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1、第六章 葡 萄 糖,工業(yè)上生產(chǎn)的結(jié)晶葡萄糖有含水-葡萄糖、無水-葡萄糖和無水-葡萄糖3種。前1種的生產(chǎn)最為普遍,產(chǎn)量也最大,后兩種的產(chǎn)量較小,-葡萄糖現(xiàn)在很少生產(chǎn)。這3種產(chǎn)品在若干性質(zhì)方面存在差別,簡單地表示于表7-1。,含水-葡萄糖含有一個分子水,理論含水量為9.1%,工業(yè)上生產(chǎn)一般干燥到含水量約 8.5%。 無水-葡萄糖在25,空氣相對濕度約 80% 以下穩(wěn)定,但相對濕度在85%- 89%時,則向含水-葡萄糖異構(gòu)體轉(zhuǎn)變,相對濕度在 90% 以上時,吸水量超過含水-異構(gòu)體。無水-葡萄糖對水分最敏感,很少量水分存在(1% 以下) 即轉(zhuǎn)變成-異構(gòu)體。 不同異構(gòu)體的反應(yīng)性質(zhì)也存在差別。例如,葡萄糖
2、氧化酶能氧化葡萄糖成葡萄糖酸,但對-異構(gòu)體的氧化速度大大快于-異構(gòu)體。-異構(gòu)體的氧化速度為100。-異構(gòu)體只有0.64。,工業(yè)上生產(chǎn)的葡萄糖產(chǎn)品除這3種外,還有“全糖”,為省掉結(jié)晶工序由酶法糖漿直接制成的產(chǎn)品。 酶法所得淀粉糖化液的純度高,甜味純正,能夠噴霧干燥直接制成顆粒狀全糖,也可凝固成塊狀,再粉碎成粉末狀全糖。 這種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝簡單,時間快,成本較低,雖然質(zhì)量不及結(jié)晶葡萄糖,但適于多種食品工業(yè)和化學工業(yè)應(yīng)用。,葡萄糖的生產(chǎn)因糖化方法不同在工藝和產(chǎn)品方面都存在差別。 酶法糖化所得淀粉糖化液的純度高,除適于生產(chǎn)含水-、無水-、無水-結(jié)晶葡萄糖以外,也適于生產(chǎn)全糖。 酸法糖化所得淀粉糖化液的
3、純度較低,只適于生產(chǎn)含水-葡萄糖,需要重新溶解含水-葡萄糖,用所得糖液經(jīng)精制后生產(chǎn)無水-或-葡萄糖。,用酸法糖化液制得的全糖,因質(zhì)量差,甜味不純,不適于食品工業(yè)用。 酸法糖化產(chǎn)生復(fù)合糖類多,結(jié)晶后復(fù)合糖類存在于母液中,一般是再用酸水解一次,將復(fù)合糖類轉(zhuǎn)變成葡萄糖,再結(jié)晶。 酶法糖化基本避免了復(fù)合反應(yīng),不需要再糖化。酶法糖化液結(jié)晶以后所剩母液的純度仍高,甜味純正,適于食品工業(yè)應(yīng)用,但酸法母液的純度差,甜味不正,只能當作廢糖蜜處理。,酸法生產(chǎn)含水a(chǎn)-葡萄糖的工藝流程表示如 圖,酶法葡萄糖生產(chǎn)工藝流程表示如下:,第一節(jié) 葡萄糖水溶液的平衡體系,在淀粉分子中,葡萄糖單位是呈-構(gòu)型存在,經(jīng)酸催化水解,生
