葡萄糖生产工艺讲解课件.ppt

1、1 第一 葡萄糖的发现和命名 欧洲人喜欢甜食，在19世纪初，法国人曾时兴研究用各种水果和许多种才料来制造糖品，1801年，法国人朴罗年，法国人朴罗斯特斯特试验成功了由葡萄的汁液中提取出的糖即葡萄糖葡萄糖，葡葡萄糖的名称由此得来萄糖的名称由此得来，一直沿用到现在。 用淀粉水解生产葡萄糖是由德国化学家柯乔夫德国化学家柯乔夫,在在1811年发现的；柯乔夫年发现的；柯乔夫最初是在研究一种胶粘剂，在一次试验过程中，在用硫酸处理马铃薯淀粉时，原意是制造可能代替阿拉伯树胶用的胶粘剂，但一不小心酸加多了；酸的作用过量，所得产物成为粘度很低的液体；清澄，具有甜味。柯乔夫柯乔夫乃开始研究制造淀粉糖。 经反复试验，

2、最后制成一种糖浆液；放置一定时间，有结晶析出， 用布袋装起来，压榨，除去大部分母液，得到固体产品。2 当时欧洲正值拿破仑战争时代，由于战争封锁，欧洲不能获得甘蔗糖，不少工厂设立生产这种淀粉糖，这种淀粉糖畅销一时，主要给酿造工业做原料。1815年战争结束，甘蔗恢复进口，这种淀粉糖工厂相继停工。 法国化学家沙苏里沙苏里经过长期研究证明，由淀粉制造的淀粉糖的化学反应为水解反应，水解的最终产品与葡萄汁中制成的糖为同一性质的糖；它的分子式和分子结构与葡萄汁中的葡萄糖完全相同。 糖化酶、60/60h （C6H10O5）nnH2O nC6H12O6 162 18 180 100 111.11 法国化学家沙苏

3、里于法国化学家沙苏里于1815年确定，淀粉经水解生成的糖为葡萄糖年确定，淀粉经水解生成的糖为葡萄糖。3 第二第二 葡萄糖的性质和用途葡萄糖的性质和用途 一 葡萄糖的性质1、葡糖糖的构型葡萄糖主要为六环结构葡萄糖主要为六环结构应用酶法糖化工艺，使用糖化酶催化水解，生成的葡萄糖是 - 构型；在酶水解的过程中构型发生了转变，生成的 - 葡萄糖在水溶液中向a-构型转变，最后这两种异构体达到动态平衡。不论酸法还是酶法糖化工艺，所得淀粉糖化液中的葡萄糖都是不同异构体的平衡体系。如葡萄糖投影结构式示意图所示（下页）：4OHOHOHOHCH2OHOOHOHOHOHCH2OHO a-葡萄糖葡萄糖-葡萄糖葡萄糖

4、OH H C | HCOH |OHCH O | HCOH | HC | CH2OH H OH C | HCOH |OHCH O | HCOH | HC | CH2OH CHO | HCOH |OHCH | HCOH | HCOH | CH2OH a-葡萄糖葡萄糖开链葡萄糖开链葡萄糖-葡萄糖葡萄糖葡萄糖投影结构式示意图葡萄糖投影结构式示意图5在水溶液中，葡萄糖主要是以六环结构存在，但也有微量的开链异构体。开链异构体虽然微量，但是作用并不小，a-和-异构体的互相转变都是经过它为中间体。这3种异构体是呈动态平衡状态存在，a-和-异构体的比例为36%和64%。这种动态平衡受浓度和温度的影响很小。在工业

5、生产的糖化液中，葡萄糖异构体间的转变度已达到这动态的平衡。 a-葡萄糖异构体的比旋光度为+122.2o,-葡萄糖异构体的比旋光度为+18.7o。随着异构体的转变，比旋光度也随着转变，这种现象称为“变旋光”现象。若溶解a-葡萄糖于水中，葡萄糖溶液将向-异构体转变，比旋光度逐渐降低，达到平衡状态时，比旋光度为52.5o，不在变化。若溶解-葡萄糖于水中，将向a-异构体转变，比旋光度逐渐升高，达到平衡状态时，比旋光度达到相同的平衡值+52.5o，不在变化。这个平衡比旋光度不属于a-或-异构体，是两种异构体旋光的总和。用方程式表示：6 2、 物理性质：物理性质： 【1】性状：葡萄糖为无色或白色结晶性或颗

6、粒性粉末，无臭， 味甜，比重1.5714、熔点83； 【2】溶解度：易溶于水，在20时，100g水能溶解91.28g葡萄糖，水溶液中溶解度可达47.72%，在25时，100g水能溶解111,42g葡萄糖，水溶液中溶解度可达52.7%。在乙醇中微溶。 【3】具有光学异构现象：由于葡萄糖结构中含有不对称碳原子，因此具有旋光现象。比旋光度为+52.5o 53.0o。 二 葡萄糖的实用特性 1、甜味：甜味：葡萄糖是由淀粉制成的甜味剂，在淀粉糖中其甜度仅次于果糖，而高于其他麦芽糖、山梨醇等，以蔗糖以蔗糖甜度为甜度为100计，葡萄糖甜度约为计，葡萄糖甜度约为75。如和蔗糖混合使用，葡萄糖在代替40%蔗糖时

