CN106755606A - 一种高品质糖浆与糖粉的制备方法 - Google Patents

一种高品质糖浆与糖粉的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及制糖技术领域，特别公开了一种高品质糖浆与糖粉的制备方法。该高品质糖浆与糖粉的制备方法，以原糖为原料，其特征为：将原糖用水溶解，得到原糖糖浆，将石灰乳与原糖糖浆一起通至净化系统中，缓慢通入二氧化碳进行饱充，饱充后的糖浆进入过滤系统，先进入澄清器，再通过超滤膜，最后得到清汁；将清汁依次进行脱色、脱盐、浓缩处理，得到目的糖浆；将脱盐后的清汁喷雾干燥，得到糖粉，冷却后复配，得到最终产品。本发明具有操作简单(无需要结晶、蒸发、溶解)、能耗低、成本低、产品质量稳定、良好的特点。

Description

一种高品质糖浆与糖粉的制备方法
（一）技术领域
本发明涉及制糖技术领域，特别涉及一种高品质糖浆与糖粉的制备方法。
（二）背景技术
蔗糖是人类生活不可缺少的甜味剂和营养剂，全球人均年消费食糖量约20kg，其中大部分是蔗糖。我国是世界上主要的蔗糖生产大国之一。目前，国内外主要有两条制糖生产工艺路线：一是由甘蔗或甜菜直接生产白糖即耕地白糖，即“一步法”制糖，二是先制成原糖，再回溶加工精制糖，即“两步法”制糖。
原糖加工精制糖的主要工序包括原糖再溶、澄清、脱色、浓缩、结晶、分离、干燥、包装等，其中最重要的是澄清与脱色工序。目前国内精制糖的生产主要是采用传统的碳酸法除杂外加硫漂工艺。但是该工艺存在以下不足之处：
（1）石灰乳饱充糖浆后，仅采用板框进行过滤，无法有效去除非糖物质、大分子色素、胶体及蛋白等杂质；
（2）采用二氧化硫对糖液进行硫漂脱色处理得到的成品糖，存在SO2残留量高，贮存一段时间后会返黄，溶液经一段时间储存后有絮状物等质量问题，并且生产过程中的SO2进入大气中，会对环境造成负担；
（3）没有对制糖过程中的产生的盐分进行有效地脱除，致使产品中灰分增加，品质降低；
（4）原糖加工中的浓缩、结晶，分离，干燥工序设备繁琐，且需要耗费大量的水，汽，电等资源；
（5）生产出的结晶糖在有些下游客户使用时还要进行一次再溶解，这样反复的溶解，结晶，再溶解过程，不仅使工艺变的繁琐，而且容易造成糖分的大量流失，从而增加生产成本。
近年来，我国食品、饮料行业发展飞速，总产量已经从2000年的1490.8万吨，迅猛增长到2011年的1.2亿吨，年均增长率高达20.7%。目前，我国是全球第二大饮料消费市场，因而对液体糖的需求也逐年增高。随着生产技术的发展，越来越多的淀粉糖浆类产品，以其颜色好，应用方便等特点深受用糖企业的青睐，已被作为精制蔗糖的替代品广泛应用于各种生产工艺中。但是由于其口感与甜度等原因，淀粉糖不可能真正地替代蔗糖。若可直接生产蔗糖液体糖浆，不仅使制糖厂的生产工艺得到了简化产品质量得到了提高，而且生产的液体糖浆可以直接应用，省去了晶体糖再溶后方可使用的不便与损失，既减少了制糖企业在加工过程中人力、物力、财力的消耗，大大降低了生产成本，也为食品、饮料企业在使用过程提供了更多的便利。
糖粉为洁白的粉末状糖，颗粒非常细，同时约有3-10% 左右的淀粉混合物（一般为玉米粉）。因具有较好的流动性、速溶性与良好的口感等特性而在西方世界广受欢迎，可作为添加剂、甜味剂应用于多种领域中。目前，生产糖粉的工艺流程主要是基于结晶糖的生产工艺，即结晶法，最后粉碎、过筛而成，但是该生产工艺步骤繁琐、周期长、能耗高，而且因为添加了一定量的淀粉而影响了其质地与口感，从而限制了其适用范围。
（三）发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种操作简单、生产成本低、产品质量稳定的高品质糖浆与糖粉的制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高品质糖浆与糖粉的制备方法，以原糖为原料，包括如下步骤：
（1）将原糖用水溶解，得到原糖糖浆，将石灰乳与原糖糖浆一起通至净化系统中，缓慢通入二氧化碳进行饱充，饱充后的糖浆进入过滤系统，先进入澄清器，在通过超滤膜，最后得到清汁；
