糊精(葡萄糖)生產(chǎn)線

一、概述：

　　以各種精制淀粉，比如玉米淀粉、小麥淀粉或者木薯淀粉等為原料，可以通過酸水解法或者酶水解法生產(chǎn)麥芽糊精或者葡萄糖。

　　酸水解法容易產(chǎn)生一些有色物質(zhì)或者不可發(fā)酵性糖，對(duì)后道到帶來不利影響，所以實(shí)踐中已經(jīng)停止使用。我公司提供的生產(chǎn)工藝為酶水解生產(chǎn)工藝。

　　理論上把DE值低于20%，也就是還原糖比例低于20%的產(chǎn)品稱為麥芽糊精。但日常使用中，區(qū)分并不明顯。

二、工藝流程：

（一）、液化

　　糖化使用的葡萄糖淀粉酶屬于外酶，水解作用從底物分子的非還原端進(jìn)行。為了增加糖化酶作用的機(jī)會(huì)，加快糖化反應(yīng)速度，必須用a－淀粉酶將大分子的淀粉水解成糊精和低聚糖。但是淀粉顆粒的結(jié)晶性結(jié)構(gòu)對(duì)酶作用的抵抗力強(qiáng)。例如細(xì)菌a－淀粉酶水解淀粉顆粒和水解糊化淀粉的速度比約為1：20000。由于這種原因，不能使淀粉酶直接作用于淀粉，需要先加熱淀粉乳使淀粉吸水膨脹、糊化，破壞其結(jié)晶結(jié)構(gòu)。

1、糊化與老化

　　若將淀粉乳加熱到一定溫度，淀粉顆粒開始膨脹，偏光十字消失。溫度繼續(xù)上升，淀粉顆粒繼續(xù)膨脹，可達(dá)原體積的幾倍到幾十倍。由于顆粒的膨脹，晶體結(jié)構(gòu)消失，體積膨脹大，互相接觸，變成糊狀液體，雖停止攪拌，淀粉也再不會(huì)沉淀，這種現(xiàn)象稱為“糊化”。生成的粘狀液體稱為淀粉糊，發(fā)生此現(xiàn)象的溫度稱為糊化溫度。

　　淀粉的老化實(shí)際上是分子間氫鍵已斷裂的糊化淀粉又重新排列形成新氫鍵的過程，也就是一個(gè)復(fù)結(jié)晶過程。

2、液化

　　液化的工藝有很多，但是噴射液化是目前最為理想的液化方法。從國內(nèi)各個(gè)廠生產(chǎn)條件來看，蒸汽壓力≥0.8Mp時(shí)，選用高壓蒸汽噴射液化工藝；蒸汽壓力≤0.5Mp時(shí)，選用低壓蒸汽噴射液化工藝，噴射液化工藝分為一次加酶工藝與兩次加酶工藝。

　　如果生產(chǎn)的葡萄糖及果葡萄糖漿產(chǎn)品，采用薯類原料當(dāng)然采用一次加酶工藝。采用玉米小麥淀粉，如果淀粉質(zhì)量好（含蛋白量低≤0.3％），考慮到一次加酶工藝簡(jiǎn)單，節(jié)約蒸汽，糖液色澤淺，可以采用一次加酶工藝。如果玉米、小麥等淀粉質(zhì)量差（含蛋白量大于0.6－1.0％），加上此類淀粉易老化，易產(chǎn)生“不溶性淀粉顆?！保虼嗽现械鞍缀扛?，且原料顆粒大，必須采用兩次加酶法，液化才能徹底。

（二）糖化

　　液化結(jié)束時(shí)，迅速將料液用酸將pH調(diào)至4.2～4.5，同時(shí)迅速降溫至60℃，然后加入糖化酶，60℃保溫糖化，糖化過程中應(yīng)定期攪拌防止糖化不均勻，糖化后，當(dāng)用無水酒精檢驗(yàn)無糊精存在時(shí)，將料液pH調(diào)到4.8-5.0，同時(shí)將料液加熱到80℃，保溫20分鐘，然后開始過濾，濾液進(jìn)入貯糖罐，在60℃以上保溫待用。

