以淀粉为原料双酶法制葡萄糖生产工艺电子教案
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葡萄的应用结晶葡萄糖主要以玉米淀粉或大米为原料,经过一系列的加工而成。
水解淀粉常用的生产工艺有三种;酸法、酸酶法、双酶法。
分为工业级、口服级、注射级三种。
它是可以不经过人体消化而直接被人体吸收的,适用于病人食用,也可以注射到血液中,葡萄糖是发酵行业的基础原料。
同时也是食品及糕点加工中蔗糖的替代品。
葡萄糖甜度是蔗糖的70%左右。
液化、糖化、脱渣、一次脱色(板框)、二次脱色(板框)、离交、蒸发、结晶、分离、干燥。
辅助设备有冷却塔、反渗透、空压机。
液化糖化生产操作规程一.工艺操作过程开车时先启动液化真空泵和打开板式换热器循环水进出手阀,启动液化PH调节罐搅拌,并启动10%碳酸钠溶解液计量泵向PH调节罐加入,同时淀粉车间来料通过调节阀把流量控制15立方,淀粉乳进入PH调节罐同时启动甜水泵,等淀粉乳溢流后在溢流管上取样检测淀粉乳波美控制在17.5左右。
在溢流管上取样检测PH值5.5-5.7同时在溢流管上加入一次耐高温淀粉酶,加入量按干基淀粉0.35公斤平均加入。
开启淀粉乳缓冲罐搅拌,等液化缓冲罐液位达到40%时.液化一次喷射开始走水。
走水流量10立方,将一次喷射温度通过蒸汽调节阀迅速调到100℃。
等一次闪蒸罐液位达到20%时。
启动一次闪蒸出料泵,调节二次喷射流量10立方,将二次喷射温度控制在100℃。
等淀粉乳缓冲罐液位达到50%时。
先开启缓冲罐底出料阀并迅速关闭走水阀,并迅速调整一次喷射温度106℃,将液化流量控制在17立方,喷射后的料液,通过高压维持柱和U型维持管进入一次闪蒸罐,同时向一次闪蒸罐內加入二次耐高温淀粉酶。
控制一次闪蒸罐液位,料逐渐进入二次喷射,并将二次喷射温度控制到125℃,料通过高压维持柱和U型维持管进入二次闪蒸罐。
走料平稳后逐渐将一次、二次闪蒸罐液位控制到30%。
启动二次闪蒸出料泵,控制一次、二次闪蒸真空调节阀,把进液化柱物料温度控制在95-98度。
料先进入液化柱1#所有进柱方式是底部进料顶部出料,依次进入到第18个液化柱,料液在液化柱停留时间为90-120分钟。
综合实验报告题目:玉米淀粉双酶法制取结晶葡萄糖的工艺研究姓名:何雄飞学号:080700104学院:生物科学与工程学院专业:生物工程指导教师:朱秋享2010年11月29日-2010年12月28日综合实验淀粉是植物体中贮存的养分,贮存在种子和块茎中,各类植物中的淀粉含量都较高,大米中含淀粉62%~86%,麦子中含淀粉57%~75%,玉米中含淀粉65%~72%,马铃薯中则含淀粉超过90%。
葡萄糖在自然界中分布极广,游离状态的葡萄糖存在于植物果实中,动物中也有存在。
葡萄糖是有机体能量的主要来源,是许多糖类化合物的组成部分,是多种有机醇和抗生素的糖质原料。
本实验所制结晶葡萄糖是主要以玉米淀粉乳为原料,采用双酶法降解转化为葡萄糖后,经过活性炭脱色、过滤等净化处理后,再经过蒸发浓缩、降温冷却结晶、分离、烘干等工序精制而成的一种全结晶体状态的葡萄糖,在经济上有较为诱人的应用价值。
本实验在前人工作的基础上,有针对地对双酶法制取葡萄糖晶体这一工艺进行了研究,主要进行了液化条件的优化选择。
一、实验原理酶液化和酶糖化工艺称为双酶法、双酶法生产葡萄糖工艺是以作用专一的酶制剂作为催化剂,反应条件温和,复合分解反应较少,因此采用双酶法生产葡萄糖,可以提高转化率及糖液浓度,改善糖液质量,是目前最为理想的制糖方法。
首先对淀粉进行调浆;用纯碱调pH值至6.0左右,再加入耐高温的α-淀粉酶,搅拌均匀。
将调好后的淀粉浆进行糊化,其目的是打破淀粉分子的结晶结构,初步凝聚蛋白质。
待到液化均匀一致,达到合格的液化液,即合理的DE值、外观透明、无白色沉淀、粘度低、蛋白质絮凝好,液化II结束。
将料液用酸将pH值调至4.5,加人糖化酶。
经过一定糖化周期后,料液达到预期的DE值,此时可以进行料液脱色以及离子交换的纯化处理(本次实验由于时间限制以及安排不当,故未能进行离子交换)。
