一種同時生產(chǎn)結(jié)晶山梨醇和日化級山梨醇的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及山梨醇的生產(chǎn)方法，具體涉及一種同時生產(chǎn)結(jié)晶山梨醇和日化級山梨醇的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]山梨醇別名山梨糖醇，分子式是C6H14O6，分子量為182.17，為白色吸濕性粉末或晶狀粉末、片狀或顆粒或無色透明的粘稠狀液體，無臭。依結(jié)晶條件不同，熔點在88— 102°C范圍內(nèi)變化，相對密度約1.49，易溶于水(Ig溶于約0.45ml水中)，微溶于乙醇和乙酸，有清涼的甜味，甜度約為蔗糖的0.7倍，熱值與蔗糖相近。
[0003]山梨醇根據(jù)生產(chǎn)工藝和品質(zhì)控制的條件不同，可劃分為醫(yī)藥級、食品級、日化級和化學(xué)工業(yè)品級，其中醫(yī)藥級主要作為生產(chǎn)維生素C的原料，作為糖漿、注射輸液、醫(yī)藥壓片的原料，作為藥物的分散劑、填充劑、冷凍保護劑、防結(jié)晶劑、潤濕劑、甜味劑等。食品級可用于制備各類糖果(突出□感好、防干裂、抗氧化、保質(zhì)、保香、無糖概念)，各類糕點、餅干(突出風(fēng)味好、防干裂、延長貯存期、保持外觀、無糖概念)，魚類制品(可以起到冷凍防護性能好、保濕效果好、甜度低、防褐變的效果)，飲料、冰淇淋、果凍等(具有保濕、低甜度、防齲齒、無糖等性能)。日化級主要用于生產(chǎn)牙膏，可保持牙膏體潤滑、色澤、口感好；用于生產(chǎn)化妝品，可增強乳化劑的伸展性和潤滑性，適應(yīng)長期貯存；用于卷煙生產(chǎn)，使卷線柔軟，不產(chǎn)生空頭。化學(xué)工業(yè)品級主要用于斯潘、吐溫等表面活性劑、聚醚、塑料助劑的生產(chǎn)。一般講，醫(yī)藥級、食品級的山梨醇產(chǎn)品對山梨醇的品質(zhì)要求較高，呈結(jié)晶狀。日化級、化學(xué)工業(yè)品級山梨醇產(chǎn)品對山梨醇的品質(zhì)要求較低，呈液態(tài)狀。
[0004]關(guān)于山梨醇的工業(yè)化生產(chǎn)，一般有淀粉水解、生物轉(zhuǎn)化、葡萄糖加氫等方法制得，其中葡萄糖加氫是目前最常用的生產(chǎn)方法，淀粉經(jīng)液化、糖化后轉(zhuǎn)化為葡萄糖液，然后經(jīng)除雜、脫色、除鹽、濃縮、結(jié)晶等步驟制備晶體葡萄糖，最后將晶體葡萄糖溶解，經(jīng)氫化、脫色、精制、濃縮、結(jié)晶等步驟制備結(jié)晶山梨醇，此工藝首先制備出晶體葡萄糖，達到較高的純度，經(jīng)溶解、氫化后才能生產(chǎn)出滿足需要的結(jié)晶山梨醇產(chǎn)品，存在著生產(chǎn)成本較高、工藝過程復(fù)雜、工藝流程長、水電汽等輔料消耗較高、生產(chǎn)效率低下等問題。
[0005]公開號為CN104557463A的中國專利公開了一種以淀粉為原料，經(jīng)液化、糖化后轉(zhuǎn)化為葡萄糖溶液，然后經(jīng)模擬移動床色譜分離技術(shù)將葡萄糖溶液中的雜糖餾分去除，收集葡萄糖餾分，使葡萄糖含量達到99.5%以上，滿足制備高品質(zhì)山梨醇產(chǎn)品的工藝要求。