專利名稱:一種高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種六元醇的制備方法，尤其涉及一種以淀粉原料為原料高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法。
背景技術(shù)：
目前，生產(chǎn)結(jié)晶果糖的工業(yè)方法按原料來源有以下幾種(1)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)過結(jié)晶分離，可得結(jié)晶果糖，但是該方法收率較低。(2)將菊糖進(jìn)行水解可100％轉(zhuǎn)化成果糖。但是，菊糖的來源主要從植物體菊芋果實中提取，工業(yè)化生產(chǎn)原料來源有困難。(3)將甘露糖在甘露糖異構(gòu)酶的作用下，進(jìn)行酶轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化率可達(dá)到80％以上，再經(jīng)結(jié)晶可得到結(jié)晶果糖，但甘露糖的來源很成問題，且甘露糖異構(gòu)酶還不能進(jìn)行工業(yè)化大量生產(chǎn)，無法實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，此法也不可取。
生產(chǎn)甘露醇的方法有以下幾種途徑(1)以果糖為原料果糖加氫后，得到甘露醇與山梨醇各占一半的混合醇，通過結(jié)晶可制得甘露醇，理論上產(chǎn)率為50％，但果糖價格較高，且國內(nèi)生產(chǎn)高純果糖的技術(shù)不成熟，因此用純果糖或高純果糖為原料生產(chǎn)甘露醇是不符合工業(yè)化大生產(chǎn)的要求。(2)以蔗糖為原料的合成法將蔗糖水解，得到1/2果糖和葡萄糖的轉(zhuǎn)化糖，精制后進(jìn)行加氫反應(yīng)，所得混合醇中甘露醇在25％～27％左右，其他得為山梨醇。經(jīng)精制后得到得成品甘露醇收率只有20％左右，此法只利用了蔗糖水解后的果糖組份，所得的甘露醇的產(chǎn)率較低，大部分產(chǎn)品為價值較低的山梨醇，且山梨醇中還含有8％左右的甘露醇，質(zhì)量較差。此法已有工業(yè)化生產(chǎn)。(3)以甘露糖為原料甘露糖經(jīng)加氫可全部轉(zhuǎn)化為甘露醇。但純甘露糖的來源成問題，不符合工業(yè)化生產(chǎn)的要求。(4)電解還原法葡萄糖在電解條件下可還原生成甘露醇與山梨醇的混合物，再經(jīng)結(jié)晶提取得到甘露醇，此法反應(yīng)時間長，效率低，耗電大，產(chǎn)率低，只有15％左右。(5)海帶提取法干海帶中含有5％～15％的甘露醇，可經(jīng)過濃縮后，用物理結(jié)晶的方法提取，此法提取的甘露醇質(zhì)量差，過濾難，熱源高，不適合于醫(yī)藥用，而且此法耗費大量的蒸汽、能量和人力，生產(chǎn)成本太高。(6)以葡萄糖為原料將葡萄糖進(jìn)行差向異構(gòu)轉(zhuǎn)化成甘露糖(轉(zhuǎn)化率一般為27％～33％)將轉(zhuǎn)化糖加氫可得到30％左右的甘露醇山梨醇的混合物，經(jīng)結(jié)晶制得甘露醇產(chǎn)品，此法已有工業(yè)化生產(chǎn)裝置，但收率不高，只達(dá)到24％～26％。如果將差向異構(gòu)化后的糖液再用葡萄糖異構(gòu)酶進(jìn)行酶異構(gòu)，將有30％左右的葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖，這樣，經(jīng)差向異構(gòu)及酶異構(gòu)后，糖液中含甘露糖為30％～33％，含果糖28％～30％，剩余為葡萄糖，經(jīng)加氫后所得混醇得甘露醇含量可達(dá)到42％左右，結(jié)晶提取的甘露醇產(chǎn)率為35％左右，其余為山梨醇。這種方法國外普遍采用。
以上所述的生產(chǎn)結(jié)晶果糖與甘露醇的各種方法，有的根本無法實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，有的耗電量、耗汽量較高，生產(chǎn)成本高，甚至有的已被淘汰。并且，綜合上述工業(yè)生產(chǎn)方法，都存在一個共同的問題，即高價值產(chǎn)品如結(jié)晶果糖、甘露醇產(chǎn)率低，低價值產(chǎn)品如葡萄糖、山梨醇相比之下反而產(chǎn)率較高，因而造成了生產(chǎn)成本偏高、原料消耗高，產(chǎn)量小、價格高，無法大量滿足市場需要等不利局面。
