DK154440B - Fremgangsmaade til klaring af hydrolyseret stivelsessirup - Google Patents

Description

Den foreliggende opfindelse angår klaringen af hydrolyserede stivel¬sessirupper.

Ved hydrolyse af en stivelse fås en sirup indeholdende forskelligesaccharider herunder glucose. Hydrolysen udføres under anvendelseaf syre- og/eller enzymprocedurer. Disse procedurer er veldokumen¬terede i patentlitteraturen og anden litteratur og udføres i industrielmålestok. Det er derfor unødvendigt her at beskrive dem detaljeret.

I korte træk går man sædvanligvis frem på den måde, at stivelsefra en naturlig kilde såsom majs forflydiges og fortyndes under an¬vendelse af saltsyre eller anden syre, eller der anvendes et enzym¬præparat indeholdende a-amylase. Fortyndingen kan give en sirupmed op til 50 DE eller undertiden højere ("DE" eller "Dextrose-ækvivalent" er den procentdel af faste stoffer, der er til stedesom reducerende sukkerarter, og som bestemmes som ækvivalenteraf dextrose), men til opnåelse af DE-værdier på over 45 DE er detsædvanligt at udføre en forsukring under anvendelse af et enzym¬præparat, typisk indeholdende en amylo-glucosidase. Det vil forstås,at med sirupper med høj DE-værdi, f.eks. 60 DE eller højere, er detessentielt at anvende en syre-enzym- eller en enzym-enzym-procedure.

Hvilken procedure, der end anvendes, vil den rå sirup, der fåssom produkt, indeholde urenheder hidrørende fra den oprindeligestivelseskilde. F.eks. vil en rå sirup fremstillet ud fra majs indeholdeolier, fedtstoffer, proteinagtigt materiale og fine fibre hidrørendefra majsen. Lignende urenheder findes i hydrolyserede stivelses¬sirupper hidrørende fra andre stivelseskilder, f.eks. hvede ellerkartofler.

Ved en konventionel fremgangsmåde til forbedring af renheden af råhydrolyserede stivelsessirupper udføres der en klaring ved at cen¬trifugere siruppen og derefter filtrere den under anvendelse affor-overtrukne filtre. Centrifugerings- og filtreringsprocesserneer imidlertid vanskelige og tidsrøvende, kræver kostbart udstyrog nødvendiggør anvendelsen af store mængder af filterhjælpemiddel.

I britisk patentskrift nr. 1.397.927 beskrives en fremgangsmåde tiladskillelse af suspenderede faste stoffer fra vandig væske. Dennefremgangsmåde, der ofte betegnes "retentions-flokkulerings-proces-sen" omfatter: der dannes et primært flokkuleringsprodukt i væskenindeholdende suspenderede faste stoffer; væsken indeholdende detprimære flokkuleringsprodukt luftes under agitation; et organiskpolymert flokkuleringsmiddel fordeles ensartet i den luftede væskesvæskefase til initiering af dannelsen af et sekundært flokkulerings¬produkt deri; den resulterende' blanding holdes i en flokkulator-beholder under ikke-turbulent omrøring, idet det sekundære flok¬kuleringsprodukt hindres i at afsondres fra væsken og lades vokse;væsken overføres under minimal agitation fra flokkulatorbeholderentil en separeringsbeholder; det sekundære flokkuleringsproduktlades ved flotation afsondres fra væsken i separeringsbeholderen; ogklaret væske og flokkulerede faststoffer udtages derefter hver forsig fra separeringsbeholderen.

Denne kendte fremgangsmåde kan anvendes på en lang række pro¬cesser, der kræver afsondring af suspenderede faste stoffer fra envandig væske, f.eks. brygning, vandrensningsbehandlinger, be¬handling af spildevand og industrielle flydende spildprodukter, samtmineralmalmsadskillelsesprocesser. Fremgangsmåden er imidlertid sær¬lig nyttig i forbindelsen med adskillelsen af suspenderede faststof¬fer fra sukkervæsker, sirupper eller safter under de forskelligetrin af sukkerfremstillingen.

Retentions-flokkuleringsprocessen kan f.eks. anvendes ved frem¬stillingen af saccharose, men dette er ikke den eneste sukkerart,ved hvis fremstilling den kan anvendes. Mere specifikt kan reten-tions-flokkuleringsprocessen anvendes til adskillelse af suspenderedefaste stoffer fra hydrolyserede stivelsessirupper.

Opfinderne til nærværende opfindelse har undersøgt denne udnyttelseaf retentions-flokkuleringsprocessen på klaringen af hydrolyseredestivelsessirupper og har herunder udviklet en forbedret fremgangs¬måde, der giver specifikke fordele i forhold til den fremgangsmåde, der er kendt fra britisk patentskrift nr. 1.397.927. De nye frem¬gangsmåder kan generelt anvendes på klaringen af hydrolyseredestivelsessirupper og specielt glucosesirupper med høj DE-værdifremstillet ved syre-enzym- eller enzym-enzym-procedu rerne ("si¬rupper med høj DE-værdi") og i forbindelse med glucosesiruppermed lav DE-værdi fremstillet ved syre- eller enzymforflydigelse ogfortynding uden den efterfølgende enzymforsukring ("sirupper medlav DE-værdi").