（2）将清汁用离子交换树脂进行离子交换脱色；
（3）将脱色后的清汁用混床树脂脱盐；
（4）将脱盐后的清汁送入蒸发器中浓缩，得到浓缩至锤度≥65°Bx的目的糖浆；
（5）将脱盐后的清汁喷雾干燥，得到糖粉，冷却；
（6）将复配物与糖粉按1:7-9的重量比混合均匀，得到最终产品。
本发明的更优技术方案为：
步骤（1）中，原糖与水的溶解温度为75-85℃，得到原糖糖浆的锤度为55-62°Bx；石灰乳的波美度为18-22°Be，饱充后的糖浆pH为7.8-8.2；饱充生成碳酸钙沉淀以去除非糖物质，碳酸钙沉淀用真空转鼓过滤机清洗，得到的糖蜜重新进入净化系统；饱充后的糖浆进入过滤系统，首先进入澄清器（板框压滤）中，得到清澈透明的糖浆，而后再通过超滤膜进行精密过滤，去除非糖物质、大分子色素、胶体及蛋白等杂质，得到清汁；超滤膜的孔径为0.01-0.05μm，超滤温度为40-80℃，操作压力为0.7-1.0MPa，截留相对分子质量为2000-5000。
步骤（2）中，清汁锤度为55-60°Bx，pH为7.5-8.5，脱色温度为60℃，以1.5-2.0BV/h的流速进入离子交换树脂，进样体积为5-8倍树脂体积；离子交换树脂为丙烯酸型强碱性大孔阴离子树脂D730、D750或D770，氯型运行；树脂再生液为由质量浓度为8-10%的氯化钠溶液和2-4%的氢氧化钠溶液组成的碱性氯化钠溶液。
步骤（3）中，脱色后的清汁锤度为50-55°Bx，pH为8.5-9.5，温度为50-55℃下，按1.5-2.0BV/h的流速通过混床树脂，混床树脂流出液≥100μs/cm时，停止进料；混床树脂为丙烯酸型弱酸性阳离子树脂D113或ZGC258和弱碱性阴离子树脂ZGA408、D311或D313，阳离子树脂和阴离子树脂的重量比为1-2:2-1。
混床树脂使用后，通过水洗分开阳离子树脂和阴离子树脂，然后进行再生；弱碱性阴离子树脂的再生方式为依次经过质量浓度3-6%的盐酸溶液洗、水洗、质量浓度2-4%的氢氧化钠溶液洗和水洗；弱酸性阳离子树脂的再生方式为依次经过质量浓度2-4%的氢氧化钠溶液洗、水洗、质量浓度3-6%的盐酸溶液洗和水洗。
步骤（4）中，浓缩采用MVR蒸发器，浓缩温度为40-80℃。
步骤（5）中，喷雾干燥采用气流式喷雾干燥机，脱盐后的清汁的进料质量浓度为45-60%，进料速度为50-100mL/min，进风温度为150-170℃，出风温度为60-80℃；冷却时，糖粉在冷却室内静置冷却，防止结块，冷却室温度≤25℃，湿度≤60%。
步骤（6）中，复配物为质量比为3:2的异麦芽酮糖和微囊粉的混合物；异麦芽酮糖与微囊粉代替淀粉而添加，提高了糖粉的抗吸潮能力，同时消除了淀粉所带来的不利口感，亦赋予了糖粉一定的功能保健性。
本发明的有益技术效果为：
（1）制备得到的糖浆色值低，灰分低、收率高、品质优良，可直接食用；
（2）制备得到的糖粉抗吸潮能力强，具有良好的流动性，便于储存、运输，并且口感良好，具有一定的功能保健特性；
（3）自动化程度高，节省了人工，降低了劳动强度；
（4）工艺简单，便于操作和调整，能耗低，成本低。
（四）附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的工艺流程示意图。
（五）具体实施方式
下面结合实施例与附图对本发明做进一步描述。
实施例1：
如图 1 所示，本发明所述一种高品质糖浆与糖粉的制备工艺包括以下步骤：
(1)预处理
a.化糖 将原糖用水溶解，得到原糖糖浆；化糖温度75℃，原糖糖浆锤度55°Bx;
b.净化 将石灰乳与原糖糖浆一起通至净化系统中，缓慢通入二氧化碳进行饱充，生成碳酸钙沉淀以去除非糖物质；石灰乳波美度18°Be，饱充糖浆pH 8.0。
c.过滤 饱充后的糖浆进入过滤系统，首先进入澄清器 (板框压滤) 中，得到清辙透明的糖浆，而后再通过超滤膜进行精密过滤，去除非糖物质、大分子色素、胶体及蛋白等杂质，得到清汁；超滤膜孔径为0.05µm，超滤温度为60℃，操作压力为0.7mPa，截留相对分子质量为2000。
