CN102965284B - 一种麦芽糊精和低聚异麦芽糖两用生产工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种麦芽糊精和低聚异麦芽糖两用生产工艺及设备，实现了麦芽糊精生产线单一生产线向多元化转变，一条麦芽糊精生产线能够生产麦芽糊精和低聚异麦芽糖两种产品，降低了设备的投资，增加设备的灵活性和抗风险的能力。降低固定资产投入减少25%。设备开工率由原来70%提高到98%。使糊精产品和低聚异麦芽糖产品的松密度由原来480g/l提高到580g/l，满足不同客户需要。

Description

一种麦芽糊精和低聚异麦芽糖两用生产工艺及设备

技术领域

本发明公开一种麦芽糊精和低聚异麦芽糖两用生产工艺及设备，属于玉米深加工技术领域。

背景技术

目前麦芽糊精和低聚异麦芽糖的生产线都是以玉米淀粉为原料，通过双酶液化法以及糖化制备麦芽糊精、低聚异麦芽糖等多种不同糖组分产品，生产线也都是独立的生产线，其产品的生产工艺流程为：

糊精产品：

淀粉调浆一喷射液化一糖化暂存一过滤一脱色一离子交换一 真空浓缩一喷雾干燥一成品包装。

低聚异麦芽糖的生产大致有以下两种途径：

1、利用糖化酶(glucoamylase)的逆合作用，在高浓度的葡萄糖溶液中将之逆合生成异麦芽糖、麦芽糖等低聚糖，但该方法生产的IMO有产率低、产物复杂、生产周期长等缺点而难以工业化大量推广；

2、以淀粉制得的高浓度葡萄糖浆为底物，通过a-葡萄糖转昔酶糖化转苷，在进行发酵分离制得，目前主要采用此法。

其工艺如下：

淀粉调浆一喷射液化一糖化转苷（加入真菌酶和转苷酶）一发酵分离一过滤一脱色一离子交换一 真空浓缩一喷雾干燥一成品包装。

由于以玉米淀粉为原料生产功能糖的生产线，大都采用一条生产线只能生产一种糖。而市场要求是千变万化的，一条生产线只产一种糖的生产模式，不能够适应市场变化的要求，目前两种产品都是独立的生产线 ，设备投资大，而且受麦芽糊精和低聚异麦芽糖的市场影响，两种产品的设备开工率不足，设备使用效率低，运行不灵活。如降低生产规模其运行成本又高，效益低。

发明内容

本发明公开一种麦芽糊精和低聚异麦芽糖两用生产工艺及设备，其目的是实现了糊精和低聚异麦芽糖同一生产设备，使生产线更加灵活，降低生产成本。

本发明一种麦芽糊精和低聚异麦芽糖两用生产设备，包括以下设备：

第一糖化罐、第二糖化罐、分汽缸、维持柱、第一降温换热器，第二降温换热器、升温换热器、循环冷却水罐、酵母罐、循环降温换热器、喷雾干燥离心机组成，其连接关系如下：

第一糖化罐通过管道与升温换热器连接，分汽缸通过管道与升温换热器连接，物料糖化结束后，通过蒸汽加热升温换热器使达其到90-95℃进行灭菌；升温换热器通过管道与维持柱连接，糖化液进入维持柱内，维持20分钟；维持柱通过管道与第一降温换热器连接，第一降温换热器通过管道与第二降温换热器连接，循环冷却水罐通过管道分别与第一降温换热器和第二降温换热器连接，通过二级降温换热器对糖化液进行降温至30-31℃；第二降温换热器通过管道与糖化罐连接，酵母罐通过管道与糖化罐连接，糖化液进入糖化罐，配置好的酵母打入糖化罐内，物料转入发酵；循环降温换热器通过管道与糖化罐连接，循环冷却水罐通过管道与循环降温换热器连接，当发酵温度升高后，利用循环降温换热器维持罐内温度在30-37℃；糖化罐通过管道与喷雾干燥离心机连接,将发酵好的糖化液最终送入喷雾干燥离心机离心喷雾；糖化罐和升温换热器中间、糖化罐和循环降温换热器中间、酵母罐和糖化罐中间都要配有输送泵，输送物料，输送泵前、泵后都配有阀门，以便调节和控制流量和压力。