4、成的葡萄糖是-構(gòu)型,但在水溶液中,向-異構(gòu)體轉(zhuǎn)變,最后達到平衡。這兩種異構(gòu)體呈動態(tài)平衡狀態(tài)存在。,應(yīng)用酶法糖化工藝,使用葡萄糖酶催化水解,生成的葡萄糖是-構(gòu)型,在酶水解的過程中構(gòu)型發(fā)生了轉(zhuǎn)變,生成的-葡萄糖在水溶液中向-構(gòu)型轉(zhuǎn)變,最后這兩種異構(gòu)體達到動態(tài)平衡。無論采用酸法糖化或酶法糖化工藝,所得淀粉糖化液中的葡萄糖都是不同異構(gòu)體的平衡體系,如投影結(jié)構(gòu)式所表示:,在水溶液中,葡萄糖主要是以六環(huán)結(jié)構(gòu)存在,但也有微量的開鏈異構(gòu)體。 根據(jù)用極譜分析測定,在pH7.0,25, 0.25mol的葡萄糖溶液中,開鏈葡萄糖異構(gòu)體的量只有0.024% (摩爾分數(shù))。開鏈異構(gòu)體的量雖少,但作用并不小,-和-異構(gòu)體
5、的相互轉(zhuǎn)變都是經(jīng)過它為中間體。,這 3種異構(gòu)體是呈動態(tài)平衡狀態(tài)存在,-和件異構(gòu)體的比例為36% 和64%。 這種平衡比例受濃度和溫度的影響很小。 異構(gòu)體轉(zhuǎn)變的速度受溫度、 H+離子及OH-離子濃度影響 溫度上升則速度快,溫度每上升10,速度增快2.5倍; 在pH3-7之間轉(zhuǎn)變速度低,在低于或高于這個 pH 范圍,轉(zhuǎn)變速度都很快。 在工業(yè)生產(chǎn)所得淀粉糖化液中,葡萄糖異構(gòu)體間的轉(zhuǎn)變都已達到這動態(tài)平衡。,-葡萄糖異構(gòu)體的 比旋光度為+122.2。,-葡萄糖異構(gòu)體的比旋光度為+18.7。隨著異構(gòu)體的轉(zhuǎn)變,比旋光度也隨著轉(zhuǎn)變,這種現(xiàn)象稱為“變旋光” 現(xiàn)象。 若溶解-葡萄糖于水中,向-異構(gòu)體轉(zhuǎn)變,比旋光度
6、逐漸降低,達到平衡狀態(tài)時,比旋光度為+52.5。,不再變化。,若溶解葡萄糖于水中,向-異構(gòu)體轉(zhuǎn)變,比旋光度逐漸升高,達到平衡狀態(tài)時,比旋光度達到相同的平衡值+52.5。 。 這個平衡比旋光度不屬于-或-異構(gòu)體,是兩種異構(gòu)體旋光的總和,如下面方程式所表示: 122.2 X 36/100 十 18.7 X 64/100 = 52.5,不同異構(gòu)體具有不同的水溶解度,在25,含水-、無水-和無水-葡萄糖分別為30%、62%和72%。 但是溶解結(jié)晶葡萄糖于水后,立即發(fā)生異構(gòu)體的轉(zhuǎn)變,影響溶解度。異構(gòu)體轉(zhuǎn)變達到動態(tài)平衡后,在25的溶解度為51%,這個溶解度不屬于那個異構(gòu)體,而是平衡體系的溶解度。因為在生產(chǎn)
7、過程中,各工序的葡萄糖溶液中異構(gòu)體的轉(zhuǎn)變已經(jīng)達到平衡狀態(tài),應(yīng)當使用這個溶解度。,葡萄糖溶解度隨異構(gòu)體轉(zhuǎn)變而變化的情況可由下列事實說明。 于25,溶解-葡萄糖于水中,最初濃度為30%,由于向-異構(gòu)體轉(zhuǎn)變,濃度增高,最后達到平衡狀態(tài)的51%。 溶解-葡萄糖于水中,最初濃度為72%,由于向-異構(gòu)體轉(zhuǎn)變,含水-葡萄糖結(jié)晶出來,溶液濃度降低,最后達到平衡狀態(tài)的51%。 若溶解無水-葡萄糖于水中,最初濃度為62%,因為在此溫度含水-葡萄糖為穩(wěn)定的異構(gòu)體,即發(fā)生向含水-異構(gòu)體轉(zhuǎn)變,并結(jié)晶出來,溶液中的-異構(gòu)體又向-異構(gòu)體轉(zhuǎn)變,最后達到平衡狀態(tài)的51%。,葡萄糖的溶解度隨溫度的升高而增加,見表7-2,表中數(shù)據(jù)
