CN1856581B - 转化液体糖的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种用于生产液体糖的方法，其通过下述实现：形成一水与包括汁液在内的天然糖的糖溶液，将所述糖溶液pH值调整至1.0至2.0的范围内以获得一转化汁液，过滤经转化汁液，对经转化汁液加以脱色以获得糖浆，然后对糖浆实施脱矿质化，蒸发脱矿质化糖浆，并将糖浆冷却以形成所述液体糖。

Description

转化液体糖的生产方法 

相关申请案的交叉参考 

本申请案与2001年4月18日申请的墨西哥专利申请案第NL/9/2001/000011号相关，其标的物以引用的方式并入本文中。 

技术领域

本发明涉及用于生产液体糖的方法，且更具体而言涉及一可无需生成终糖和其它废料(在传统糖生产方法中通常生成)且与生产结晶糖的传统方法(其生产通常需要大量蒸汽及电力)相比较可降低热能和电能消耗的用于生产液体糖的方法。 

背景技术

结晶糖当前处于一过量供应和一过量生产的形势下，该状况会引发一影响糖工业收益健康的低销售价格。另外，在食品工业中存在用富含果糖的玉米糖浆取代结晶糖的趋势，尤其是在饮料工业中。这可在世界范围市场上引发额外的结晶糖价格下跌。 

自甘蔗生产结晶糖的传统方法包括以下步骤： 

借助一粉碎机降低甘蔗大小。通常所述机器具有一切割刀片，该切割刀片以一介于400至500rpm之间的速度旋转，以通过挤压将甘蔗的汁液榨出； 

在一75至85℃的温度下向该粗甘蔗汁液中添加25至35重量％的“吸液”水以确保一95至98.5％的高效蔗糖提取率。 

对上一步骤中获得的汁液实施一称为“澄清作用”的提纯步骤，其通过按照每吨甘蔗添加0.5Kg氢氧化钙而将该汁液的pH值提高到pH7.5至8.5达成； 

将该汁液供料至一热交换器以将温度提升至90至105℃，以使树脂胶浆液和蛋白类物质发生沉淀； 

将所获得汁液供料至一澄清器和蒸发器以将所述液体与所述固体分离，称为沉积泥渣；使该沉积泥渣通过一连续旋转滤器，于其中回收糖溶液。所获得沉淀产物具有一自0.8至1.2重量％的糖含量； 

将该具有一12至15％蔗糖含量的糖溶液泵送至一多效蒸发器(两到三种功效)，于其中可获得一自60至65％的固体浓度。 

使该等在上一步骤中获得的固体在一单效间歇式蒸发器中结晶，直到获得一自85至90％的固体浓度以获得一包含结晶糖的沸腾物质。此为花费最高的步骤，此乃因一不良的结晶化可导致不可结晶产物(糖蜜)产量的增加，所述不可结晶产物为一可消 耗多达总蔗糖含量10至15％的副产物； 