所述的酵母罐包括罐体、盘式水热管、搅拌器、搅拌器电机、PH调节管、酵母浓度控制管及温度计；在罐体外部设有盘式水热管，保证罐体温度控制在30~37℃；罐体内有搅拌器，保证酵母罐酵母活化均匀；搅拌器通过皮带与搅拌器电机连接；PH调节水管通过活套法兰与罐体连接，保证酵母活化条件即PH值控制在3~6之间；酵母浓度控制管通过活套法兰与罐体连接，控制酵母浓度；温度计通过空心管焊接在罐体上，检测罐体温度。

所述的喷雾干燥离心机包括离心转盘、转轴、密封盖、进料活接、电机；离心转盘通过轴套与转轴连接，转轴驱动离心转盘高速旋转，转轴通过法兰与密封盖连接，固定转轴并密封物料，进料活接通过管道与离心转盘连接，为离心转盘提供物料，转轴通过皮带与电机连接，电机为转轴提供动力；

离心转盘包括固定轴孔、密封轴盖孔、进料腔孔、物料离心喷嘴，固定轴孔在离心转盘中央，进料腔孔分布在固定轴孔边缘，物料离心喷嘴分布在离心转盘边缘。

本发明提供的一种麦芽糊精生产工艺，包括以下步骤：

淀粉调浆：淀粉浓度调节至16-20Be'（35%左右），PH5.5-6.0 ；

喷射液化：调好浆的淀粉乳第一次加入耐高温α-淀粉酶，α-淀粉酶用酵母罐装，用量0.35-0.38kg/吨绝干淀粉，进行第一次喷射，控制温度在105-110℃, 并直接进入层流罐保温20—30min；

此后进行第二次喷射，控制温度在140-150℃；

第二次加入耐高温α-淀粉酶，用量0.15-0.20kg/吨绝干淀粉，之后进入液化维持柱，维持2.0-2.5小时；

糖化暂存：液化结束后液体糊精，打入第一糖化罐、第二糖化罐中糖化暂存，通过加酸控制产品最终PH在3.0-3.9，以确保产品DE值不在变化，在糖化罐暂存，准备过滤；控制温度在80-90℃；

过滤工序：使用预涂型真空转鼓过滤机，通过吸敷于转鼓表面的硅藻土预涂层作为过滤介质，在真空作用下使糖液通过预涂层进行过滤，从而糖液中的蛋白质、脂肪及其它不溶性杂质则被截留到预涂层表面，除去蛋白质及杂质后的糖化液经泵送入下道工序；

脱色工序：糖液通过通过分汽缸提供蒸汽给升温换热器加热提温，换热器加热75—80℃, 同时加入活性炭吸附色素，以滤布预涂硅藻土作为过滤滤材，通过烛式过滤机和板框过滤机进行两次脱色后，从而得到无色透明的液体；

离子交换工序：脱色之后的糖液通过循环水罐的冷水给第一降温换热器和第二降温换热器降温至小于60℃，通过离子交换柱，将糖液的阴阳离子与离交柱内阴阳树脂所携带的OH-离子和H+离子进行交换，以实现除去糖化液中阴阳离子和有机杂质，通过调节柱，达到调整PH值的目的；

蒸发工序：采用四效降膜蒸发系统，将离子交换之后的糖液由28-33%DS蒸发至50-60%DS，蒸发系统的表面冷凝器来水先经循环降温换热器降温，进而达到更加的冷凝效果，不同品种的产品选择不同蒸发浓度，为喷雾干燥做前期的准备；

喷雾干燥：来自蒸发工序的液体麦芽糊精，经喷雾干燥离心机雾化后与热干燥空气接触，使水由浓料状态被蒸发，被蒸发后的物料经流化床系统、旋风分离器、震动筛，风送系统被送到成品仓，从而得到白色或微带浅黄色阴影的无定形粉末。