（三）過濾

　　淀粉糖化后雖然DE值可達(dá)98％以上，但淀粉水解時(shí)帶入了不溶性及可溶性雜質(zhì)，灰分、脂肪、蛋白質(zhì)等，同時(shí)水解過程又增加了部分雜質(zhì)，如加酸帶入的無機(jī)鹽，加酶帶入的蛋白質(zhì)，分解過程產(chǎn)生的多糖和低聚糖，副反應(yīng)產(chǎn)生的5-羥甲基糠醛（5-HMF）以及有色物質(zhì)等，都需要精制除去，以提高葡萄糖值和成品質(zhì)量。所以在糖化后，需要進(jìn)行過濾。

　　當(dāng)用無水酒精檢驗(yàn)無糊精存在時(shí)，糖化結(jié)束，然后將pH4.2～4.5調(diào)到pH4.8～5.0，并加熱至80℃，維持20分鐘，開始除渣過濾。過濾方法分板式過濾、真空轉(zhuǎn)鼓過濾、膜過濾，離心機(jī)分離等方法。我公司的工藝，一般采用板式過濾。

（四）、脫色

　　酶法糖化液脫色，一般經(jīng)中和，pH調(diào)為4.8左右，但酶本身為蛋白質(zhì)，糖液PH又接近蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，懸浮物較多，多數(shù)工廠都先經(jīng)硅藻土預(yù)涂層的鼓式過濾機(jī)先行過濾，或加入用過的活性炭用板框過濾機(jī)過濾除去蛋白質(zhì)、脂肪類雜質(zhì)，再進(jìn)行脫色，因酶法糖化液色澤淺，一般只需用活性炭脫色二次次，然后經(jīng)陽、陰離子交換即可，有的不用活性炭脫色，鼓式過濾機(jī)濾后直接經(jīng)樹脂交換亦可

　　我廠的工藝中，脫色過濾以板式過濾為主，為便于自控以及改善操作環(huán)境，國外都采用燭式過濾器是由多根濾管或棒組成，如DDS過濾（增稠）器，為一園筒或方形密閉容器，內(nèi)裝微孔濾管，濾管可由金屬或聚乙烯制成，一般過濾前糖液從過濾器下部經(jīng)泵打入，帶雜質(zhì)的濾泥留在濾器內(nèi)，清凈濾液透過濾管從上部壓出，濾速減慢時(shí)可停止過濾，進(jìn)行反洗，然后再行過濾。

（五）、離子交換

　　利用固定在立體網(wǎng)狀骨架上功能基所帶的可交換離子，改變離子濃度等環(huán)境條件，使其與相接近的外圍離子進(jìn)行可逆的反復(fù)交換，以達(dá)到離子的分離、置換、物質(zhì)的濃縮、雜質(zhì)的去除，以及化學(xué)反應(yīng)的催化目的。

　　因?yàn)殡x子交換樹脂的骨架結(jié)構(gòu)固定不變，可逆的交換只是在功能基上進(jìn)行離子交換，所以可以長期反復(fù)使用達(dá)數(shù)千次，不過樹脂也隨使用時(shí)間的增長而逐漸有降解損耗。離子交換樹脂區(qū)別于其他藥劑的特點(diǎn)，是可以反復(fù)多次使用，也即使用壽命很長，這樣就可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程、縮短生產(chǎn)時(shí)間、提高質(zhì)量和效率、降低成本。

　　交換以后，由原料的氫型變?yōu)殁c型的樹脂就是已經(jīng)使用過了，失去了交換能力的樹脂。再將樹脂放入濃度較大（5％）的鹽酸之類的強(qiáng)酸（再生劑）中，此時(shí)溶液里的氫離子濃度較大，同樣，由于濃度差的影響，容易把樹脂上的鈉離子交換下來，使樹脂重新帶上可以進(jìn)行交換的氫離子，恢復(fù)交換能力，又可重新使用，這就是再生的過程。

