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葡萄糖連續(xù)結(jié)晶的新工藝

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本文對葡萄糖連續(xù)結(jié)晶新工藝技術展開探究，提出了葡萄糖連續(xù)結(jié)晶工藝的設計方案，詳細介紹工藝流程（主要包括液化、糖化、滅酶、除渣、脫色、離子交換、降溫結(jié)晶），最后介紹了結(jié)晶葡萄糖的性能。

葡萄糖；連續(xù)結(jié)晶；工藝

葡萄糖在生物學領域具有重要地位，是活細胞的能量來源和新陳代謝中間產(chǎn)物，即生物的主要供能物質(zhì)。植物可通過光合作用產(chǎn)生葡萄糖。在糖果制造業(yè)和醫(yī)藥領域有著廣泛應用。結(jié)晶葡萄糖是結(jié)晶狀態(tài)下存在的葡萄糖總稱，相對液體葡萄糖、固體糖分而言。按照用途，分為工業(yè)級、口服級、注射級三種。按照分子結(jié)構(gòu)，分為一水α-D、無水α-D、無水β-D六環(huán)葡萄糖。

1 葡萄糖連續(xù)結(jié)晶新工藝設計

1.1 設計依據(jù)

日產(chǎn)100 t口服結(jié)晶葡萄糖含水量≤9%，結(jié)晶口服葡萄糖收率≥98%。淀粉含量≥86%，噴射液化速度為30 m3/h。年工作日300 d，日工作時間20 h，結(jié)晶周期為56 h，結(jié)晶罐110 m3/只，每年生產(chǎn)8 000 t口服葡萄糖。材料選精制玉米淀粉，采用液化酶、復合糖化酶作為發(fā)酵酶。采用高壓噴射液化技術系統(tǒng)。

1.2 工藝流程概述

工藝流程主要為：淀粉調(diào)漿→液化→糖化→除渣過濾→離子交換→濃縮→結(jié)晶→分離→氣流干燥。首先將配料罐中粉漿調(diào)到Be17，利用碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH到5.0～7.0，檢測合格加入耐高溫α淀粉酶，攪拌均勻由泵打入噴射液化器，保溫120 min，溫度控制在95 ℃左右。再進行二次噴射，料液與蒸汽結(jié)合，溫度上升到120～140℃，在高溫中持續(xù)3 min，徹底殺除耐高溫α淀粉酶，利用高溫壓差分散。真空冷卻系統(tǒng)冷卻降溫，pH值調(diào)至4.2，加入糖化酶，保溫糖化48 h，糖化終點后升溫到80 ℃，滅酶。再將pH調(diào)到5.0，加入活性炭過濾脫色，控制時間為30 min，過濾后的糖液進入離子交換，去除糖液中灰分、蛋白質(zhì)、有機酸、色素，蒸發(fā)濃縮至70%，換熱（48℃）進入結(jié)晶器進行降溫結(jié)晶，根據(jù)各層溫度控制點控制降溫，確保糖液不斷飽和。葡萄糖分子在晶核上析出，結(jié)晶完全后達到平衡，經(jīng)檢測母液濃度達到要求后放料。