Mere specifikt angår den foreliggende opfindelse en særlig frem¬gangsmåde til klaring af en hydrolyseret stivelsessirup. Fremgangs¬måden er af den art, ved hvilken man i siruppen danner et primærtflokkuleringsprodukt, lufter siruppen indeholdende det primæreflokkuleringsprodukt, fordeler et anionisk organisk polymert flokkule-ringsmiddel i den luftede sirup til initiering af dannelsen af etsekundært flokkuleringsprodukt, lader det sekundære flokkulerings¬produkt vokse og lader det afsondres ved flotation, og fraskillerflokkulerede faste stoffer fra den klarede sirup, og fremgangsmåden erejendommelig ved, at det primære flokkuleringsprodukt dannes veden pH-værdi på 3,5 - 6,5 mellem aluminiumioner, hydroxidioner ogphosphationer.

Opfindelsen bygger på den erkendelse, at der er et særligt reagens¬system - aluminiumioner/hydroxidioner/phosphationer/pH-værdi 3,5- 6,5 - som giver et primært flokkuleringsprodukt, som om ønsketer i stand til at medrive uønsket materiale fra hydrolyserede stivelses¬sirupper. Dette reagenssystem er forskelligt fra de i britisk patent¬skrift nr. 1.397.927 beskrevne systemer og giver anledning til etbasisk aluminiumphosphatflokkuleringsprodukt. Det er dette flok¬kuleringsprodukt, der er særlig velegnet til fra rå hydrolyseredestivelsessirupper at fjerne proteinholdige materialer og andre ma¬terialer, som det er vanskeligt at fjerne fuldstændigt under anven¬delse af den kendte retentions-flokkuleringsfremgangsmåde.

Sammenlignet med den konventionelle centrifugerings- og filtrerings¬fremgangsmåde, som for tiden anvendes til klaring af hydrolyseretstivelsessirup, kan fremgangsmåden ifølge opfindelsen medføre føl¬gende fordele: i) der behøves ikke store mængder filterhjælpemiddel. Klarings¬omkostningerne er således væsentligt reduceret, og ligeledes er deproblemer, der er forbundet med bortskaffelsen af store mængderbrudt filterhjælpemiddel afhjulpet; og ii) der kræves ikke kostbart centrifugeudstyr og nogen storfiltreringsstation, hvilket giver betydelige besparelser i udstyr, ved¬ligeholdelse og driftsomkostninger.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen tilsættes aluminiumionernefortrinsvis som aluminiumsulfat; dette er imidlertid ikke kritisk, ogder kan også anvendes andre aluminiumforbindelser, f.eks. kalium-aluminiumsulfat eller aluminiumchlorid.

I det primære flokkuleringsprodukt er ionforholdet mellem aluminium¬ioner og phosphationer typisk over 1:1, og et forhold på mere endtre aluminiumioner til 1 phosphation er særlig almindeligt. For defleste sirupper vil mængderne af tilsat aluminium (beregnet som alu¬minium og udtrykt som ppm på siruppens vægt) ligge i området5 - 100 ppm, fortrinsvis 20 - 40 ppm. Rå hydrolyserede stivelses¬sirupper indeholder ofte restmængder af frit phosphat, og det erikke altid nødvendigt at tilsætte hele den mængde phosphation,der kræves til dannelse af flokkuleringsproduktet. Til visse phos-phatholdige sirupper er det muligvis slet ikke nødvendigt at tilsættenogen phosphationer. En simpel kvantitativ analyse af den rå sirupfør tilsætningen af phosphationer gør det muligt at tage passendehensyn til eventuelle phosphationer, som allerede er til stede. Somen almindelig regel er det unødvendigt at tage hensyn til aluminium¬ioner, der allerede er til stede, da de rå sirupper sædvanligvisindeholder mindre end 1 ppm aluminium. Når der er utilstrækkeligemængder phosphationer til stede til reaktion med aluminiumet, fore¬trækkes det at hæve niveauet til op til 50 ppm, fortrinsvis 25 ppmphosphationer (beregnet som Ρ20$ °9 udtrykt som ppm på siruppensvægt) ved tilsætning af phosphat. Phosphationer tilsættes fortrins¬vis som phosphorsyre, men der kan også anvendes andre phosphat-forbindelser, f.eks. natriumphosphat (^2^0^).