（六）蒸發(fā)濃縮

　　蒸發(fā)過程，可根據(jù)工藝及設(shè)備情況選擇連續(xù)蒸發(fā)或間歇蒸發(fā)，一次蒸發(fā)或多次蒸發(fā)。典型的糖液蒸發(fā)過程有以下幾種：在結(jié)晶葡萄糖生產(chǎn)中，多數(shù)工廠采用二次蒸發(fā)，先將稀糖液在三效真空蒸發(fā)器中連續(xù)蒸至45-50oBx濃糖液，經(jīng)過濃糖液再次凈化后再送入單效真空罐中蒸至結(jié)晶所需濃度72-74oBx，在此真空罐中蒸發(fā)可連續(xù)進(jìn)料，但出料則分批進(jìn)行，蒸后濃糖漿體積及濃度達(dá)到要求后才粗料；另一種蒸發(fā)過程為一次蒸到底，一般適用于酶法糖漿的蒸發(fā)，酶法糖化液起始濃度高，大多為35 oBx左右，可以直接將凈化后糖化液經(jīng)過多效蒸發(fā)，一次蒸至最終濃度；也有采取連續(xù)進(jìn)、出料蒸發(fā)，凈化后糖化液連續(xù)進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括單效或多效，以及多效聯(lián)單效，并連續(xù)抽出蒸發(fā)至最終濃度的糖漿，此種蒸發(fā)必須有相應(yīng)的自控儀表，否則很難操作。

（七）結(jié)晶

　　結(jié)晶是物體由液相轉(zhuǎn)化為固相并分離出固相的一種方法，也是獲得純凈物質(zhì)的一種最重要方法。結(jié)晶葡萄糖生產(chǎn)中結(jié)晶是最關(guān)鍵的工序，也是直接關(guān)系到產(chǎn)品品質(zhì)和得率的重要過程。

葡萄糖結(jié)晶工藝流程較為復(fù)雜，主要涉及產(chǎn)品的品質(zhì)和收率，現(xiàn)分別敘述如下。

1、一次結(jié)晶流程

　　該流程為淀粉乳液化、糖化、凈化、濃縮后直接結(jié)晶，母液不再循環(huán)利用而直接外排，此流程工藝及設(shè)備簡(jiǎn)單，成品質(zhì)量較好，但收率較低，一般僅50％左右，適合于母液有其他應(yīng)用的單位，如母液直接用于發(fā)酵車間作其他產(chǎn)品。

2、二次結(jié)晶流程

　　該流程一產(chǎn)品母液經(jīng)脫色或離交處理后大部分回入一次結(jié)晶系統(tǒng)，經(jīng)結(jié)晶、分離制得的濕糖一般只能作二次結(jié)晶的料糖或工業(yè)用糖，因母液回用過多，結(jié)晶純度低，結(jié)晶糖的質(zhì)量較差，但從整個(gè)系統(tǒng)來看，最終產(chǎn)品是二次結(jié)晶，質(zhì)量較好，且藥母大部分在藥用糖系統(tǒng)回用，少部分回入一產(chǎn)品系統(tǒng)，總收率較高，是藥用糖生產(chǎn)的重要流程

3、無水葡萄糖生產(chǎn)流程

　　該流程系二次結(jié)晶制無水葡萄糖，產(chǎn)品質(zhì)量較高，藥用母液可制一水葡萄糖，部分藥用母液也可回入濕糖溶解部分，一水葡萄糖母液系部分在一水葡萄糖系統(tǒng)回用，部分可排入一產(chǎn)品系統(tǒng)，一產(chǎn)品母液回用一部分，多余的外排。

