CN110106215A - 一种果糖生产过程中糖化、过滤工艺及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种果糖生产过程中糖化、过滤工艺，包括以下步骤：(1)糖化罐灭菌，(2)淀粉液化液进料混合，(3)糖化，DE>97时出料，(4)糖化液静置分层，上层清液先经过袋式过滤器后进入有机膜过滤，下层浊液先经过板框压滤机过滤，再进入袋式过滤器后进入有机膜过滤，经过有机膜过滤后的糖液进入下一道脱色工序。本发明糖化、过滤效果好，能耗低，不使用硅藻土，避免了固体废物污染。提高了过滤效率和过滤后糖液质量，降低了过滤成本。

Description

一种果糖生产过程中糖化、过滤工艺及其设备
技术领域
本发明涉及生产淀粉糖的技术领域，具体涉及果糖生产过程中的糖化、过滤工艺及其设备。
背景技术
利用淀粉为原料生产的糖品统称为淀粉糖，产品种类多，生产历史悠久。果糖为自然界中甜度最高的糖，广泛存在于各种水果汁中，其风味深受人们喜爱。但是因为没有一种植物含有高量的果糖，工业上没能将果糖生产为甜味料。一直到20世纪60年代中期研究成功由葡萄糖转变成果糖的酶法异构化工艺技术，工业上开始生产含有果糖的糖浆，促进了淀粉制糖工业的发展。
目前，果糖生产中，蒸汽直接进入糖化罐灭菌，灭菌时间长，效率低。目前糖化罐搅拌为顶搅拌，功率消耗大，搅拌效果差。传统糖化罐从底部出料，糖液含蛋白较多，过滤主要是转鼓过滤或膜过滤。单独使用转鼓过滤，过滤效率低，且用硅藻土做助滤剂，产生大量固体污染。单独使用膜过滤，由于糖液中蛋白多，膜使用时间短，需要频繁清洗，工作效率低且膜损害大，膜使用寿命短。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种果糖生产过程中糖化、过滤工艺，能够减少糖化罐灭菌时间，提高灭菌效率，减少搅拌功率消耗，提高搅拌效果，杜绝硅藻土的固体污染，提高过滤效果，延长有机膜使用寿命，降低过滤成本。
本发明提供的技术方案：一种果糖生产过程中糖化、过滤工艺，包括以下步骤：
(1)糖化罐灭菌：85℃以上蒸汽通过罐内带孔蒸汽分配盘管进入糖化罐内灭菌，灭菌时间20-30分钟；
(2)淀粉液化液进料混合：将经过液化处理的淀粉液化液降温到58-62℃，调节PH到4.2-4.5进入糖化罐，同时按550ml-600ml/TDS的量加入淀粉糖化酶和普鲁兰酶的复合糖化酶，
(3)糖化：糖化时间35-45h，DE>97时出料；
(4)多级过滤：糖化液静置分层，上层清液先经过袋式过滤器后进入有机膜过滤系统过滤，下层浊液先经过板框压滤机过滤，再进入袋式过滤器后进入有机膜过滤系统过滤，经过有机膜过滤系统过滤后的糖液进入下一道脱色工序。
进一步的，所述步骤(2)中调节PH使用质量浓度5％的盐酸。
进一步的，所述复合糖化酶中淀粉糖化酶和普鲁兰酶的质量比为33:1，复合糖化酶的密度是1.18g/ml。
进一步的，所述步骤(2)中加入淀粉液化液的液位淹没糖化罐的桨叶后开启侧搅拌，糖化罐液位达到90％停止进料，停侧搅拌。
进一步的，所述步骤(4)中有机膜过滤系统的进料温度控制在58-60℃，有机膜系统主管道压力0.1MPa，其中有机膜的孔径为0.2μm。