(2)脱色
将预处理后得到的清汁用离子交换树脂进行脱色；清汁锤度55°Bx，温度60 ℃，pH8.5，以1.5BV/h的流速进入脱色系统(离子交换树脂)中。
(3)脱盐
将脱色后得到的清汁用混床树脂脱盐；清汁锤度45°Bx，pH9.5、色值100IU左右、按1.5-2.0BV/h流速通过脱盐系统(混床树脂层)，出柱糖浆色值≤80IU，电导≤100μs/cm。
(4)浓缩
将经过脱盐后得到的清汁送入蒸发器(MVR)中浓缩，将其浓缩至锤度为≥65°Bx，即得到目的糖浆；浓缩温度为60℃。
(5)喷雾干燥
对脱盐后得到的糖浆进行喷雾干燥，得到糖粉，冷却，防止结块。喷雾干燥机为气流式喷雾干燥机，进料速度：80mL/min，进风温度150 ℃：，出风温度65 ℃。冷却室温度≤25℃(低于室温)，湿度≤50%。糖粉水分含量0.21%。
(6)复配
将复配物(异麦芽酮糖与微囊粉，比例4:1)与糖粉按1:9比例混合均匀，得到最终产品。
由表1可以看出经超滤、脱色树脂和混合床树脂连续处理后的糖浆灰份含量、色值都明显下降；随着糖浆纯度的提高，蔗糖份含量也在不断提高；另外pH值在碱性范围内先升后降也有效避免了糖浆中蔗糖的转化，保证了最终产品符合标准要求。
多批次实验结果显示，采用此工艺生产液体糖浆，工艺稳定，产品各项指标均符合行业标准QB/T 4093—2010的要求。
由表3可以看出，对比多项指标，新工艺对于传统工艺具有明显的优势。
由表4、5、6 可知新工艺所制备的糖粉明显具有更强的抗吸潮能力，优于传统工艺制得的糖粉。
由表7可看出，喷雾干燥法制得的糖粉，其流动性、速溶性等多项指标均优于传统的结晶法所指的的糖粉，并且缩短了工艺周期，降低了能耗。
实施例2：
如图 1 所示，本发明所述一种高品质糖浆与糖粉的制备工艺包括以下步骤：
(1)预处理
a.化糖 将原糖用水溶解，得到原糖糖浆；化糖温度75℃，原糖糖浆锤度60°Bx;
b.净化 将石灰乳与原糖糖浆一起通至净化系统中，缓慢通入二氧化碳进行饱充，生成碳酸钙沉淀以去除非糖物质；石灰乳波美度18°Be，饱充糖浆pH8.0。
c.过滤 饱充后的糖浆进入过滤系统，首先进入澄清器(板框压滤)中，到清辙透明的糖浆，而后再通过超滤膜进行精密过滤，去除非糖物质、大分子色素、胶体及蛋白等杂质，得到清汁；超滤膜孔径0.05µm，超滤温度为60℃，操作压力为1.0mPa，截留相对分子质量为2000。
(2)脱色
将预处理后得到的清汁用离子交换树脂进行脱色；清汁锤度50°Bx，温度60 ℃，pH8.5，以1.5BV/h的流速进入脱色系统(离子交换树脂)中。
(3)脱盐
将脱色后得到的清汁用混床树脂脱盐；清汁锤度40°Bx，pH 9.5、色值100IU左右、按1.5-2.0BV/h流速通过脱盐系统(混床树脂层)，出柱糖浆色值≤80IU，电导≤100μs/cm。
(4)喷雾干燥
对脱盐后得到的糖浆进行喷雾干燥，得到糖粉，冷却，防止结块。喷雾干燥机为气流式喷雾干燥机，进料速度：85mL/min，进风温度160 ℃，出风温度70℃。冷却室温度≤25℃(低于室温)，湿度≤60%。得到糖粉水分含量0.21%。
(5)复配
将复配物(异麦芽酮糖与微囊粉，比例4:1与糖粉按1:9比例混合均匀，得到最终产品。
由表8可以看出经超滤、脱色树脂和混合床树脂连续处理后的糖浆灰分含量、色值都明显下降；随着糖浆纯度的提高，蔗糖分含量也在不断提高；另外pH值在碱性范围内先升后降也有效避免了糖浆中蔗糖的转化，保证了最终产品符合标准要求。
多批次实验结果显示，采用此工艺生产液体糖浆，工艺稳定，产品各项指标均符合行业标准QB/T 4093—2010的要求。
从糖浆的成分上，对新旧工艺进行对比，检测数据与表3中数据相同，可以看出，新工艺对于传统工艺具有明显的优势。
由表10.11.12可知，新工艺所制备的糖粉明显具有更强的抗吸潮能力，优于传统工艺制得的糖粉。
由表13可看出，喷雾干燥法制得的糖粉，其流动性、速溶性等多项指标均优于传统的结晶法所指的的糖粉，并且缩短了工艺周期，降低了能耗。