在以1000至1800RPM旋转的桶中对该沸腾物质实施离心以将糖晶体自该物质中分离出来； 

用雾化的水洗涤糖晶体以将糖蜜自该等糖晶体中分离出来；并 

借助一旋转干燥器对糖晶体实施干燥获得以备用于一精制方法的粗糖。 

该精制方法包括以下步骤： 

在一具有一旋转搅拌器的混合机中将粗糖与具有一72至75°Brix固体含量的糖浆混合，以自糖晶体中除去糖蜜； 

对糖浆与粗糖的混合物实施离心，以自糖浆中分离出清洁的糖晶体；并 

将晶体溶解于水中，以获得一具有一55至60°Brix浓度的溶液。 

所述溶液的提纯包括以下步骤： 

澄清； 

过滤；和 

脱色，以获得一脱色(澄清)溶液。澄清步骤通过磷酸碳、石灰水、过滤及脱色实施； 

结晶：对经脱色溶液实施蒸发以获得一85至90°Brix的固体浓度且随后将其转移至一经搅动的罐中；于其中对其实施离心以将精制糖晶体自该溶液中分离出来； 

洗涤：用热水对精制糖晶体实施洗涤，并将洗涤水循环至结晶步骤； 

干燥：在一旋转干燥器中用一逆流热空气流对经洗涤的精制糖晶体实施干燥，直至获得一0.05重量％的含水量。 

以上方法的主要缺点是生成了具有一高含量未经加工糖的终溶液和糖蜜。此外，为进行糖的结晶，传统方法消耗了大量能量(蒸汽和电力)。 

并且，传统方法需要将甘蔗顶部切除，因为甘蔗此部分不含可结晶单糖，而该部分可使所采集甘蔗的重量增加多达20至25％。 

考虑上述所提及的缺点及食品工业对玉米糖浆代替品的需要，申请者开发了一种用于生产液体糖的方法。 

本发明方法可获得一包含50重量％果糖含量液体糖的终产物和一69至75重量％的糖固体含量的高提取效率。 

本发明方法能够对甘蔗顶部进行处理，因此可利用整个甘蔗从而降低废料数量。 

而且，本发明方法与传统方法相比较具有更少的步骤，因此可降低所需设备数目。 

最后，原因在于，本发明方法与传统方法相比较可利用相同量的能量及甘蔗生产出更多的糖且不生成糖蜜。 

发明内容

因此，本发明的一目标是提供一种用于生产液体糖的方法，通过这种方法可生成一包含50％果糖的液体糖，及提供69％至75％高效率提取甘蔗固体的方法。

本发明另一目标是提供一种具有以上所提及性质的方法，通过该方法与传统方法相比较可利用相同量的能量和甘蔗生成更多的糖。 

本发明又一目标是提供一种具有以上所提及性质的方法，该方法能够对甘蔗顶部进行处理，因此可利用整个甘蔗从而降低废料数量。 

本发明再一目标是提供一种具有以上所提及性质且与传统方法相比较具有较少步骤因而可降低所需设备数量的方法。 

本发明之又一目标是提供一种具有以上所提及性质的方法，该方法与传统方法相比较可利用相同量的能量和甘蔗生成更多的糖并且不生成糖蜜。 

本发明的另外目标和优点将部分地陈述于下文阐述中，且将部分地从该阐述中明显看出，或可通过实践本发明而了解。本发明目标和优点可通过随附权利要求书中特别指出的要素及组合来实现和达成。 

具体实施方式

现在将依照本发明一较佳实施例及本发明方法结果的一具体实例对本发明加以阐述。 

本发明用于生产液体糖的方法可包括以下步骤： 

借助一具有一以介于约400至500rpm间的速度旋转的切割刀片的粉碎机将甘蔗粉碎，以将甘蔗皮打碎并降低甘蔗大小； 

在一扩散-提取装置中将粉碎的甘蔗与25重量％至35重量％之量的吸液水混合，该扩散-提取装置由五级四体压榨机(a five stages four masses mill)构成，在其中经粉碎的甘蔗与一逆流的温度为60至75℃的吸液水流混合； 

借助一能施加一120至150kgs/cm²之压力的提取榨汁机将该汁液自与吸液水混合的甘蔗中提取出来，藉此自甘蔗中提取出55％的稀释溶液，相当于提取出了总糖含量的98.50％，因此获得一与吸液水混合的具有一12至15°Brix浓度的甘蔗汁液溶液； 

