Способ получения инвертированного сахарного сиропа Советский патент 1990 года по МПК C13F3/00 

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано для получения инвертированного сахарного сиропа.

Целью изобретения является повышение качества сиропа путем уменьшения содержания оксиметилфурфурола и органических кислот.

Способ осущест вляют следующим образом.

Сахарный сироп пропускают через слой катализатора, содержащего суль- фокатионит в Н форме для гидролиза сахарозы. Перед гидролизом сульфака- тионит смешивают с окисленным углем в соотношении вес.ч. окисленного угля и вес.ч. сульфокатионита на 100 г смеси. Полученную смесь используют в качестве катализатора.

Инверсия сахарозы на таком катализаторе проходит в более мягких условиях при рН 2,, в результате чего не образуются продукты глубокого разложения сахарозы и тем самым предотвращаются безвозвратные потери некоторой части сахарозы.

Готовый продукт не загрязняется продуктами деструкции сульфокатионита, так как они поглощаются на окисленном угле.

Для достижения высокой степени инверсии сахарозы (100%) требуется значительно меньший расход катализатора, чем при использовании в качестве катализатора только окисленного угля (ОУ).

В результате интенсивной инверсии в сиропах образуются продукты глубокого разложения сахарозы - оксиметил фурфурол (ОМФ), красящие вещества, органические кислоты, что увеличивает потери сахара и ухудшает качество, вкус сиропов и готовых изделий, как и в случае использования гомоген ных катализаторов - минеральных и органических кислот.

Одновременно с инверсией сахарозы происходит осветление инвертированных сиропов на окисленном угле как молекулярном адсорбенте.

Наличие в смеси окисленного угля позволяет по сравнению с прототипом провести инверсию в более мягких условиях при рН 2,5, в результате чего предотвращается образование продуктов глубокого разложения сахарозы, поглощаются образовавшиеся (но в незначительном количестве) продукты деструкции катионита, чем предотвращаются потери сахарозы и улучшается качество инвертированного сиропа. Одновременно с инверсией осуществляется осветление сиропа.

Увеличение содержания в смешанном катализаторе доли окисленного угля приводит к уменьшению степени инверсии.

Увеличение содержания доли катионита резко снижает рН инверсии и приводит к образованию продуктов более глубокого разложения (сумма Дб и РВ меньше, чем в исходном сиропе), оксиметилфурфурола (ОМФ), красящих веществ, органических кислот.

Пример 1. Через две колонки заполненные 3 г (или 120%) окисленного угля каждая, пропускают сахарные сиропы с разных стадий рафинирования (светлый и темный) при температуре 90°С, которую поддерживают с помощью термостата, со скоростью 10 л/ч кг отбирают 5 проб по 50 мл. В каждой пробе определяют рН, цветность, доброкачественность сиропа, количество редуцирующих веществ общепринятыми методиками, содержание ОМФ.и органических кислот.

Получают 250 мл сиропа из каждой колонки с общим количеством редуцирующих веществ (РВ) 7,57, доброкачественностью 91,60 (Лб). оксиметилфурфурола 0%, органических кислот 0,06% для светлого сиропа, а для тем

ного РВ 7,5%, Лб 91,77%, ОМФ 0%, органических кислот (орг. к-т) 0,38% потеои составляют менее одного про10

5

20

25

30

40

45

55

1„

цента (Л.б + РВ) ИСх, си р - (Дб + + рв)ливертир. с цветностью 18,5 физ. ед. цв. для светлого и 89,1 физ. ед. цв. дтя темного сиропа, рН светлого сиропа 3S38, а темного - 3,75. Результаты представлены в табл. 1 и 2.

Пример 2.В колонки загружа-- ют по 2 г (80%) ОУ и по 0,5 г (20%) КУ-2-8, Инверсию сиропа проводят так же, как в примере 1. В результате инверсии сахарозы получают по 250 мл инвертированного сиропа со следующей характеристикой: для светлого сиропа Дб 72,72%, РВ 25,58%, ОМФ 0,05%, орг. к-ты 0,06%, цветность 22,0 ед. цв, рН 2,98, для темного сиропа Дб 76,, РВ 22,62%, ОМФ 0,08%, орг. к-ты 0.45%, цветность 122 ед. цв., рН 3.18.

При добавлении в качестве катализатора 20% катионита увеличивается количество редуцирующих веществ в Три раза, а потери сахарозы составляют меньше 1%.

Пример З.В колонки загружают по 1,5 г (60%) ОУ + 1,0 г (40%) КУ 2-8. Инверсию сиропа проводят аналогично примеру 1. В результате инверсии получают: после 1-и колонки (светлый сироп) Дб 38,20%, РВ 59,63%, ОМФ 0,08%, орг. к-ты 0,084%, цветность 29,3 ед. цв., рН 2,54) после 35 2-й колонки (темный сироп) Дб 41,72%, РВ 56,57% ОМФ 0,12%, орг. к-ты 0,95% цветность 140,5 ед.цв., рН 2,48.

Из приведенных данных видно, что количество редуцирующих веществ в сиропах увеличивается почти в 8 раз, потери составляют менее 2%.

Пример 4.В колонки для инверсии загружают по 1 г (40%) ОУ + +1,5 г (60%) КУ-2-8. Инверсию проводят так же, как в примере 1.

