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糊精葡萄糖生产线

以各种精制淀粉,比如玉米淀粉、小麦淀粉或者木薯淀粉等为原料,可以通过酸水解法或者酶水解法生产麦芽糊精或者葡萄糖。

酸水解法容易产生一些有色物质或者不可发酵性糖,对后道到带来不利影响,所以实践中已经停止使用。我公司提供的生产工艺为酶水解生产工艺。

理论上把DE值低于20%,也就是还原糖比例低于20%的产品称为麦芽糊精。但日常使用中,区分并不明显。

一、概述:

以各种精制淀粉,比如玉米淀粉、小麦淀粉或者木薯淀粉等为原料,可以通过酸水解法或者酶水解法生产麦芽糊精或者葡萄糖。

酸水解法容易产生一些有色物质或者不可发酵性糖,对后道到带来不利影响,所以实践中已经停止使用。我公司提供的生产工艺为酶水解生产工艺。

理论上把DE值低于20%,也就是还原糖比例低于20%的产品称为麦芽糊精。但日常使用中,区分并不明显。


二、工艺流程

(一)、液化

糖化使用的葡萄糖淀粉酶属于外酶,水解作用从底物分子的非还原端进行。为了增加糖化酶作用的机会,加快糖化反应速度,必须用a-淀粉酶将大分子的淀粉水解成糊精和低聚糖。但是淀粉颗粒的结晶性结构对酶作用的抵抗力强。例如细菌a-淀粉酶水解淀粉颗粒和水解糊化淀粉的速度比约为1:20000。由于这种原因,不能使淀粉酶直接作用于淀粉,需要先加热淀粉乳使淀粉吸水膨胀、糊化,破坏其结晶结构。


1、糊化与老化

若将淀粉乳加热到一定温度,淀粉颗粒开始膨胀,偏光十字消失。温度继续上升,淀粉颗粒继续膨胀,可达原体积的几倍到几十倍。由于颗粒的膨胀,晶体结构消失,体积膨胀大,互相接触,变成糊状液体,虽停止搅拌,淀粉也再不会沉淀,这种现象称为“糊化”。生成的粘状液体称为淀粉糊,发生此现象的温度称为糊化温度。

淀粉的老化实际上是分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新氢键的过程,也就是一个复结晶过程。


2、液化

液化的工艺有很多,但是喷射液化是目前最为理想的液化方法。从国内各个厂生产条件来看,蒸汽压力≥0.8Mp时,选用高压蒸汽喷射液化工艺;蒸汽压力≤0.5Mp时,选用低压蒸汽喷射液化工艺,喷射液化工艺分为一次加酶工艺与两次加酶工艺。

如果生产的葡萄糖及果葡萄糖浆产品,采用薯类原料当然采用一次加酶工艺。采用玉米小麦淀粉,如果淀粉质量好(含蛋白量低≤0.3%),考虑到一次加酶工艺简单,节约蒸汽,糖液色泽浅,可以采用一次加酶工艺。如果玉米、小麦等淀粉质量差(含蛋白量大于0.6-1.0%),加上此类淀粉易老化,易产生“不溶性淀粉颗粒”,因此原料中蛋白含量高,且原料颗粒大,必须采用两次加酶法,液化才能彻底。


(二)糖化

液化结束时,迅速将料液用酸将pH调至4.2~4.5,同时迅速降温至60℃,然后加入糖化酶,60℃保温糖化,糖化过程中应定期搅拌防止糖化不均匀,糖化后,当用无水酒精检验无糊精存在时,将料液pH调到4.8-5.0,同时将料液加热到80℃,保温20分钟,然后开始过滤,滤液进入贮糖罐,在60℃以上保温待用。


(三)过滤

淀粉糖化后虽然DE值可达98%以上,但淀粉水解时带入了不溶性及可溶性杂质,灰分、脂肪、蛋白质等,同时水解过程又增加了部分杂质,如加酸带入的无机盐,加酶带入的蛋白质,分解过程产生的多糖和低聚糖,副反应产生的5-羟甲基糠醛(5-HMF)以及有色物质等,都需要精制除去,以提高葡萄糖值和成品质量。所以在糖化后,需要进行过滤。

当用无水酒精检验无糊精存在时,糖化结束,然后将pH4.2~4.5调到pH4.8~5.0,并加热至80℃,维持20分钟,开始除渣过滤。过滤方法分板式过滤、真空转鼓过滤、膜过滤,离心机分离等方法。我公司的工艺,一般采用板式过滤。


(四)、脱色

酶法糖化液脱色,一般经中和,pH调为4.8左右,但酶本身为蛋白质,糖液PH又接近蛋白质的等电点,悬浮物较多,多数工厂都先经硅藻土预涂层的鼓式过滤机先行过滤,或加入用过的活性炭用板框过滤机过滤除去蛋白质、脂肪类杂质,再进行脱色,因酶法糖化液色泽浅,一般只需用活性炭脱色二次次,然后经阳、阴离子交换即可,有的不用活性炭脱色,鼓式过滤机滤后直接经树脂交换亦可

我厂的工艺中,脱色过滤以板式过滤为主,为便于自控以及改善操作环境,国外都采用烛式过滤器是由多根滤管或棒组成,如DDS过滤(增稠)器,为一园筒或方形密闭容器,内装微孔滤管,滤管可由金属或聚乙烯制成,一般过滤前糖液从过滤器下部经泵打入,带杂质的滤泥留在滤器内,清净滤液透过滤管从上部压出,滤速减慢时可停止过滤,进行反洗,然后再行过滤。


(五)、离子交换

利用固定在立体网状骨架上功能基所带的可交换离子,改变离子浓度等环境条件,使其与相接近的外围离子进行可逆的反复交换,以达到离子的分离、置换、物质的浓缩、杂质的去除,以及化学反应的催化目的。

因为离子交换树脂的骨架结构固定不变,可逆的交换只是在功能基上进行离子交换,所以可以长期反复使用达数千次,不过树脂也随使用时间的增长而逐渐有降解损耗。离子交换树脂区别于其他药剂的特点,是可以反复多次使用,也即使用寿命很长,这样就可以简化生产流程、缩短生产时间、提高质量和效率、降低成本。

交换以后,由原料的氢型变为钠型的树脂就是已经使用过了,失去了交换能力的树脂。再将树脂放入浓度较大(5%)的盐酸之类的强酸(再生剂)中,此时溶液里的氢离子浓度较大,同样,由于浓度差的影响,容易把树脂上的钠离子交换下来,使树脂重新带上可以进行交换的氢离子,恢复交换能力,又可重新使用,这就是再生的过程。


(六)蒸发浓缩

蒸发过程,可根据工艺及设备情况选择连续蒸发或间歇蒸发,一次蒸发或多次蒸发。典型的糖液蒸发过程有以下几种:在结晶葡萄糖生产中,多数工厂采用二次蒸发,先将稀糖液在三效真空蒸发器中连续蒸至45-50oBx浓糖液,经过浓糖液再次净化后再送入单效真空罐中蒸至结晶所需浓度72-74oBx,在此真空罐中蒸发可连续进料,但出料则分批进行,蒸后浓糖浆体积及浓度达到要求后才粗料;另一种蒸发过程为一次蒸到底,一般适用于酶法糖浆的蒸发,酶法糖化液起始浓度高,大多为35 oBx左右,可以直接将净化后糖化液经过多效蒸发,一次蒸至最终浓度;也有采取连续进、出料蒸发,净化后糖化液连续进入蒸发系统,该系统包括单效或多效,以及多效联单效,并连续抽出蒸发至最终浓度的糖浆,此种蒸发必须有相应的自控仪表,否则很难操作。


(七)结晶


结晶是物体由液相转化为固相并分离出固相的一种方法,也是获得纯净物质的一种最重要方法。结晶葡萄糖生产中结晶是最关键的工序,也是直接关系到产品品质和得率的重要过程。


葡萄糖结晶工艺流程较为复杂,主要涉及产品的品质和收率,现分别叙述如下。


1、一次结晶流程

该流程为淀粉乳液化、糖化、净化、浓缩后直接结晶,母液不再循环利用而直接外排,此流程工艺及设备简单,成品质量较好,但收率较低,一般仅50%左右,适合于母液有其他应用的单位,如母液直接用于发酵车间作其他产品。


2、二次结晶流程

该流程一产品母液经脱色或离交处理后大部分回入一次结晶系统,经结晶、分离制得的湿糖一般只能作二次结晶的料糖或工业用糖,因母液回用过多,结晶纯度低,结晶糖的质量较差,但从整个系统来看,最终产品是二次结晶,质量较好,且药母大部分在药用糖系统回用,少部分回入一产品系统,总收率较高,是药用糖生产的重要流程


3、无水葡萄糖生产流程

该流程系二次结晶制无水葡萄糖,产品质量较高,药用母液可制一水葡萄糖,部分药用母液也可回入湿糖溶解部分,一水葡萄糖母液系部分在一水葡萄糖系统回用,部分可排入一产品系统,一产品母液回用一部分,多余的外排。


(八)分离和干燥

1、分离

葡萄糖结晶后的糖膏中包括结晶粒和未结晶的液体(通称为母液或绿蜜mother liquor或greens),需要通过离心分离的方法将葡萄糖结晶粒与母液分开,其分离设备为离心机,糖膏加入后随机旋转,借离心力的作用将母液甩出,晶体则留于篮框内而卸出。


2、干燥

葡萄糖干燥设备有滚筒干燥机、气流干燥机、流化床干燥机等,也有采用喷雾干燥机直接将高浓度的糖液进行干燥。滚筒干燥机,一般为回旋式转筒,带蒸汽夹套加热,筒内有抄版,机体有一定斜度,葡萄糖由一端加入,在筒内缓慢流动,约5r/min,如1000×5000mm的滚筒干燥机,其生产能力可达10t/d左右;气流干燥机,为普遍采用的一种葡萄糖干燥设备,由空气加热器、鼓风机、气流管、旋风分离器等组成,分离后葡萄糖在进入气流干燥机前需进行粉碎,由加热后热风带入,热风入口温度一般70~75℃,出口温度30~35℃,气流速度约20m/s,若气流管直径为400mm、长18m,风量8000m3/h,风压4900Pa(500mmH2O),生产能力约为10t/h;沸腾床干燥机,为另一种型式的气流干燥设备,热空气经风机由沸腾床下部多个小孔喷出,使孔板上部的葡萄糖成流化态移动,吸水后空气由旋流器回收粉尘后排走,从而达到干燥的目的。为了保证产品质量,也有在干燥机后增加冷风装置,使干燥后葡萄糖温度降低,达到室温,包装后才不致结块,但要注意冷风也必需是干燥的,不会引起干后糖返潮。干燥设备为葡萄糖生产的“精、烘、包”主要岗位,故设备材质应采用不锈钢,进入空气也应净化,不得带入杂质。


(九)麦芽糊精生产

麦芽糊精可以分为三大类:

MD100:DE值,%(m/m)≤10

MD150:DE值,%(m/m)≤15

MD200:DE值,%(m/m)≤20


(MD为麦芽糊精的英文缩写)。

感官上主要有三大要求:

外观 白色或微带浅黄色阴影的无定形粉末,无肉眼可见杂物

气味 具有麦芽糊精固有的特殊气味,无异味

滋味 不甜或微甜,无臭,无异味

麦芽糊精的生产中,一般在浓缩后,进行喷雾干燥。我公司在消化、吸收国内外压力式喷雾干燥塔的基础上,开发出一系列产品收率高,能耗低的压力喷雾干燥机,具体请参见压力喷雾干燥机部分。

注意:每一套具体的工艺设备,由于原料、当地的条件、当地的法律法规规定、市场和客户要求等不尽相同,所以每一套设备的具体配置和工艺参数一般都不一样。请在我们设计时,提供尽可能详细的资料,以便我们设计制造出合适的设备。

图片:

一、蒸发器1,请把后面围墙上面的蓝色改一下,或者消除

二、请把液化器背景删除

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