此工藝主要通過模擬移動床色譜分離技術(shù)提高葡萄糖的含量制備符合要求的山梨醇產(chǎn)品，但是，通過實際生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，色譜分離技術(shù)工藝比較復(fù)雜，操作程序繁瑣，成本比較高，而且在工業(yè)生產(chǎn)中，利用色譜分離技術(shù)進行分離時，還要經(jīng)常利用酸、堿、氯化鈣、氯化鈉等化學(xué)試劑對所用的色譜分離樹脂進行轉(zhuǎn)型、再生和清洗，由此增加了三廢的排放，不利于環(huán)境保護，另外，隨著生產(chǎn)的進行，樹脂中的有效分離介質(zhì)鈣、鈉等會不斷流失，因此，分離效果會隨著分離樹脂的不斷再生而有較大的波動，產(chǎn)品質(zhì)量不易保障，不利于生產(chǎn)中工藝條件的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種同時生產(chǎn)結(jié)晶山梨醇和日化級山梨醇的方法。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種同時生產(chǎn)結(jié)晶山梨醇和日化級山梨醇的方法，它包括以下步驟:
51.淀粉調(diào)漿:在淀粉中加入30?40°C的水調(diào)漿至淀粉乳濃度為15?25波美度，并用堿調(diào)節(jié)淀粉乳的PH值至5?6 ;
52.液化:將步驟SI調(diào)漿后的淀粉乳加入耐高溫α-淀粉酶，打入連續(xù)液化器中進行液化，所述液化的次數(shù)為兩次，控制第一次液化的噴射溫度為100?115°C，第二次液化的噴射溫度為130?150°C，液化至葡萄糖的DE值為13?17%，液化液的干物百分比濃度為30 ?35% ；
53.糖化:將液化液降溫至55?65°C，調(diào)pH值至4?5，加入α-1，4-葡萄糖水解酶保溫糖化45?60h，待糖化液的DE值為90?95%時80?85 °C的高溫下滅酶；
54.除雜:將糖化液依次打入自動排渣自動清洗的固液分離裝置和連續(xù)超濾膜除雜裝置，使濾液的透光率為80%以上，電導(dǎo)率為1800?2200 μ s/cm ；
55.脫酸脫鹽:采用連續(xù)離子膜脫酸脫鹽裝置對除雜后的糖化液進行脫酸脫鹽，脫酸脫鹽后的糖化液電導(dǎo)率應(yīng)低于50 μ s/cm，透光率達到90%以上；
56.蒸發(fā)濃縮:將脫鹽脫酸后的糖化液采用蒸汽蒸發(fā)濃縮至干物濃度為45?60%;蒸汽蒸發(fā)濃縮可采用三效或四效蒸發(fā)器；
57.氫化:將步驟S6蒸發(fā)濃縮后的糖化液注入裝有雷尼鎳催化劑的加氫反應(yīng)釜中，100?140°C的溫度下反應(yīng)3?5h，得山梨醇溶液；山梨醇溶液的純度可達90?95%，干物濃度可達43?58% ；
58.沉降脫色:將山梨醇溶液沉降過濾后，上清液中加入活性炭，70?80°C保溫攪拌20?40min，過濾得透光率大于95%的脫色山梨醇溶液，同時，沉降出的雷尼鎳催化劑返回循環(huán)利用；
59.脫鹽:將脫色山梨醇溶液通過連續(xù)離子膜脫鹽裝置，使山梨醇溶液的電導(dǎo)率低于5 μ s/cm ；
S10.洗濾提純:將脫鹽后的山梨醇溶液通過裝入截留分子量為200道爾頓的納濾膜提純分離裝置中，加純化水洗濾，收集透過液和透析液，所述透過液經(jīng)濃縮、熔融結(jié)晶、粉碎和烘干得結(jié)晶山梨醇，所述透析液濃縮至干物濃度為70?75%得日化級山梨醇。
[0008]進一步地，步驟S2中所述耐高溫α -淀粉酶的加入量以干重為一噸的淀粉計加
0.3?0.5L酶活力為20000u/ml的耐高溫α -淀粉酶。
進一步地，步驟S3中所述α-1，4_葡萄糖水解酶的加入量以干重為一噸的淀粉計加
0.35?0.45L酶活力為100000u/ml的α -1,4-葡萄糖水解酶；
進一步地，步驟S4中所述自動排渣和自動清洗的固液分離裝置采用的是高精密度的不銹鋼濾網(wǎng)，且濾網(wǎng)孔徑為30?50 μm ;所述連續(xù)超濾膜除雜裝置的過濾膜為截留分子量為5000?50000道爾頓的聚醚砜過濾膜。