7、，葡萄糖的相对甜度可高达90%，同时，葡萄糖的浓度与相对甜度关系也很大，所以，葡萄糖浓度增加甜度也会大幅提高。7 2、风味风味：葡萄糖具有特殊的风味具有特殊的风味，甜味温和，特别是味凉，吃在口中有凉爽的感觉吃在口中有凉爽的感觉；葡萄糖在溶解时为吸热反应，固葡萄糖特别适用于夏季食品的甜味剂，如薄荷糖果，冷冻食品等。 葡萄糖的另一特性为冰点降低冰点降低，相同浓度的葡萄糖液冰点液比蔗糖低，如如30%浓度的葡萄糖溶液冰点为浓度的葡萄糖溶液冰点为-6，而相同浓度的蔗糖溶液冰点为-4，这一特性非常有利于食品工业，深度冷冻的液体饮料不易出现冰碴，深度冷冻的液体饮料不易出现冰碴，增强口感。增强口感。 3、溶解

8、度溶解度：结晶葡萄糖易溶于水，微溶于乙醇和其他有机溶剂，温度在55以上时葡萄糖比蔗糖溶解快，低于55比蔗糖溶解略慢，55是固相一水葡萄糖转变为无水葡萄糖的温度。 4、渗透压、渗透压：淀粉糖的分子量越小渗透压越大，葡萄糖的分子量为180.2，而蔗糖的分子量为342，因此葡萄糖具有比蔗糖高得多的渗透压，葡萄糖溶液的渗透压高，用于各种食品有较强的保护作用，能抗微生物的侵蚀，可提高食品的货架期。85、还原性：葡萄糖具有还原性，能还原碱性硫酸铜溶液还原性：葡萄糖具有还原性，能还原碱性硫酸铜溶液（费林式溶液）为氧化铜，（费林式溶液）为氧化铜，测定葡萄糖液的纯度（DE值）就是基于此原理，由于葡萄糖较强的还原

9、能力和蛋白类物质的相互作用，能促进食品系统的褐变现象。可使面包、蛋糕皮及烘烤食品增色。6、发酵性发酵性：在有利条件下，葡萄糖容易被酵母菌完全发酵，产生CO2和酒精，因而葡萄糖是饮料工业、各种发酵工业的主要原料，也是食品工业中肉食加工和泡菜等不可缺少的配料。7、营养性：葡萄糖是动物代谢的基本能源营养性：葡萄糖是动物代谢的基本能源，作为一种营养份，它在人机体内的能值是在人机体内的能值是17.1KJ/g，葡萄糖是一种唯一，葡萄糖是一种唯一能用于脑髓的营养成份，能用于脑髓的营养成份，吸收后进入血液系统，葡萄糖转化为“血糖”能直接作为中间代谢物。除此之外，它能作为糖源贮存在肝脏或肌肉中，形成人体的贮备能

10、。血液中的糖分为葡萄糖，含量为80-100/100ml,饭后1小时内增加到约150/100ml，以后逐渐降低到正常含量。9 葡萄糖不经消化能被身体直接吸收，所以适合病人食用；也能直接注射到血液中去，供病人急用；每克无水葡糖糖供给热能1874卡。 医药用葡萄糖分为口服和注射两种，注射用葡萄糖需要高纯度，浓度一般为5%，因为这个浓度与身体组织细胞具有相等的渗透压力。 高浓度的葡萄糖溶液具有较高的渗透压力，注射到血液中，会将组织中的水分吸收到血液中来。但在特殊情况下，却可利用这种作用治病，如治疗脑水肿。还有利尿作用。 葡萄糖常与生理食盐水一并注射，这是因为当身体损失大量水分的时候，不仅需要补充葡萄糖

11、，还需要补充钠和氯，以保持身体体液酸碱的平衡。10 第三 生产葡萄糖所用原料和一些主要辅助材料 一、玉米淀粉： 1、淀粉的物理性状 【1】颗粒：淀粉呈白色粉末状，但在显微镜下观察， 却 是些形状和大小都不同的透明小颗粒；一斤玉米淀粉据估一斤玉米淀粉据估计约有计约有8500亿个颗粒。亿个颗粒。颗粒的性状可大致分为圆形、卵形和三角形。玉米淀粉颗粒有圆形和多角形两种，用显微镜观察淀粉颗粒能鉴别不同的淀粉品种。 【2】水分含量：水分含量：淀粉含有相当高的水分，如玉米淀粉在一般情况下，含水约为一般情况下，含水约为12%，其他淀粉含水有，其他淀粉含水有20%。虽然含有这样高的水分，却不显潮湿而呈干燥的粉末

12、状。这是因为淀粉分子中的羟基和水分子相互生成氢键的缘故。淀粉的水分含量受周围空气湿度的影响，在阴雨天，湿度大，淀粉吸收空气中的水汽使水分含量增高；在干燥的天气湿度小，淀粉失散水分，使淀粉水分降低。11 【3】糊化：淀粉混于冷水中，经搅拌成乳状的悬浮液，称淀粉乳。若停止搅拌，淀粉则慢慢沉淀。若将淀粉乳加热到一定温度，淀粉颗粒开始膨胀，温度继续上升，颗粒继续膨胀，可达原体积的几倍到几十倍。由于颗粒的膨胀，晶体结构的消失，体积胀大，互相接触，变成粘稠糊状液体。虽停止搅拌，淀粉也不再会沉淀，这种现象称为糊化，发生此糊化现象的温度称为糊化温（4672） 2、淀粉的化学结构和性质 【1】 淀粉颗粒含有微量

