從而使離交廢水處理壓力較大。因此，如何改善結(jié)晶果糖和果葡糖漿生產(chǎn)過(guò)程中異構(gòu)工段的輔料對(duì)于其生產(chǎn)是否順暢將成為關(guān)鍵因素之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種輔料組合物在葡萄糖漿液異構(gòu)工段中的應(yīng)用，該輔料組合物能夠在保證異構(gòu)酶使用壽命和催化活性的前提下，大幅降低離交廢水中硫元素的含量，降低了離交廢水的處理負(fù)荷，有利于生產(chǎn)的順暢運(yùn)行。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種輔料組合物在葡萄糖漿液異構(gòu)工段中的應(yīng)用，所述輔料組合物包括na2co3與nahco3的混合物、na2s2o5和mgcl2.6h2o。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，每升葡萄糖漿液中所加入的na2s2o5的含量為50-150mg，所加入的mgcl2.6h2o的含量為200-400mg。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，每升葡萄糖漿液中所加入的na2co3與nahco3的混合物中na2co3與nahco3的質(zhì)量比例為1:1-1:3。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，利用所述na2co3與nahco3的混合物將葡萄糖漿液的ph值調(diào)節(jié)至7.0-8.0。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述輔料組合物中的各組分分別以溶液的形式加入到葡萄糖漿液中。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述葡萄糖漿液異構(gòu)工段存在于結(jié)晶果糖或果葡糖漿的生產(chǎn)過(guò)程中。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、本發(fā)明提供的輔料組合物改變了現(xiàn)有的異構(gòu)工段輔料的種類和添加量，在保證異構(gòu)酶使用壽命和催化活性的前提下，可大幅降低離交廢水中硫元素的含量，進(jìn)而可降低離交廢水的處理負(fù)荷，有利于生產(chǎn)的順暢運(yùn)行；

2、本發(fā)明提供的輔料組合物中大大降低了輔料的用量，從而降低了成本，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種輔料組合物在葡萄糖漿液異構(gòu)工段中的應(yīng)用，所述輔料組合物包括na2co3與nahco3的混合物、na2s2o5和mgcl2.6h2o。本實(shí)施例所提供的輔料組合物包括四種組分，其中，na2s2o5的主要作用是除氧和防腐，mgcl2.6h2o中的mg²⁺是異構(gòu)酶的催化活性中心。na2co3與nahco3構(gòu)成一對(duì)緩沖體系，保證異構(gòu)出料的ph不低于7.0，以維持異構(gòu)酶的正常壽命。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例所提供的各組分物質(zhì)中，對(duì)于na2co3和mgcl2.6h2o而言，兩組分中是否含有結(jié)晶水可根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)情況進(jìn)行調(diào)整，其對(duì)生產(chǎn)應(yīng)用影響性不大。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，每升葡萄糖漿液中所加入的na2s2o5的含量為50-150mg，所加入的mgcl2.6h2o的含量為200-400mg。本實(shí)施例中具體限定了所加入的na2s2o5和mgcl2.6h2o的含量，其中，相較于常規(guī)普通輔料，na2s2o5的含量得到了有效降低，其添加量可從常規(guī)的300-500mg/l降低至不超過(guò)150mg/l，減少了輔料用量和硫元素的來(lái)源。同時(shí)，在提供相同質(zhì)量的mg²⁺前提下，用mgcl2.6h2o可以代替1.25倍的mgso4.7h2o，從而可進(jìn)一步減少輔料用量和硫元素的來(lái)源?？梢岳斫獾氖?，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況調(diào)整na2s2o5和mgcl2.6h2o的加入量，例如，na2s2o5的加入量還可以為70、90、100、120、140mg/l，mgcl2.6h2o的加入量還可以為250、300、350mg/l。

這里需要說(shuō)明的是，na2s2o5在理論上有抑菌和除氧的作用，但在實(shí)際的結(jié)晶果糖和果葡糖漿的異構(gòu)工段中，葡萄糖溶液干物濃度為55-60％，溫度為60℃，且預(yù)先經(jīng)過(guò)了真空脫氣，所以在這樣的條件下，na2s2o5對(duì)異構(gòu)酶的抑菌和除氧作用并不明顯，這就為降低na2s2o5的添加量提供了可行性。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，每升葡萄糖漿液中所加入的na2co3與nahco3的混合物中na2co3與nahco3的質(zhì)量比例為1:1-1:3。本實(shí)施例中限定了調(diào)節(jié)體系堿度的物質(zhì)，即na2co3與nahco3的混合物以及該混合物中na2co3與nahco3的質(zhì)量比，這主要是因?yàn)楫?dāng)na2s2o5添加量減少時(shí)，調(diào)節(jié)ph用的na2co3的用量也隨之減少，導(dǎo)致料液對(duì)ph的緩沖能力減弱。為了增強(qiáng)料液的堿度，本實(shí)施例采用na2co3和nahco3形成新的緩沖體系，保證料液的堿度處于合理范圍內(nèi)，以維持異構(gòu)酶的正常壽命。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，利用所述na2co3與nahco3的混合物將所述葡萄糖漿液的ph值調(diào)節(jié)至7.0-8.0，這樣可保證葡萄糖漿液的異構(gòu)工段的出料液的ph值不低于7.0，從而可保證異構(gòu)工段中的異構(gòu)酶的使用壽命和催化活性。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述輔料組合物中的各組分分別以溶液的形式加入到葡萄糖漿液中。本實(shí)施例中，所加入的各組分均為市售的食品級(jí)商品，為了能夠使各組分在進(jìn)入異構(gòu)工段內(nèi)與葡萄糖漿液混合均勻，需要將上述溶液預(yù)先配制為溶液形式。例如，可將na2s2o5溶于水，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)20-30％的溶液；將mgcl2.6h2o溶于水，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)20-30％的溶液；將na2co3和nahco3按照質(zhì)量比例1:1-1:3混合后溶于水，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)15-20％的溶液。可以理解的是，上述列舉的各組分的溶液配制對(duì)于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)具有普適性，但可并不局限于配制成上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理調(diào)整。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述葡萄糖漿液異構(gòu)工段存在于結(jié)晶果糖或果葡糖漿的生產(chǎn)過(guò)程中。上述實(shí)施例所提供的葡萄糖漿液異構(gòu)工段可適用于淀粉糖的生產(chǎn)中，尤其適用于結(jié)晶果糖或果葡糖漿的生產(chǎn)過(guò)程中。當(dāng)然，也可并不限定于上述過(guò)程，只要涉及到葡萄糖漿液的異構(gòu)工段的生產(chǎn)過(guò)程均可適用。