本发明提供的一种低聚异麦芽糖生产工艺，包括以下步骤：

淀粉调浆：淀粉浓度调节至15--18Be'（32%左右），PH5.0-5.5；

喷射液化：调好浆的淀粉乳第一次加入耐高温α-淀粉酶，用量0.35-0.38kg/吨绝干淀粉，进行第一次喷射，控制温度在105-110℃, 并直接进入层流罐保温20—30min；

此后进行第二次喷射，控制温度在140-150℃；

第二次加入耐高温α-淀粉酶，用量0.15-0.20kg/吨绝干淀粉，之后进入液化柱，维持2.0-2.5小时；

糖化转苷：将液化之后的糖液，PH值调节至5.0-6.0，温度58-60℃，此后加入酶制剂（包括真菌酶、转苷酶），打入第一糖化罐糖化40小时，控制糖化组分：单糖为23-25；麦芽糖为50-55；

发酵分离：糖化转苷之后，通过升温换热器对物料升温至90-95℃，维持柱4维持20分钟，达到对产品的灭菌，之后通过二级第一降温换热器和第二降温换热器降温至30-32℃，转入另外糖化罐，同时利用酵母罐活化高效酵母，打入糖化罐，使物料转入发酵状态；

酵母消耗量为0.8%KG/吨绝干淀粉；发酵过程中，控制发酵液PH值不低于3，利用循环降温换热器控制发酵温度在30-37℃，发酵时间控制40小时，当组分达到IG2+IG3+P≥45,总糖≥90时，进入下一工序；

过滤工序：使用预涂型真空转鼓过滤机，通过吸敷于转鼓表面的硅藻土预涂层作为过滤介质，在真空作用下使糖液通过预涂层进行过滤，从而糖液中的蛋白质、酵母、脂肪及其它不溶性杂质则被截留到预涂层表面，除去蛋白质、酵母及杂质后的糖化液经泵送入下道工序；

脱色工序：糖液通过换热器加热75—80℃, 同时加入活性炭吸附色素，以滤布预涂硅藻土作为过滤滤材，通过烛式过滤机和板框过滤机进行两次脱色后，从而得到无色透明的液体；

离子交换工序：脱色之后的糖液通过换热器降温至小于60℃，通过离子交换柱，将糖液的阴阳离子与离交柱内阴阳树脂所携带的OH-离子和H+离子进行交换，以实现除去糖化液中阴阳离子和有机杂质，通过调节柱，达到调整PH值的目的；

蒸发工序：采用四效降膜蒸发系统，将离子交换之后的糖液由28-33%DS蒸发至50-60%DS，不同品种的产品选择不同蒸发浓度，为喷雾干燥做前期的准备；

喷雾干燥：来自蒸发工序的液体低聚糖，经喷雾干燥离心机雾化后与热干燥空气接触，使水由浓料状态被蒸发，被蒸发后的物料经流化床系统、旋风分离器、震动筛，风送系统被送到成品仓，从而得到白色或微带浅黄色阴影的无定形粉末，其水分含量≤5﹪。

本发明相对于现有技术具有的优点和进步在于：

实现了麦芽糊精生产线单一生产线向多元化转变，一条麦芽糊精生产线能够生产麦芽糊精和低聚异麦芽糖两种产品，降低了设备的投资，增加设备的灵活性和抗风险的能力。降低固定资产投入减少25%。设备开工率由原来70%提高到98%。使糊精产品和低聚异麦芽糖产品的松密度由原来480g/l提高到580g/l，满足不同客户需要。

附图说明：

图1为麦芽糊精工艺流程图；

图2为低聚异麦芽糖工艺流程图；

图3为本发明设备流程示意图；

图4为本发明酵母罐结构原理图；

图5为本发明喷雾干燥离心机结构原理图

图6为本发明离心转盘正面结构原理图；

图7为本发明离心转盘背面结构原理图；

图中：糖化罐1、糖化罐2、分汽缸3、维持柱4、、降温换热器5，降温换热器6、升温换热器7、循环冷却水罐8、酵母罐9、循环降温换热器10、喷雾干燥离心机11、罐体12、盘式水热管13、搅拌器14、搅拌器电机15、PH调节管16、酵母浓度控制管17、温度计18、离心转盘19、转轴20、密封盖21、进料活接22、电机23、固定轴孔24、密封轴盖孔25、进料腔孔26、物料离心喷嘴27。