8、都是指平衡狀態(tài)的溶解度。 根據(jù)溶解度繪制的葡萄糖溶液的相圖,見圖7-1。,由溶解度和相圖都可以看出,在飽和狀態(tài)下,固體相的葡萄糖隨溫度的不同,以不同的異構(gòu)體存在。 在50以下,固體相是含水-葡萄糖,50以上是無水-葡萄糖,115以上是無水-葡萄糖。不同葡萄糖異構(gòu)體的生產(chǎn)工藝便是根據(jù)這種性質(zhì)而確定的。 生產(chǎn)含水-葡萄糖在50以下冷卻結(jié)晶,生產(chǎn)無水-和無水-葡萄糖在較高溫度用真空罐蒸發(fā)結(jié)晶。,在葡萄糖工業(yè)的發(fā)展初期,不了解葡萄糖溶液中各異構(gòu)體的平衡關(guān)系和有關(guān)規(guī)律性,曾誤認為與蔗糖相似,試用蔗糖結(jié)晶的方法,遇到很大的困難。蔗糖溶液中不含有異構(gòu)體,情況簡單得多。以后研究了葡萄糖溶液中的平衡體系、結(jié)晶規(guī)
9、律,于1920年以后確定了目前通用的工藝,葡萄糖生產(chǎn)才得到大發(fā)展。,第二節(jié) 含水葡萄糖,一、蒸 發(fā)二、結(jié) 晶 三、分 蜜 四、干 燥,一、糖液的蒸發(fā),經(jīng)過凈化的糖液,濃度比較低,這種糖液必須經(jīng)過蒸發(fā)濃縮成為7477%才能進行冷卻結(jié)晶生產(chǎn)含水葡萄糖。 一、蒸發(fā)方式的選擇 淀粉糖漿為熱敏性物料,受熱易著色,所以在真空狀態(tài)下進行蒸發(fā),以降低液體的沸點。,蒸發(fā)操作有間歇式、連續(xù)式和循環(huán)三種。 采用間歇式蒸發(fā),糖液受熱時間長,不利于糖漿的濃縮,但設(shè)備簡單,最終濃度容易控制,有的小型工廠采用。 采用連續(xù)式蒸發(fā),糖液受熱時間短,適用于糖液濃縮,處理量大,設(shè)備利用率高。 膜式蒸發(fā)器是,溶液通過加熱罐的速度快,
10、或只通過加熱管一次,不做循環(huán),溶液在加熱罐壁上呈膜狀蒸發(fā)速度快(液體在罐內(nèi)只停留幾秒或幾十秒),但傳熱效率高,對處理熱敏性物料特別適宜?,F(xiàn)已成為國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的先進蒸發(fā)設(shè)備。,但濃縮比很大時難于一次蒸發(fā)達到要求,蒸發(fā)操作中為了節(jié)約蒸汽,可采用多效蒸發(fā),充分利用二次蒸汽。 一般蒸發(fā)1噸水,雙效需0.57噸蒸汽,三效需0.4噸蒸汽,四效需0.3噸蒸汽。雖然蒸發(fā)罐效數(shù)愈多,單位蒸汽消耗愈省效數(shù)多了,相應(yīng)的設(shè)備費用也隨之增加。一般采用24效。其次也可采用二次蒸汽再壓縮,以提高其熱值,達到節(jié)約蒸汽的目的。,物料的濃縮流程: 逆流或錯流.,順逆流并用。此法對黏度相當高的料液很有用處。特點:在料液黏度隨濃度