Claims (10)

1.一种高品质糖浆与糖粉的制备方法，以原糖为原料，其特征为，包括如下步骤：（1）将原糖用水溶解，得到原糖糖浆，将石灰乳与原糖糖浆一起通至净化系统中，缓慢通入二氧化碳进行饱充，饱充后的糖浆进入过滤系统，先进入澄清器，再通过超滤膜，最后得到清汁；（2）将清汁用离子交换树脂进行离子交换脱色；（3）将脱色后的清汁用混床树脂脱盐；（4）将脱盐后的清汁送入蒸发器中浓缩，得到浓缩至锤度≥65°Bx的目的糖浆；（5）将脱盐后的清汁喷雾干燥，得到糖粉，冷却；（6）将复配物与糖粉按1:7-9的重量比混合均匀，得到最终产品。
2.根据权利要求1所述的高品质糖浆与糖粉的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，原糖与水的溶解温度为75-85℃，得到原糖糖浆的锤度为55-62°Bx。
3.根据权利要求1所述的高品质糖浆与糖粉的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，石灰乳的波美度为18-22°Be，饱充后的糖浆pH为7.8-8.2；饱充后得到的碳酸钙沉淀用真空转鼓过滤机清洗，得到的糖蜜重新进入净化系统。
4.根据权利要求1所述的高品质糖浆与糖粉的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，超滤膜的孔径为0.01-0.05μm，超滤温度为40-80℃，操作压力为0.7-1.0MPa，截留相对分子质量为2000-5000。
5.根据权利要求1所述的高品质糖浆与糖粉的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，清汁锤度为50-55°Bx，pH为7.5-8.5，脱色温度为60℃，以1.5-2.0BV/h的流速进入离子交换树脂，进样体积为5-8倍树脂体积；离子交换树脂为丙烯酸型强碱性大孔阴离子树脂D730、D750或D770，氯型运行；树脂再生液为由质量浓度为8-10%的氯化钠溶液和2-4%的氢氧化钠溶液组成的碱性氯化钠溶液。
6.根据权利要求1所述的高品质糖浆与糖粉的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，脱色后的清汁锤度为40-45°Bx，pH为8.5-9.5，温度为50-55℃下，按1.5-2.0BV/h的流速通过混床树脂，混床树脂流出液≥100μs/cm时，停止进料；混床树脂为丙烯酸型弱酸性阳离子树脂D113或ZGC258和弱碱性阴离子树脂ZGA408、D311或D313，阳离子树脂和阴离子树脂的重量比为1-2:2-1。
7.根据权利要求1所述的高品质糖浆与糖粉的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，浓缩采用MVR蒸发器，浓缩温度为40-80℃。
8.根据权利要求1所述的高品质糖浆与糖粉的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，喷雾干燥采用气流式喷雾干燥机，脱盐后的清汁的进料质量浓度为45-60%，进料速度为50-100mL/min，进风温度为150-170℃，出风温度为60-80℃；冷却时，糖粉在冷却室内静置冷却，冷却室温度≤25℃，湿度≤60%。
9.根据权利要求1所述的高品质糖浆与糖粉的制备方法，其特征在于：步骤（6）中，复配物为质量比为3:2的异麦芽酮糖和微囊粉的混合物。
10.根据权利要求6所述的高品质糖浆与糖粉的制备方法，其特征在于：混床树脂使用后，通过水洗分开阳离子树脂和阴离子树脂，然后进行再生；弱碱性阴离子树脂的再生方式为依次经过质量浓度3-6%的盐酸溶液洗、水洗、质量浓度2-4%的氢氧化钠溶液洗和水洗；弱酸性阳离子树脂的再生方式为依次经过质量浓度2-4%的氢氧化钠溶液洗、水洗、质量浓度3-6%的盐酸溶液洗和水洗。
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