В результате инверсии получают сахарный сироп, содержащий после 1-й колонки 73,89% РВ, Лб 20,21%, ОМФ 0,10%, орг. к-ты 0,10%, цветность 56,5 ед. цв., рН 2,25;-после 2-й ко- 50 лонки - 92,69% РВ, Дб 3,76%, ОМФ 0,14%, орг. к-ты 1,12%, цветность 152,8 ел. цв., рН 1,75.

Из этого примера видно, что инверсия проходит в 10-12 раз лучше, чем в примере 1, однако наблюдаются заметные потери сахарозы (до 5%)

Пример 5. В колонки загружают только катионит КУ-2-8 - 2 г

(80), В результате инверсии получают в 1-й колонке сироп с Дб 9,56, РВ 80,48, 0,15, орг. к-ты 0,12, цветность 112,8 ед. цв., рН 2.18, из 2-й колонки - сироп с Дб 1,17. РВ 91,48. ОМФ 0,21 орг. к-т 1,52, цветность 167,5 ед. цв., рН 1,65.

При проведении инверсии только с помощью катионита количество редуцирующих веществ в сиропах по сравнению с углем увеличивается в раз потери сахарозы достигают 10.

Пример 6. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют смесь состоящую из 75 КУ-2-8 и 25 ОУ. Катализатор помещают в две колонки, через которые пропускают сахарные сиропы цветностью 279,6 и 36,8 физ. ед. соответственно. В полученном инвертированном сиропе определяют содержание оксиметилфурфурола и органических кислот. Результаты представлены в табл. 3Пример 7. Способ осуществляют так же, как и в предыдущем примере, но в качестве катализатора используют смесь из 50 сульфокатиони- та КУ-2-8 и 50 окисленного угля.

Пример 8. В качестве катализатора используют смесь, состоящую из 45 КУ-2-8 и 55 ОУ. В остальном способ выполняют аналогично предыдущим примерам.

Пример 9. Способ осуществляют так же, как и в примере 6, но используют в качестве катализатора смесь 35 КУ-2-8 и 65 окисленного угля. Показатели инвертированного сиропа приведены в табл. 3.

Как видно из данных табл. 1-3, увеличение в смеси доли окисленного угля позволяет получить инвертированный сироп с меньшим содержанием ОМФ w органических кислот. Однако при

5

0

этом наблюдается уменьшение степени инверсии, что нецелесообразно.

С увеличением содержания в катализаторе процента катионита увеличивается содержание редуцирующих веществ е сиропе, но существенно увеличивают также потери сахарозы за счет образования продуктов глубокого разложения сахарозы в процессе гидролиза, цветность сиропов и понижается рН инвертированных сиропов, т.е. существенно ухудшается качество инвертного сахара.

Таким образом, из приведенных данных видно, что лучшими свойствами обладают инвертированные сиропы, полученные на смешанном катализаторе, представляющий собой смесь вес. ч. окисленного угля и 35-45 вес.ч. сульфокатионита на 100 г смеси.

Способ позволяет получить инвертированные сахарные сиропы с высокой степенью инверсии, содержащие около 60 инвертного сахара, которые требуются большмнству отраслей пищевой промышленности.

5

30 Формула изобретения

Способ получения инвертированного сахарного сиропа, предусматривающий гидролиз сахарозы в сахаросодер- жащем сиропе путем пропускания его через слой катализатора, содержащего сульфокатионит, отличающий- с я тем, что, с целью повышения качества сиропа за счет уменьшения содержания оксиметилфурфурола и органических кислот, сульфокатионит перед проведением гидролиза сахарозы смешивают с окисленным углем в соотношении 55-65 мае, окисленного угля и 35-45 мае. сульфокатионита на 100 г смеси и в качестве катализатора используют указанную смесь.

Таблица 1

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано для получения инвертированного сахарного сиропа. Целью изобретения является повышение качества сиропа за счет уменьшения содержания оксиметилфурфурола и органических кислот. Сахарный сироп подвергают гидролизу, пропуская его через слой катализатора, содержащего сульфокатионит. Сульфокатионит перед проведением гидролиза смешивают с окисленным углем в соотношении 55-65 мас.ч. окисленного угля и 35-45 мас.ч. сульфокатионита на 100 г смеси и в качестве катализатора используют указанную смесь. 3 табл.

Гидролиз сахарозы в производственных сахарных сиропах высокой цветности с помощью гетерогенных и гомогенных

катализаторов

Таблица 2

Гидролиз сахарозы в производственных сахарных сиропах низкой цветности с помощью гетерогенных и гомогенных катализаторов

Таблица 3

Содержание оксиметилфурфурола и органических кислот в гидролизованных сахарных сиропах, полученных с помощью смешанных катализаторов

Сироп цветностью 279,6 физ. ед. цв. 6 75% КУ-2 + 25% ОУ 0,21 1,52 7 . 50% КУ-2 + 50% ОУ O.U 1,12

45% КУ-2 + 55% ОУ0,13

35% КУ-2 + 65% ОУ0,10

Сироп цветностью 36,8 физ. ед.

75% КУ-2 + 25% ОУ0,15

50% КУ-2 + 50% ОУ0,10

45% КУ-2 + 55% ОУ0,09

35% КУ-2 + 65% ОУ0,07

157820210

Продолжение табл.3

1,04 0,88

0,12 0,10 0,08 0,08