11、顯著增加的場合下,可采用混流。,高溫加熱面上濃溶液的局部過熱有引起結(jié)焦和營養(yǎng)物質(zhì)破壞的危險.適宜處理黏度隨溫度和濃度變化較大的溶液,不宜處理熱敏性物料。,二、結(jié)晶,根據(jù)葡萄糖水溶液的相圖,在50以下含水-葡萄糖的固相穩(wěn)定,工業(yè)上生產(chǎn)含水-葡萄糖采用冷卻結(jié)晶法,在4020進行(因為45-20,溶解度差值大; 且若使糖液在真空下處于沸騰狀態(tài)的溫度為45,相應(yīng)的真空度很高,不宜使用蒸發(fā)達到過飽和狀態(tài))。,含水-葡萄糖由溶液中結(jié)晶出來,破壞異構(gòu)體間的平衡,一部分異構(gòu)體向-異構(gòu)體轉(zhuǎn)變,達到新的平衡,-異構(gòu)體繼續(xù)結(jié)晶出來,-異構(gòu)體存留在母液中。 含水-葡萄糖結(jié)晶的速度受此異構(gòu)體轉(zhuǎn)變速度的限制,結(jié)晶速度不能
12、超過-異構(gòu)體轉(zhuǎn)變成-異構(gòu)體的速度。,影響異構(gòu)體轉(zhuǎn)變速度的因素有溫度、pH值、濃度、非糖分等. 其中以溫度的關(guān)系最大,較高的溫度轉(zhuǎn)變速度快,較低的溫度轉(zhuǎn)變速度慢。由于這種原因,葡萄糖的結(jié)晶操作很慢,一般需要35d的時間。,(一)影響結(jié)晶的因素,糖漿的純度、過飽和度、溫度等都影響葡萄糖的結(jié)晶。,、糖漿純度與結(jié)晶速度關(guān)系 見表73。糖漿純度降低,結(jié)晶速度降低很多,純度在60以下,葡萄糖不能結(jié)晶出來。,、過飽和度 葡萄糖的結(jié)晶需要保持一定的過飽和度(過飽和度=H/H1,H被測糖液在分水中溶解的糖量, H1 -同溫度下該糖液的溶解度),在較高的過飽和度,結(jié)晶速度快。見表7-4。,表中數(shù)據(jù)是純度90的酸法
13、淀粉糖化液在40的試驗結(jié)果。過飽和度雖能促進結(jié)晶速度,但工業(yè)生產(chǎn)卻不能用過高的過飽和度,因為結(jié)晶速度快,易于產(chǎn)生偽晶,顆粒細小,分蜜困難,也影響產(chǎn)品的質(zhì)量。由酸法糖化液結(jié)晶,一般保持過飽和度在1.15一1.25之間,母液再結(jié)晶,因為純度較低,一般保持稍高的過飽和度,在1.201.40之間。,表中數(shù)據(jù)是純度90的酸法淀粉糖化液在40的試驗結(jié)果。過飽和度雖能促進結(jié)晶速度,但工業(yè)生產(chǎn)卻不能用過高的過飽和度,因為結(jié)晶速度快,易于產(chǎn)生偽晶,顆粒細小,分蜜困難,也影響產(chǎn)品的質(zhì)量。 由酸法糖化液結(jié)晶,一般保持過飽和度在1.15 1.25之間,母液再結(jié)晶,因為純度較低,一般保持稍高的過飽和度,在1.201.4
14、0之間。 酶法糖化液結(jié)晶,一般保持過飽和度在1.10 1.15之間.,、溫度 對于葡萄糖結(jié)晶的影響是多方面的。 )在較高的溫度,糖漿的擴散速度高,能促進結(jié)晶。 一顆晶體的周圍被過飽和的糖漿所包圍,緊靠顆粒的一薄層糖漿因為葡萄糖的析出,過飽和度降低到接近零的程度,換言之,由過飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)變成飽和狀態(tài),在這種情況下晶體不能再繼續(xù)生長,因為葡萄糖不能由飽和糖漿中析出。這一薄層以外的糖漿仍是過飽和狀態(tài),由于濃度的差別,其中的葡萄糖向較低濃度的薄層移動,這種現(xiàn)象稱為“擴散”,其速度在高溫度較高。,)糖漿的粘度對于擴散速度有影響,降低晶體的生長速度。 粘度低則擴散速度高。一定濃度的糖漿,其粘度在較高溫度是較