如何提高高價值產(chǎn)品的收率，降低低價值產(chǎn)品產(chǎn)率，充分利用副產(chǎn)品生產(chǎn)高價值產(chǎn)品，提高生產(chǎn)率，改善、改進(jìn)結(jié)晶果糖與甘露醇生產(chǎn)工藝一直是當(dāng)今淀粉糖行業(yè)研究的主要課題。但是，在現(xiàn)有技術(shù)涉及的關(guān)于制備結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法中，未檢索到以淀粉原料為原料高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法的報道。

發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種以淀粉原料為原料高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，利用本發(fā)明的方法，可有效利用淀粉和結(jié)晶果糖生產(chǎn)中的副產(chǎn)品果糖母液，并一次性生產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇，大大提高了副產(chǎn)品的利用率和附加值，明顯提高了經(jīng)濟效益。
本發(fā)明所述高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，由下述步驟實現(xiàn)(1)將淀粉原料A配制成重量百分比濃度為27～32％的淀粉乳，用純堿調(diào)pH為5.2～5.8，加入耐高溫淀粉酶后以常規(guī)方法進(jìn)行液化、糖化，得到轉(zhuǎn)化糖液B；其中含葡萄糖94％～98％，寡糖2％～6％。
(2)將轉(zhuǎn)化糖液B以常規(guī)方法進(jìn)行過濾、脫色、離子交換樹脂去除雜質(zhì)，然后蒸發(fā)至干物重量百分比濃度為45％～55％，調(diào)pH至8.0～8.3，加入43～48ppm的鎂離子，在55℃～60℃溫度下異構(gòu)化反應(yīng)2～4小時，得到含果糖、葡萄糖、寡糖的異構(gòu)化糖液C。
上述步驟中一定要嚴(yán)格空控制鈣離子的量，最好低于2ppm，不然會影響異構(gòu)酶的活力，同時加入一些鎂離子作為酶的激活劑。
(3)利用模擬移動床裝置處理異構(gòu)化糖液C，分離果糖和葡萄糖；以鈣型陽離子交換樹脂作為吸附劑，以水為洗脫劑，在溫度50℃～65℃下連續(xù)進(jìn)料、進(jìn)水、出料，得到富含果糖組份D和富含葡萄糖組份E；其中果糖組份D果糖含量為90～96％，濃度為15～35％；葡萄糖的組份E含葡萄糖86～96％，果糖2～8％，少許低聚糖，濃度為16～30％。
(4)將(3)中的果糖組份D以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)，然后濃縮至干物重量百分比濃度為75％以上，向濃縮液中加入相對干物重量5～10％的果糖品種，由65℃向45℃以0.5～0.6℃/分鐘的速度逐級降溫，使果糖結(jié)晶析出，結(jié)晶時間25～35小時，然后離心收集結(jié)晶，干燥，得到結(jié)晶果糖產(chǎn)品；濾液為果糖母液F；本步驟一定要嚴(yán)格控制結(jié)晶條件，否則會影響產(chǎn)品的質(zhì)量和晶體形狀。
(5)將(3)中得到的葡萄糖組份E，先用真空濃縮至干物重量百分比濃度為45～65％，pH2～5下加入糖物質(zhì)量0.05～2.5％的鉬酸鹽做催化劑，在溫度95～100℃條件下攪拌，進(jìn)行差向異構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)時間2～5小時，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)，得到糖液G；其中甘露糖含量為27～33％，葡萄糖含量為60～67％。
(6)利用模擬移動床裝置處理糖液G，分離甘露糖和葡萄糖；以鈣型陽離子交換樹脂作為吸附劑，以水為洗脫劑，在溫度50℃～65℃下連續(xù)進(jìn)料、進(jìn)水、出料，得到富含甘露糖組份H和富含葡萄糖組份I；其中富含甘露糖組份H中甘露糖含量為70～85％，濃度為18～36％；富含葡萄糖組份I葡萄糖含量為90～98％，甘露糖含量為2～8％，濃度為15～30％。
(7)將葡萄糖組份I與生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品結(jié)晶葡萄糖母液J混合，調(diào)pH為4.2～4.5，在55～60℃溫度下糖化反應(yīng)40～60小時，然后與(3)中的葡萄糖組份E合并，再重復(fù)步驟(5)的差向異構(gòu)化反應(yīng)；
糖化后大大提高了混合液的葡萄糖含量，與E混合濃縮后重復(fù)進(jìn)行差向異構(gòu)反應(yīng)，生成甘露糖組份，保證得到高收率的甘露糖。