2 葡萄糖連續(xù)結(jié)晶新工藝介紹

①液化：用純水在調(diào)漿罐中，將料液波美調(diào)到17°±0.2 Be，加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH，將調(diào)好的淀粉乳打到料罐內(nèi)，做好液化準備。將淀粉乳泵入噴射器，在噴射器蒸汽作用下迅速液化，之后閃蒸到95 ℃，經(jīng)過層流罐連續(xù)液化，控制DE在13%～17%。②糖化：降溫與pH調(diào)節(jié)之后用食用鹽酸調(diào)節(jié)到4.1，控制糖化溫度在60 ℃左右，將復合型糖化酶加入液化液中，加量為0.40 kg/T·Ds。用料泵將液化液泵入200 m3糖化罐。糖化時間為60 h。糖化液DX值為95%～96%，液相色譜檢測糖液中DX值≥95%。③滅酶：糖化終點之后，及時滅酶處理，避免葡萄糖復合生成龍膽二糖等雜糖，降低糖化液DX值，影響結(jié)晶葡萄糖收率。將糖化液加熱到70～75 ℃達到滅酶目的。④除渣：對于糖液中一些不溶性雜質(zhì)，應當利用過濾機分離，包括蛋白、脂肪、纖維等物質(zhì)，得到潔凈物料。⑤脫色：脫色的主要目的是為了利用活性炭的吸附能力降低料液色度與蛋白質(zhì)、無機鹽含量。經(jīng)過濾的糖化液，在脫色罐中加入2.5‰活性炭，控制溫度80 ℃，均勻攪拌，停留30 min，再送入過濾機將活性炭與糖液分離，澄清后送入離子交換。⑥蒸發(fā)：精制后的糖化液，色相＜1#，干物30%左右，在蒸發(fā)器中一效溫度100～110 ℃，真空度＜-0.086 MPa。采用蒸汽與液化閃蒸廢汽加熱，蒸發(fā)后糖液干物為70%左右。⑦降溫結(jié)晶：蒸發(fā)后液糖由泵打入結(jié)晶器中，容積為110 m3。與管線回流的糖膏液混合之后，進入結(jié)晶器進行降溫，混合溫度為45℃。物料在向下位移的過程中完成結(jié)晶過程，當物料位移到罐的底部即達到出料標準（底部出料溫度24 ℃）。⑧分離：進行分離處理時，首先洗滌，將母液洗滌5 min，沖洗4次，洗滌糖液控制在20 s左右，脫水處理5 min?？刂票盟畨毫?.0 kg/cm2。糖液水分控制在14%以內(nèi)。要求分離機內(nèi)壁粘糖在5 mm以內(nèi)，洗滌水內(nèi)毒素在0.2 eu以內(nèi)。分離之后的洗液與母液，主要用于之前工序的配料[1]。

3 結(jié)晶葡萄糖性能

①甜度：葡萄糖濃度決定其溶液的甜度，表現(xiàn)為濃度越高，則甜度越高。葡萄糖濃度與甜度關系程度大于蔗糖，微觀層面甜度與分子結(jié)構(gòu)、分子量、存在狀態(tài)等相關。在濃度較低的情況下，蔗糖甜度大于葡萄糖。②發(fā)酵性：各種微生物都有相對應的不同酶系，大多數(shù)細菌都可以將糖類作為碳源，在分解糖類物質(zhì)的特性表現(xiàn)上有所不同。酵母發(fā)酵葡萄糖，發(fā)酵過程中含量與轉(zhuǎn)化量相關，通常以葡萄糖用來發(fā)酵生產(chǎn)食品。③溶解度：葡萄糖在常溫狀態(tài)下的溶解度相對較低，濃度在50%左右，如果濃度偏高，則葡萄糖析出結(jié)晶，且滲透壓較低，無法抑制微生物的生長。

4 結(jié)晶葡萄糖在食品中的應用

食品烘烤業(yè)需要大量結(jié)晶葡萄糖用來生產(chǎn)點心、甜食，比如面包、餅干等。葡萄糖可以用來充當減肥食品的膨脹劑，滿足低熱量膨脹。同時，葡萄糖也被應用于糖果類食品生產(chǎn)，比如泡泡糖、口香糖等，用作涂層，提高食品甜度與色澤，同時也可以提高硬度。

5 結(jié)語

本文通過對結(jié)晶技術的應用，提出葡萄糖連續(xù)結(jié)晶新工藝，對各項工藝的優(yōu)化設計，旨在提高葡萄糖結(jié)晶效率與質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益。

[1]權(quán)伍榮,張健,李森.結(jié)晶葡萄糖的生產(chǎn)工藝、用途及其發(fā)展前景[J].延邊大學農(nóng)學學報,2004(4):313-318.