15、低的,但是葡萄糖溶解度隨溫度的上升增高很多,在較高溫度的濃度高,飽和狀態(tài)或一定過飽和狀態(tài)糖漿的粘度較高,如圖72的曲線所表示。,圖中下方為飽和溶液的粘度曲線,隨溫度上升而增高。糖漿純度降低,粘度增高。粘度高,則擴散速度低,降低晶體的生長速度。,)在較高的溫度,異構(gòu)體轉(zhuǎn)變的速度快,又有促進結(jié)晶的作用。 綜合,在較高的溫度,結(jié)晶速度快。 用90純度糖漿,1.4過飽和度,在4020不同溫度下試驗,結(jié)果見表75。 40的結(jié)晶速度約為20的2.3倍。,、攪拌 適當?shù)臄嚢枘苤L結(jié)晶顆粒脫離晶體面上飽和狀態(tài)薄層糖漿的包圍,而與過飽和狀態(tài)的糖漿接觸,有利于晶體的繼續(xù)生長。 但是,過快的攪拌并不能促進結(jié)晶,因為
16、這樣只是攪拌糖膏整體,結(jié)晶顆粒與母液的相對地位變更小。,葡萄糖由糖漿析出放熱,每摩爾含水葡萄糖結(jié)晶放出的熱量為20.84kJ。此熱量需要循環(huán)冷卻水排除,以避免糖膏溫度增高,降低過飽和度,影響結(jié)晶速度。,(二)結(jié)晶形狀,完美的含水葡萄糖晶體為單斜、半面晶形的薄片,六角形,見圖73。這種晶體的強度高,易于用離心機分蜜和水洗。,圖7-4為試驗室中精心控制所得的含水葡萄糖晶體照相繪圖(放大200倍),很接近完美的晶體。,但是晶體的生長受若干因素的影響,使晶體生長變厚或薄,變長或短,或某個面生長不正常,工業(yè)上生產(chǎn)很難獲得這樣完美的晶體,圖75為工廠中生產(chǎn)由酸法糖化液所得晶體的照相繪圖(放大50倍)。,如
17、圖所表示,除生長較好的薄片晶體以外,還有生長未完成的較小晶體,結(jié)合在一起的復(fù)合晶體和偽晶等。,雜質(zhì)對葡萄糖晶體形狀有影響。 糖漿純度增高,雜質(zhì)減少,含水葡萄糖晶體變得薄而長。圖76為由化學純粹葡萄糖漿所得含水葡萄糖晶體照相繪圖(放大50倍);這種晶體的機械強度較低,又易于產(chǎn)生復(fù)合晶體,但母液的濃度和粘度都較低,仍易用離心機分蜜。,對于葡萄糖的結(jié)晶,-異構(gòu)體的存在也有影響。 曾試驗由新配制的葡萄糖溶液結(jié)晶含水葡萄糖,所得晶體呈細長柱形,與配制已久達到和異構(gòu)體動態(tài)平衡狀態(tài)的溶液不相同,這顯示出-異構(gòu)體對晶體生長的影響;圖77為新配制葡萄糖溶液所得含水葡萄糖晶體照相繪圖(放大50倍),葡萄糖的結(jié)晶需
18、要保持適當?shù)臄噭樱Q為運動結(jié)晶,靜止結(jié)晶則易于產(chǎn)生復(fù)合晶體和偽晶。 復(fù)合晶體的形狀很多,一種常見的復(fù)合晶體見圖78(放大90倍)。這種復(fù)合晶體分蜜較困難,晶體中間的母液很難分離開來。,(三)結(jié)晶的工藝條件,采用酶法糖化工藝,糖化液的純度較高,結(jié)晶容易,更需要注意控制操作。 糖化液的純度提高,需要適當降低結(jié)晶濃度,糖化液純度葡萄糖值8590,結(jié)晶濃度7475為宜,葡萄糖值9293,結(jié)晶濃度72為宜,葡萄糖值9697,結(jié)晶濃度70為宜。,結(jié)晶時間隨純度的增高而大為縮短。 糖化液葡萄糖值9295,溫度由4243逐漸降低到20 25,48h結(jié)晶完成。糖化液葡萄糖值97,30h結(jié)晶完成。結(jié)晶完成時,葡萄
