СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГЛЮКОЗЫ ИЗ КРАХМАЛА Российский патент 1995 года по МПК C13K1/06 

Изобретение относится к производству глюкозы из крахмалосодержащего сырья, и она может быть использована в медицинской и пищевой промышленности.

Известен способ получения глюкозы из крахмала, предусматривающий замачивание крахмала, введение поваренной соли в крахмальное молоко непосредственно перед гидролизом, гидролиз крахмальной суспензии и последующие стадии: очистку, сгущение и кристаллизацию глюкозы [1] Введение соли в крахмальное молочко способствует коагуляции примесей, что позволяет отделить их фильтрацией до гидролиза, однако введение соли не позволяет обеспечить достаточно высокое качество глюкозного сиропа и повысить выход глюкозы.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ получения глюкозы из крахмала, предусматривающий гидролиз его суспензии, фильтрацию гидролизата, его очистку, сгущение очищенного гидролизата до сиропа, его очистку, уваривание сиропа с получением глюкозного утфеля, его кристаллизацию охлаждением, центрифугирование утфеля с получением кристаллов глюкозы, зеленой и белой патоки, смешение этих паток с гидролизатом перед очисткой [2]
Недостатком этого способа является то, что в гидролизате накапливаются низкомолекулярные декстрины из-за низкой скорости их гидролиза, что снижает выход глюкозы на 2-4% в гидролизате образуются комплексы глюкозы с меланоидами и другими побочными продуктами производства. Эти комплексы сорбируются при очистке на сорбенте, что приводит к потере глюкозы до 3-5% Используемые в процессе сорбенты для очистки гидролизата и сиропов недостаточно эффективны и не обеспечивают высокой чистоты конечного продукта, особенно при очистке густых сиропов, из-за низкой скорости диффузии, а также являются дорогостоящими.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в улучшении качества глюкозного сиропа путем снижения его цветности и повышении выхода глюкозы путем разрушения комплексов глюкозы с меланоидами и разложения декстринов.

Для решения этой задачи предложенный способ производства глюкозы из крахмала предусматривает гидролиз крах- мальной суспензии, фильтрацию гидролизата, сгущение гидролизата до сиропа, очистку сиропа путем обработки озоно-воздушной смесью с начальной концентрацией озона 10-14 мг/л, ее расходе 2-15 об. /об ˙ ч обрабатываемого сиропа при 50-75^оС с постепенным снижением концентрации озона до 4-5 мг/л в течение 40-60 мин, уваривание сиропа с получением глюкозного утфеля, его кристаллизацию охлаждением, центрифугирование утфеля с получением кристаллов глюкозы, зеленой и белой патоки, их очистку путем обработки озоно-воздушной смесью при условиях, аналогичных обработке глюкозного сиропа, смешение зеленой и белой патоки с гидролизатом перед сгущением.

Способ получения глюкозы заключается в следующем. Крахмал замачивают и разжижают до стадии крахмального молочка. Крахмальную суспензию подвергают кислотно-ферментативному гидролизу. Полученный гидролизат фильтруют и сгущают до сиропа. Сгущенный сироп подвергают очистке путем обработки озоно-воздушной смесью с начальной концентрацией озона 10-14 мг/л воздуха, ее расходе 2-15 об. /об ˙ ч обрабатываемого сиропа при 50-75^оС с постепенным снижением концентрации озона до 4-5 мг/л в течении 40-60 мин. Очищенный сироп уваривают с получением глюкозного утфеля, который подвергают кристаллизации охлаждением и центрифугированию с получением кристаллической глюкозы, зеленой и белой патоки. Смесь зеленой и белой патоки также обрабатывают озоно-воздушной смесью при условиях, приведенных для очистки сиропа, и смешивают с глюкозным сиропом перед упариванием. Часть патоки выводят из цикла в качестве готового продукта для использования в кондитерском производстве. Полученную глюкозу промывают, высушивают и упаковывают как товарный продукт.

Использование озоно-воздушной смеси для обработки сильно окрашеных глюкозного сиропа и патоки обеспечивает высокую степень их осветления и повышение выхода глюкозы в пределах 2-6% Широкое варьирование параметрами процесса очистки начальной и конечной концентрацией озона, удельным расходом смеси, температурой и временем обработки позволяет успешно решить поставленную техническую задачу по осветлению сиропов различного качества, повышению выхода глюкозы и максимально снизить потери глюкозы в побочных реакциях окисления.

При обработке глюкозных сиропов озоном протекает ряд химических реакций, главными из которых являются окисление хромофорной группы меланоидных соединений, приводящее к осветлению сиропа, оксигенолиз низкомолекулярных декстринов и разрушение хелатных связей комплексов глюкозы, приводящих к повышению содержания глюкозы в сиропе. Эти реакции легко протекают даже при пониженных температурах 40-50^оС. Параллельно протекает побочная реакция окисления глюкозы озоном. Для ее снижения процесс очистки ведут при минимальной достаточности озона и снижении его концентрации по мере осветления сиропа. Окончание процесса очистки при выбранных условиях определяют анализом качества обрабатываемого сиропа.

П р и м е р N 1. Крахмальную суспензию плотностью 22^оБр, содержанием протеина 0,75% гидролизуют при 67^оС, осахаренный гидролизат с доброкачественностью 89% фильтруют и сгущают упариванием под вакуумом 300 мн Нд при 90^оС до плотности 54^оБр. Полученный сироп в количестве 1,8 л с содержанием глюкозы 86,6% доброкачественностью Дб 91,01% плотностью по ШТ 1,25 подвергают очистке путем обработки озоно-воздушной смесью с начальной концентрацией озона 12 мг/л, расходе 6 об./об.х хч в течение 60 мин при 65^оС с постепенным снижением концентрации озона до 5 мг/л к концу очистки. Очищенный сироп с содержанием глюкозы 88,06% Дб=92,61, плотностью по Шт 1,18 уваривают и охлаждают. Полученный утфель центрифугируют и получают кристаллическую глюкозу, зеленую и белую патоку. Смесь зеленой и белой патоки в отношении 1:1 с содержанием глюкозы 67,4% Дб 87,59% плотностью по ШТ 0,6 подвергают очистке озоно-воздушной смесью в условиях, аналогичных обработке сиропа. Патоку после обработки озоно-воздушной смесью с содержанием глюкозы 70,3% Дб 90,01% плотностью по Шт 0,148 смешивают с гидролизатом перед его упариванием.

П р и м е р N 2. Получение глюкозы из крахмальной суспензии проводят аналогично примеру N 1 при следующих изменениях в показателях на стадии очистки. Сироп с исходными характеристиками, приведенными в примере 1 обрабатывают озоно-воздушной смесью с начальной концентрацией озона 10 мг/л, расходе смеси 15 об./об ˙ ч сиропа. Зеленую и белую патоку с исходными характеристиками, приведенными в примере 1, подвергают очистке озоно-воздуш- ной смесью с начальной концентрацией озона 14 мг/л, ее расходе 15 об./об ˙ ч патоки.

После обработки озоно-воздушной смесью получают сироп с содержанием глюкозы 89,3% Дб 94,1% плотностью по Шт 0,76 и патоку с содержанием глюкозы 71,2% Дб=91,3% плотностью по Шт 0,11.

П р и м е р N 3. Получение глюкозы из крахмальной суспензии проводят аналогично примеру 1, но очистку упаренного сиропа и смеси зеленой и белой патоки осуществляют известным способом с использованием активного угля при температуре 65^оС, времени контакта 30 мин. Расход адсорбента на сухое вещество сиропа составляет 1% После фильтрации от угля полученный сироп с содержанием глюкозы 84,25% Дб=91,8% плотностью по Шт 0,276 уваривают, охлаждают и центрифугируют с получением кристаллической глюкозы, зеленой и белой патоки.

Зеленую и белую патоку после очистки углем и фильтрации с содержанием глюкозы 65,1% Дб=89,79% плотностью по Шт 0,182 смешивают с гидролизатом перед его упариванием.

Как видно из приведенных примеров предложенный способ позволяет повысить качество глюкозного сиропа цветность примерно в 1,7 раза, увеличить содержание глюкозы на 4-5% исключить из процесса применение дорогостоящего сорбента и стадию фильтрации.

Использование: изобретение относится к технологии переработки крахмала в глюкозу и может быть использовано на крахмало-паточных-глюкозных перерабатывающих предприятиях. Сущность: в предложенном способе для очистки глюкозных и паточных сиропов вместо сорбентов используют озоно-воздушные смеси. Процесс осветления ведут при температуре 50 - 75°С и расходе озоно-воздушной смеси 2 - 15 м³/м³·ч глюкозного сиропа. В ходе процесса с целью снижения реакций взаимодействия глюкозы с озоном концентрацию озона прогрессивно снижают по мере осветления сиропов до уровня минимальной достаточности. Использование озона вместо углей позволяет повысить качество конечных продуктов, упростить технологию и повысить выход глюкозы за счет оксигенолиза низкомолекулярных декстринов и сокращения потерь глюкозы на сорбенте и при фильтрации.

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГЛЮКОЗЫ ИЗ КРАХМАЛА, предусматривающий гидролиз его суспензии, фильтрацию гидролизата, сгущение гидролизата до сиропа, его очистку, уваривание сиропа с получением глюкозного утфеля, его кристаллизацию охлаждением, центрифугирование утфеля с получением кристаллов глюкозы, зеленой и белой патоки, их очистку и смешивание этих паток с гидролизатом перед его упариванием, отличающийся тем, что очистку сиропа перед увариванием и очистку зеленой и белой патоки перед смешиванием их гидролизатом проводят путем обработки озоновоздушной смесью с начальной концентрацией озона 10 14 мг/л воздуха и ее расходом 2 15 об./(об. · ч) и обрабатываемого сиропа при 50 75^oС с постепенным снижением концентрации озона до 4 5 мг/л, при этом процесс ведут 40 60 мин.