(8)將(6)中得到的甘露糖組份H與(4)中的果糖母液F合并，得到甘露糖、果糖、葡萄糖的混合液(其中含甘露糖50～65％，果糖25～35％，葡萄糖10～20％)，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)；以混合液重量6～10％的量，向混合液中加入催化劑雷尼鎳或釕，在120～170℃，7.2～8Mpa氫氣壓力下，進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)時間2～4小時，得到山梨醇與甘露醇的混合醇K；其中甘露醇為70～75％，山梨醇25～30％。
(9)將混合醇K過濾去除催化劑，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)；再以常規(guī)方式進(jìn)行真空濃縮，降溫結(jié)晶，離心分離晶體，干燥，得產(chǎn)品甘露醇晶體L；濾液為醇母液M；(10)將醇母液M以常規(guī)方式進(jìn)行精制，真空濃縮，得液體山梨醇。
在上述高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法中步驟(1)所述淀粉原料A配制成重量百分比濃度優(yōu)選30％的淀粉乳，pH優(yōu)選5.4～5.6。
在上述高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法中步驟(1)或(7)所述糖化反應(yīng)的條件優(yōu)選pH為4.3～4.4，溫度57～60℃，時間50～60小時。
在上述高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法中步驟(2)、(4)、(5)、(8)、(9)所述離子交換的陽離子交換樹脂優(yōu)選Amberlite IRC76CRF+Amberlite FPRC22Na；所述離子交換的陰離子交換樹脂優(yōu)選Amberlite FPA51+Amberlite FPA90Cl。
在上述高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法中步驟(2)所述異構(gòu)化反應(yīng)的條件優(yōu)選pH為8.1～8.2，溫度57～60℃，時間2.5～3.5小時，同時加入44～46ppm的鎂離子。
在上述高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法中步驟(3)或(6)所述進(jìn)料溫度優(yōu)選55℃～62℃。
在上述高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法中步驟(5)所述差向異構(gòu)化反應(yīng)的條件優(yōu)選pH為3.5～4.0，溫度96～98℃，時間2～4小時。
在上述高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法中步驟(5)所述催化劑鉬酸鹽的加入量優(yōu)選是糖物質(zhì)量的0.3～1.5％。
在上述高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法中步驟(8)所述加氫反應(yīng)的條件優(yōu)選是氫氣壓7.5～8Mpa，溫度140～160℃，反應(yīng)時間3～4小時。
在上述高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法中步驟(8)所述催化劑雷尼鎳或釕的加入量優(yōu)選是混合液重量的7～9％。
應(yīng)用本發(fā)明所述高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇方法的優(yōu)點是1.使用結(jié)晶葡萄糖和結(jié)晶果糖生產(chǎn)中的副產(chǎn)品母液，經(jīng)處理后來生產(chǎn)甘露醇，大大提高了副產(chǎn)品的附加值。
2.分離后的葡萄糖組份與結(jié)晶葡萄糖母液混合提高了混合液的濃度，減少了蒸發(fā)負(fù)荷，降低了濃縮消耗。
3.結(jié)晶葡萄糖母液與多次差向異構(gòu)化后的葡萄糖組份混合再糖化，使里面的低聚糖進(jìn)步轉(zhuǎn)化為葡萄糖，提高了轉(zhuǎn)化糖的利用率。
4.生產(chǎn)結(jié)晶果糖后所得的葡萄糖組份重復(fù)循環(huán)進(jìn)行差向異構(gòu)化反應(yīng)，使得葡萄糖不斷轉(zhuǎn)化為甘露糖，提高了甘露醇得產(chǎn)率。
5.使用模擬移動床分離甘露糖和葡萄糖，使得分離后的甘露糖組份中葡萄糖含量較低，因而降低了低價值產(chǎn)品——山梨醇的產(chǎn)率。
具體實施方式下面結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明實施例1(1)將淀粉原料A配制成重量百分比濃度為30％的淀粉乳，用純堿調(diào)pH為5.5，加入耐高溫淀粉酶后以常規(guī)方法進(jìn)行液化、糖化，得到得到濃度為35％、葡萄糖值96％的轉(zhuǎn)化糖液B。