F.eks. er følgende reagenser og mængder passende: i) 2,6 kg AICIg.Gh^O opløst i 4 dm^ vand og der tilsættes 0,194 kg85%'s HgPO^. Dette reagens er egnet til behandling af sirup fra enstivelsescharge på 10 tons.

ii) 2,42 kg aluminiumsulfat, A^iSO^g. 16^0 tilsættes ved 340 ppm(beregnet på siruppens vægt) til 7 tons rå sirup, og derefter til¬sættes 170,5 g 85%'s phosphorsyre.

iii) Aluminiumchlorid og phosphorsyre opløses i vand til tilvejebrin¬gelse af et reagens, som sættes til den rå sirup i en mængde på 53ppm A^Og og 5 ppm phosphorsyre, beregnet på siruppens vægt.

iv) Phosphorsyre, svarende til 6 ppm P2O5' °9 opløseligt alumi¬niumsalt, svarende til 53 ppm A^O^, beregnet på siruppens vægt,sættes til den syre, der skal klares.

v) Aluminiumsulfat, kaliumaluminiumsulfat, aluminiumchlorhydrat ellerpolyaluminiumchlorid, 50 ppm A^Og, og dinatriumhydrogenphosphateller phosphorsyre, 6 ppm P2O5, beregnet på siruppens vægt, sættestil den sirup, der skal klares.

vi) 3,08 liter af en 13 vægtprocents aluminiumsulfatopløsning sættestil 1000 liter sirup med høj DE-værdi, som allerede indeholder over100 ppm P2O5 (det tilsatte aluminium svarer til 29,3 ppm, idetppm-angivelsen er på siruppens vægt).

Det vil let forstås, at de kombinationer af reagenser og mængder kuner illustrerende eksempler, og at fagmanden ikke vil have nogenvanskelighed ved at formulere andre kombinationer.

Siruppen med lav DE-værdi fremstillet ud fra stivelse ved sure hy¬drolysemetoder har typisk en pH-værdi omkring 1 - 3, og i over¬ensstemmelse med den foreliggende opfindelse er det derfor essentieltat indstille pH-værdien således, at den ligger i området 3,5 - 6,5 tildannelsen af det primære flokkuleringsprodukt. Indstillingen af pH-værdi udføres fortrinsvis i to trin ved mellemliggende tilsætning afaluminiumionerne, og, om nødvendigt, phosphationerne. Først tilsættesder alkali til afbrydelse af hydrolysereaktionen og til opnåelse af enrå regulering af pH-værdien, f.eks. til en pH-værdi på 4,5; dernæsttilsættes aluminium- og phosphationerne; og for det tredje tilsættesder yderligere alkali til opnåelse af en fin justering til den ønskedepH-værdi på f.eks. 4,5. pH-Indstillingen udføres mest bekvemt vedat tilsætte natriumcarbonatopløsning. Der kan imidlertid også anvendesandre reagenser, f.eks. natriumhydroxid.

Sirup med lav DE-værdi fremstillet ud fra stivelse ved enzymhydro-lyseprocedurer har typisk en pH-værdi omkring ca. 6-7. Til op¬nåelse af den nødvendige pH-værdi på 3,5 - 6,5 foretrækkes det førstat tilsætte aluminium- og phosphationerne, hvorved der opnås enpH-værdi på ca. 5. Derefter tilsættes der. syre såsom saltsyre tilopnåelse af den ønskede pH-værdi på ca. 4,5.

Sirup med høj DE-værdi fremstillet ud fra stivelse ved syre-enzym-dobbeltprocedurer eller ved enzym-enzym-procedurer har typisk enpH-værdi på 4 - 5, og eventuel pH-indstiliing foretages fortrinsvisved tilsætning af den ønskede mængde aluminium- og phosphationerefterfulgt af alkali efter behov til opnåelse af den ønskede pH-værdi.

Ved dannelsen af det primære flokkuleringsprodukt ved en pH-ind-stilling er det muligt at tilsætte de respektive kilder for phosphat-ogaluminiumioner til sidst. I disse tilfælde skal den mængde syre elleralkali, der behøves til opnåelse af den ønskede færdige pH-værdiførst bestemmes ved forsøg eller beregning.

Hvilke reagenser, der end anvendes, er det et kritisk træk ved denforeliggende opfindelse, at pH-værdien bør ligge i området 3,5 - 6,5under dannelsen af det primære flokkuleringsprodukt. Det er særdelesbemærkelsesværdigt, at der ikke opnås nogen effektiv klaring, hvispH-værdien ligger uden for dette område under det primære flokkule-ringsprodukts vækst. Til opnåelse af de bedste resultater egner sigen pH-værdi på 4 - 5, især en pH-værdi på ca. 4,5 - 4,7.

Efter dannelsen af det primære flokkuleringsprodukt luftes siruppen.Luftningen udføres fortrinsvis under anvendelse af agitation sombeskrevet i britisk patentskrift nr. 1.397.927. Luftningen kan udføresdirekte på siruppen indeholdende det primære flokkuleringsprodukteller på en anden væske, som derefter sættes til den flokkulerings¬produkt-hol dige sirup. Ved en foretrukken fremgangsmåde luftes endel af den klarede sirup, der er fremstillet ved selve fremgangs¬måden, og føres tilbage til den flokkuleringsprodukt-holdige sirup,hvorved man indirekte udfører den ønskede luftning. F.eks. kan fra10 til 50%, sædvanligvis 15 - 30%, af den klarede sirup adskilles fraproduktstrømmen, luftes og sættes til den indkommende strøm afflokkuleringsprodukt-holdig sirup.

Efter den direkte eller indirekte luftning af siruppen indeholdende detprimære flokkuleringsprodukt fordeles et anionisk organisk polymertflokkuleringsmiddel i siruppen til initiering af dannelsen af et sekun¬dært flokkuleringsprodukt. Selv om den kendte retentions-flokkule-ringsproces arbejder med andre flokkuleringsmidler, er fremgangsmå¬den ifølge opfindelsen begrænset til anioniske flokkuleringsmidler.Egnede flokkuleringsmidler er let tilgængelige, og er f.eks. de an¬ioniske polyacrylamider, især sådanne med en molekylvægt på over1.000.000. Særlig foretrukne er de anioniske polyacrylamider med enmolekylvægt på 5.000.000 - 10.000.000 og med en ladningstæthed på20 - 75 vægtprocent acrylatenheder såsom de anioniske polyacrylami¬der, der forhandles under varemærkerne "TALOFLOTE" og "TALO-DURA". Til de fleste formål egner sig en vaegtandel af flokkulerings¬middel i siruppen på 1 - 20 ppm; det foretrukne område er 3 - 8ppm.

Det sekundære flokkuleringsprodukt lades derefter vokse og afsondreved flotation. I henhold til den foretrukne udførelsesform for frem¬gangsmåden ifølge opfindelsen opnås væksten og afsondringen ved, atblandingen tilbageholdes i en flokkuleringsbeholder under ikke-turbu-lent agitation, som hindrer afsondring af det sekundære flokkule¬ringsprodukt og derved lader det vokse, siruppen overføres underminimal agitation fra flokkuleringsbeholderen til en separationsbe¬holder, og derefter lades det sekundære flokkuleringsprodukt af- sondres ved flotation fra siruppen. Et egnet udstyr er en "TALO"(registreret varemærke)-klarer fra Tate & Lyle Ltd; sådanne klarererepræsenterer apparater af den art, der er beskrevet i britisk pa¬tentskrift nr. 1.397.927. Egnede opholdstider og andre driftsbetin¬gelser er også beskrevet i britisk patentskrift nr. 1.397.925.

Efter afsondringen af det sekundære flokkuleringsprodukt fraskillesde flokkulerede faststoffer fra den klarede sirup. Fraskillelsen kanudføres ved at anvende forskellige udløb i separatoren eller denbeholder, som indeholder siruppen og faste stoffer (som i en TALO-klarer) eller ved at udtage først siruppen og derefter de faste stofferunder anvendelse af et fælles udløb; den førstnævnte mulighed ermere egnet til kontinuerlig drift, og den sidstnævnte mulighed ermere egnet til chargevis drift.

Opfindelsen belyses nærmere ved de følgende eksempler.

I eksempel 1 henvises til tegningen, som er et flow-diagram over enfremgangsmåde til fremstilling af majssirup under anvendelse af kla¬ring i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse.

Eksempel 1 Første fremgangsmåde i stor målestok

Dette eksempel er baseret på eksperimentelt arbejde udført på enfabrik i Storbritannien, som tidligere havde anvendt konventioneltotrinsfiltrering til klaring af majssiruppen.

Der henvises til tegningen. En beholder 10 til fremstilling af stivel¬sesopslæmning udstyret med en omrører 11 og indløb 12, 13 og 14 forhenholdsvis stivelse, vand og saltsyre. Fra beholderen 10 fører et rør15 til en syrekonverter 16 af konventionel konstruktion. Et rør 17fører derfra til en flashbeholder 19, et rør 18 er beregnet til tilsæt¬ning af natriumcarbonatopløsning til væsken i røret 17.

Fra flashbehoideren 19 fører et rør 20 til en pufferbeholder 21, derer udstyret med en omrører 22 til ensartet blanding af den neutrali¬serede sirup. En pumpe 23 pumper siruppen gennem et rør 24 til enreaktionsbeholder 28. Et rør 25 tjener til tilsætning af forblandetaluminiumion/phosphation-reagens til siruppen i røret 24. Reaktions¬beholderen 28 har en omrører 35, et indløb 26 til indføring af natri-umcarbonat og et udløb til gravitetstilførsel af siruppen gennem et rør27 til en TALO-klarer 29. Denne klarer 29 er af i det væsentligesammen konstruktion som det i fig. 2 i britisk patentskrift nr.1.397.927 viste apparat, og i nærværende beskrivelse er det ikkenødvendigt yderligere at beskrive denne klarer.

Et føderør 30 tjener til tilsætning af polyacrylamid-flokkuleringsmiddel("TALOFLOTE" A5-opløsning, molekylvægt ca. 7.000.000 og ladnings-tæthed ca. 47% acrylat) til den væske, der strømmer ind i klareren29. Væske, som udtages fra klareren, aftappes i hovedsagen gennemet rør 34, men der er tilvejebragt en recirkulationssløjfe 31 med encentrifugalpumpe 32, som muliggør, at en del af den klarede sirupkan luftes og føres tilbage til den strøm, der kommer ind i klareren.Den klarede sirup, som udtages gennem røret 34 føres til en beholder36 for klaret sirup.

Der findes yderligere udstyr til efterfølgende behandling af denklarede sirup med pulveriseret kul og filterhjælpemiddel, til affarv¬ning af siruppen og også til koncentrering af siruppen ved fordamp¬ning.

Ved driften blandes stivelse fra indløbet 12 og vand fra indløbet 13 iomrøringsbeholderen 10 til opnåelse af en ensartet blandet opslæmning(ca. 35% w/v). Sædvanligvis tilsættes der på dette trin en ringemængde natriummetabisulfit til forbedring af den færdige sirupsfa rve.

32%'s saltsyre (11 N HCI) tilsættes fra indløbet 14 til beholderen 10 iet forhold på ca. 1,5 liter syre pr. ton stivelsesopslæmning. Densyrnede opslæmning (pH-værdi ca. 1,5) føres derefter til en charge¬konverter 16, hvor den opvarmes under tryk. Opslæmningen opvarmes til 125°C, og stivelsen omdannes til sukkerarter i løbet af ca. 10 - 15minutter, hvorved der fås en sirup på 42 DE. Derefter tilsættes enringe mængde natriumcarbonat på kendt måde gennem røret 18 tilsiruppen under siruppens passage til den atmosfæriske fiashbeholder19, hvor den flashinddampes til 105°C. Carbondioxid bobler fra si¬ruppen under flashbehandlingen, hvilket skyldes sønderdelingen afcarbonatet.

Om ønsket kan syreomdannelsen erstattes med en enzymomdannelse.Omdannelsen finder sted i nærværelse af enzym ved 106°C og pH-vær-di 6,2 og kan efterfølges af en yderligere enzymomdannelse ved 60°C(forsukring) til en sirup med højere DE-værdi. Syreomdannelse,enzymomdannelse, syre-enzym- og enzym-enzym-omdannelse er allemulige.

Klaringen i overensstemmelse med opfindelsen initieres derved, at deri reaktionsbeholderen 28 dannes et primært aluminiumhydroxyphos-phatflokkuleringsprodukt. Dette flokkuleringsprodukt fremstilles ved,at der tilføres aluminium- og phosphationer gennem indløbet 25.Luftningen af det primære flokkuleringsprodukt opnås indirekte vedluftning af recirkuleret sirup i sløjfen 31 under anvendelse af enluftningspumpe 32. Efter luftningen tilsættes der gennem føderøret 30det anioniske polyacrylamidflokkuleringsmiddel, som danner et sekun¬dært flokkuleringsprodukt, der tilbageholdes i væsken under ikke-turbulent omrøring i tilstrækkelig tid (ca. 2 minutter) til, at flokku-leringsproduktet kan vokse på den måde, der er beskrevet i britiskpatentskrift nr. 1.397.927. Efter en passende opholdstid strømmer denflokkuleringsproduktholdige væske til et separeringskammer i klareren29, og det sekundære flokkuleringsprodukt flyder til overfladen somet skum. Det på overfladen flydende flokkuleringsprodukt indeholderproteiner og fedtstoffer og fjernes som skum af et roterende skraber¬blad og udtages gennem røret 33. Den klarede sirup føres til enbeholder, hvor der tilsættes ku! og filterhjælpemiddel, og siruppenfiltreres derefter under anvendelse af seks plade-ramme-filtre. Frem¬gangsmåden gennemføres på en sådan måde, at der fås en sirup medDE-værdi 42 af i det væsentlige samme klarhed som tidligere varblevet opnået ved den konventionelle metode, dvs. en sirup med ca.20 ppm turbiditet.

De mængder reagens, der anvendes ved denne behandling, er megetsmå og består af: 5 ppm P2®5 beregnet På 40 vægtprocent sirup, tilsat phosphor-syre. 28 ppm Al beregnet på sirup tilsat som aluminiumsulfat,ca. 5 ppm TALOFLOTE, beregnet på siruppen, tilsat i en 0,1%'sopløsning.

0,138% kul, beregnet på siruppen.

0,055% filterhjælpemiddel, beregnet på siruppen.

0,9% af glucosen i den konverterede sirup mistes i ;det skum, derdannes i klareren, og en samlet opslæmning, der kasseres, er 1,56%,beregnet på siruppens vægt.

I modsætning hertil anvendes der ved den konventionelle klaring, somtidligere er blevet anvendt til fremstilling af samme sirup, mereudstyr og flere kemikalier, og den gav større glucosetab og størreslamvolumener. Det havde således tidligere være nødvendigt at an¬vende en totrinsfiltrering med carbon og filterhjælpemiddel tilsat ibegge trin. Det første trin var baseret på ti plade-og -ramme-filtre,og det andet trin på tre sådanne filtre. Der blev tidligere anvendt0,175% kul og 0,16% filterhjælpemiddel, glucosetabet var 1,5% og densamlede opslæmning var 2,6%, alt sammen beregnet på siruppensvægt.

Klaringsfremgangsmåden ifølge opfindelsen gav således væsentligefordele.

Eksempel 2

Anden fremgangsmåde i stor målestok

Dette eksempel er baseret på eksperimentelt arbejde udført på enfabrik i USA. Udstyret var i det væsentlige som vist på tegningen,bortset fra to modifikationer. For det første var syrekonverteren 16og det tilhørende apparatur erstattet med konventionelt apparatur til udførelse af en dobbelt enzym-enzym-hydrolyse til opnåelse af ensirup med høj DE-værdi. For det andet var der ved forbindelsenmellem røret 27 fra reaktionsbeholderen 28 og returløkken fra centri¬fugalpumpen 32 indsat en opbevaringsbeholder til udjævning af strøm¬men i beholderen 29.

Enzym-enzym-konverteren køres på konventionel måde til fremstillingaf en sirup med DE-værdi 97 indeholdende ca. 35 vægtprocent opløstefaststoffer. Siruppen indeholder 0,5% suspenderede faststoffer og ersåledes meget uklar. De faste stoffer selv indeholder ca. 25% olie ogfedt, og ca. 22% protein og ca. 3% fibre og andet materiale. Siruppenindeholder ca. 116 ppm phosphat og ca. 0,2 ppm aluminium.

Efter indstilling af siruppens pH-værdi på 4,3 føres den med enhastighed på ca. 1600 rumfangsdele pr. minut til reaktionsbeholderen 28. Der tilsættes pr. minut 4,92 rumfangsdele 13%'s aluminiumsulfat-opløsning (opløsning af A^CSO^)^. 161^0) sammen med en tilstrækkeligmængde 2% natriumhydroxidopløsning til at give en pH-værdi på 4,2.Der behøves ingen phosphat, da siruppen har et højt begyndelses¬indhold af phosphat.

Siruppen føres derefter gennem opbevaringsbeholderen til klareren 29. 7 rumfangsdele pr. minut af en 0,1%'s opløsning af TALOFLOTEA5 tilmåles gennem ledningen 30. Klaret sirup aftappes kontinuerligtgennem ledningen 34 og gennem recirkulationssløjfen 31. 30% af sirup¬pen (efter rumfang sirup, der føres gennem klareren) aftappes gen¬nem sløjfen 31, luftes med 30 rumfangsdele pr. minut luft underanvendelse af pumpen 32 og cirkuleres til den ovenfor nævnte opbe-varingsbeholder.

Den gennem røret 34 aftappede produktsirup er exceptionelt klar, idetden kun indeholder 25 ppm suspenderede faststoffer og har en 70%’stransmission ved 395 nm, så det kun er nødvendigt med en blankfil-trerrng for at give en helt klaret sirup. Ved anvendelse af et tryk-bladfilter er filterhjælpemiddelforbruget på ikke over 0,07%, beregnetpå siruppen, når der anvendes en strømningshastighed på ca. 753liter/m /time.

Skum fra klareren aftappes gennem røret 33 i en mængde på ca. 80volumendele/minut. Det indeholder 11,47% suspenderede faste stofferindeholdende 37,5% protein, 40% olie og fedtstoffer og 22,5% fibre.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen betragtes som meget vellykket.Besparelserne i udstyr og kemikalier er betydelige i sammenligningmed sædvanlig installation, og der fås en sirup med konsekvent højkvalitet.

Eksempel 3

Forsøg i lille målestok 100 ml enzymfortyndet sirup med DE-værdi 15 og pH-værdi ca. 6,3 ogindeholdende ca. 150 ppm phosphor (beregnet som P^O^) behandlesmed 0,4 ml 0,2M A^CSO^jg.ieF^O-opløsning (36 ppm Al beregnet påsirup) og derefter med en tilstrækkelig mængde fortymdet saltsyre tilat give en pH-værdi på 4,4.

Siruppen luftes derefter ved agitation, og 0,5 ml 0,1 %Is TALOFLOTEA5-opløsning (ca. 5 ppm flokkuleringsmiddel beregnet på sirup) i-blandes under ikke-turbulent agitation. Tilsætningen følges af 5minutters separering, hvorved der fås ca. 10% sedimentvolumen og ca.90% klar sirup.

I modsætning til den i starten meget uklare sirup er den klaredesirup meget klar og indeholder mindre end 50 ppm suspenderedefaststoffer.