通过下述操作将上一步骤中获得的溶液的pH值调整至1.0至2.0：在一热交换器中对其进行预加热，直至温度约为90至100℃，然后，将该溶液排出至一经搅动的不锈钢制反应器中并添加无机酸，例如硫酸、磷酸及盐酸。其可使用有机酸，例如乙酸、丙酸、酒石酸、琥珀酸、柠檬酸和转化酶。该溶液在该反应器中的停留时间必须为45至75分钟，藉此获得一100％的转化的汁液；通过下列步骤对经转化汁液加以纯化，首先在一经搅动的罐型中和反应器(内部温度保持于约90至100℃之间)中借助添加一石灰浆将经转化汁液的pH值调整至5.5至6.5，且随后将汁液排出至一连续式澄清器中，在其底部生成一沉淀物，借助一旋转滤器将沉淀物自汁液中滤出，以使在澄清器底部滤出的汁液与连续澄清器上部末端排出至一平衡罐的经澄清汁液相混合，使平衡罐内部温度保持在介于约70至80℃的温度下，以获得一纯化的经转化汁液；通过 将经纯化转化汁液供料至一脱色用矿物源或植物源活性碳柱串排结构上对其加以脱色以获得一脱色糖浆，且随后将脱色糖浆供料至一平衡罐中，在其内部将糖浆温度降低至介于约40至50℃之间以连续地将其供料至下一步骤； 

通过下列步骤对糖浆实施脱矿质化，将糖浆供料至一由一弱碱性大孔型或微孔型阴离子树脂交换柱、一强酸性树脂柱及一弱碱性阴离子树脂组成的脱矿质化串排结构上，并将出口pH值控制在介于一5.5至6.5的范围内，随后将该脱矿质的糖浆排出至一平衡罐中，在罐中将温度升至介于约70至80℃之间；借助一三效降膜蒸发器和五种特定的果汁体对脱矿质化的糖浆实施蒸发，以避免过度加热糖溶液和形成可使终产物品质降低的有色物质，且该操作在一26英寸Hg之真空负压下并在一介于约110至120℃的温度下进行，以获得一具有一75°Brix最终浓度且具有50重量％的果糖含量的终糖浆；借助一热交换器将糖浆温度降至一介于约30至约35℃之间的温度；将经冷却糖浆输送至一贮罐中。 

该贮罐应由卫生等级不锈钢制成，具有一介于约0.05至0.1atm之间的惰性气体压力。该惰性气体可以是氮气、碳酸酐或其一混合物。 

实例 

为举例说明及比较本发明用于生产液体糖的方法的实施情况，将以下自2000年的“Manual Azucarero Mexicano”获得的来自“Plan de Ayala”(传统炼糖厂，位于Cd.Valles S.L.P México)的操作数据作为比较参数，一吨精制糖-一吨液体糖(具有一75°Brix的浓度)。 

所属技术领域的技术人员易于通过对本文所揭示的本发明说明书或实践的理解来了解本发明其它实施例。仅意欲将本说明书及实例看作例示性说明，对于本发明真正范围和要旨乃由随附权利要求书指明。 

Claims (19)

1.一种用于生产液体糖之方法，所述方法包括以下步骤：

形成一吸液水与包括汁液在内的天然糖的糖溶液；

将所述糖溶液的pH值调整至1.0至2.0范围内来水解转化所述糖溶液中的糖，以获得一经转化汁液；

过滤所述经转化汁液；

对所述经转化汁液加以脱色以获得糖浆；

对所述糖浆实施脱矿质化；

蒸发所述经脱矿质化糖浆；并

将所述糖浆冷却以形成所述液体糖。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述包括汁液在内的天然糖基本上由一自甘蔗、糖用甜菜、水果、或其混合物获得的汁液构成。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述糖溶液具有一自25至35重量％的含水量。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述液体糖具有一至多达50重量％的果糖含量和一至多达75°Brix的糖固体浓度。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述糖浆经冷却至一介于30至35℃范围内的温度以形成所述液体糖。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述液体糖储存于一处于一惰性气体下的不锈钢容器中。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述液体糖储存在一约0.05至0.1atm压力的惰性气体下。