(2)將轉(zhuǎn)化糖液B以常規(guī)方法進(jìn)行過濾、脫色、離子交換樹脂去除雜質(zhì)，然后蒸發(fā)至干物重量百分比濃度為50％，調(diào)pH至8.15，加入45ppm的鎂離子，在60℃溫度下異構(gòu)化反應(yīng)3小時，得到含果糖42％，葡萄糖53％，寡糖5％的異構(gòu)化糖液C。
(3)利用模擬移動床裝置處理異構(gòu)化糖液C，分離果糖和葡萄糖；以鈣型陽離子交換樹脂作為吸附劑，以水為洗脫劑，進(jìn)料濃度51.8％，在溫度60℃下連續(xù)進(jìn)料、進(jìn)水、出料，得到富含果糖組份D和富含葡萄糖組份E；其中經(jīng)分離后得到的果糖組份D果糖含量為95.28％，濃度為29.65％；所得到的富含葡萄糖的組份E含葡萄糖91.8％，果糖5.8％，濃度為25.48％。
(4)將(3)中的果糖組份D以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)，在五效降膜蒸發(fā)器中蒸發(fā)至濃度75％，再用真空度為0.09Mpa的真空刮板蒸發(fā)器中濃縮到濃度為89％，然后向濃縮液中加入相對干物重量3％的果糖晶種，由65℃向45℃以0.6℃/分鐘的速度逐級降溫，使果糖結(jié)晶析出，結(jié)晶時間30小時，然后離心收集結(jié)晶，干燥，得到結(jié)晶果糖產(chǎn)品；濾液為果糖母液F；其中分離后得到得母液含果糖89％，含葡萄糖8.7％。
(5)將(3)中得到的葡萄糖組份E，在真空度0.08Mpa條件下濃縮至干物重量百分比濃度為50.86％，pH3.6下加入糖物質(zhì)量1％的鉬酸鹽做催化劑，在溫度96℃條件下攪拌，進(jìn)行差向異構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)時間3小時，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)，得到濃度為50％糖液G；其中甘露糖含量30.25％，葡萄糖含量64.58％，果糖含量5.02％，其他雜質(zhì)0.15％。
(6)利用模擬移動床裝置處理糖液G，分離甘露糖和葡萄糖；以鈣型陽離子交換樹脂作為吸附劑，以水為洗脫劑，進(jìn)料濃度50％，在溫度62℃下連續(xù)進(jìn)料、進(jìn)水、出料，得到富含甘露糖組份H和富含葡萄糖組份I；其中經(jīng)分離得到的富含甘露糖組份H中甘露糖含量為74.5％，葡萄糖20.85％，果糖4.65％，濃度為27.86％；富含葡萄糖組份I葡萄糖含量為95.7％，甘露糖含量為3.2％，雜質(zhì)1.1％，濃度為23.6％。
(7)將葡萄糖組份I與生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品結(jié)晶葡萄糖母液J混合，用鹽酸調(diào)pH為4.36，在60℃溫度下糖化反應(yīng)48小時，糖化后得到濃度37.5％，還原糖為93％的糖液，然后與(3)中的葡萄糖組份E合并，再重復(fù)步驟(5)的差向異構(gòu)化反應(yīng)；(8)將(6)中得到的甘露糖組份H與(4)中的果糖母液F合并，得到甘露糖、果糖、葡萄糖的混合液(其中含甘露糖58.6％，果糖26.7％，葡萄糖14.7％)，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)；以混合液重量8％的量，向混合液中加入催化劑雷尼鎳，在162℃，7.8Mpa氫氣壓力下，進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)時間3小時，得到山梨醇與甘露醇的混合醇K；其中甘露醇為72.38％，山梨醇27.62％。
(9)將混合醇K過濾去除催化劑，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)；再在真空度0.08Mpa條件下濃縮至濃度為53％，降溫結(jié)晶，離心分離晶體，干燥，得產(chǎn)品甘露醇晶體L；濾液為醇母液M；(10)將醇母液M以常規(guī)方式進(jìn)行精制，真空濃縮，得液體山梨醇。