13、的非碳水化合物质，如蛋白质、脂肪酸、无机盐等。这些非碳水化合物与淀粉的化学结构没有什么关系，淀粉是纯粹的碳水化合物。淀粉是葡萄糖组成的多糖。 【2】直连淀粉和支链淀粉淀粉是由直连淀粉和支链淀粉所组成。玉米淀粉中直连淀粉和支链淀粉的含量因品种不同而不同，玉米含直连淀粉一般为26%；高连玉米淀粉中直连淀粉为7080%左右；粘玉米和糯米等含直连淀粉不超过1%，基本上是支链淀粉，所以粘性大。12OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO1、下图为直连淀粉分子结构示意图、下图为直连淀粉分子结构示意图2、下图为支连淀粉分子结构示意图、下图为支连淀粉分子结构示意图13O 二、

14、酶制剂 1、液化酶 液化酶采用地衣芽孢杆菌经深层培养、提取等工序精制而成,能随机水解淀粉等碳水化合物。使淀粉乳溶液迅速产生可容性糊精和麦芽糖的液化液。液化酶的液化酶的PH范围范围为5.5-7.0；有效温度范围在喷射液化工艺中瞬间温度可达105-145仍能有效水解淀粉乳。 2、糖化酶 糖化酶是由黑曲霉优良菌种经深层发酵精制提炼而成的。淀粉乳液化后产生较短链的糊精和麦芽糖，糖化酶则主要用于这些短链液化液的继续水解而最终成为葡萄糖。糖化酶活力 pH范围为4.0-4.5， 最佳温度范围58-60。 3、酶制剂的物理特性： 外观-褐色液体； 气味-无刺激性气味 溶解度-易容于水； 比重:1.15-1.2

15、5g/ml、 14 三、助滤剂：三、助滤剂： 硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，由古代硅藻的遗骸组成。它具有一些独特的性能，如：多孔性、较低的浓度、较大的比表面积、相对的不可压缩性及化学稳定性，特点是多孔而轻，表面积很大。 硅藻土的单体多成长针状，沉积于滤布上形成硅藻土层的孔隙，比原滤布的滤孔小的多，能阻挡很细小的固体颗粒如糖液中的蛋白质。 硅藻土没有化学活性，与糖液不起因何化学反应，不影响葡萄糖溶液的物理或化学性质。葡萄糖生产中使用硅藻土的目的就是吸附、过滤糖液中的蛋白质等杂质。15 四、糖用脱色活性炭1、活性炭是一种多孔径的炭化物，有极丰富的孔隙构造，具有良好的吸附特性，它的吸附作用是借助

16、于物理及化学的吸咐力而成的。其外观色泽呈黑色。每克活性炭所具有的比表面积相当于比表面积相当于1000个平方米之多个平方米之多。具有很强的吸附颜色和若干无机盐的作用；约含10-15%的水分和微量的灰分，每克活性炭的吸附面积可高达每克活性炭的吸附面积可高达500m2以上以上。2、糖用活性炭的脱色是物理的吸附作用，能将糖液中的有色物质如（5-羟甲基糠醛羟甲基糠醛）吸附在表面上，以达到从糖液中除去的目的。3、糖用活性炭主要指标是焦糖脱色力，按照国标 GB/T12469.1-12469.22要求法焦糖脱色力 ：优级100 %；一级品 90%；二级品； 80%16活性炭图片17 五、离子交换树脂 1、离子

17、交换树脂是具有吸附并去除微量杂质的一种材料。糖溶液里含有一些微量的溶于糖液里的无机盐类有害物质，这些有害物质呈电离状态，以正负离子的形式溶于糖液中。离子交换的目的就是除去糖液中的无机盐类有害物质，进一步精制提纯糖液。 2、离子交换树脂是高分子合成的化合物，分为阳离子树脂和阴离子树脂等不同的型号。 【1】 阳离子交换树脂是聚苯乙烯或酚醛合成的树脂，具有交换酸基，如：磺酸基（-SO3H），这种酸基虽然连接在树脂结构上，但性质仍如游离酸，能交换除去糖液中的Na+、Ca+等阳离子类。 【2】 阴离子交换树脂是脂肪族或芳香族化合物聚合而成的树脂；具有碱性强弱不同的胺基，如叔胺基-NH2等。这种胺基虽然连

18、接在树脂结构上，但性质仍如游离胺，能交换除去糖液中的CI- 离子类。从而达到除去无机盐之目的 18六、盐酸、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钠 这些酸、碱、盐主要是用于调节糖液的H值和离子交换树脂的再生用。七、包装材料 1、 纸/塑布织布复合包装袋（口服糖袋） 规 格： 900mm500mm 误差10mm 重 量： 158g/条 误差5g 经纬密度：42根/100mm 误差2根 上切边：切边必须用热熔切割，保证切边粘连，不散边。 底 边： 底边卷折宽度10mm，缝线到底边的距离为8mm，缝线用锦纶线或质量相当的其他线。 印 刷： 应清晰、无错漏、为红兰两色。 材 质： 外层为压膜编织层，内层为牛皮纸层

19、19淀粉乳淀粉乳液液 化化糖糖 化化转鼓除渣转鼓除渣脱色过滤脱色过滤离子交换离子交换蒸蒸 发发冷却结晶冷却结晶离心分离离心分离气流干燥气流干燥成品包装成品包装成品入库成品入库第四第四 葡萄糖生产的基本原理和流程简介葡萄糖生产的基本原理和流程简介 1、岗位流程方框简图：、岗位流程方框简图：20二次喷射糖化酶注射糖结晶母液去草酸气流干燥注射糖包装离心分离闪蒸维持蒸 发浓缩母液外卖离交交换一次喷射糖 化转鼓除渣一次脱色过滤二次脱色过滤淀 粉 乳调乳碳酸钠液化酶工艺水稀盐酸调PH母液脱色过滤蒸 发口服糖结晶离心分离气 流干燥口服糖包装2、工艺流程方框图：、工艺流程方框图：21 一、液化岗位一、液化岗位