（八）分離和干燥

1、分離

　　葡萄糖結(jié)晶后的糖膏中包括結(jié)晶粒和未結(jié)晶的液體（通稱為母液或綠蜜mother liquor或greens），需要通過離心分離的方法將葡萄糖結(jié)晶粒與母液分開，其分離設(shè)備為離心機(jī)，糖膏加入后隨機(jī)旋轉(zhuǎn)，借離心力的作用將母液甩出，晶體則留于籃框內(nèi)而卸出。

2、干燥

　　葡萄糖干燥設(shè)備有滾筒干燥機(jī)、氣流干燥機(jī)、流化床干燥機(jī)等，也有采用噴霧干燥機(jī)直接將高濃度的糖液進(jìn)行干燥。滾筒干燥機(jī)，一般為回旋式轉(zhuǎn)筒，帶蒸汽夾套加熱，筒內(nèi)有抄版，機(jī)體有一定斜度，葡萄糖由一端加入，在筒內(nèi)緩慢流動(dòng)，約5r/min，如1000×5000mm的滾筒干燥機(jī)，其生產(chǎn)能力可達(dá)10t/d左右；氣流干燥機(jī)，為普遍采用的一種葡萄糖干燥設(shè)備，由空氣加熱器、鼓風(fēng)機(jī)、氣流管、旋風(fēng)分離器等組成，分離后葡萄糖在進(jìn)入氣流干燥機(jī)前需進(jìn)行粉碎，由加熱后熱風(fēng)帶入，熱風(fēng)入口溫度一般70～75℃，出口溫度30～35℃，氣流速度約20m/s，若氣流管直徑為400mm、長18m，風(fēng)量8000m3/h，風(fēng)壓4900Pa（500mmH2O），生產(chǎn)能力約為10t/h；沸騰床干燥機(jī)，為另一種型式的氣流干燥設(shè)備，熱空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)由沸騰床下部多個(gè)小孔噴出，使孔板上部的葡萄糖成流化態(tài)移動(dòng)，吸水后空氣由旋流器回收粉塵后排走，從而達(dá)到干燥的目的。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，也有在干燥機(jī)后增加冷風(fēng)裝置，使干燥后葡萄糖溫度降低，最好達(dá)到室溫，包裝后才不致結(jié)塊，但要注意冷風(fēng)也必需是干燥的，不會(huì)引起干后糖返潮。干燥設(shè)備為葡萄糖生產(chǎn)的“精、烘、包”主要崗位，故設(shè)備材質(zhì)應(yīng)采用不銹鋼，進(jìn)入空氣也應(yīng)凈化，不得帶入雜質(zhì)。

（九）麥芽糊精生產(chǎn)

麥芽糊精可以分為三大類：

MD100：DE值，%（m/m）≤10

MD150：DE值，%（m/m）≤15

MD200：DE值，%（m/m）≤20

（MD為麥芽糊精的英文縮寫）。

感官上主要有三大要求：

外觀白色或微帶淺黃色陰影的無定形粉末，無肉眼可見雜物

氣味具有麥芽糊精固有的特殊氣味，無異味

滋味不甜或微甜，無臭，無異味

　　麥芽糊精的生產(chǎn)中，一般在濃縮后，進(jìn)行噴霧干燥。我公司在消化、吸收國內(nèi)外壓力式噴霧干燥塔的基礎(chǔ)上，開發(fā)出一系列產(chǎn)品收率高，能耗低的壓力噴霧干燥機(jī)，具體請(qǐng)參見壓力噴霧干燥機(jī)部分。

　　注意：每一套具體的工藝設(shè)備，由于原料、當(dāng)?shù)氐臈l件、當(dāng)?shù)氐姆煞ㄒ?guī)規(guī)定、市場(chǎng)和客戶要求等不盡相同，所以每一套設(shè)備的具體配置和工藝參數(shù)一般都不一樣。請(qǐng)?jiān)谖覀冊(cè)O(shè)計(jì)時(shí)，提供盡可能詳細(xì)的資料，以便我們?cè)O(shè)計(jì)制造出合適的設(shè)備。