进一步的，所述步骤(4)中板框压滤机过滤时无需加入助滤剂，过滤时压滤机进料压力小于0.4MPa，压榨水压力0.5-0.7MPa，当进料压力大于0.4MPa时清洗板框；所述袋式过滤器精度为1μm，袋式过滤器压差小于0.2MPa。
进一步的，所述有机膜过滤系统的清液流量降至12m3/h以下时，该组膜进入排糖程序，然后进入清洗程序。
一种果糖生产过程中糖化、过滤工艺设备，包括糖化罐、板框压滤机、第一袋式过滤器、第二袋式过滤器和有机膜过滤系统，所述糖化罐一侧的底部设有浊液出口，浊液出口上方的罐体侧面上设有清液出口，所述浊液出口通过浊液离心泵与板框压滤机连接，所述板框压滤机的滤液出口连接到糖液罐，所述清液出口通过清液离心泵连接到糖液罐，所述糖液罐的出液口通过离心泵连接到并联的第一袋式过滤器和第二袋式过滤器，第一袋式过滤器和第二袋式过滤器的出液口均通过管道连接到有机膜过滤系统。
进一步的，所述糖化罐设有侧搅拌，侧搅拌从罐体侧面的下部斜插入罐体内，所述罐体下部设有蒸汽分配盘管，所述蒸汽分配盘管为环形盘管，蒸汽分配盘管进口的一端水平固定在罐体的侧壁上，蒸汽分配盘管上均匀开有多个分配孔，所述蒸汽分配盘管下方与罐体底部之间设有盘管支撑件，所述侧搅拌包括搅拌器座、搅拌电机、减速机和搅拌器，所述搅拌器为桨叶式搅拌器。
进一步的，所述有机膜过滤系统包括膜前罐、膜进料泵，洗水罐、洗液罐、热水罐、化学品罐、有机膜组、清洗泵、膜循环泵、控制阀门和检测仪表。
本发明的有益效果：(1)在糖化罐底装有带孔蒸汽分配盘管，罐底装有盘管支撑，蒸汽从孔内溢出，蒸汽稳定均匀，减少糖化罐灭菌时间，提高灭菌效率；
(2)侧搅拌斜插入罐内，减少搅拌功率消耗，提高搅拌效果；
(3)本发明不使用硅藻土，避免了固体废物污染；
(4)在糖化罐内清夜和浊液静置分层，分开过滤，上层清液先经过袋式过滤器后进入有机膜过滤，下层浊液先经过板框压滤机过滤，再进入袋式过滤器后进入有机膜过滤，提高了过滤效果，延长了有机膜使用寿命，降低了过滤成本。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图中：1—糖化罐，2—侧搅拌，3—蒸汽分配盘管，4—浊液出口，5—清液出口，6—浊液离心泵，7—清夜离心泵，8—板框压滤机，9—糖液罐，10—离心泵，11—第一袋式过滤器，12—第二袋式过滤器，13—有机膜过滤系统。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示的果糖生产过程中糖化、过滤工艺设备，包括糖化罐1、板框压滤机8、第一袋式过滤器11、第二袋式过滤器12和有机膜过滤系统13，所述糖化罐1一侧的底部设有浊液出口4，浊液出口4上方的罐体侧面上设有清液出口5，所述浊液出口4通过浊液离心泵6与板框压滤机8连接，所述板框压滤机8的滤液出口连接到糖液罐9，所述清液出口5通过清液离心泵7连接到糖液罐9，所述糖液罐9的出液口通过离心泵10连接到并联的第一袋式过滤器11和第二袋式过滤器12，第一袋式过滤器11和第二袋式过滤器12的出液口均通过管道连接到有机膜过滤系统13。
所述糖化罐1设有侧搅拌2，侧搅拌2从罐体侧面的下部斜插入罐体内，所述罐体下部设有蒸汽分配盘管3，所述蒸汽分配盘管3为环形盘管，蒸汽分配盘管3进口的一端水平固定在罐体的侧壁上，蒸汽分配盘管3上均匀开有多个分配孔，所述蒸汽分配盘管3下方与罐体底部之间设有盘管支撑件，所述侧搅拌2包括搅拌器座、搅拌电机、减速机和搅拌器，所述搅拌器为桨叶式搅拌器。