20、 淀粉颗粒的结晶性结构对于酶作用的抵抗力强，细菌a-淀粉酶水解淀粉颗粒和水解糊化淀粉的速度比约为1：20，000。由于这种原因，不能使液化酶直接作用于淀粉，需要先加热淀粉乳，使淀粉颗粒膨胀、糊化，破坏其结晶结构，然后在液化酶的作用下，淀粉乳才能水解为糊精和低聚糖。 1、 液化岗位方框工艺流程图液化岗位方框工艺流程图淀粉乳调配淀粉乳液化酶混合罐 换热加温一次喷射 维持罐 一次闪蒸 二次喷射二次持罐 换热灭糖化酶 二次闪蒸 二次加酶 柱式液化 换热降温 闪冷降温 糖化罐 调配罐10%纯碱工艺水22 2、液化岗位工艺流程示意图液化岗位工艺流程示意图淀粉乳罐混合液淀粉乳调配纯碱酶一次闪蒸换热维持罐维持

21、罐二次闪蒸换热降温液化柱1换热降温真空闪冷水热水罐一一次次喷喷射射器器二二次次喷喷射射器器滤液到过滤液化柱8液化柱16冷却换热抽真空冷却水凝结水去糖化热水蒸汽23 3、液化作用：、液化作用： 液化岗位的作用：是在淀粉乳中加入适当的液化酶，将淀粉水解成小分子的糊精和低聚糖，以增加糖化酶作用的机会，给糖化过程提供条件。 因为糖化使用的糖化酶属于外酶，水解作用是从底物分子的非还原尾端进行，不能进入分子内部水解，速度非常缓慢；液化酶是内酶，可以在分子内部的因何部位同时进行水解，大大缩短了淀粉糖化的时间，液化是酶法生产工业化的必备条件。 4、液化基本方法：、液化基本方法： （1） 酶法液化的方法繁多，如

22、：间歇液化法、半连续液化法，喷射液化法等。另外还有酸酶液化法，机械液化法等等。 （2）现在葡萄糖生产的液化方法基本采用的都是高温喷射液化法。 自喷射液化技术问世以来，逐步取代了其他液化技术。喷射液化技术的关键一是设备液化喷射器”，二是酶耐高温“a-淀粉酶”。24（3）在高温下喷射液化，淀粉糊化均匀，蛋白质絮凝效果好，不产）在高温下喷射液化，淀粉糊化均匀，蛋白质絮凝效果好，不产生不溶性淀粉颗粒，不发生老化现象，液化液清亮透明；并且在高温生不溶性淀粉颗粒，不发生老化现象，液化液清亮透明；并且在高温下喷射液化，还能阻止小分子（如麦芽二糖，三糖等）等前提物质的下喷射液化，还能阻止小分子（如麦芽二糖，三

23、糖等）等前提物质的生成，有利于提高葡萄糖的质量和收率生成，有利于提高葡萄糖的质量和收率 。 5、岗位技术参数及中间体控制指标、岗位技术参数及中间体控制指标 .淀粉乳蛋 白： 0.4-0.5%； .脂 肪含量： 0.15 - 0.20 .比 重： 1.140-1.150/20 . PH 值： 5.0-6.0 .一喷温度： 105-112 .二喷温度： 125-135 .碘色反应： 枣红色 .DE 值： 13 -17% . 闪蒸冷却降温： 5862 25 6、液化工艺原理、液化工艺原理 （1）a-淀粉酶水解方式（液化酶）淀粉酶水解方式（液化酶） a -淀粉酶能水解淀粉分子中的淀粉酶能水解淀粉分子中

24、的a -1,4葡萄糖苷键，水解葡萄糖苷键，水解葡萄糖单位葡萄糖单位C1原子为原子为a -构型，故称构型，故称a -淀粉酶。淀粉酶。 a-淀粉酶不能水解淀粉分子中的a -1,6葡萄糖苷键，但能越过此 a-1,6键继续水解淀粉分子链中a-1,4键，a-1,6键存留于水解的液化液里。 （2）什么叫液化）什么叫液化 a-淀粉酶水解淀粉分子中的a-1,4键，最初阶段速度很最初阶段速度很快快，庞大的淀粉分子断裂成较小的分子庞大的淀粉分子断裂成较小的分子。随着淀粉分子的随着淀粉分子的急速变小，淀粉乳粘度急速降低；由于粘度的急速降低，急速变小，淀粉乳粘度急速降低；由于粘度的急速降低，工业上称为这种现象为工业上

25、称为这种现象为“液化液化”。26 经过最初液化液化阶段以后，水解速度变慢，分子继续断裂、变小，水解液的还原性增高。 淀粉遇碘呈蓝色，随着糊精分子的变小，呈紫、红到棕色。糊精分子小到一定程度，遇碘不再变色。称为消色点。消色点。淀粉水解到消色点时，水解产物主要为麦芽糖类和少量的葡萄糖等。 （3）内酶）内酶 a-淀粉酶水解淀粉是从分子内部进行，水解中间地位的a-1,4键，水解不分先后秩序，很杂乱，没有一定规律，这种由分子内部进行水解的酶称为由分子内部进行水解的酶称为“内酶内酶”。27 （4）水解前的直链淀粉和支链淀粉分子示意图）水解前的直链淀粉和支链淀粉分子示意图还原尾端基 非还原尾端基 直链淀粉支

