CN107383116A - 一种高效制备l‑阿拉伯糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效制备L‑阿拉伯糖的方法，以玉米芯为原料，经原料水解、得到L‑阿拉伯糖水解液。然后经石灰中和、活性炭脱色、脱色过滤、离子交换得到离子交换液，再将其通入超滤膜浓缩系统进行除水、提高糖液浓度，然后经过脱色膜处理系统进行二次脱色，最后经过蒸发浓缩和烘干结晶后，制得L‑阿拉伯糖成品。本发明的高效制备L‑阿拉伯糖的方法，在L‑阿拉伯糖水解液离子交换后进入膜浓缩系统，脱除离子交换液中的水，节约了水资源，减少了污水排放，且膜浓缩过程为低温浓缩，不需要额外加热，降低了能源消耗。
Description
技术领域
本发明属于L-阿拉伯糖制备技术，尤其涉及一种高效制备L-阿拉伯糖的方法。
背景技术
L-阿拉伯糖是一种新型的低热量甜味剂，广泛存在于水果和粗粮的皮壳中，因可以抑制人体肠道内蔗糖酶的活性，从而具有了抑制蔗糖吸收的功效。此外，L-阿拉伯糖还可以抑制身体脂肪堆积，因而可被用于防治肥胖、高血压、高血脂等疾病，因此，L-阿拉伯糖的开发研究，对提高人们的生活水平，满足人们对功能糖的需求具有重要意义。
L-阿拉伯糖传统生产工艺是用盐酸或硫酸水解植物纤维得到含有L-阿拉伯糖的水解液，然后经过中和脱酸、浓缩、脱色、离子交换、结晶后制得L-阿拉伯糖晶体。然而在中和脱酸工艺中，由于中和剂通常采用碳酸钙，硫酸被碳酸钙中和生成硫酸钙，硫酸钙虽然在水中溶解度小，但不是绝对不溶解，在下步浓缩工艺中石膏浓度变大，成过饱和状态析出沉淀，沉积在蒸发器管壁上，浪费蒸汽，降低了设备利用率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效节能、节约成本的高效制备L-阿拉伯糖的方法。
本发明技术方案的一种高效制备L-阿拉伯糖的方法，包括以下制备步骤：
（1）原料水解：将原料玉米芯使用粉碎机粉碎后，采用浓度百分比为3.0%～6.0%的磷酸进行水解，玉米芯重量与磷酸体积固液比为1:1～1:5，水解温度为100℃～120℃，水解后进行渣水分离；
（2）石灰中和：将水解液在80℃条件下保温并搅拌，缓慢加入20%～30%的石灰乳溶液，中和至PH2.0～PH4.0，保温25分钟，固液分离得中和液；
（3）活性炭脱色：向中和液中加入L-阿拉伯糖质量1%～3%的活性炭脱色40分钟，脱色温度70℃～85℃；
（4）脱色过滤：将活性炭脱色后的中和液加入气压式脱色过滤机中，进行脱色过滤，得到脱色液；
（5）离子交换：将L-阿拉伯糖脱色液抽入离子交换系统，经过阴、阳离子交换树脂处理进行脱盐除杂，至无机盐含量0.1%以下，回收L-阿拉伯糖液；
（6）超滤膜浓缩：将L-阿拉伯糖液通入超滤膜浓缩系统，运行压力3 bar～6bar，运行温度55℃，经超滤膜浓缩处理后的L-阿拉伯糖浓缩液质量百分浓度25%；
（7）脱色膜处理：将超滤膜浓缩后的L-阿拉伯糖浓缩液输送至有机脱色膜系统中，运行压力20 bar～30bar，运行温度45℃进行过滤、分离，使可溶性小分子蛋白、色素除去，有机脱色膜处理后的L-阿拉伯糖浓缩液质量百分比浓度30%；
（8）蒸发浓缩：将有机脱色膜处理后的L-阿拉伯糖浓缩液，在60℃～70℃温度下，蒸发浓缩至固态物质量分数70%～80%；
（9）烘干结晶；蒸发浓缩后，自然降温至室温后，放入离心机搅拌离心，40℃～65℃烘干，制得L-阿拉伯糖晶体。