為了更清楚詳細(xì)地介紹本發(fā)明實(shí)施例所提供的輔料組合物在葡萄糖漿液異構(gòu)工段中的應(yīng)用，下面將結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行描述。

實(shí)施例1

實(shí)驗(yàn)組：葡萄糖異構(gòu)酶igi-sa型(杰能科公司)、na2s2o5含量50mg/l、mgcl2.6h2o含量400mg/l、na2co3：nahco3＝1:1，調(diào)節(jié)料液ph值7.5-8.0。

對(duì)照組：葡萄糖異構(gòu)酶igi-sa型(杰能科公司)、na2s2o5含量300mg/l、mgso4.7h2o含量500mg/l、na2co3調(diào)節(jié)料液ph值至7.5-8.0。

方法：組裝兩組異構(gòu)柱，其中一根異構(gòu)柱的料液按實(shí)驗(yàn)組的輔料配制，另一根異構(gòu)柱的料液按對(duì)照組輔料配制，將兩套異構(gòu)柱的流量調(diào)節(jié)一致。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行90天，數(shù)據(jù)對(duì)比如表1所示。

表1：兩套異構(gòu)柱連續(xù)運(yùn)行90天各參數(shù)對(duì)比結(jié)果

由表1可以看出，進(jìn)料ph、出料ph和出料果含這三個(gè)參數(shù)代表了異構(gòu)柱的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組沒(méi)有區(qū)別，說(shuō)明異構(gòu)物料中輔料的改變沒(méi)有影響到異構(gòu)酶的正常運(yùn)行。

出料總體積和果糖生產(chǎn)總量是企業(yè)所關(guān)心的參數(shù)，代表了異構(gòu)酶的生產(chǎn)能力，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組沒(méi)有區(qū)別，說(shuō)明輔料的改變沒(méi)有影響到異構(gòu)酶的催化能力。

對(duì)照組中的硫元素主要來(lái)自于na2s2o5(300mg/l)和mgso4.7h2o(500mg/l)，加入總硫元素量為72g。而實(shí)驗(yàn)組中的硫元素來(lái)只自于na2s2o5(50mg/l)，總硫元素量為8g，是對(duì)照組的1/9。

以上數(shù)據(jù)說(shuō)明，用本實(shí)施例所提供的輔料及配比進(jìn)行葡萄糖的異構(gòu)處理，與常規(guī)輔料及配比相比，在達(dá)到相同生產(chǎn)效果的前提下，本實(shí)施例可大幅降低料液中的硫元素含量。

實(shí)施例2

本實(shí)施例應(yīng)用于產(chǎn)能為100噸/天的結(jié)晶果糖生產(chǎn)線，即葡萄糖溶液的異構(gòu)工段處理量約為1000立方米/天，葡萄糖異構(gòu)酶為igi-sa型(杰能科公司)。

(1)稱取na2s2o5150公斤，在小罐中加入600l水，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的溶液；

(2)稱取mgcl2.6h2o200公斤，在小罐中加入800l水，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的溶液；

(3)稱取na2co370公斤和nahco3140公斤，在小罐中加入850l水，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的溶液；

在葡萄糖漿進(jìn)入異構(gòu)柱之前，分別用恒流泵同時(shí)將上述三種溶液輸送至輸料管道中，使上述輔料與葡萄糖溶液混合均勻，最終na2s2o5含量為150mg/l、mgcl2.6h2o含量為200mg/l，料液的ph值在7.5左右。

按照上述的輔料配比進(jìn)行正常的生產(chǎn)，葡萄糖料液的初始流量為5.0m³/h，異構(gòu)出料果含約為44％。當(dāng)果含低于41％時(shí)，調(diào)節(jié)料液流量至4.5m³/h，以將異構(gòu)出料果含重新提高至42％以上。以出料果含維持在42％左右為標(biāo)準(zhǔn)，持續(xù)降低料液流量一直到1.0m³/h，此時(shí)視為異構(gòu)酶即將失效。采用本實(shí)施例涉及的輔料配比，可以使異構(gòu)酶的使用周期不少于200天，效果可與常規(guī)輔料配比相媲美。該生產(chǎn)線中，常規(guī)輔料配比與本實(shí)施例輔料配比的成本比較如表2所示。

表2：常規(guī)輔料配比與本實(shí)施例輔料配比的成本比較

由表2可知，本實(shí)施例中在將輔料組合物應(yīng)用于產(chǎn)能為100噸/天的結(jié)晶果糖生產(chǎn)線時(shí)，相比于常規(guī)輔料配比，可在保證異構(gòu)酶使用壽命和催化活性的前提下，大幅降低硫元素的使用量，降低離交廢水中硫元素的含量，從而可有效降低離交廢水的處理負(fù)荷，不僅有利于生產(chǎn)的順暢運(yùn)行，還可有效降低生產(chǎn)成本。