[0009]進一步地，步驟S4中所述連續(xù)超濾膜除雜裝置的操作溫度為40?70°C、操作壓力為0.3?1.0MPa、控制錯流流速為5?9m/s。
[0010]進一步地，步驟S5中所述連續(xù)離子膜脫酸脫鹽裝置的電流密度為5?20A/cm2、除雜后糖化液的進料溫度為20?40°C。
[0011]進一步地，步驟S7中加氫壓力為5?lOMPa、加氫反應(yīng)釜的攪拌速度為100?300rad/mino
[0012]進一步地，步驟S7中所述雷尼鎳催化劑的加入量為蒸發(fā)濃縮后的糖化液干物質(zhì)質(zhì)量的3?8%。
[0013]進一步地，步驟S8中所述活性炭的加入量為山梨醇溶液干物質(zhì)質(zhì)量的I?5%。
[0014]進一步地，步驟SlO中山梨醇的進料干物濃度為25?40%、提純溫度為35?45°C、膜前壓力為2.5?4.0MPa0
[0015]本發(fā)明步驟中利用納濾膜可以透過或截留不同分子量物質(zhì)的原理，將經(jīng)過脫鹽的山梨醇溶液通入裝有截留分子量為200道爾頓的納濾膜的連續(xù)納濾膜提純分離裝置中，使山梨醇溶液中的麥芽糖醇、異麥芽糖醇、糊精、多聚葡萄糖等大分子物質(zhì)被連續(xù)納濾膜截留，而山梨醇等小分子物質(zhì)被透過，同時，需不斷加純化水洗濾，使大部分山梨醇成分透過納濾膜，分別收集透過液和透析液，其中透過液中山梨醇的純度為99?99.8%，干物濃度為18?35%，透光率達到99%以上；透析液中山梨醇的純度為73?80%，干物濃度為35?40%，透光率達到95%以上。
[0016]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(I)本發(fā)明省去了傳統(tǒng)工藝中的以淀粉為原料生產(chǎn)結(jié)晶山梨醇過程中的葡萄糖結(jié)晶和化糖過程，提高了產(chǎn)品的收率，簡化了生產(chǎn)工序，提升了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)熱能消耗。
[0017](2)本發(fā)明采用連續(xù)納濾膜洗濾分離提純技術(shù)去除山梨醇溶液中的麥芽糖醇、異麥芽糖醇、糊精、多聚葡萄糖等大分子成分，使山梨醇的純度達到99?99.8%，方法簡單，效果好，提升了產(chǎn)品品質(zhì)。
[0018](3)本發(fā)明制備結(jié)晶山梨醇產(chǎn)品的同時，得到日化級山梨醇副產(chǎn)品，解決了傳統(tǒng)工藝中廢液無法利用的問題，提高了原料的利用率，提升了產(chǎn)品的附加值，具有較好的經(jīng)濟效益。
[0019](4)本發(fā)明采用連續(xù)離子膜脫酸脫鹽技術(shù)替代傳統(tǒng)的離子交換樹脂交換吸附工藝去除葡萄糖溶液、山梨醇溶液中的鹽分、灰分等雜質(zhì)，降低溶液的電導(dǎo)率，精制凈化糖、醇液，無酸堿再生廢水的產(chǎn)生，也不消耗酸、堿，也不污染環(huán)境，具有較好的節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保效果。
[0020](5)本發(fā)明采用連續(xù)超濾膜除雜技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板框、轉(zhuǎn)鼓過濾機去除淀粉糖化液中的蛋白、膠質(zhì)和色素等雜質(zhì)，去除效果好，超濾液的透光率可達到80%以上，同時，取消了傳統(tǒng)工藝中的一次活性炭脫色工序，降低了消耗成本，避免了固廢的