Ved at gå ud fra dette forsøg som standard blev der derefter udførtvariationer for at bestemme den mulige latitude. Ved hver variationblev der foretaget en subjektiv bedømmelse i forhold til standardfor¬søget.

På denne måde blev det konstateret, at for den pågældende behand¬lede sirup kunne der opnås sammenlignelige resultater wed anvendelse af 20 - 45 ppm Al, idet over 45 ppm aluminium ikke giver nogen klarfordel.

Ved arbejde med 30 ppm Al viste det sig, at 5 - 30 ppm Siver de bedste resultater, og at mere end 30 ppm phosphat heller ikke hergiver nogen fordel.

Flokkuleringsmiddeldosis kan varieres mellem 2,5 og 10 ppm underanvendelse' af 35 ppm Al, og ved anvendelse af 34 ppm Al kan flok-kuleringsmiddeltypen varieres med ladningstætheder pi mellem 30 og60 vægtprocent acrylat.

Resultater, der er sammenlignelige med standarden, kan også opnås,når der anvendes saltsyre til at give en pH-værdi på 4 eller enpH-værdi på 5.

Det viste sig, at klaringen var mindre effektiv for de undersøgtesirupper, når der blev afviget væsentligt fra de omtalte områder.

Eksempel 4

Fremgangsmåde omfattende afsukring af flokkuleret skum 4,8 ml fremstillet primært reagens (indeholdende 26 ppm Al og 12 ppm^2^5 beregnet På opløsningsvægt) sættes til 800 ml majssirup med DE-værdi 97 og med 40% faststof, som er blevet opvarmet til 75°C ivandbad. Opløsningens pH-værdi indstilles på 5 ved tilsætning afnogle få dråber 1M natriumhydroxidopløsning.

Den behandlede sirup luftes hurtigt i en blender (til fødevarer), og 4ml 0,1%'s "TALOFLOTE" A5-flokkuleringsopløsning, 5 ppm baseret påopløsningsvægt, tilsættes under forsigtig omrøring. Majssiruppen ladeshenstå til klaring. Efter klaringen frasuges den underliggende sirup.

Det floterede skum indeholdt nogen glucose. Der foretages analyse forat se, hvor meget glucose der er inkorporeret i skummet, og hvormeget der kan genvindes ved simpel vask på en filtermembran.

Der foretages to. separate tests på skummet.

1. Den mængde skum, der produceres ud fra 800 ml majssirup direkteefter klaring, bestemmes ved vejning. 220 ml deioniseret vand blandesgrundigt med skummet, og glucosekoncentrationen i opløsningenbestemmes.

38,43 g skum dannes ud fra 800 ml 40 vægtprocents majsstivelse.Efter tilsætning af 200 ml vand dannes en 7,70 vægtprocents glucose- opløsning.

2. En prøve af skummet filtreres forsigtigt på et filterklæde i enBiichner-tragt. Deioniseret vand blandes med den resulterende tørrekage, og koncentrationen af glucose opløst i opløsningen bestemmes.

Skummet giver 200 ml 0,2 vægtprocents væske. Dette svarer til 0,65%af den oprindelige glucose.. Filtrering udføres ganske let uden megentilstopning af filterklædet. Der forekommer nogen glucose i skummet,men det kan genvindes ved vask, såfremt det af hensyn til økonomienog andre faktorer er fordelagtigt.

Eksempel 5

Sammenligning mellem en sædvanlig retentions-flokkuleringsklaring påmajssirup og en klaringsbehandling ifølge den foreliggende opfindelse

Hydrolyse af majsstivelse udføres på normal måde ved syrning af enmajsstivelsesopslæmning til pH-værdi 1,5 med saltsyre efterfulgt afvarmebehandling under tryk. Den resulterende glucosesirup medDE-værdi 42 indeholder urenheder af f.eks. majsolie og gluten. Vedden sædvanlige teknik klares en sådan sirup ved en kostbar filtreringover diatoméjord. I dette tilfælde udføres klaringen ved enten atanvende en flokkuleringsteknik ifølge den foreliggende opfindelseeller, til sammenligning, en flokkuleringsteknik baseret på en re-tentionsflokkulering, der sædvanligvis anvendes til saccharose og ersom beskrevet i britisk patentskrift nr. 1.397.927.

Til den fremgangsmåde, der er baseret på den i britisk patentskriftnr. Ί.397.927 beskrevne, behandles glucosesirup ved 80°C med phos-phorsyre (svarende til 370 ppm beregnet på faststof) og kalk (for at give pH-værdi 6). Prøven luften derefter før tilsætning af"TALODURA" polyacrylamid-flokkuleringsmiddel (10 ppm beregnet påfaststof). Urenheder lades separere ved flokkulering og tilbageholdesi en "TALO"-klarer, og den klarede sirup filtreres gennem et groftpapir.