最后,通过阶梯式降温的方法使晶体析出。
二、实验仪器1、淀粉前处理800mL烧杯一只、350mL烧杯三只、玻璃棒、500mL量筒、电子天平、药匙、胶头滴管、pH试纸2、液化温度计、水浴锅3、糖化pH试纸、水浴摇床4、净化处理布氏漏斗、纱布、滤纸、真空泵、水浴摇床、玻璃棒5、浓缩结晶水浴锅、阿贝折射仪、玻璃棒6、DE测定酸式滴定管、250mL(或200mL)三角瓶、沸石、5mL移液枪一只、1mL移液枪一致、电炉、镊子、50mL量筒、电子天平、阿贝折射仪、秒表7、酶活测定分光光度计、移液枪、试管、水浴锅、酸式滴定管、锥形瓶胶头滴管三、实验试剂III玉米淀粉、碳酸钠溶液(调pH用)、盐酸溶液(调pH用)、氯化钙溶液、α-淀粉酶、糖化酶、活性炭、3,5-二硝基水杨酸、五水硫酸铜、四水合酒石酸钾纳、氢氧化钠、无水D-葡萄糖、亚甲基蓝、柠檬酸、柠檬酸钠、浓硫酸、碘、碘化钾四、实验步骤1、淀粉前处理量取蒸馏水600mL,加入到事先称取好的200g淀粉中搅拌均匀,得到1:3淀粉浆液。
第四章双酶法制糖技术1、液化和糖化的定义?2、双酶法和酸法液化淀粉的优缺点是什么?3、液化方法的分类有哪些?4、请画出二次加酶一次喷射液化工艺流程和工艺控制?5、如何控制液化淀粉的老化?6、如何控制液化程度?7、请画出从淀粉生产葡萄糖的整个工艺流程?8、普通液化器与进口水热器的区别是什么?9、如何提高葡萄糖值?10、淀粉制葡萄糖的理论收率是多少?DE、DX值的含义是什么?11、请用因果分析图来分析影响糖液过滤速度的因素?12、影响DE值的因素有哪些?13、在淀粉制糖中的节能措施有哪些?14、在液化工序中,闪蒸有什么作用?习题答案1、液化过程是利用α-淀粉酶将淀粉液化,转化为糊精及低聚糖。
第二步是糖化过程,利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解为葡萄糖。
淀粉的液化和糖化都在酶的作用下进行的,故酶解法又称为双酶法。
2、酸化液化优点:适合任何精制淀粉,所得到的糖液过滤速度非常快.设备利用率高.缺点:因为酸液化法的工艺条件很剧烈,容易发生葡萄糖的复合分解反应,并生成大量的色素及复合糖类及不溶性糊精,降低了淀粉的转化率和糖液质量。
酶法生产条件温和、产品质量高,收率好,对环境和设备影响小。
3、液化方法有:间歇、机械、连续、半连续法。
4、1,调浆罐2,供料泵3,喷射液化器4,高温维持管5,闪蒸罐6,输送泵7,层流维持罐5、1)淀粉成分的影响:直链较支链淀粉容易老化。
淀粉老化程度可以用冷却时结成的凝胶程度来表示。
2)液化程度:因为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,才会有利于络合结构的生成,水解程度高会导致最终葡萄糖值低;过高则会导致液化淀粉的凝沉性强,易于重新结合,过滤会非常困难。
一般而言,淀粉液化零时DE值控制15~18%.3)酸碱度:碱性条件更不易老化,但要考虑料液透光和酶的最适pH。
4)温度和加热方式:一般采取高速升降温,目前运用较多的是耐高温淀粉酶,液化温度可以达到110℃。
以淀粉为原料双酶法制葡萄糖生产工艺双酶法是用专一性很强的淀粉酶和糖化酶为催化剂,将淀粉水解为葡萄糖的工艺。
淀粉水解分为两步进行:第一步,用耐高温α-淀粉酶进行液化;第二步,用淀粉糖化酶对液化后液进一步水解为葡萄糖,使DE 值到达98%以上。
水解反应〔C6H10O5〕n + nH2O n〔C6H12O6〕糖化酶生产工艺流程图:玉米淀粉〔或精制淀粉乳〕↓调浆计量↓蒸汽→喷射液化←淀粉酶↓糖化←复合糖化酶↓蒸汽→灭酶脱色←活性炭↓板框过滤→旧活性炭弃去↓离子交换↓↙冷却水蒸汽→蒸发浓缩——→葡萄糖浆↓降温结晶←冷却水↓糖膏别离↓蒸汽→气流干燥筛分↓食用葡萄糖↓检验↓称量包装↓成品入库生产结晶葡萄糖一般的配料工序要求的指标为:浓度:30%~36% 〔如生产其他的糖品,料液配料浓度可放宽到45%〕pH 值:最适~6.0(可在~7.0 之间选择)淀粉乳蛋白含量:≤0.6%电导率:≤200us/cm1、调浆工艺过程:①用低于42℃的水将粉乳比重调至°,用泵将调好的淀粉乳打入调节罐,在不断搅拌条件下加一定量的10%稀碱液使淀粉PH 达。