作为优选，所述步骤（4）中，脱色过滤压力为0.1-0.3Mpa。
作为优选，所述步骤（6）超滤膜为聚丙烯腈膜，截留分子量为20000。
作为优选，所述步骤（7）有机脱色膜为PPTE材料，截留分子量为10000。
作为优选，所述超滤膜系统和有机脱色膜系统中设有高压泵、流量计、温度计、调节阀。
作为优选，所述步骤（9）中离心机转速为1500r/min。
本发明技术有益效果：
本发明的一种高效制备L-阿拉伯糖的方法，通过对L-阿拉伯糖水解液在离子交换后进入超滤膜浓缩系统，可以有效截留L-阿拉伯糖等有效成分而透出水分，提高L-阿拉伯糖水解液的浓度，且浓缩膜是一种低温浓缩，不需要额外加热，降低了能源消耗，提高了企业效益。
附图说明
图1为本发明的高效制备L-阿拉伯糖的方法的制备工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
参见图1所示工艺流程图，本发明的一种高效制备L-阿拉伯糖的方法，包括以下步骤：
（1）原料水解：将原料玉米芯使用粉碎机粉碎后，采用浓度百分比为4.0%的磷酸进行水解，玉米芯重量与磷酸体积固液比kg/L为1:2，水解温度为100℃，水解后进行渣水分离；
（2）石灰中和：将水解液在80℃条件下保温并搅拌，缓慢加入20%的石灰乳溶液，中和至PH2.0，保温25分钟，固液分离得中和液；
（3）活性炭脱色：向中和液中加入L-阿拉伯糖质量3%的活性炭脱色40分钟，脱色温度75℃；
（4）脱色过滤：将活性炭脱色后的中和液加入气压式脱色过滤机中，进行脱色过滤，得到脱色液；
（5）离子交换：将L-阿拉伯糖脱色液抽入离子交换系统，经过阴、阳离子交换树脂处理进行脱盐除杂，至无机盐含量0.1%以下，回收L-阿拉伯糖液；
（6）超滤膜浓缩：将L-阿拉伯糖液通入超滤膜浓缩系统，运行压力4bar,运行温度55℃，经超滤膜浓缩处理后的L-阿拉伯糖浓缩液质量百分浓度25%；
（7）脱色膜处理：将超滤膜浓缩后的L-阿拉伯糖浓缩液输送至有机脱色膜系统中，运行压力20bar，运行温度45℃进行过滤、分离，使可溶性小分子蛋白、色素除去，有机脱色膜处理后的L-阿拉伯糖浓缩液质量百分比浓度30%；
（8）蒸发浓缩：将有机脱色膜处理后的L-阿拉伯糖浓缩液，在60℃温度下，蒸发浓缩至固态物质量分数70%；
（9）烘干结晶；蒸发浓缩后，自然降温至室温后，放入离心机搅拌离心，45℃烘干，制得L-阿拉伯糖晶体。
实施例2
参见图1所示工艺流程图，本发明的一种高效制备L-阿拉伯糖的方法，包括以下步骤：
（1）原料水解：将原料玉米芯使用粉碎机粉碎后，采用浓度百分比为5.0%的磷酸进行水解，玉米芯重量与磷酸体积固液比kg/L为1:4，水解温度为110℃，水解后进行渣水分离；
（2）石灰中和：将水解液在80℃条件下保温并搅拌，缓慢加入25%的石灰乳溶液，中和至PH3.0，保温25分钟，固液分离得中和液；
（3）活性炭脱色：向中和液中加入L-阿拉伯糖质量2%的活性炭脱色40分钟，脱色温度80℃；
（4）脱色过滤：将活性炭脱色后的中和液加入气压式脱色过滤机中，进行脱色过滤，得到脱色液；
（5）离子交换：将L-阿拉伯糖脱色液抽入离子交换系统，经过阴、阳离子交换树脂处理进行脱盐除杂，至无机盐含量0.1%以下，回收L-阿拉伯糖液；
（6）超滤膜浓缩：将L-阿拉伯糖液通入超滤膜浓缩系统，运行压力5bar,运行温度55℃，经超滤膜浓缩处理后的L-阿拉伯糖浓缩液质量百分浓度25%；