所述有机膜过滤系统13包括膜前罐、膜进料泵，洗水罐、洗液罐、热水罐、化学品罐、有机膜组、清洗泵、膜循环泵、控制阀门和检测仪表。
以下实施例中调节PH使用质量浓度5％的盐酸。所述复合糖化酶中淀粉糖化酶和普鲁兰酶的质量比为33:1，复合糖化酶的密度是1.18g/ml。有机膜过滤系统的进料温度控制在58-60℃，有机膜系统主管道压力0.1MPa，其中有机膜的孔径为0.2μm。板框压滤机过滤时无需加入助滤剂，过滤时压滤机进料压力小于0.4MPa，压榨水压力0.5-0.7MPa，当进料压力大于0.4MPa时清洗板框；所述袋式过滤器精度为1μm，袋式过滤器压差小于0.2MPa。所述有机膜过滤系统的清液流量降至12m3/h以下时，该组膜进入排糖程序，然后进入清洗程序。
实施例1
一种果糖生产过程中糖化、过滤工艺，包括以下步骤：
(1)85℃蒸汽通过罐内带孔蒸汽分配盘管进入糖化罐内迅速灭菌，灭菌时间30分钟。
(2)淀粉液化液降温到60℃，调节PH到4.3进入糖化罐，同时按550ml/TDS的量加入复合糖化酶，液位淹没桨叶后开启侧搅拌，糖化罐液位90％停止进料，停侧搅拌。
(3)糖化时间30h开始测量DE值，糖化40h，DE值达到97时出料，糖化的同时静置分层，糖化罐上层清液先经过袋式过滤器后进入有机膜过滤，下层浊液先经过板框压滤机过滤，再进入袋式过滤器后进入有机膜过滤，经过有机膜过滤后的糖液进入下一道脱色工序。
实施例2
一种果糖生产过程中糖化、过滤工艺，包括以下步骤：
(1)90℃蒸汽通过罐内带孔蒸汽分配盘管进入糖化罐内迅速灭菌，灭菌时间27分钟。
(2)淀粉液化液降温到59℃，调节PH到4.4进入糖化罐，同时按570ml/TDS的量加入复合糖化酶，液位淹没桨叶后开启侧搅拌，糖化罐液位90％停止进料，停侧搅拌。
(3)糖化时间30h开始测量DE值，糖化38h，DE值达到97.5时出料，糖化的同时静置分层，糖化罐上层清液先经过袋式过滤器后进入有机膜过滤，下层浊液先经过板框压滤机过滤，再进入袋式过滤器后进入有机膜过滤，经过有机膜过滤后的糖液进入下一道脱色工序。
实施例3
一种果糖生产过程中糖化、过滤工艺，包括以下步骤：
(1)92℃蒸汽通过罐内带孔蒸汽分配盘管进入糖化罐内迅速灭菌，灭菌时间25分钟。
(2)淀粉液化液降温到61℃，调节PH到4.2进入糖化罐，同时按530ml/TDS的量加入复合糖化酶，液位淹没桨叶后开启侧搅拌，糖化罐液位90％停止进料，停侧搅拌。
(3)糖化时间30h开始测量DE值，糖化43h，DE值达到98时出料，糖化的同时静置分层，糖化罐上层清液先经过袋式过滤器后进入有机膜过滤，下层浊液先经过板框压滤机过滤，再进入袋式过滤器后进入有机膜过滤，经过有机膜过滤后的糖液进入下一道脱色工序。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种果糖生产过程中糖化、过滤工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)糖化罐灭菌：85℃以上蒸汽通过罐内带孔蒸汽分配盘管进入糖化罐内灭菌，灭菌时间20-30分钟；
(2)淀粉液化液进料混合：将经过液化处理的淀粉液化液降温到58-62℃，调节PH到4.2-4.5进入糖化罐，同时按550ml-600ml/TDS的量加入淀粉糖化酶和普鲁兰酶的复合糖化酶，
(3)糖化：糖化时间35-45h，DE>97时出料；
(4)多级过滤：糖化液静置分层，上层清液先经过袋式过滤器后进入有机膜过滤系统过滤，下层浊液先经过板框压滤机过滤，再进入袋式过滤器后进入有机膜过滤系统过滤，经过有机膜过滤系统过滤后的糖液进入下一道脱色工序。
2.根据权利要求1所述的果糖生产过程中糖化、过滤工艺，其特征在于：所述步骤(2)中调节PH使用质量浓度5％的盐酸。
3.根据权利要求1所述的果糖生产过程中糖化、过滤工艺，其特征在于：所述复合糖化酶中淀粉糖化酶和普鲁兰酶的质量比为33:1，复合糖化酶的密度是1.18g/ml。
4.根据权利要求1所述的果糖生产过程中糖化、过滤工艺，其特征在于：所述步骤(2)中加入淀粉液化液的液位淹没糖化罐的桨叶后开启侧搅拌，糖化罐液位达到90％停止进料，停侧搅拌。
5.根据权利要求1所述的果糖生产过程中糖化、过滤工艺，其特征在于：所述步骤(4)中有机膜过滤系统的进料温度控制在58-60℃，有机膜系统主管道压力0.1MPa，其中有机膜的孔径为0.2μm。
6.根据权利要求1所述的果糖生产过程中糖化、过滤工艺，其特征在于：所述步骤(4)中板框压滤机过滤时无需加入助滤剂，过滤时压滤机进料压力小于0.4MPa，压榨水压力0.5-0.7MPa，当进料压力大于0.4MPa时清洗板框；所述袋式过滤器精度为1μm，袋式过滤器压差小于0.2MPa。
7.根据权利要求1所述的果糖生产过程中糖化、过滤工艺，其特征在于：所述有机膜过滤系统的清液流量降至12m3/h以下时，该组膜进入排糖程序，然后进入清洗程序。
8.一种果糖生产过程中糖化、过滤工艺设备，其特征在于：包括糖化罐(1)、板框压滤机(8)、第一袋式过滤器(11)、第二袋式过滤器(12)和有机膜过滤系统(13)，所述糖化罐(1)一侧的底部设有浊液出口(4)，浊液出口(4)上方的罐体侧面上设有清液出口(5)，所述浊液出口(4)通过浊液离心泵(6)与板框压滤机(8)连接，所述板框压滤机(8)的滤液出口连接到糖液罐(9)，所述清液出口(5)通过清液离心泵(7)连接到糖液罐(9)，所述糖液罐(9)的出液口通过离心泵(10)连接到并联的第一袋式过滤器(11)和第二袋式过滤器(12)，第一袋式过滤器(11)和第二袋式过滤器(12)的出液口均通过管道连接到有机膜过滤系统(13)。
9.根据权利要求8所述的果糖生产过程中糖化、过滤工艺设备，其特征在于：所述糖化罐(1)设有侧搅拌(2)，侧搅拌(2)从罐体侧面的下部斜插入罐体内，所述罐体下部设有蒸汽分配盘管(3)，所述蒸汽分配盘管(3)为环形盘管，蒸汽分配盘管(3)进口的一端水平固定在罐体的侧壁上，蒸汽分配盘管(3)上均匀开有多个分配孔，所述蒸汽分配盘管(3)下方与罐体底部之间设有盘管支撑件，所述侧搅拌(2)包括搅拌器座、搅拌电机、减速机和搅拌器，所述搅拌器为桨叶式搅拌器。
10.根据权利要求8所述的果糖生产过程中糖化、过滤工艺设备，其特征在于：所述有机膜过滤系统(13)包括膜前罐、膜进料泵，洗水罐、洗液罐、热水罐、化学品罐、有机膜组、清洗泵、膜循环泵、控制阀门和检测仪表。
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