连续离子交换 膜分离应用-果葡糖浆纯化除多糖 脱色

果葡糖浆是由植物淀粉水解和异构化制成的淀粉糖晶，是一种重要的甜味剂。因为它的组成主要是果糖和葡萄糖；故称为“果葡糖浆”。 果葡糖浆是一种完全可以替代蔗糖的产品，并与蔗糖一样可广泛应用在食品及饮料行业，特别是在饮料行业中的应用，其风味与口感要优于蔗糖。蔗糖价格的上涨，使得果葡糖浆在食品、饮料等工业中的应用尽显优势。果葡糖浆的甜度接近于同浓度的蔗糖，风味有点类似天然果汁，由于果糖的存在，具有清香、爽口的感觉。另一方面果葡糖浆在 40℃以下时具有冷甜特性，甜度随温度的降低而升高。果葡糖浆完全替代蔗糖，其甜度约相当于同浓度蔗糖的 90%，部分替代蔗糖时，由于果糖、葡萄糖与蔗糖甜味的协同增效，总甜度仍与同浓度的蔗糖相同。在食品、饮料等中以果葡糖浆替代蔗糖，不仅技术上可行，而且可凸显果葡糖浆清香、爽口的特性。随着中国 2000 年糖业政策的调整，蔗糖价格开始上涨，果葡糖浆代替蔗糖应用于食品中的性价比优势逐渐显露出来，国内一些大的淀粉糖企业开始果葡糖浆的生产，同时生产果葡糖浆不受地区和季节限制，设备比较简单，投资费用较低，果葡糖浆在中国发展的迎来了一次难得的机遇。

工艺流程:

玉米、红薯淀粉-调浆-糖化-中和-脱色-过滤-阴阳树脂处理-蒸发-异构化-脱色-树脂处理-蒸发-成品。

工艺操作要点：

①调浆：在调粉桶内先加部分水，在搅拌情况下加入红薯淀粉，投料完毕，继续加水使淀粉乳达到规定浓度（40%），然后加入盐酸调节至 ph 值为 1.8；

②糖化：调好的淀粉乳，用耐酸泵送水糖化罐；进料完毕打开蒸汽阀升压力至 2.8 千克/平方厘米左右，保持该压力 3-5 分钟。取样；用 20%碘液检查糖化终点。糖化液遇碘呈酱红色时即可放料中和；

③中和糖化液转入中和桶进行中和，开始搅拌时加入定量废炭作助滤剂，逐步加入 10%碳酸钠溶液中和，当 ph 为 4.6-4.8 时，打开出料阀，用泵将糖液送人过滤机广滤出的清糖液随即冷却至60℃，冷却后糖液进行脱色；

④脱色：清糖液放入脱色桶内，加入定量活性炭随加随拌，脱色搅拌时间不得少于 5 分钟，然后再送至过滤机，滤出清液盛放在贮桶内备用；

⑤阴阳树脂交换：将第一次脱色滤清液送至离子交换滤床进行脱盐提纯及脱色。糖液通过，阳-阴-阳-阴四个树脂滤床后，在贮糖桶内调正 ph 值至 3.8-4.2；

⑥蒸发：树脂交换后，准确调好 ph 值的糖液，利用泵送至蒸发罐，保持真空度在 500 毫米汞柱以上。加热蒸汽压力不得超过 1 千克/平方厘米，当糖液浓度在 42%-50%左右，即可出料；

⑦异构化：将固相异构酶装填于竖立的保温反应柱内，反应温度控制在 65℃，精制的糖液由柱顶进料，流过酶柱，进行异构化反应，再从柱底出料，连续操作，也可由柱底进料，经过酶柱，从柱顶出料。因酶活力处于最佳 ph 值时，能充分发挥催化作用，反应速度快，时间短，糖分分解副反应发生的程度低，所得的异构糖液的颜色浅，容易精制，所以，异构化时糖液的 ph 值大小应由所用的异构酶的型号而决定；

⑧二次脱色：异构化反应后，所得糖液含有色物质，并在贮存期间能产生颜色及灰分等杂质，所以，需二次脱色。将糖液送人脱色桶，加入定量新鲜活性炭，操作与第一次脱色相同；

⑨ 二次树脂交换：经二次脱色的糖液需再进行一次树脂交换，方法同前。最后流出的糖液 ph值较高，可用盐酸调节 ph 值至 4.0-4.5；

⑩蒸发浓缩；精制的糖液经真空蒸发罐浓缩到需要的浓度，即得果葡糖浆。由于葡萄糖易于结晶，为了防止糖浆在贮存期间出现结晶析出，不能让糖液蒸发到过高浓度，一般要求在 70%-75%（干物质浓度）之间；也有些是采用碎米来作为原料，不过以碎米淀粉为原料的加工流程 单纯地以大米为原料来制取淀粉是不经济的。在稻谷加工中产生的碎米通常用作饲料,其经济价值比整粒米低 1 /3～1/2。但经过精选、研磨,可加工成所需要的淀粉,但碎米中的淀粉和蛋白质结合很紧密,用简单的水洗方法是不能将它们分离开来的。由于大米蛋白的营养价值高,并且是一种很好的植物蛋白质,对人 体十分有益,它的氨基酸配比很适合人体保健需要。在用碎米制取淀粉的同时提取大米蛋白是一举两得的好办法。为使结合紧密的大米蛋白质与淀粉分离,采用大米蛋白质溶解的方法,一般用碱液进行处理。

项目工艺流程简图

陶瓷膜应用的作用：淀粉糖化液的 DE 值因产品的不同而不同，酶活温度约 60℃左右，糖化结束后需升温灭酶，温度进一步提高，使得糖化液粘度下降，采用陶瓷膜过滤无须预处理，可以取代传统压滤机对糖化液澄清，所得滤液澄清度高，不仅有效去除由于糖化、液化不彻底所残留的糖泥等，还截留了大部分的大分子物质和部分色素，在色值、浊度和不溶性杂质三项指标上比传统工艺降低 20-60%，简化工艺，提高脱色效率和半成品质量。

纳滤膜应用的作用：在淀粉糖的精制提纯过程中，生产出来的 F42 果葡糖浆（92%以上的单糖含量）中还含有一定含量的二糖及以上多糖，一般采用玉米、红薯为原料的二糖及以上多糖的含量在 2-3%，用米碎为原料的会达到 5-7%，利用纳滤膜分离技术把二糖及以上的多糖进行截留，可以使产品中的单糖含量大于 99%以上。

主设备、主要设计参数、技术指标

1、连续纳滤膜设备

设备作用：去除果葡糖浆中的二糖及以上多糖的含量，是产品中单糖含量大于 99%以上

a) 进料指标

料液：

pH 值：～6

固含量：～20brix

b)设备生产能力参数

设计工作时间：20 小时/天；

膜透析量：～12m3/hr； 澄清糖液

投资估算及运行成本分析

工业化系统参考：

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