26、链淀粉28 （5）下图为液化酶水解直链淀粉示意图）下图为液化酶水解直链淀粉示意图CH2OHCH2OHCH2OHOHOHOHOHOHOOOOOO14441a-1,4a-1,4OH液化酶液化酶CH2OHCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHOHOHOHOHOHOHOOOOOOOOOOOOHOHOHOHOHOHOOa-1,661糖化酶液化酶a-1,4CH2OHO29 （6）下图为液化酶水解支链淀粉示意图）下图为液化酶水解支链淀粉示意图 （7）下图为液化液中糊精、麦芽糖、葡萄糖分子示意图）下图为液化液中糊精、麦芽糖、葡萄糖分子示意图OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO

27、30 7、液化程度、液化程度 在液化过程中，淀粉糊化、水解成较小的分子，粘度应当降低到足够的程度，能适用于工艺操作。 （1）葡萄糖淀粉酶属于）葡萄糖淀粉酶属于外酶，水解只能由底物分子的非还外酶，水解只能由底物分子的非还原尾端开始，底物分子越多，水解生成葡萄糖的机会越多。原尾端开始，底物分子越多，水解生成葡萄糖的机会越多。但是，葡萄糖淀粉酶是先与底物分子生成络合结构，而后发生水解催化作用，这需要底物分子的大小具有一定的范围才有利于生成这种络合结构；过大或过小都不适宜。 （2） 根据生产实践根据生产实践，淀粉在酶液化工序中水解到葡萄糖值，淀粉在酶液化工序中水解到葡萄糖值1520的范围较合适。的范围

28、较合适。水解超过此程度，不利于糖化酶生成络合结构，影响催化效率，糖化液的最终葡萄糖值较低。 8、液化工艺、液化工艺 喷射液化法喷射液化法 （1）利用喷射器的液化方法称为喷射液化法利用喷射器的液化方法称为喷射液化法，效果好，应用很多。喷射液化器射液化器的构造有不同的设计，要点是蒸汽直要点是蒸汽直接喷射入淀粉乳薄层，使淀粉乳均匀及时地糊化、液化。接喷射入淀粉乳薄层，使淀粉乳均匀及时地糊化、液化。31 （2）基本操作：）基本操作： 是先通入喷射器蒸气，蒸气进入喷射器预热到8090，然后，用泵将调节好浓度、pH值并加入a-淀粉酶的淀粉乳打入喷射器，同时，调节蒸汽阀门，使喷射温度控制在1次喷射10511

29、0，2次喷射控制在125135；让蒸气直接喷入淀粉乳的薄层，使淀粉乳及时均匀地引起使淀粉乳及时均匀地引起糊化、液化。糊化、液化。 蒸气喷射产生的湍流，使淀粉乳受热快而均匀，黏度降低也快。被液化的淀粉乳由喷射器下方高速卸出，在经过高温维持罐等一系列液化设备及操作后，得到需要的液化液。此法的优点是液化效果好，蛋白质类杂质的凝结好，糖化液的过滤性质好，设备少，也适于连续操作。 9、工艺流程简述、工艺流程简述 （1） 调配淀粉乳并加酶 在调配罐内，把淀粉乳调到3033%（17-18Be）浓度，用10%Na2CO3调至pH值5.86.0，最后加入耐高温的a-淀粉酶，料液搅拌均匀。32 （2）喷射液化）喷

30、射液化 用泵把淀粉乳经板式换热器加热后（温度加热50），打入1次喷射器,进行喷射液化，在喷射器中，淀粉乳和蒸汽直接相遇，淀粉乳瞬间加热糊化、液化；控制出料温度100105；从喷射器中出来的料液,经一次闪蒸罐反应510分钟后，进行2次蒸汽喷射（温度125135） 在第2次喷射器内,料液和蒸汽直接瞬间接触，温度升至125 135。从2次液化喷射器出来的料液，进入管式换热器和除渣后的滤液换热灭酶，再进入二次闪蒸罐（温度100），罐内维持 510min。此时，淀粉颗粒会进一步糊化，淀粉分子链断裂，料液分子呈小分子状态并进一步分散，蛋白质进一步絮凝。 （3）柱式液化）柱式液化 料液温度调节至98，二次加

31、入液化酶，进入16各个液化柱，控制温度98，连续进行液化维持反应。经过约120150分钟的连续反应，出料温度98,换热降温降至70，再经真空闪冷降温至6062，料液进入pH调节罐。33 连续调节pH值至4.34.5，连续加入糖化酶，连续搅拌，用泵连续打入糖化罐进行糖化反应。糖化温度保持60，时间约50-60小时左右。 8、工艺特点、工艺特点 （1）连续喷射液化：）连续喷射液化：此法是利用喷射器，将蒸汽直接喷入淀粉乳薄层，在瞬间内达到淀粉糊化温度，完成淀粉的糊化，液化。此法液化效果好，蛋白质等杂质凝结在一起，使糖化液过滤性好。设备简单，便于连续操作，实现自动化。 （2）16个液化柱维持反应个液化