19、糖結(jié)晶達糖液中干物質(zhì)的60。,淀粉糖化液的純度高,則葡萄糖結(jié)晶容易,產(chǎn)率和質(zhì)量都較高。酸酶法和雙酶法糖化液的純度高過酸法,所得葡萄糖質(zhì)量比較見表76。,糖漿純度影響葡萄糖產(chǎn)率的情況見表77,(四)結(jié)晶操作,1. 一水-葡萄糖結(jié)晶操作過程 2. 結(jié)晶的操作要求 3注意事項 4. 常見故障排除方法,1.一水-葡萄糖結(jié)晶操作過程 在一水葡萄糖正常生產(chǎn)過程中,葡萄糟結(jié)晶大體分為三個階段。 (1)起晶與養(yǎng)晶 冷卻結(jié)晶均采用晶種起晶法 (2)晶體成長 (3)結(jié)晶完全,(1)起晶與養(yǎng)晶 冷卻結(jié)晶均采用晶種起晶法 準備晶體:在工廠開工生產(chǎn)或設(shè)備放空清洗、檢修或更換晶種時,一般均采用投種法,需制備晶種。在正常生
20、產(chǎn)過程中,臥式結(jié)晶罐批量生產(chǎn)采用留種法或另設(shè)晶種罐,連續(xù)結(jié)晶采用返回晶種法。,投種法: 1采用質(zhì)量好的糖膏。 2采用優(yōu)質(zhì)同類結(jié)晶葡萄糖。 3投種量:糖膏量 20% 結(jié)晶糖量 10-60Kg/m3 4投種前要求:結(jié)晶機用純凈水清洗干凈,蒸汽消毒半小時,再用純水清洗干凈后方可進入糖液。,5投種步驟: 首先將合格的高純度糖液注入結(jié)晶罐內(nèi),加入量為罐體的1412,加人晶種量為2550kgm3,待16h視結(jié)晶較好時,再加入糖漿體積的14,在8h后檢查晶漿質(zhì)量,如果晶型較差,可適當提高進入糖液的溫度和降低濃度,使晶型變好。 合格的晶漿在結(jié)晶罐內(nèi)或轉(zhuǎn)入其他結(jié)晶罐內(nèi)作為晶種使用。對不合格的晶漿,在結(jié)晶機內(nèi)溶化
21、,糖液可作為同類產(chǎn)品使用。,采用糖膏的25-30為下一批的濕晶種, 其優(yōu)點是能供給足量的晶種,保證所得結(jié)晶是良好的。因有大量晶種存在,糖漿能保持較高的過飽和度,不致有偽晶生成,也可冷卻到較低的溫度,增高葡萄糖的產(chǎn)率,結(jié)晶的時間也可以縮短。 易與糖漿均勻混合,有利于晶體的生成和生長。 另外,如此使用大量晶種,使其他影響結(jié)晶的因素如過飽和度、溫度、純度等影響降低到次要的地位。換言之,這些因素稍有不利的變更也不致影響獲得良好的結(jié)果,生產(chǎn)管理比較容易。,缺點 是降低結(jié)晶罐的生產(chǎn)能力2530。濕晶種中母液的純度較低,與糖漿混合,降低后者的純度對結(jié)晶速度和產(chǎn)品質(zhì)量都有不利影響。 為避免這種缺點,曾有人建議
22、用由離心機卸出的濕葡萄糖為晶種。使用量為糖漿的10 15,但混合均勻較困難,未有采用。 使用大量濕晶種也易于控制結(jié)晶顆粒的大小。如欲制造較大顆粒結(jié)晶產(chǎn)品,可用較低濃度的糖漿,保持較低的過飽和度,只使已有的晶體生長,而不產(chǎn)生或少產(chǎn)生新晶體。,(2)晶體成長 在有晶種的糖膏中,葡萄糖液由于溫度降低(按結(jié)晶曲線控制降溫)而達到過飽和狀態(tài),葡萄糖分子在晶核上析出,使晶體生長,此階段結(jié)晶時間較長,一般在50h以上。見圖816結(jié)晶曲線。,(3)結(jié)晶完全 隨著溫度不斷下降,糖漿不斷達到過飽和,使葡萄糖分子在結(jié)晶體上析出,應(yīng)保持結(jié)晶及放料過程處于不斷的過飽和-飽和-過飽和狀態(tài),使晶體生長、結(jié)晶完全。要防止長時
23、間處于飽和狀態(tài)中,以致晶體不能繼續(xù)生長,而被攪拌破碎。,葡萄糖的結(jié)晶過程為放熱過程,一水-葡萄糖從溶解狀態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)析出,結(jié)晶時放熱量為20.94JmoL。 為了保持一定的過飽和度,結(jié)晶過程應(yīng)需不斷降溫,此熱量可由結(jié)晶機的夾套和攪拌蛇管中通人的冷卻水帶走,以避免糖膏溫度升高,降低過飽和度而影響結(jié)晶速度。溶液中的葡萄糖在滿足結(jié)晶的條件下應(yīng)析出完全,達到平衡。經(jīng)取樣檢查,待收率達到規(guī)定值時,可以放料。,糖漿引入結(jié)晶罐后,按照標準溫度下降線于90100h降低糖膏溫度到約20,每日降低約4。圖710為結(jié)晶過程中,葡萄糖和母液純度以及糖產(chǎn)量變化情況,是根據(jù)工廠生產(chǎn)分析結(jié)果繪制。糖漿葡萄糖值為90.8,濃度
24、77。,最上面一條曲線為未經(jīng)水洗的葡萄糖結(jié)晶的葡萄糖值,約為97,在整個結(jié)晶過程中無甚變化。 下面一條曲線為母液(糖膏的液體相)的純度下降情況,最后降低到葡萄糖值約77.0,即降低90.8-77=13.8。母液的濃度降低到約65,,再下面一條曲線為冷卻曲線,直線為標準冷卻線,圓點線為糖膏溫度的實際變化情況,二者的差別應(yīng)當保持越小越好。糖膏的溫度用儀器自動記錄。 最下面一條曲線為單位體積糖膏所含葡萄糖量的增長情況,結(jié)晶完成時,糖膏含葡萄糖量為每立方米780kg。,2.結(jié)晶的操作要求 (1)糖漿準備 按工藝條件調(diào)整五大指標:檢查糖漿質(zhì)量(純度、色相),調(diào)節(jié)糖漿濃度,調(diào)節(jié)糖漿溫度,調(diào)節(jié)糖漿pH值。
25、糖漿的質(zhì)量在精制階段(特別是后面的離子交換工序)控制,濃度在蒸發(fā)工段控制,溫度通過熱交換器或在調(diào)漿槽內(nèi)通過夾套或蛇管內(nèi)通人蒸汽或冷卻水進行調(diào)節(jié),pH值一般用加入鹽酸調(diào)節(jié)。,加料溫度不能過高或過低,即加入的糖漿應(yīng)該是飽和溶液或接近飽和溶液,防止由于罐內(nèi)糖漿溫度過高而達不到飽和度,使晶核溶解糖漿內(nèi)而晶核數(shù)量不足,在結(jié)晶過程中形成局部過飽和而產(chǎn)生新的晶核(偽晶)或晶體過大而在結(jié)晶過程中碎裂. 晶體細小造成分離困難,母液甩不干凈,收率下降,質(zhì)量降低。 但也必須注意防止溫度過低而在加入的糖漿中即有偽晶存在。,(2)進料、養(yǎng)晶 將準備好的糖漿輸入需要進糖并已留種的結(jié)晶機內(nèi),糖漿與晶種混合后,溫度控制在40
26、44,糖漿進滿后,在210h內(nèi),保持溫度不變,進行養(yǎng)晶。,(3)降溫結(jié)晶 按結(jié)晶曲線進行降溫結(jié)晶:結(jié)晶一般在單臺或串聯(lián)結(jié)晶罐內(nèi)進行,嚴格按降溫曲線進行控制,不應(yīng)急降和反降,降溫結(jié)晶時間40-100h。 結(jié)晶在緩慢降溫條件下進行,且要經(jīng)常調(diào)節(jié)溫度,調(diào)節(jié)夾套中的冷卻水量,以保證糖溫與水溫差不得超過510,每12h用儀表或人工進行檢測,每次檢測結(jié)果溫差不得超過土0.5。,(4)放料 結(jié)晶到終點后,化驗?zāi)敢簼舛冗_到要求后即可放料,放料車或混料機應(yīng)保持清潔,定期清洗,不進料時,進料口應(yīng)加蓋防止異物混入。,(5)結(jié)晶過程是在攪拌情況下進行的,因為結(jié)晶速度與糖漿的相對運動速度有關(guān),同時也可防止晶體逐漸沉積結(jié)
27、晶罐的底部。對攪拌速度有一定要求,一般在24rmin,即維持在外圈線速度34mmin為宜,必須注意防止在攪拌稠度大的糖膏時,攪拌器帶著糖膏一起轉(zhuǎn)。,(6)在生產(chǎn)注射級葡萄糖時,如果糖膏質(zhì)量變差時,應(yīng)將結(jié)晶機內(nèi)糖放空,用蒸汽消毒和用蒸餾水沖洗干凈后,改換質(zhì)量好的晶種。,(7)在結(jié)晶過程中,結(jié)晶罐內(nèi)壁和冷卻攪拌的蛇管上常有葡萄糖結(jié)塊,應(yīng)注意定期用蒸汽清洗。 (8)在生產(chǎn)過程中,如遇停電,應(yīng)拉下電路開關(guān)。停電時間超過30min時,應(yīng)用人拉動攪拌,轉(zhuǎn)速不低于半小時一轉(zhuǎn)。來電后應(yīng)先拉動攪拌器(盤車),逐個起動結(jié)晶機,操作人員待設(shè)備正常運轉(zhuǎn)后方可離開。,(五)結(jié)晶設(shè)備,葡萄糖的結(jié)晶罐為臥式圓筒形,罐壁具有
28、冷水夾層,罐中心為一空心軸,與偏心冷卻曲管和攪拌器相連,見圖79。,空心軸以每24min一轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn),緩慢地攪拌糖膏,保持溫度均勻,并使晶體在糖膏中移動,能與不同部分的過飽和狀態(tài)的糖漿接觸,使已有的晶體生長,減少偽晶生成的可能。這種結(jié)晶方法稱為運動結(jié)晶。,結(jié)晶罐一般為不銹鋼制造,罐的大小因生產(chǎn)規(guī)模而不同。較大的罐容積為3040m3,一般為2025m3,還有更小的。直徑與長度比為1:2,糖漿可裝滿到95容積。,冷水由罐的一端進入空心軸,流經(jīng)冷卻曲管由他端流出,加上罐壁的冷水夾層,糖膏的冷卻溫度能保持均勻。每立方米罐容積需要冷卻面積最好在2m2以上。小于25m2以下的結(jié)晶罐,只有冷水夾層也可滿足此條件,可省去冷卻曲管。冷卻水的溫度最好保持低于糖膏溫度510為宜,若溫度差別過大,則可能引起局部過分冷卻,引起偽晶生成 。,三、分蜜,糖膏內(nèi)含有40%-60%葡萄糖晶粒
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