實施例2(1)將淀粉原料A配制成重量百分比濃度為27％的淀粉乳，用純堿調(diào)pH為5.8，加入耐高溫淀粉酶后以常規(guī)方法進(jìn)行液化、糖化，得到轉(zhuǎn)化糖液B；(2)將轉(zhuǎn)化糖液B以常規(guī)方法進(jìn)行過濾、脫色、離子交換樹脂去除雜質(zhì)，然后蒸發(fā)至干物重量百分比濃度為45％，調(diào)pH至8.25，加入43ppm的鎂離子，在58℃溫度下異構(gòu)化反應(yīng)2.5小時，得到含果糖、葡萄糖、寡糖的異構(gòu)化糖液C；(3)利用模擬移動床裝置處理異構(gòu)化糖液C，分離果糖和葡萄糖；以鈣型陽離子交換樹脂作為吸附劑，以水為洗脫劑，在溫度62℃下連續(xù)進(jìn)料、進(jìn)水、出料，得到富含果糖組份D和富含葡萄糖組份E；(4)將(3)中的果糖組份D以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)，然后濃縮至干物重量百分比濃度為75％以上，向濃縮液中加入相對干物重量3％的果糖晶種，由65℃向45℃以0.6℃/分鐘的速度逐級降溫，使果糖結(jié)晶析出，結(jié)晶時間25小時，然后離心收集結(jié)晶，干燥，得到結(jié)晶果糖產(chǎn)品；濾液為果糖母液F；(5)將(3)中得到的葡萄糖組份E，先用真空濃縮至干物重量百分比濃度為45％，pH4.0下加入糖物質(zhì)量0.1％的鉬酸鹽做催化劑，在溫度90℃條件下攪拌，進(jìn)行差向異構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)時間2.5小時，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)，得到糖液G；(6)利用模擬移動床裝置處理糖液G，分離甘露糖和葡萄糖；以鈣型陽離子交換樹脂作為吸附劑，以水為洗脫劑，在溫度62℃下連續(xù)進(jìn)料、進(jìn)水、出料，得到富含甘露糖組份H和富含葡萄糖組份I；(7)將葡萄糖組份I與生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品結(jié)晶葡萄糖母液J混合，調(diào)pH為4.5，在55℃溫度下糖化反應(yīng)40小時，然后與(3)中的葡萄糖組份E合并，再重復(fù)步驟(5)的差向異構(gòu)化反應(yīng)；(8)將(6)中得到的甘露糖組份H與(4)中的果糖母液F合并，得到甘露糖、果糖、葡萄糖的混合液，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)；以混合液重量6％的量，向混合液中加入催化劑釕，在120℃，7.5Mpa氫氣壓力下，進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)時間2.5小時，得到山梨醇與甘露醇的混合醇K；(9)將混合醇K過濾去除催化劑，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)；再以常規(guī)方式進(jìn)行真空濃縮，降溫結(jié)晶，離心分離晶體，干燥，得產(chǎn)品甘露醇晶體L；濾液為醇母液M；(10)將醇母液M以常規(guī)方式進(jìn)行精制，真空濃縮，得液體山梨醇。
實施例3(1)將淀粉原料A配制成重量百分比濃度為32％的淀粉乳，用純堿調(diào)pH為5.2，加入耐高溫淀粉酶后以常規(guī)方法進(jìn)行液化、糖化，得到轉(zhuǎn)化糖液B；(2)將轉(zhuǎn)化糖液B以常規(guī)方法進(jìn)行過濾、脫色、離子交換樹脂去除雜質(zhì)，然后蒸發(fā)至干物重量百分比濃度為55％，調(diào)pH至8.1，加入48ppm的鎂離子，在56℃溫度下異構(gòu)化反應(yīng)4小時，得到含果糖、葡萄糖、寡糖的異構(gòu)化糖液C；(3)利用模擬移動床裝置處理異構(gòu)化糖液C，分離果糖和葡萄糖；以鈣型陽離子交換樹脂作為吸附劑，以水為洗脫劑，在溫度53℃下連續(xù)進(jìn)料、進(jìn)水、出料，得到富含果糖組份D和富含葡萄糖組份E；(4)將(3)中的果糖組份D以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)，然后濃縮至干物重量百分比濃度為75％以上，向濃縮液中加入相對干物重量5％的果糖晶種，由65℃向45℃以0.5/分鐘的速度逐級降溫，使果糖結(jié)晶析出，結(jié)晶時間35小時，然后離心收集結(jié)晶，干燥，得到結(jié)晶果糖產(chǎn)品；濾液為果糖母液F；(5)將(3)中得到的葡萄糖組份E，先用真空濃縮至干物重量百分比濃度為65％，pH4.5下加入糖物質(zhì)量2.0％的鉬酸鹽做催化劑，在溫度96℃條件下攪拌，進(jìn)行差向異構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)時間5小時，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)，得到糖液G；(6)利用模擬移動床裝置處理糖液G，分離甘露糖和葡萄糖；以鈣型陽離子交換樹脂作為吸附劑，以水為洗脫劑，在溫度53℃下連續(xù)進(jìn)料、進(jìn)水、出料，得到富含甘露糖組份H和富含葡萄糖組份I；(