8.如权利要求1所述的用于生产液体糖的方法，其中在形成步骤中所述吸液水和包括汁液在内的天然糖的溶液通过下述获得：

借助一具有一以介于约400至500rpm间的速度旋转的切割刀片的粉碎机将甘蔗粉碎，以将甘蔗皮打碎并降低甘蔗大小；

在一扩散-提取装置中将粉碎的甘蔗与25重量％至35重量％量的吸液水混合，所述扩散-提取装置由五级四体压榨机构成，在其中所述经粉碎的甘蔗与一逆流的温度为60至75℃的吸液水混合；并

借助一能施加一120至150kgs/cm²压力的提取榨汁机将该汁液从与吸液水混合的甘蔗中提取出来，藉此从甘蔗中提取出55％的稀释溶液，其相当于提取出了总糖含量的98.50％，从而获得一与吸液水混合的具有一12至15°-Brix之浓度的甘蔗汁液溶液。

9.如权利要求1所述的用于生产液体糖的方法，其中所述吸液水和包括汁液在内的天然糖的溶液具有一12至15°Brix的浓度。

10.如权利要求1所述的用于生产液体糖的方法，其中所述调整步骤通过在一热交换器中加热吸液水和包括汁液在内的天然糖的溶液直至达到一90至100℃的温度，然后将该溶液排出至一经搅动的不锈钢制反应器中，并添加无机酸或有机酸，经一45至75分钟的停留时间来实施。

11.如权利要求10所述的用于生产液体糖的方法，其中所述无机酸选自由硫酸、磷酸及盐酸组成的群组。

12.如权利要求10所述的用于生产液体糖的方法，其中所述有机酸选自由乙酸、丙酸、酒石酸、琥珀酸和柠檬酸组成的群组，并且添加转化酶。

13.如权利要求1所述的用于生产液体糖的方法，其中所述过滤步骤通过下述实施：在一经搅动的内部温度保持在90至100℃之间的桶型中和反应器中借助添加一石灰浆将所述经转化汁液的pH值调整至5.5至6.5，并随后将所述汁液排出至一连续式澄清器中，在其底部生成一沉淀物，借助一旋转滤器将所述沉淀物自汁液中滤出，以使在所述澄清器底部滤出的汁液与所述连续澄清器上部末端排出至一平衡罐的澄清汁液相混合，所述平衡罐内的温度保持在介于70至80℃之温度下。

14.如权利要求1所述的用于生产液体糖的方法，其中所述脱色步骤通过下述实施，将所述经转化汁液供料至一脱色用矿物源或植物源活性碳柱串排结构上，并随后将所述经脱色糖浆供料至一平衡罐中，在平衡罐内部将糖浆温度降低至介于约40至50℃之间。

15.如权利要求1所述的用于生产液体糖的方法，其中所述脱矿质化步骤通过下述实施，将所述糖浆供料至一由一弱碱性大孔型或微孔型阴离子树脂交换柱、一强酸性树脂交换柱及一弱碱性阴离子树脂组成的脱矿质化串排结构上，并将出口pH值控制在介于一5.5至6.5之范围内且随后将所述脱矿质化的糖浆排出至一平衡罐中，在罐中将温度升高至介于70至80℃之间。

16.如权利要求1所述的用于生产液体糖的方法，其中所述蒸发步骤借助一三效降膜蒸发器和五种特定的果汁体实施，以避免过度加热该糖溶液和形成可使最终产物品质降低的有色物质，且该操作在一26英寸Hg之真空负压下并在一介于120至130℃之间的温度下进行。

17.如权利要求1所述的用于生产液体糖的方法，其中所述冷却步骤借助一热交换器实施。

18.如权利要求1所述的用于生产液体糖的方法，其中所述糖浆储存在一具有一介于0.05至0.1atm的惰性气体压力的不锈钢清洁等级罐中。

19.如权利要求1所述的用于生产液体糖的方法，其中所述糖浆储存在一具有一介于0.05至0.1atm的惰性气体压力的不锈钢清洁等级罐中，其中所述惰性气体包括：氮气、碳酸酐或其一混合物。