具体实施方式

实施例1

根据图3、图4、图5、图6所示，本发明的麦芽糊精和低聚异麦芽糖两用生产设备，由以下设备：糖化罐1、糖化罐2、分汽缸3、维持柱4、、降温换热器5，降温换热器6、升温换热器7、循环冷却水罐8、酵母罐9、循环降温换热器10、喷雾干燥离心机11等组成，其连接关系如下：

糖化罐1通过管道与升温换热器7连接，分汽缸3通过管道与升温换热器7连接，糖化结束后，首先通过蒸汽加热升温换热器7使物料达到90-95℃进行灭菌；升温换热器7通过管道与维持柱4连接，糖化液进入维持柱4内，维持20分钟；维持柱4通过管道与降温换热器5连接，降温换热器5通过管道与降温换热器6连接，循环冷却水罐8通过管道分别与降温换热器5和降温换热器6连接，通过二级降温换热器对糖化液进行降温至30-31℃；降温换热器6通过管道与糖化罐2连接，酵母罐9通过管道与糖化罐2连接，糖化液进入糖化罐2，配置好的酵母打入糖化罐2内，物料转入发酵；循环降温换热器10通过管道与糖化罐2连接，循环冷却水罐8通过管道与循环降温换热器10连接，当发酵温度升高后，利用循环降温换热器10维持罐内温度在30-37℃；糖化罐2通过管道与喷雾干燥离心机11连接,将发酵好的糖化液最终送入喷雾干燥离心机11离心喷雾，糖化罐1和升温换热器7中间；糖化罐2和循环降温换热器10中间；酵母罐9和糖化罐2中间都要配有输送泵，输送物料，输送泵前、泵后都配有阀门，以便调节和控制流量和压力。

参照图4，所述的酵母罐9包括罐体12、盘式水热管13、搅拌器14、搅拌器电机15、PH调节管16、酵母浓度控制管17及温度计18；盘式水热管13通过焊接与罐体12连接，保证罐体温度控制在30—37℃；搅拌器14通过罐体顶盖基座与罐体12连接，保证酵母罐酵母活化均匀；搅拌器14通过皮带与搅拌器电机15连接，为搅拌器提供动力；PH调节水管16通过活套法兰与罐体12连接，保证酵母活化条件即PH值控制在3—6之间；酵母浓度控制管17通过活套法兰与罐体12连接，控制酵母浓度；温度计18通过空心管焊接在罐体12上，检测罐体12温度。

参照图5所示，所述的喷雾干燥离心机11包括离心转盘19、转轴20、密封盖21,、进料活接22、电机23；离心转盘19通过轴套与转轴20连接，转轴20驱动离心转盘19高速旋转，转轴20通过法兰与密封盖21连接，固定转轴20并密封物料，进料活接22通过管道与离心转盘19连接，为离心转盘19提供物料，转轴20通过皮带与电机23连接，电机为转轴20提供动力。

参照图6、图7所示，所述的离心转盘19包括固定轴孔24、密封轴盖孔25、进料腔孔26、物料离心喷嘴27，固定轴孔24在离心转盘19中央，进料腔孔26分布在固定轴孔24边缘，物料离心喷嘴27分布在离心转盘19边缘。

实施例2

麦芽糊精生产工艺如图1所示：

1、  淀粉调浆：淀粉浓度调节至16-20Be'（35%左右），PH5.5-6.0 ；

2、  喷射液化：调好浆的淀粉乳第一次加入耐高温α-淀粉酶，α-淀粉酶用酵母罐9装，用量0.35-0.38kg/吨绝干淀粉，进行第一次喷射，控制温度在105-110℃, 并直接进入层流罐保温20—30min。此后进行第二次喷射，控制温度在140-150℃。第二次加入耐高温α-淀粉酶，用量0.15-0.20kg/吨绝干淀粉，之后进入液化维持柱4，维持2.0-2.5小时.

3、  糖化暂存：液化结束后液体糊精，打入糖化罐1、糖化罐2中糖化暂存，通过加酸控制产品最终PH在3.0-3.9，以确保产品DE值不在变化，在糖化罐暂存，准备过滤；控制温度在80-90℃；

4、  过滤工序：使用预涂型真空转鼓过滤机，通过吸敷于转鼓表面的硅藻土预涂层作为过滤介质，在真空作用下使糖液通过预涂层进行过滤，从而糖液中的蛋白质、脂肪及其它不溶性杂质则被截留到预涂层表面，除去蛋白质及杂质后的糖化液经泵送入下道工序；

5、  脱色工序：糖液通过通过分汽缸3提供蒸汽给升温换热器7加热提温，换热器7加热75—80℃, 同时加入活性炭吸附色素，以滤布预涂硅藻土作为过滤滤材，通过烛式过滤机和板框过滤机进行两次脱色后，从而得到无色透明的液体；

6、  离子交换工序：脱色之后的糖液通过循环水罐8的冷水给降温换热器5和降温换热器6降温至小于60℃，通过离子交换柱，将糖液的阴阳离子与离交柱内阴阳树脂所携带的OH-离子和H+离子进行交换，以实现除去糖化液中阴阳离子和有机杂质，通过调节柱，达到调整PH值的目的；

7、  蒸发工序：采用四效降膜蒸发系统，将离子交换之后的糖液由28-33%DS蒸发至50-60%DS，蒸发系统的表面冷凝器来水先经循环降温换热器10降温，进而达到更加的冷凝效果，不同品种的产品选择不同蒸发浓度，为喷雾干燥做前期的准备；

8、  喷雾干燥：来自蒸发工序的液体麦芽糊精，经喷雾干燥离心机11雾化后与热干燥空气接触，使水由浓料状态被蒸发，被蒸发后的物料经流化床系统、旋风分离器、震动筛，风送系统被送到成品仓，从而得到白色或微带浅黄色阴影的无定形粉末。

实施例3

低聚异麦芽糖生产工艺如图2所示：

1、淀粉调浆：淀粉浓度调节至15--18Be'（32%左右），PH5.0-5.5。

2、喷射液化：调好浆的淀粉乳第一次加入耐高温α-淀粉酶，用量0.35-0.38kg/吨绝干淀粉，进行第一次喷射，控制温度在105-110℃, 并直接进入层流罐保温20—30min。此后进行第二次喷射，控制温度在140-150℃。第二次加入耐高温α-淀粉酶，用量0.15-0.20kg/吨绝干淀粉，之后进入液化柱，维持2.0-2.5小时。

3、糖化转苷：将液化之后的糖液，PH值调节至5.0-6.0，温度58-60℃，此后加入真菌酶、转苷酶，打入糖化罐1糖化40小时，控制糖化组分 单糖  23-25 麦芽糖 50-55，比较理想。

4、发酵分离：转苷之后，利用分气缸3通过升温换热器7对物料升温至90-95℃，维持柱4维持20分钟，达到对产品的灭菌，之后利用循环水塔8的冷却水通过二级降温换热器5和降温换热器6降温至30-32℃，转入另外糖化罐2，同时利用酵母罐9活化高效酵母，打入糖化罐2，使物料转入发酵状态。酵母消耗量为0.8%KG/吨绝干淀粉。发酵过程中，控制发酵液PH值不低于3，利用循环降温换热器10控制发酵温度在30-37℃，发酵时间控制40小时，当组分达到IG2+IG3+P≥45,总糖≥90时，进入下一工序，最终进入喷雾干燥离心机11离心喷雾。

5、过滤工序：使用预涂型真空转鼓过滤机，通过吸敷于转鼓表面的硅藻土预涂层作为过滤介质，在真空作用下使糖液通过预涂层进行过滤，从而糖液中的蛋白质、酵母、脂肪及其它不溶性杂质则被截留到预涂层表面，除去蛋白质、酵母及杂质后的糖化液经泵送入下道工序。

6、脱色工序：糖液通过换热器加热75—80℃, 同时加入活性炭吸附色素，以滤布预涂硅藻土作为过滤滤材，通过烛式过滤机和板框过滤机进行两次脱色后，从而得到无色透明的液体。

7、离子交换工序：脱色之后的糖液通过换热器降温至小于60℃，通过离子交换柱，将糖液的阴阳离子与离交柱内阴阳树脂所携带的OH-离子和H+离子进行交换，以实现除去糖化液中阴阳离子和有机杂质，通过调节柱，达到调整PH值的目的。

8、蒸发工序：采用四效降膜蒸发系统，将离子交换之后的糖液由28-33%DS蒸发至50-60%DS，不同品种的产品选择不同蒸发浓度，为喷雾干燥做前期的准备。

9、喷雾干燥：来自蒸发工序的液体低聚糖，经喷雾干燥离心机11雾化后与热干燥空气接触，使水由浓料状态被蒸发，被蒸发后的物料经流化床系统、旋风分离器、震动筛，风送系统被送到成品仓，从而得到白色或微带浅黄色阴影的无定形粉末，其水分含量≤5﹪。

Claims (3)

1. 一种麦芽糊精和低聚异麦芽糖两用生产设备，包括以下设备：

第一糖化罐、第二糖化罐、分汽缸、维持柱、第一降温换热器，第二降温换热器、升温换热器、循环冷却水罐、酵母罐、循环降温换热器、喷雾干燥离心机，其连接关系如下：

第一糖化罐通过管道与升温换热器连接，分汽缸通过管道与升温换热器连接，物料糖化结束后，通过蒸汽加热升温换热器使达其到90-95℃进行灭菌；升温换热器通过管道与维持柱连接，糖化液进入维持柱内，维持20分钟；维持柱通过管道与第一降温换热器连接，第一降温换热器通过管道与第二降温换热器连接，循环冷却水罐通过管道分别与第一降温换热器和第二降温换热器连接，通过二级降温换热器对糖化液进行降温至30-31℃；第二降温换热器通过管道与第二糖化罐连接，酵母罐通过管道与第二糖化罐连接，糖化液进入第二糖化罐，配置好的酵母打入第二糖化罐内，物料转入发酵；循环降温换热器通过管道与第二糖化罐连接，循环冷却水罐通过管道与循环降温换热器连接，当发酵温度升高后，利用循环降温换热器维持罐内温度在30-37℃；第二糖化罐通过管道与喷雾干燥离心机连接,将发酵好的糖化液最终送入喷雾干燥离心机离心喷雾；第一糖化罐和升温换热器中间、第二糖化罐和循环降温换热器中间、酵母罐和第二糖化罐中间都要配有输送泵，输送物料，输送泵前、泵后都配有阀门，以便调节和控制流量和压力。

2. 权利要求1所述的生产设备，其特征在于：

所述的酵母罐包括罐体、盘式水热管、搅拌器、搅拌器电机、pH调节管、酵母浓度控制管及温度计；在罐体外部设有盘式水热管，保证罐体温度控制在30~37℃；罐体内有搅拌器，保证酵母罐酵母活化均匀；搅拌器通过皮带与搅拌器电机连接；pH调节水管通过活套法兰与罐体连接，保证酵母活化条件即pH值控制在3~6之间；酵母浓度控制管通过活套法兰与罐体连接，控制酵母浓度；温度计通过空心管焊接在罐体上，检测罐体温度。

3. 权利要求1所述的生产设备，其特征在于：

所述的喷雾干燥离心机包括离心转盘、转轴、密封盖、进料活接、电机；离心转盘通过轴套与转轴连接，转轴驱动离心转盘高速旋转，转轴通过法兰与密封盖连接，固定转轴并密封物料，进料活接通过管道与离心转盘连接，为离心转盘提供物料，转轴通过皮带与电机连接，电机为转轴提供动力；

离心转盘包括固定轴孔、密封轴盖孔、进料腔孔、物料离心喷嘴，固定轴孔在离心转盘中央，进料腔孔分布在固定轴孔边缘，物料离心喷嘴分布在离心转盘边缘。