7)將葡萄糖組份I與生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品結(jié)晶葡萄糖母液J混合，調(diào)pH為4.25，在60℃溫度下糖化反應(yīng)60小時，然后與(3)中的葡萄糖組份E合并，再重復(fù)步驟(5)的差向異構(gòu)化反應(yīng)；(8)將(6)中得到的甘露糖組份H與(4)中的果糖母液F合并，得到甘露糖、果糖、葡萄糖的混合液，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)；以混合液重量10％的量，向混合液中加入催化劑雷尼鎳或釕，在168℃，8Mpa氫氣壓力下，進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)時間4小時，得到山梨醇與甘露醇的混合醇K；(9)將混合醇K過濾去除催化劑，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)；再以常規(guī)方式進(jìn)行真空濃縮，降溫結(jié)晶，離心分離晶體，干燥，得產(chǎn)品甘露醇晶體L；濾液為醇母液M；(10)將醇母液M以常規(guī)方式進(jìn)行精制，真空濃縮，得液體山梨醇。
上述實施例中，步驟(2)、(4)、(5)、(8)、(9)所述離子交換的陽離子交換樹脂選Amberlite IRC76CRF+Amberlite FPRC22Na；所述離子交換的陰離子交換樹脂選AmberliteFPA51+Amberlite FPA90Cl。
權(quán)利要求
1.一種高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，由下述步驟實現(xiàn)(1)將淀粉原料A配制成重量百分比濃度為27～32％的淀粉乳，用純堿調(diào)pH為5.2～5.8，加入耐高溫淀粉酶后以常規(guī)方法進(jìn)行液化、糖化，得到轉(zhuǎn)化糖液B；(2)將轉(zhuǎn)化糖液B以常規(guī)方法進(jìn)行過濾、脫色、離子交換樹脂去除雜質(zhì)，然后蒸發(fā)至干物重量百分比濃度為45％～55％，調(diào)pH至8.0～8.3，加入43～48ppm的鎂離子，在55℃～60℃溫度下異構(gòu)化反應(yīng)2～4小時，得到含果糖、葡萄糖、寡糖的異構(gòu)化糖液C；(3)利用模擬移動床裝置處理異構(gòu)化糖液C，分離果糖和葡萄糖；以鈣型陽離子交換樹脂作為吸附劑，以水為洗脫劑，在溫度50℃～65℃下連續(xù)進(jìn)料、進(jìn)水、出料，得到富含果糖組份D和富含葡萄糖組份E；(4)將(3)中的果糖組份D以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)，然后濃縮至干物重量百分比濃度為75％以上，向濃縮液中加入相對干物重量3～5％的果糖晶種，由65℃向45℃以0.5～0.6℃/分鐘的速度逐級降溫，使果糖結(jié)晶析出，結(jié)晶時間25～35小時，然后離心收集結(jié)晶，干燥，得到結(jié)晶果糖產(chǎn)品；濾液為果糖母液F；(5)將(3)中得到的葡萄糖組份E，先用真空濃縮至干物重量百分比濃度為45～65％，pH2～5下加入糖物質(zhì)量0.05～2.5％的鉬酸鹽做催化劑，在溫度95～100℃條件下攪拌，進(jìn)行差向異構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)時間2～5小時，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)，得到糖液G；(6)利用模擬移動床裝置處理糖液G，分離甘露糖和葡萄糖；以鈣型陽離子交換樹脂作為吸附劑，以水為洗脫劑，在溫度50℃～65℃下連續(xù)進(jìn)料、進(jìn)水、出料，得到富含甘露糖組份H和富含葡萄糖組份I；(7)將葡萄糖組份I與生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品結(jié)晶葡萄糖母液J混合，調(diào)pH為4.2～4.5，在55～60℃溫度下糖化反應(yīng)40～60小時，然后與(3)中的葡萄糖組份E合并，再重復(fù)步驟(5)的差向異構(gòu)化反應(yīng)；(8)將(6)中得到的甘露糖組份H與(4)中的果糖母液F合并，得到甘露糖、果糖、葡萄糖的混合液，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)；以混合液重量6～10％的量，向混合液中加入催化劑雷尼鎳或釕，在120～170℃，7.2～8Mpa氫氣壓力下，進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)時間2～4小時，得到山梨醇與甘露醇的混合醇K；(9)將混合醇K過濾去除催化劑，然后以常規(guī)方式過離子交換樹脂，去除雜質(zhì)；再以常規(guī)方式進(jìn)行真空濃縮，降溫結(jié)晶，離心分離晶體，干燥，得產(chǎn)品甘露醇晶體L；濾液為醇母液M；(10)將醇母液M以常規(guī)方式進(jìn)行精制，真空濃縮，得液體山梨醇。