32、柱维持反应（或层流罐）的应用：淀粉液化的目的是为缩短或加快糖化过程。而糖化酶水解糊精及低聚糖时，需要先与底物分子结合，生成铬合物结构，然后才能发生水解作用，使葡萄糖单位逐个从糖苷键中水解出来。为了保证底物分子大小能在一定范围内，客观上要求液化要均匀。液化维持罐的作用是因罐身细而高，料液从下面切线进入以防料液走短路，料液从上部排出，从而保证了料液先进先出，最后使液化均匀一致。34（3）高温分散）高温分散：通过喷射器将料液加热到125 135，在罐内维持35分钟左右，使已形成的不溶性淀粉颗粒在高温下分散，同时，蛋白质进一步絮凝。（4）真空闪冷降温）真空闪冷降温：因液化柱出来的液化液温度达98，经过

33、换热降为70，为适应糖化酶的温度和增加糖液浓度，采用真空闪冷降温的方法，可使糖液在降温的同时，增加浓度。其原理为：溶液进入闪蒸罐，在真空中溶液呈过热状态，因而瞬间大量蒸发水分，水分变为二次蒸汽被抽走，液化液浓度因失去部分水分而增浓。 9、液化岗位工艺基本操作、液化岗位工艺基本操作 （1）开启真空闪蒸罐的真空泵，让闪蒸罐达到规定的真空度。 （2）喷射器在开始使用时，首先将喷射器针阀上调56圈。 （3）开蒸汽阀门，将喷射器、停留罐、液化柱预热至100；关闭喷射器进料阀，打开喷射器回流阀。同时，启动料液进料泵，调节进料流量计，稳定进料回流约10分钟，以稳定进料泵的运转。 （4）待喷射器及停留罐预热至

34、规定温度后，将进料阀门打开；逐步关小回流阀，调节好流量计，使进入喷射器的料液压力大于进入喷射器的蒸汽压力，经过料阀和针阀控制流量，针阀使淀粉乳形成空心圆柱状薄膜，从喷嘴射出。35 （5）通过调节进气和进料阀门，使液化出口温度由高到低至100-105。闪蒸罐内温度控制在95100。 （6）开启二次喷射器，方法同一次喷射器相同，将料液加热至120-135左右，料液进入换热器和转鼓滤液换热，然后经二次闪蒸罐、二次闪蒸控制温度98，在罐出口加入另一部分a-淀粉酶，并按顺序连续通过16个液化维持罐。液化液通过时间约为120分钟左右。液化液的DE控制在13 -17%，低于18%为好。 （7）换热降温和真空

35、闪冷降温：经换热和真空闪急冷却系统，温度从98降到70，再降至60。 （8）待液化快结束时，首先开启喷射器的淀粉乳回流阀，关闭喷射器淀粉乳进料阀；关闭淀粉乳罐、混合罐、Na2CO3罐、a-淀粉酶罐阀门。关闭蒸汽阀，关闭淀粉乳罐、混合罐、加酶等进料泵。、液化结束后，要用清水冲洗喷射器、设备、管道、泵等，要清洗干净。 36液化喷射器示意图和照片37液化岗位38液化岗位39 二、糖化岗位二、糖化岗位 1、糖化目的：、糖化目的： 在液化工序中，淀粉乳经过a-淀粉酶水解液化后，淀粉变为糊精和低聚糖等小分子产物。糖化岗位的目的是利用糖化岗位的目的是利用葡萄糖淀粉酶或复合酶（糖化酶），进一步将这些水解产葡萄

36、糖淀粉酶或复合酶（糖化酶），进一步将这些水解产物水解成葡萄糖。物水解成葡萄糖。纯淀粉通过完全水解，因为水解增重的关系，每100.00份淀粉能水解成111.11份葡萄糖。如下面的反应式所表示： 糖化酶、60/60h （C6H10O5）nnH2O nC6H12O6 162 18 180 100 111.11 40 2、下图为液化液中糊精、麦芽糖、葡萄糖分子示意图、下图为液化液中糊精、麦芽糖、葡萄糖分子示意图OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO41 3、糖化方框流程图、糖化方框流程图 闪冷降温 pH调节 加糖化酶 进糖化罐 糖化过程 糖化出料 转鼓除渣42 10%盐酸

37、 4、糖化流程示意图、糖化流程示意图糖化酶糖化罐pH调配罐来自液化岗位甜水稀盐酸糖化罐糖化罐出料到转鼓43 4、理论收率：、理论收率： （1）收率）收率：纯淀粉经过完全水解，因有水解增重的关系，每每100克淀粉能生成克淀粉能生成111.11克葡萄糖，如上面的反应克葡萄糖，如上面的反应式。因此，葡萄糖的理论收率为式。因此，葡萄糖的理论收率为111.11%。但现在的工艺还没有达到这个水平，双酶法现在的工艺水平为每双酶法现在的工艺水平为每100份份纯淀粉能生产纯淀粉能生产105108份葡萄糖。份葡萄糖。差数为水解不完全的剩余物和复合产物，低聚糖和糊精等。 （2）葡萄糖值）葡萄糖值 ：工业上用“葡萄糖

38、值”表示淀粉的水解程度或糖化程度，糖化液中，还原性糖全部当做葡萄糖计算，占干物质的百分率称为葡萄糖值。葡萄糖的实际含量稍低于葡萄糖值。因为还有少量的还原性低聚糖存在。随着糖化程度增高，二者的差别减小。 （3）工业糖化方式，）工业糖化方式，现在仍然普遍使用水溶糖化酶，间歇操作，设备简单控制容易，成本低。间歇操作糖化，糖化酶只使用一次，效率高，所得糖化液中葡萄糖含量高。44 5、葡萄糖淀粉酶（糖化酶）水解方式、葡萄糖淀粉酶（糖化酶）水解方式 （1）还原端和非还原端）还原端和非还原端：葡萄糖淀粉酶（糖化酶）水解淀粉是由非还原尾端进行，水解a-1,4葡萄糖苷键，也能水解a-1,6葡萄糖苷键，使一个葡萄

39、糖单位分离产生葡萄糖。 （2）水解产物：）水解产物：在一定的时间内，水解产物只有葡萄糖在一定的时间内，水解产物只有葡萄糖，没有其它糖生成。因为由淀粉直接产生葡萄糖，故称葡萄糖淀粉酶。葡萄糖淀粉酶也能水解淀粉的水解产物如糊精、低聚糖和麦芽糖等。（3）糖化酶是外酶）糖化酶是外酶：水解由底物分子的尾端进行，属于外酶。在糖化水解过程中，葡萄糖单位的C1- O -C4和C1-O-C6中的C1-键断裂。（4）糖化酶的底物：）糖化酶的底物：糖化是以淀粉液化后生成的糊精、低聚糖和麦芽糖为底物，用葡萄糖淀粉酶进行水解反应（糖化），速度将更快更便利。这就是为什么要先进行淀粉液化，然后再进行糖化的原因。（5）糖化酶

40、不能进入分子的内部：）糖化酶不能进入分子的内部：葡萄糖淀粉酶（糖化酶）水解由底物分子的尾端进行，不能进入分子内部水解不能进入分子内部水解，属于属于“外酶外酶”。因为葡萄糖淀粉酶能水解a-1,4和a-1,6葡萄糖苷键，水解淀粉或水解液化液能全部转变成葡萄糖。45 （6）糖化酶水解双糖的糖化过程示意图CH2OHCH2OHOHOOO144a-1,4OH糖化酶OHOHCH2OHCH2OHOHOOO144a-1,4OH糖化酶OHOHCH2OHCH2OHOHOHOOOOHOH糖化酶a-1,6CH2OHCH2OHOHOHOOOOHOH糖化酶a-1,6a. 直连淀粉液化液糖化酶作用过程示意图：b. 支连淀粉液

41、化液糖化酶作用过程示意图：46 6、糖化工艺流程简述、糖化工艺流程简述： （1）进罐料液质量）进罐料液质量：液化岗位来料符合质量标准，并保证液化液降温至60左右，然后将液化液用10%HCl调至pH4.2-4.5；在调好PH值的液化液中，连续加入规定量的糖化酶，并在不断连续搅拌的情况下，连续送入糖化罐；满罐后，开始保温糖化。调节好的液化液继续打入另一糖化罐。 （2）糖化保温和出料：）糖化保温和出料：在60左右保温约48-60小时，（刚开车时，在8小时后要取样检测DE值，然后每4小时取样一次，做曲线表，取最高DE值为糖化时间）用无水酒精检验，在无糊精反应后，将料液通过换热器和2喷料液换热灭酶（或循

42、环加热到7580灭酶。保温20分钟），开始除渣过滤。滤液进入滤液罐保温待用。糖化罐料液放完后，要用清水切底冲洗糖化罐，防止罐体生长霉菌，造成污染。 7、糖化工艺基本操作：、糖化工艺基本操作： （1）糖化罐要清洗干净，要做到清洁、无菌、无异物。47 （2）按顺序开启糖化罐进料阀）按顺序开启糖化罐进料阀、开启调节罐进料阀、进料泵、出料阀、HCI进酸阀、泵、糖化酶进酶阀、计量泵，开启调节罐搅拌，开糖化罐进料泵、连续调节PH至4.24.5，温度6062，从调节罐溢流出口加入适量的糖化酶，开始糖化罐进料。 （3）开动糖化罐搅拌，）开动糖化罐搅拌，当料液进到规定的位置后，停止进（液化液转进另一糖化罐），作

43、好记录，进行保温糖化。 （4）糖化时间约）糖化时间约4860小时左右小时左右，快到糖化终点时，勤取样，检测DE值是否达标，达标后，检测糖化液有无糊精反应。糖化液达标后，开始糖化出料。 （5）出料：）出料：生产正期间，糖化液灭酶用二次喷射后的液化液和经过转鼓除渣的滤液在换热器中换热灭酶，以节省蒸汽。刚投入生产时，先开启灭菌加热器，循环加热灭菌（温度7580）20分钟。然后准备真空转鼓除渣过滤， （6）糖化罐放料完毕后）糖化罐放料完毕后，要开启ClP洗水系统，用约30分钟切底清洗糖化罐及管路，以防糖化罐染菌，清洗完毕后待用。 （7）下班前）下班前，检查所有设备电气阀门是否关闭，切底打扫卫生，48闪

44、闪冷冷降降温温液液化化住住pH调配罐调配罐糖糖化化罐罐盐酸蒸汽糖化酶滤液罐真空转鼓除渣工艺流程示意图工艺流程示意图换换热热降降温温热热水水罐罐换换热热器器真空冷凝水冷却水糖糖化化罐罐50 三、蛋白除渣岗位三、蛋白除渣岗位 1、转鼓除渣岗位目的、转鼓除渣岗位目的 （1） 淀粉糖化液的成分淀粉糖化液的成分 淀粉糖化液主要为葡萄糖，还有少量的低聚糖的复合水解产物、原存在于原料淀粉中的各种杂质、水带来的杂质以及作为催化剂的酶或酸等，成分复杂。这些杂质又可分为含氮物质、有机酸、无机酸、无机盐、脂肪、有色物质等。这些杂质对于糖浆的质量和结晶、葡萄糖的产率和质量都有不利影响，需要进行过滤、脱色和离子交换树脂