②加入一定量的耐高温α—淀粉酶进行液化。
加高温酶的量根据液化液的DE 值确定,要求DE 值在13-17%之间。
2、液化:工艺过程:①将一定浓度,一定PH 值的淀粉乳连续用泵打入连续液化器进行液化。
②一喷液化温度控制在106-110℃,二喷液化温度控制在135-145℃,控制出料速度,使液化液碘色反应为棕红色③液化液不合格必须返工,重新液化。
酶法喷射液化工序要求的指标为:浓度:32%±2%pH 值:~〔最好~〕加酶量:0.035%~0.07%〔对固形物〕喷射温度:一喷温度:106-110℃二喷温度:135-145℃液化保持:温度:95℃;时间:90~120min.液化终了DE 值:14~20%之间〔最好在DE14~16%之间〕碘试:暗红樱色3、糖化:工艺过程:①将降温后的液化料液,调好PH 值,按干物量加入糖化酶②在一定温度条件下糖化一定时间DE 值达98%以上。
综合实验报告题目:玉米淀粉双酶法制取结晶葡萄糖的工艺研究姓名:何雄飞学号:080700104学院:生物科学与工程学院专业:生物工程指导教师:朱秋享2010年11月29日-2010年12月28日综合实验淀粉是植物体中贮存的养分,贮存在种子和块茎中,各类植物中的淀粉含量都较高,大米中含淀粉62%~86%,麦子中含淀粉57%~75%,玉米中含淀粉65%~72%,马铃薯中则含淀粉超过90%。
葡萄糖在自然界中分布极广,游离状态的葡萄糖存在于植物果实中,动物中也有存在。
葡萄糖是有机体能量的主要来源,是许多糖类化合物的组成部分,是多种有机醇和抗生素的糖质原料。
本实验所制结晶葡萄糖是主要以玉米淀粉乳为原料,采用双酶法降解转化为葡萄糖后,经过活性炭脱色、过滤等净化处理后,再经过蒸发浓缩、降温冷却结晶、分离、烘干等工序精制而成的一种全结晶体状态的葡萄糖,在经济上有较为诱人的应用价值。
本实验在前人工作的基础上,有针对地对双酶法制取葡萄糖晶体这一工艺进行了研究,主要进行了液化条件的优化选择。
一、实验原理酶液化和酶糖化工艺称为双酶法、双酶法生产葡萄糖工艺是以作用专一的酶制剂作为催化剂,反应条件温和,复合分解反应较少,因此采用双酶法生产葡萄糖,可以提高转化率及糖液浓度,改善糖液质量,是目前最为理想的制糖方法。
首先对淀粉进行调浆;用纯碱调pH值至6.0左右,再加入耐高温的α-淀粉酶,搅拌均匀。
将调好后的淀粉浆进行糊化,其目的是打破淀粉分子的结晶结构,初步凝聚蛋白质。
待到液化均匀一致,达到合格的液化液,即合理的DE值、外观透明、无白色沉淀、粘度低、蛋白质絮凝好,液化II结束。
将料液用酸将pH值调至4.5,加人糖化酶。
经过一定糖化周期后,料液达到预期的DE值,此时可以进行料液脱色以及离子交换的纯化处理(本次实验由于时间限制以及安排不当,故未能进行离子交换)。
最后,通过阶梯式降温的方法使晶体析出。
二、实验仪器1、淀粉前处理800mL烧杯一只、350mL烧杯三只、玻璃棒、500mL量筒、电子天平、药匙、胶头滴管、pH试纸2、液化温度计、水浴锅3、糖化pH试纸、水浴摇床4、净化处理布氏漏斗、纱布、滤纸、真空泵、水浴摇床、玻璃棒5、浓缩结晶水浴锅、阿贝折射仪、玻璃棒6、DE测定酸式滴定管、250mL(或200mL)三角瓶、沸石、5mL移液枪一只、1mL移液枪一致、电炉、镊子、50mL量筒、电子天平、阿贝折射仪、秒表7、酶活测定分光光度计、移液枪、试管、水浴锅、酸式滴定管、锥形瓶胶头滴管三、实验试剂III玉米淀粉、碳酸钠溶液(调pH用)、盐酸溶液(调pH用)、氯化钙溶液、α-淀粉酶、糖化酶、活性炭、3,5-二硝基水杨酸、五水硫酸铜、四水合酒石酸钾纳、氢氧化钠、无水D-葡萄糖、亚甲基蓝、柠檬酸、柠檬酸钠、浓硫酸、碘、碘化钾四、实验步骤1、淀粉前处理量取蒸馏水600mL,加入到事先称取好的200g淀粉中搅拌均匀,得到1:3淀粉浆液。