一、概述
木糖醇是一種易溶於水的白色粉晶狀新糖料。木糖醇除具有蔗糖、葡萄糖的共性外,還具有特殊的生化性能,它不需要通過胰島素,就能透過細胞壁被人體吸收,並有降低血脂、抗酮體等功能。木糖醇還是輕工、化工等多種工業產品的重要原料,既可用於製作飲料、糖果、罐頭等食品,又可代替甘油用於造紙、卷煙、炸藥、牙膏等生產,還可用來製作石油破乳劑,農藥乳化劑、化纖助劑、抗靜電劑、防凍劑等。目前木糖醇的生產,在世界範圍內,乃是一項新興工業。在我國木糖醇的生產尚處起步階段。
二、木糖醇生產工藝
生產木糖醇的原料主要是玉米芯,生產工藝如下。
1.玉米芯的選擇;玉米芯分紅、白bai兩liang種zhong。紅hong色se玉yu米mi芯xin會hui加jia深shen木mu糖tang醇chun的de色se澤ze,增zeng加jia脫tuo色se碳tan的de消xiao耗hao定ding額e,所suo以yi最zui好hao選xuan用yong白bai色se玉yu米mi芯xin作zuo原yuan料liao。同tong時shi要yao搞gao好hao原yuan料liao的de保bao管guan除chu雜za工gong作zuo,嚴yan防fang雨yu淋lin、黴爛,盡量減少風沙、塵土等汙染,在投入水解工序之前,要經過篩選分,如能采取水洗處理最好。
2.水解:玉米芯含多縮戊糖36~40%,水shui解jie就jiu是shi將jiang以yi多duo縮suo戊wu糖tang為wei主zhu組zu成cheng的de纖xian維wei素su,在zai酸suan的de催cui化hua作zuo用yong下xia裂lie解jie並bing與yu水shui結jie合he生sheng產chan糖tang的de過guo程cheng。水shui解jie作zuo用yong的de設she備bei主zhu要yao是shi水shui解jie釜fu。首shou先xian進jin行xing預yu處chu理li,即ji將jiang玉yu米mi芯xin投tou入ru水shui解jie釜fu內nei,然ran後hou加jia水shui在zai100℃的溫度下,蒸60分鍾,把水排除,再用0.1%稀硫酸處理。控製條件與下述的水處理相同。
經酸預處理後的玉米芯,進入水處理階段(即水解)。水處理一般有兩種方法:一種是稀酸常壓水解,二是稀酸低壓水解。工業生產上多采用低壓水解法。低壓水解法的控製條件為硫酸濃度l%,水解溫度120℃,水解時間4小時。玉米芯的水解產糖率可高達33%以上。
3.中和:水解液含硫酸約0.6~0,8%,pH值為1左右。中和處理的目的是除去水解液中的無機酸。中和方法一般采用碳酸鈣法。中和處理所用的中和缸,其容積為9m3,鐵製外殼,構襯輝綠光岩鑄石,缸內設有攪拌裝置,常壓操作,共需3台。首先把水解液注入中和缸,然後加溫,當溫度升到75~80℃時,邊攪拌,邊加入波美15度的碳酸鈣乳液,直到pH值為2.3~3.0為中和點(控製適當中和點是本工序的關鍵所在)。為使中和後生成的硫酸鈣充分沉澱,需保溫養晶1小時,最後通過壓濾機濾除硫酸鈣渣。
4.蒸發:中和脫酸後的糖液濃度為5%,需通過減壓蒸發,使糖液濃度提高到30~35%,即將6m3的中和液濃縮為1m3的糖漿,同時還可再析出12千克硫酸鈣。蒸發器用不鏽鋼製成,蒸發周期為7~9小時。
5.脫色:濃縮後的糖漿色澤較深,需要進行脫色處理。常壓操作采用活性炭脫色法,活性炭用量一般為糖液的10%。脫色時先把糖漿溫度提高到75~80℃,pH值控製在2.5左右,然後加炭,活性炭在酸性條件下脫色效果很好,脫色後物料透明度可達30~40%。
6.離子交換:這道工序的目的是為了進一步淨化糖漿,處理後物料純度可達95~97%,使糖漿呈無色透明狀。離子交換可選723型強酸陽離子樹脂和強堿多陰離子樹脂配套使用。
離於交換淨化操作過程是:將脫色後的糖液降溫到30~40℃開(kai)始(shi)投(tou)料(liao),先(xian)經(jing)陽(yang)柱(zhu)。後(hou)經(jing)陰(yin)柱(zhu)。定(ding)量(liang)的(de)物(wu)料(liao)投(tou)畢(bi)後(hou),再(zai)用(yong)純(chun)水(shui)頂(ding)替(ti)直(zhi)至(zhi)無(wu)糖(tang)為(wei)止(zhi)。然(ran)後(hou)用(yong)水(shui)自(zi)下(xia)而(er)上(shang)進(jin)行(xing)反(fan)衝(chong),使(shi)樹(shu)脂(zhi)層(ceng)鬆(song)散(san)翻(fan)動(dong),通(tong)過(guo)濫(lan)流(liu)除(chu)去(qu)上(shang)層(ceng)雜(za)質(zhi),接(jie)著(zhe)用(yong)酸(suan)、堿溶液再生,最後用純水淋淨再生。淨化周期約為28小時。
7.加氫處理:離li子zi交jiao換huan後hou的de淨jing化hua糖tang液ye,需xu進jin行xing加jia氫qing處chu理li。加jia氫qing處chu理li即ji為wei木mu糖tang的de炭tan在zai有you理li化hua劑ji的de作zuo用yong下xia,升sheng溫wen加jia壓ya氫qing化hua,轉zhuan變bian為wei輕qing基ji的de反fan應ying。理li論lun上shang講jiang,每mei噸dun木mu糖tang醇chun耗hao氫qing量liang為wei134.6m3,但實際在生產中必須加過量氫才能保證氫化完全。過量的氫可循環使用。氫化處理之前用燒堿把淨化糖液的pH值調到7.5~3,加氫壓力控製在70~80kg/cm2之間,溫度為110~120℃進料速比為0.8~1(對催化劑體積而言),加氫轉化率要大於99%。加氫催化劑一般在使用3個月後活性開始下降,要根據實際情況,及時用10%的燒堿溶液對催化劑進行活化處理。#p#分頁標題#e#
8.濃縮、結晶、分離:氫化液含醇濃度一般低於15%,並帶有少量催化劑細未,需先過濾,再蒸發濃縮。蒸發濃縮分兩步進行,第一步在真空度為700mm汞柱,溫度為50℃的情況下,濃縮到含醇50%;第二步采用升降膜蒸發器,真空度提高到700mm汞柱以上,溫度提高到70~75℃,濃縮到含醇為86%即可出料,壓入結晶機。當醇膏溫度降到64℃左右加入適當晶種,慢慢攪拌助晶,每小時降溫l℃,直到比室內溫度稍高時,即可分離取得成品。
9.母液的回收:母液為結晶分離出成品後的副產品。每噸成品可得母液1噸。母液含雜質較多,純度低,粘度大,呈褐黃色,其中除大部分為木糖醇外,還含有少量的阿拉伯醇、山梨醇、甘露醇等雜醇,仍有一定的經濟價值。母液再經淨化處理,重新濃縮結晶,收率可達到母液的25~30%,其純度符合質量要求,隻是養晶時間長,晶粒細。
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