Til kontrolformål for at repræsentere den nuværende driftsteknikfilteres en alikvot af den oprindelige sirup ved anvendelse af diatomé¬jord, hvorved der fås en kontrolprøve af ren glucosesirup.

Klarhed (angivet som optisk transmission ved 393 nm) og calcium¬niveau er derefter følgende:

Som det fremgår af de ovenstående resultater har klaring ved pH-værdi 6,0 ved den teknik, der er baseret på en saccharose-retenti-ons-flokkuleringsklaring, følgende ulemper: 1) Der udvikles uklarhed i prøven efter klaring. 2) Calci¬umniveauet i den behandlede sirup er væsentligt forøget.

Det skal bemærkes, at klaring med det normale phosphorsyre/kalk-system ikke kan udføres ved en pH-værdi på under 6,0. Dette skyl- des, at i det normale system er det bundfald, der dannes ved pH-værdi over 6,0, hovedsagelig di- eller tri-calciumphosphat. UnderpH-værdi 6,0 danner systemet mere monocalciumphosphat, som er mereopløseligt og således uegnet.

Til klaring af majssiruppen ifølge den foreliggende opfindelse behand¬les glucosesiruppen ved 80°C med 75%'s phosphorsyre (6 ppm 1^^¾beregnet på sirup), aluminiumsulfat (A^iSO^g. 161^0) (26 ppm Alberegnet på sirup) og natriumhydroxid (100 ppm beregnet på sirup).

Prøven luftes, hvorefter der tilsættes "TALOFLOTE" polyacrylamid-flokkuleringsmiddel (i 5 ppm beregnet på sirup).

Urenheder lades udskille sig ved flotering. Klaret sirup filtreresgennem et groft filter før analyse. Til sammenligningsformål filtreresogså her en alikvot af den oprindelige sirup gennem diatoméjord,hvorved der fås en kontrolprøve af ren glucosesirup, som repræ¬senterer den for tiden anvendte industrielle proces.

Som det fremgår af resultaterne giver klaringen en sirup, der er ligeså ren som den, der fremstilles ved den gængse diatoméjordfiltrering.Desuden er sirupstabiliteten bedre end stabiliteten for den filtreredeprøve, idet der dannes mindre farve. Der optræder ingen -uklarhedeni nogen af prøverne.

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til klaring af en hydrolyseret stivelsessirup, idet man i siruppen danner et primært flokkuleringsprodukt, luftersiruppen indeholdende det primære flokkuleringsprodukt, fordeler etanionisk organisk polymert flokkuleringsmiddel i den luftede sirup tilinitiering af dannelsen af et sekundært flokkuleringsprodukt, laderdet sekundære flokkuleringsprodukt vokse og lader det afsondres vedflotation, og fraskiller flokkulerede faste stoffer fra den klaredesirup, kendetegnet ved, at det primære flokkuleringsproduktdannes ved en pH-værdi på 3,5 - 6,5 mellem aluminiumioner, hydro¬xidioner og phosphationer.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der til dannelsen af det primæreflokkuleringsprodukt sættes aluminium til siruppen i en mængde på5 - 100 ppm (beregnet som aluminium og udtrykt som ppm baseret påvægtdele sirup).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der tilsættes aluminium i en mængdepå 20 - 40 ppm.

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1 - 3,kendetegnet ved, at der til dannelsen af det primæreflokkuleringsprodukt anvendes phosphationer, der allerede forekommeri siruppen.

5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4,kendetegnet ved, at der til dannelse af det primæreflokkuleringsprodukt tilsættes phosphationer til siruppen, så der fåshøjst 50 ppm phosphat (beregnet som P2^5^ udtrykt som ppm påbasis af siruppens vægt.

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5,kendetegnet ved, at pH-værdien er 4 - 5 til dannelsen afdet primære flokkuleringsprodukt.

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1 - 6,kendeteg n et ved, at en del af den ved denne fremgangs¬måde klarede sirup luftes og sættes til den fiokkuleringsprodukt-holdige sirup.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendeteg n et ved, at 10 - 50% af den klarede sirup luftesog sættes til den flokkuleringsproduktholdige sirup.

9. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8,kendetegnet ved, at det anioniske organiske polymereflokkuleringsmiddel er en anionisk polyacrylamid med en molekylvægtpå 5.000.000 - 10.000.000 med en ladningstæthed på 20 - 75 vægt¬procent acry laten heder.

10. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1 - 9,kendetegnet ved, at det sekundære flokkuleringsproduktlades vokse og derefter afsondres ved flotation, idet der gås frem påden måde, at blandingen holdes tilbage i en flokkuleringsbeholderunder ikke-turbulent agitation, hvorved udsondring af det sekundæreflokkuleringsprodukt forhindres, og hvorved det får mulighed for atvokse, siruppen overføres fra flokkuleringsbeholderen under minimalagitation til en udskillelsesbeholder, hvorefter det sekundære flokku¬leringsprodukt lades afsondre ved flotation fra siruppen.