2.如權(quán)利要求
1所述的高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，其特征是步驟(1)所述淀粉原料A配制成重量百分比濃度為30％的淀粉乳，pH為5.4～5.6。
3.如權(quán)利要求
1所述的高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，其特征是步驟(1)或(7)所述糖化反應(yīng)的條件是pH為4.3～4.4，溫度57～60℃，時間50～60小時。
4.如權(quán)利要求
1所述的高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，其特征是步驟(2)、(4)、(5)、(8)、(9)所述離子交換的陽離子交換樹脂選AmberliteIRC76CRF+Amberlite FPRC22Na；所述離子交換的陰離子交換樹脂選AmberliteFPA51+Amberlite FPA90Cl。
5.如權(quán)利要求
1所述的高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，其特征是步驟(2)所述異構(gòu)化反應(yīng)的條件是pH為8.1～8.2，溫度57～60℃，時間2.5～3.5小時，同時加入44～46ppm的鎂離子。
6.如權(quán)利要求
1所述的高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，其特征是步驟(3)或(6)所述進(jìn)料溫度是55℃～62℃。
7.如權(quán)利要求
1所述的高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，其特征是步驟(5)所述差向異構(gòu)化反應(yīng)的條件是pH為3.5～4.0，溫度96～98℃，時間2～4小時。
8.如權(quán)利要求
1所述的高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，其特征是步驟(5)所述催化劑鉬酸鹽的加入量是糖物質(zhì)量的0.3～1.5％。
9.如權(quán)利要求
1所述的高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，其特征是步驟(8)所述加氫反應(yīng)的條件是氫氣壓7.5～8Mpa，溫度140～162℃，反應(yīng)時間3～4小時。
10.如權(quán)利要求
1所述的高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，其特征是步驟(8)所述催化劑雷尼鎳或釕的加入量是混合液重量的7～9％。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種高收率聯(lián)產(chǎn)結(jié)晶果糖、甘露醇與山梨醇的方法，是將淀粉酶解為葡萄糖，通過葡萄糖異構(gòu)酶柱將部分葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖，然后通過模擬移動床分離果糖和葡萄糖，得到富含果糖的組分和富含葡萄糖的組份，將果糖組份結(jié)晶得結(jié)晶果糖，將葡萄糖組份酸性條件下，以鉬酸鹽為催化劑，差向異構(gòu)反應(yīng)將葡萄糖部分轉(zhuǎn)化為甘露糖，再用模擬移動床裝置將甘露糖與葡萄糖分離，得到的葡萄糖組份與結(jié)晶葡萄糖母液混合后糖化，再與另以葡萄糖組份合并，重復(fù)進(jìn)行差向異構(gòu)化反應(yīng)；得到的甘露糖組份與結(jié)晶果糖母液合并，加氫反應(yīng)，制得含山梨醇和甘露醇的混合醇溶液，經(jīng)結(jié)晶、精制得甘露醇晶體。本發(fā)明以母液為原料，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了原料的利用率和產(chǎn)率。
文檔編號C12P7/18GK1995367SQ200610170956
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月27日
發(fā)明者王勇, 李偉, 阿納斯, 孫宗寶, 滕俊強, 崔立平, 楊會敏 申請人:山東西王糖業(yè)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan