色譜新技術(shù)在葡萄糖生產(chǎn)中的應(yīng)用

王兆光，張前鋒

(山東兆光色譜分離技術(shù)有限公司，山東 濱州，256600)

色譜新技術(shù)在葡萄糖生產(chǎn)中的應(yīng)用

王兆光，張前鋒

(山東兆光色譜分離技術(shù)有限公司，山東 濱州，256600)

在淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖后，利用色譜分離設(shè)備將糖化液純度從95%提至99.5%的同時(shí)，采用RO膜設(shè)備回收色譜出料殘液中的純水，并回至色譜系統(tǒng)重復(fù)使用。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)的結(jié)晶法模式，開創(chuàng)了一種色譜法與膜法相結(jié)合的新工藝，從根本上解決了色譜分離過(guò)程中的水耗問(wèn)題。在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)色譜聯(lián)用，不但解決了低聚糖積累問(wèn)題，而且實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的多元化和利潤(rùn)的最大化，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)淀粉糖深加工產(chǎn)業(yè)鏈的深化發(fā)展與企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

糖化液；無(wú)水葡萄糖；色譜耗水量；色譜與膜聯(lián)用

結(jié)晶法生產(chǎn)葡萄糖是淀粉糖行業(yè)的傳統(tǒng)技術(shù)手段。其缺點(diǎn)是設(shè)備投資大，占地面積大，結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)，結(jié)晶收率低，母液量大，系統(tǒng)難消化。隨著母液中的低聚糖含量的增加，母液必須外排，否則會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶收率的降低。采用山東兆光色譜分離技術(shù)有限公司開發(fā)的色譜法新技術(shù)生產(chǎn)葡萄糖，不僅可解決生產(chǎn)周期長(zhǎng)與低聚糖外排的問(wèn)題，而且還可利用此色譜聯(lián)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)糖化液利潤(rùn)的最大化和產(chǎn)品的多元化。

1 色譜新技術(shù)在葡萄糖生產(chǎn)中的應(yīng)用

色譜分離技術(shù)是近年來(lái)興起的一個(gè)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)[1]，自動(dòng)化程度高，對(duì)于一些性質(zhì)相似或是用其他手段無(wú)法分離的混合物來(lái)說(shuō)，能夠達(dá)到很好的分離效果，被越來(lái)越多的生產(chǎn)企業(yè)所采用。新技術(shù)將色譜技術(shù)與膜技術(shù)相結(jié)合，體現(xiàn)了當(dāng)今清潔生產(chǎn)的新理念，也為客戶開發(fā)出多元化的產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。此項(xiàng)聯(lián)用技術(shù)的開發(fā)，降低了生產(chǎn)中的色譜水耗，顯著降低了色譜運(yùn)行成本。下面以糖化液為原料，介紹色譜新技術(shù)在葡萄糖生產(chǎn)中的應(yīng)用。

1.1 色譜新技術(shù)工藝

1.1.1 新技術(shù)工藝概述

以淀粉為原料，經(jīng)過(guò)液化、糖化工序后，糖化液的葡萄糖純度在95%左右。糖化液蒸發(fā)濃縮再經(jīng)過(guò)色譜分離可以獲得葡糖糖純度99.5%的提取液與葡糖糖純度80%的提余液2種產(chǎn)品。蒸發(fā)器的冷凝水通過(guò)水離交系統(tǒng)處理后，回至色譜系統(tǒng)的純水罐中備用。純度99.5%的葡萄糖液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后有2種用途：一可生產(chǎn)無(wú)水葡萄糖產(chǎn)品；二是通過(guò)加氫氫化生產(chǎn)VC級(jí)山梨醇產(chǎn)品。純度80%的葡萄糖液進(jìn)入RO膜回收部分純水(可供色譜使用)，糖液再經(jīng)蒸發(fā)濃縮后有2種用途：一是通過(guò)氫化生產(chǎn)日化級(jí)山梨醇；二是進(jìn)入另一套色譜分離系統(tǒng)，獲得純度96%的葡萄糖與純度25%的麥芽低聚糖2種產(chǎn)品。其中純度96%的葡萄糖可以再次進(jìn)入第一套色譜分離系統(tǒng)繼續(xù)分離。通過(guò)這一套完整的生產(chǎn)工藝，高純度的葡萄糖被分離出，同時(shí)經(jīng)過(guò)色譜系統(tǒng)分離后還得到了低聚糖產(chǎn)品。

1.1.2 新技術(shù)的特點(diǎn)