（7）脱色膜处理：将超滤膜浓缩后的L-阿拉伯糖浓缩液输送至有机脱色膜系统中，运行压力25bar，运行温度45℃进行过滤、分离，使可溶性小分子蛋白、色素除去，有机脱色膜处理后的L-阿拉伯糖浓缩液质量百分比浓度30%；
（8）蒸发浓缩：将有机脱色膜处理后的L-阿拉伯糖浓缩液，在70℃温度下，蒸发浓缩至固态物质量分数75%；
（9）烘干结晶；蒸发浓缩后，自然降温至室温后，放入离心机搅拌离心，40℃～65℃烘干，制得L-阿拉伯糖晶体。
本发明技术方案在上面结合具体实施例对发明进行了描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高效制备L-阿拉伯糖的方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
（1）原料水解：将原料玉米芯使用粉碎机粉碎后，采用浓度百分比为3.0%～6.0%的磷酸进行水解，玉米芯重量与磷酸体积固液比为1:1～1:5，水解温度为100℃～120℃，水解后进行渣水分离；
（2）石灰中和：将水解液在80℃条件下保温并搅拌，缓慢加入20%～30%的石灰乳溶液，中和至PH2.0～PH4.0，保温25分钟，固液分离得中和液；
（3）活性炭脱色：向中和液中加入L-阿拉伯糖质量1%～3%的活性炭脱色40分钟，脱色温度70℃～85℃；
（4）脱色过滤：将活性炭脱色后的中和液加入气压式脱色过滤机中，进行脱色过滤，得到脱色液；
（5）离子交换：将L-阿拉伯糖脱色液抽入离子交换系统，经过阴、阳离子交换树脂处理进行脱盐除杂，至无机盐含量0.1%以下，回收L-阿拉伯糖液；
（6）超滤膜浓缩：将L-阿拉伯糖液通入超滤膜浓缩系统，运行压力3 bar～6bar，运行温度55℃，经超滤膜浓缩处理后的L-阿拉伯糖浓缩液质量百分浓度25%；
（7）脱色膜处理：将超滤膜浓缩后的L-阿拉伯糖浓缩液输送至有机脱色膜系统中，运行压力20 bar～30bar，运行温度45℃进行过滤、分离，使可溶性小分子蛋白、色素除去，有机脱色膜处理后的L-阿拉伯糖浓缩液质量百分比浓度30%；
（8）蒸发浓缩：将有机脱色膜处理后的L-阿拉伯糖浓缩液，在60℃～70℃温度下，蒸发浓缩至固态物质量分数70%～80%；
（9）烘干结晶；蒸发浓缩后，自然降温至室温后，放入离心机搅拌离心，40℃～65℃烘干，制得成品L-阿拉伯糖晶体。
2.根据权利要求1所述的一种高效制备L-阿拉伯糖的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，脱色过滤压力为0.1-0.3Mpa。
3.根据权利要求1所述的一种高效制备L-阿拉伯糖的方法，其特征在于，所述步骤（6）超滤膜为聚丙烯腈膜，截留分子量为20000。
4.根据权利要求1所述的一种高效制备L-阿拉伯糖的方法，其特征在于，所述步骤（7）有机脱色膜为PPTE材料，截留分子量为10000。
5.根据权利要求1或3或4所述的一种高效制备L-阿拉伯糖的方法，其特征在于，所述超滤膜系统和有机脱色膜系统中设有高压泵、流量计、温度计、调节阀。
6.根据权利要求1所述的一种高效制备L-阿拉伯糖的方法，其特征在于，所述步骤（9）中离心机转速为1500r/min。
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