CN102351915A - 木糖糖蜜中提取木糖的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从木糖糖蜜中提取木糖的方法，涉及木糖生产技术领域。本发明是以木糖糖蜜为原料，经过净化过滤、蒸浓、结晶、固液分离、重结晶、离心、烘干工序得到木糖晶体。本发明的从木糖糖蜜中提取木糖的方法，应用了分子组合原理、冷媒技术、结晶学；提高木糖收率15%，大大降低了木糖生产成本，生产成本约为现有木糖生产成本的1/4～1/3，提高了木糖产能。本发明是一种能耗低、投资小、运行成本低、技术经济性好、采用的装置选型合理和占地面积小等优势；具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。

Description

木糖糖蜜中提取木糖的方法
技术领域
本发明涉及木糖生产技术领域，特别涉及一种木糖糖蜜中提取木糖的方法。
背景技术
木糖主要用于深加工木糖醇和食品填料、饮料添加剂、色素及香精制作，在牙膏、制药工业和油漆行业也有广泛用途。随着人们生活水平的提高和人们健康意识的加强，木糖产品在我国具有广阔的开发和应用前景。目前国内木糖产量供不应求，具有良好的发展态势。其中木糖醇是目前国际上公认的功能食品添加剂之一，其功能性、安全性和适口性已被美、日、欧等发达国家的食品安全机构所确认。1987年在荷兰召开的国际食品添加剂合议上，木糖醇正式被列为Ａ级（安全级）食品添加剂。木糖醇制成的功能性食品，以安全性高、味道好、稳定性高、水溶性好等特点越来越受消费者欢迎。我国有1.7亿糖尿病患者的消费群体，也是世界上最大的木糖、木糖醇生产国和出口国，目前国内木糖生产企业约30多家，年产量约12万吨。木糖醇不经人的胰岛素直接转化为人体热量，是糖尿病人的理想营养剂和辅助治疗剂；木糖醇还可作为缓泻药物，对老年人的便秘有疗效。在现有的木糖生产工艺中，木糖结晶后的糖蜜为副产品，每生产一吨木糖付产1～0.8吨木糖糖蜜，这部分糖蜜是由木糖结晶后留下的颜色深的粘稠的液体，里面含有木糖、葡萄糖、L-阿拉伯糖、半乳糖和微量杂质。其中木糖：葡萄糖：阿拉伯糖的比例一般为5：2：1 ，其他杂质及杂糖的含量在6%以下，木糖糖蜜不同生产厂家以及不同批号的含总糖量不同，一般总糖在70%~80%之间，木糖占总糖的60%左右；糖蜜中的木糖、葡萄糖、L-阿拉伯糖、半乳糖的分子量接近而无法采用传统的方法分离出来，因此这些糖蜜都以副产品低价卖给焦糖色素厂生产糖色。国内外关于木糖糖蜜提取晶体木糖的报道和研究有许多种方法，概况地说主要有色谱分离、磁力结晶、改变木糖含量等，但因技术难度大、投资多、收率低、生产周期时间长、经济效益差而不能被工业化应用。木糖的工业化生产在结晶过程中受浓缩、成分、结晶、温度、离心等条件的限制，不具备一次性将木糖全部结晶的条件，一般能达到重量比的53—55%，一个 年产3000吨的木糖厂每年将有2400吨的副产品糖蜜，在分离后的糖蜜中含有55—60%的木糖、15—20%的葡萄糖、7—9%的阿拉伯糖，5%的半乳糖及其他糖，这种糖蜜（高含量的木糖）作为副产品以不足木糖价值的1/10出售用于焦糖色素。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能耗低、投资小、运行成本低、技术经济性好、采用的装置选型合理的从木糖糖蜜中提取木糖的方法。
本发明的技术问题采用下述技术方案解决：
一种从木糖糖蜜中提取木糖的方法，其工艺为：
a净化过滤：将折光为60～70%、透光≥30%的木糖糖蜜升温至60℃，加入木糖糖蜜重量5%的活性炭，搅拌1小时，过滤；
b蒸浓：将a净化过滤的糖蜜打入反应釜中，在真空状态、65℃条件下反应2小时，制得折光为78～82%的糖蜜；
c结晶：将78～82%的糖蜜放入结晶机中，加入糖蜜重量0.5～1%、纯度为98.5%的200目晶体木糖搅拌；然后降温，温度降至30～35℃时移到冷媒养晶槽内进行静置养晶，冷媒槽内温度控制在-5～-7℃，养晶时间72～90小时，形成结晶的糖膏；
d固液分离：将从冷媒养晶槽中放出的结晶的糖膏搅拌，自然升温至3～5℃醒冰，醒冰时间为10～15分钟，再经高分离因数离心机进行固、液（水）分离，用乙醇淋洗得到木糖初品；
e重结晶：在带搅拌的反应釜中将木糖初品、纯净水按1:1进行溶解，在真空条件下升温至75℃蒸浓，蒸浓后折光变为88～92%，然后放入结晶机中结晶降温，结晶时间为 50小时，结晶降温速度控制在0.5～1oC/h；
f离心: 离心温度控制在25～30oC，离心机分离因数为900,得到木糖；
g烘干：烘干温度为65～700C，烘干时间为 3～5分钟，得到成品木糖。
所述的步骤c中结晶机的搅拌转速为1～3rpm，降温速度控制在0.5～1℃/H。
所述的步骤d中淋洗所用乙醇的纯度为95%。
本发明是以木糖糖蜜为原料，经过净化过滤、蒸浓、结晶、固液分离、重结晶、烘干工序得到木糖晶体。本发明从木糖糖蜜中提取木糖的方法，应用了分子组合原理、冷媒技术、结晶学；可以提高木糖收率15%，大大降低了木糖生产成本，生产成本约为现有木糖生产成本的1/4～1/3，提高了木糖的产能。具有能耗低、投资小、运行成本低、技术经济性好、采用的装置选型合理和占地面积小等优势；具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。
具体实施方式
实施例1
本发明从木糖糖蜜中提取木糖的方法的具体实施如下：
(1)净化过滤处理：将300公斤折光70%、透光30%的木糖糖蜜升温至60℃，加入脱糖色活性炭木15公斤，搅拌1小时，然后经过5微米的精密过滤器，除去活性炭、机械杂质以提升透光至70%，制得净化后的糖蜜285公斤。
(2)蒸浓处理：将净化后折光为70%的糖蜜285公斤打入带搅拌及夹套的反应釜中，在真空状态、65℃条件下反应2小时蒸浓，制得243公斤透光为82%的糖蜜。
(3)结晶处理：将243公斤透光为82%的糖蜜放入带搅拌的卧式结晶机中，加入12公斤纯度为98.5% 、细度为200目的细晶体木糖作为晶种，搅拌诱发晶体的形成，控制搅拌转速为1rpm；降温，控制降温速度为0.5℃/H，温度降至30℃时移到冷媒养晶槽内进行静置养晶,冷媒槽内温度控制在-5℃，养晶时间控制在72小时，形成结晶的糖膏，经结晶机底部放料口放出。
(4)固液分离处理：从冷媒养晶槽中放出的255公斤糖膏需用搅拌机搅拌自然升温至3℃醒冰10分钟，然后经离因数为900的离心机进行固、液（水）分离，用95%乙醇淋洗得到木糖初品，得初木糖60公斤，其纯度为96%木糖晶体，淋洗液乙醇回收可重复使用。
(5)重结晶处理：将60公斤木糖晶体通入带搅拌夹套的反应釜，加入60公斤纯净水进行溶解，在真空条件下升温75℃，蒸浓后得68.5公斤折光为88%糖膏，放入卧式结晶机中结晶降温，结晶时间为50小时，结晶降温速度控制在0.5 oC/H。
（6）离心处理：用分离因数为900的离心机离心，离心温度控制在30oC，得精木糖51公斤，纯度可达99.3%（液相色谱分析）。
（7）烘干处理：烘干采用流化床设备，干空气温度控制在650C，时间为3分钟，可得水份小于0.3%的成品木糖50.5公斤。扣除添加晶种重量，得成品38.5公斤，收率为12.83%。
实施例2
 （1）净化过滤处理：将300公斤折光60%、透光35%的木糖糖蜜升温至60℃，加入脱糖色活性炭15公斤，搅拌1小时，然后经过10微米的精密过滤器，除去活性炭、机械杂质以提升透光至60%，得净化液285公斤。
（2）蒸浓处理：将285公斤折光为60%的糖蜜打入带搅拌及夹套的反应釜中，在真空状态、65℃条件下反应2小时蒸浓，制得219公斤透光为78%的糖蜜。
（3）结晶处理：将219公斤透光为78%的糖蜜放入带搅拌的卧式结晶机中，加入12公斤纯度为98.5% 细度200目的细晶体木糖，作为晶种，搅拌诱发晶体的形成，控制搅拌转速为3rpm；降温，控制降温速度为1℃/H，温度降至35℃时移到冷媒养晶槽内进行静置养晶,冷媒槽内温度控制在-7℃，养晶时间控制在90小时，形成结晶的糖膏，经结晶机底部放料口放出。
（4）固液分离处理：从冷媒养晶槽中放出的231公斤糖膏需用搅拌机搅拌自然升温至5℃醒冰15分钟，然后经高分离因数离心机进行固、液（水）分离，用95%乙醇淋洗得到木糖初品，得初木糖60公斤，其纯度为96%木糖晶体，淋洗液乙醇回收可重复使用。
（5）重结晶处理：将60公斤木糖晶体通入带搅拌夹套的反应釜，加入6 0千克纯净水进行溶解，在真空条件下升温75℃，蒸浓后得65公斤折光为92%，放入卧式结晶机中结晶降温，结晶时间为50小时，结晶降温速度控制在1 oC/H。
（6）离心处理：用分离因数为900的离心机离心，离心温度控制在30oC，，得精木糖54公斤，纯度可达99.3%（液相色谱分析）。
（7）烘干处理：烘干采用流化床设备，干空气温度控制在700C，时间为5分钟，可得水份小于0.3%的成品木糖53.5公斤。扣除添加晶种重量，得成品41.5公斤，收率为13.83%。

Claims (3)

1.一种从木糖糖蜜中提取木糖的方法，其工艺为：
a净化过滤：将折光为60～70%、透光≥30%的木糖糖蜜升温至60℃，加入木糖糖蜜重量5%的活性炭，搅拌1小时，过滤；
b蒸浓：将a净化过滤的糖蜜打入反应釜中，在真空状态、65℃条件下反应2小时，制得折光为78～82%的糖蜜；
c结晶：将78～82%的糖蜜放入结晶机中，加入糖蜜重量0.5～1%、纯度为98.5%的200目晶体木糖搅拌；然后降温，温度降至30～35℃时移到冷媒养晶槽内进行静置养晶，冷媒槽内温度控制在-5～-7℃，养晶时间72～90小时，形成结晶的糖膏；
d固液分离：将从冷媒养晶槽中放出的结晶的糖膏搅拌，自然升温至3～5℃醒冰，醒冰时间为10～15分钟，再经高分离因数离心机进行固、液（水）分离，用乙醇淋洗得到木糖初品；
e重结晶：在带搅拌的反应釜中将木糖初品、纯净水按1:1进行溶解，在真空条件下升温至75℃蒸浓，蒸浓后折光变为88～92%，然后放入结晶机中结晶降温，结晶时间为 50小时，结晶降温速度控制在0.5～1oC/h；
f离心: 离心温度控制在25～30oC，离心机分离因数为900,得到木糖；
g烘干：烘干温度为65～700C，烘干时间为 3～5分钟，得到成品木糖。
2.根据权利要求1所述的木糖糖蜜中提取木糖的方法，其特征在于所述的步骤c中结晶机的搅拌转速为1～3rpm，降温速度控制在0.5～1℃/H。
3.根据权利要求1所述的木糖糖蜜中提取木糖的方法，其特征在于所述的步骤d中淋洗所用乙醇的纯度为95%。
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