通過(guò)RO膜系統(tǒng)可以最大程度地回收低濃度物料中的純水，減少生產(chǎn)水耗；通過(guò)色譜聯(lián)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多元化；設(shè)備占地面積小，自動(dòng)化程度高，可以實(shí)現(xiàn)一鍵操作。

1.2 色譜技術(shù)與膜技術(shù)相結(jié)合回收水的效益分析

1.2.1 色譜技術(shù)與膜技術(shù)聯(lián)用與單一色譜技術(shù)操作模式水耗對(duì)比分析

通過(guò)表1可以看出，分離不同的物料，RO膜回收的水量也不同。

表1 不同技術(shù)模式水耗比較

1.2.2 效益分析

(1)以年產(chǎn)10萬(wàn)t純度96%的葡萄糖為例。根據(jù)工業(yè)化色譜分離的數(shù)據(jù)，色譜每年的處理量為13.33萬(wàn)t，每年的用水量為35.55萬(wàn)t，色譜與膜結(jié)合回收水為10.44萬(wàn)t；每噸水耗汽按照0.2 t計(jì)算，每噸蒸汽150元，則每年可以節(jié)省的費(fèi)用為：150元/t×0.2×10.44萬(wàn)t=313.2萬(wàn)元。

(2)年產(chǎn)10萬(wàn)t純度96%的葡萄糖，可以產(chǎn)生2萬(wàn)t低聚糖，每噸低聚糖按照糊精的價(jià)格出售每噸為2 200元，每噸母液的價(jià)格為1 900元，則低聚糖可比母液多回收300元，每年則可以多獲利為：2萬(wàn)t×(2 200元/t-1 900元/t)=600萬(wàn)元。

圖1 色譜新技術(shù)工藝流程Fig.1 The new technology process of chromatographic technology

2 討論與總結(jié)

2.1 在色譜進(jìn)料量相同的條件下

解析劑純水的用量是決定產(chǎn)品純度以及收率高低的關(guān)鍵因素[2]。用水量高則產(chǎn)品的純度與收率高，用水量低則產(chǎn)品的純度與收率低。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為獲得高附加值或高純度產(chǎn)品，生產(chǎn)單位往往會(huì)加大用水量，但也增加了運(yùn)行成本。色譜技術(shù)與膜技術(shù)聯(lián)用，從根本上解決了色譜的水耗問(wèn)題，顯著降低了色譜運(yùn)行成本，從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品利潤(rùn)最大化。

2.2 結(jié)晶法生產(chǎn)葡萄糖工藝中的母液必須進(jìn)行定期外排

采用色譜聯(lián)用技術(shù)，不僅解決了低聚糖積累問(wèn)題，而且還實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)的多元化，新技術(shù)有助于淀粉糖深加工產(chǎn)業(yè)鏈的深化發(fā)展，可滿足生產(chǎn)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)需求。

2.3 色譜技術(shù)的聯(lián)用突破了傳統(tǒng)結(jié)晶技術(shù)方法的局限

為企業(yè)提供了一個(gè)新的現(xiàn)代工藝技術(shù)解決方案，同時(shí)也為企業(yè)注入了一種自動(dòng)化清潔生產(chǎn)的新理念。

[1] 蔡宇杰，丁彥蕊，張大兵，等. 模擬移動(dòng)床色譜技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 色譜，2004，22(2)：111-115.

[2] 蔡復(fù)禮. 果糖的應(yīng)用特性及其分離[J]. 食品工業(yè)科技，1996，17(2)：10-12.

The application of the new technology for chromatographic separation in glucose production

WANG Zhao-guang, ZHANG Qian feng

(Shandong Zhaoguang Separation Technology Co.,LTD , Binzhou 256600，China)

After the starch converts into glucose, the use of chromatographic separation equipment saccharification liquid can be puritied from 95% to 99.5%, at the same time the pure water was recycled by using the RO membrane from chromatographic discharging residual liquid, and then back to the chromatographic system to be reuse. The technology to break the traditional crystallization model, create a new process of the chromatography method with membrane method, fundamentally solve the problem of water consumption in the chromatographic separation process. In the process of production at the same time, we through chromatographic combination, not only can solve the problem of accumulation of oligosaccharides, and realize the maximization of the profit of products and product diversification, finishing the deepening development of deep processing of starch sugar industry chain and the transformation and upgrading of the enterprise.

saccharification liquid；anhydrous glucose； chromatographic water consumption；liquid chromatography-membrane

本文通訊作者。

2017-05-28

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201706040