45、处理，尽可能的除去这些杂质。 （2）真空转鼓除渣目的）真空转鼓除渣目的 糖化液的有色物质复杂。蛋白质、肽和氨基酸等含氮物质与糖其反应产生有色物质，增加糖化液的颜色，其中，危害最大的是氨基酸，其氨基酸最易与糖起反应。51 葡萄糖的分解产物葡萄糖的分解产物5-羟甲基糠醛、铁、铜等重金属杂质羟甲基糠醛、铁、铜等重金属杂质都产生有色物质。都产生有色物质。 糖化后，料液中带有大量的、已经絮凝的蛋白质，最大糖化后，料液中带有大量的、已经絮凝的蛋白质，最大限度地除去这些蛋白质，为后续工段的提纯净化提供有利条限度地除去这些蛋白质，为后续工段的提纯净化提供有利条件就成为转鼓除渣岗位的唯一目的。件就成为转鼓除渣岗

46、位的唯一目的。 （3） 换热灭酶换热灭酶 在除渣过程的同时，要进行滤液与二次喷射后料液的换热灭酶操作，以杀灭糖化液中的残余糖化酶，确保料液DE值不降低。 2、蛋白除渣工艺简述、蛋白除渣工艺简述 （1）工艺原理）工艺原理 预涂式真空转鼓过滤机，是利用真空产生的负压作用，预涂式真空转鼓过滤机，是利用真空产生的负压作用，使糖化液以真空吸滤的方式通过预涂层和滤布层，从而得到使糖化液以真空吸滤的方式通过预涂层和滤布层，从而得到澄清的滤液。澄清的滤液。而大分子的蛋白质等杂质被阻挡在预涂层表面，随着转鼓的圆周运转， 已经吸附了一层蛋白渣的预涂层，在专用刮刀的作用下，在切线方向被刮刀刮下除去，52 使接触糖化

47、液的预涂层表面，始终处于新的助滤层面；经过吸滤后的澄清滤液，再经换热灭菌，达到工艺要求后送入一次脱色罐。 （2）工艺过程：）工艺过程： a、首先在配土罐把助滤剂调配成10 -20%浓度的浆液（18%最好），然后对安装洗涤好的真空转鼓过滤机进行预涂； b、过滤机预涂完毕，调节真空度，转鼓液槽的预涂余液回流到配土罐，然后将糖化液注入真空转鼓过滤机液槽过滤，糖化液在真空抽吸作用下，经过预涂助滤层时，将蛋白等杂质阻挡在助滤层表面，并在预涂层表面形成一层薄薄的黄色滤层，在转鼓运行到刮刀处，被刮刀从预涂层上刮下，经螺旋输送机输出并收集处理。同时，把经过过滤的澄清滤液送入滤液罐。 c、送入滤液罐的滤液，再用

48、泵打入列管式换热器，使滤液和二次液化喷射器喷出的高温液化液换热，控制滤液换热后混合温度到7580灭 酶；灭酶后的滤液送入脱色岗位的一次脱色罐。53 d、预涂层减少到一定厚度，停止除渣过滤，进行卸土和清洗滤布，特别是滤布要清洗干净，到此，一个过滤周期结束。 3、岗位技术参数及中间体控制指标、岗位技术参数及中间体控制指标 . 灭酶温度： 80-82 . 助滤剂配制浓度： 1020% . 预涂厚度： 6080mm . 残留厚度： 910mm . 料液色点： 10个/25ml . 透 光 率： 90% . 运行真空度 0.040.06(MPa) . 过滤能力（糖液） 0.320.56m/ mh . 转

49、鼓转速 0.4 4.0r/min . 预涂真空度不宜太高，以不超过0.06Mpa为宜 54 4、真空转鼓过滤机的工作原理与结构说明、真空转鼓过滤机的工作原理与结构说明 （1）设备原理）设备原理 预涂式真空转鼓过滤机工作原理与一般真空转鼓过滤机基本相同，主要区别在于转鼓无格室，滤室不分腔；过滤前必须进行过滤介质（如硅藻土、珍珠岩）的预涂，由预涂层和滤布共同完成过滤。在真空抽吸作用下，在转鼓外表面逐渐吸上所需要的预涂层厚度，再注入被过滤的悬浮液，在真空抽吸作用下，开始过滤。液体被吸入转鼓内通道被抽走，悬浮液中的滤渣被吸附在预涂层表面，由机械刮刀自动进给，不断刮去被污染的预涂层，距转鼓表面15mm时

50、，刮刀自动停止进给，然后退刀，重新进行预涂，进入下一个工作循环。 （2）主要设备部件）主要设备部件 转鼓过滤机主要由转鼓、槽体、自动机械刮刀、搅拌装置、洗涤和清洗装置、传动装置、电器控制、皮带输送装置等几部分组成。55糖糖化化液液助滤剂罐助滤剂罐储储槽槽排排空空口口预涂清水回流管预涂清水回流管汽汽液液分分离离器器溢流口溢流口助滤剂泵助滤剂泵分分液液器器滤滤液液泵泵密密封封调调节节管管止回阀止回阀滤液泵滤液泵自自来来水水真空泵真空泵排气口排气口汽水分离器汽水分离器滤清液罐滤清液罐悬浮液泵悬浮液泵连接软管连接软管转鼓过滤机转鼓过滤机储槽储槽减减速速机机进料管进料管（3）真空转鼓过滤机过滤过程示意图