本发明专利技术属于葡萄糖酸钠生产的技术领域，具体的涉及一种节能环保型酶法生产葡萄糖酸钠新工艺。该种节能环保型酶法生产葡萄糖酸钠新工艺，包括以下步骤：（1）淀粉乳液化、糖化；c.糖化；（2）连消；（3）发酵；b.糖化液发酵；（4）脱色；（5）浓缩；（6）过滤、洗涤、烘干、成品。该工艺相较于传统的催化法和发酵法具有安全性高，产品易于提取和精制的显著优势，大幅度提高葡萄糖酸钠的品质，同时能够降低产品的蒸汽消耗，使得生产品成本大幅度降低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于葡萄糖酸钠生产的
，具体的涉及一种节能环保型酶法生产葡萄糖酸钠新工艺。
技术介绍
葡萄糖酸钠又名五羟基己酸钠，分子式为C6H11O7Na。由于无毒、热稳定性好等特点，在建筑工业、食品、医药等方面有着广泛的应用。由于葡萄糖酸钠具有重要的用途，并且近几年来，随着食品工业、建筑行业的飞速发展，我国葡萄糖酸钠的需求量越来越大，因此，葡萄糖酸钠的生产工艺以及工艺研究改进等备受重视。目前葡萄糖酸钠的生产方法主要有均相化学氧化法、电解氧化法、多相催化氧化法和生物发酵法。其中现在最常用的是多相催化氧化法和生物发酵法。多相催化氧化法受到催化剂催化效率的制约，生产成本较高。另外，由于重金属具有一定的毒性，多相催化法生产的葡萄糖酸钠不宜适用于食品领域，产品适用范围受到限制；发酵法具有菌种易染菌，发酵液中可溶蛋白难去除，操作步骤多等缺陷，限制了葡萄糖酸钠产品的收率、色泽度和纯度的提高。同时现有技术葡萄糖酸钠生产过程的能耗较高，能源利用率较低，不能满足节能环保的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种节能环保型酶法生产葡萄糖酸钠新工艺，该工艺相较于传统的催化法和发酵法具有安全性高，产品易于提取和精制的显著优势，大幅度提高葡萄糖酸钠的品质，同时能够降低产品的蒸汽消耗，使得生产品成本大幅度降低。本专利技术的技术方案为：一种节能环保型酶法生产葡萄糖酸钠新工艺，包括以下步骤：（1）淀粉乳液化、糖化：a.液化：首先在板式换热器Ⅰ中采用50-60℃高温热水对原料淀粉乳进行换热加温至40-45℃，然后对原料淀粉乳调浆至质量分数为40-44%后输送至液化喷射器中，调节pH值为4.8-5.0，先后分别依次加入11-13U/g耐高温α-淀粉酶和质量分数为0.05-0.08%无水氯化钙在80-95℃下进行液化15-24分钟，同时在功率240W条件下超声波处理6-10分钟；最后调节温度至100-110℃下加入12-15U/g耐高温α-淀粉酶进行液化12-16分钟得到液化液；b.闪蒸、冷却：所得100-110℃液化液进入闪蒸罐进行闪蒸分别得到二次闪蒸汽和95-99℃闪蒸液化液；95-99℃闪蒸液化液首先经过板式换热器Ⅱ换热降温至80-85℃，然后再经由板式换热器Ⅲ换热降温至58-62℃；c.糖化：将所得58-62℃的闪蒸液化液输送至糖化罐中，恒温60℃下调节pH值为4.0-4.2，依次先后加入0.331AUSP普鲁兰酶、218.1U/gβ-淀粉酶和51.32U/g淀粉葡萄糖苷酶，进行酶解糖化3.5-5.5小时，得到58-62℃糖化液，该糖化液经过板式换热器Ⅱ换热升温至75-80℃，其中所得糖化液所含葡萄糖质量分数为35%-37%；（2）连消：将所得75-80℃糖化液输送至发酵连消喷射器中进行连消，经过连消后的糖化液经过板式换热器Ⅳ进行换热降温至37-39℃；（3）发酵：a.酶制备：将点青霉与黑曲霉按照重量比1.5:1置于容器中，按每克菌丝3.0mL的比例，加入pH5.1的磷酸缓冲液，放置于-25℃下冰冻15分钟，室温融解，反复两次；然后在超声功率400W下超声破壁5-8分钟后采用体积分数为70%的乙醇一次纯化，采用质量分数为14%的聚乙二醇二次纯化得到纯化葡萄糖氧化酶液；在纯化葡萄糖氧化酶液中加入过氧化氢酶得到双酶液，其中过氧化氢酶的给酶量为0.05g/mL；取羟基磷灰石灭菌后加入至双酶液中，其中固液比为1:10；在3℃下静置2-3.5小时，自然沉降后在3500r条件下离心10分钟使浸渍载体与清液分离，得到浸渍载体；b.糖化液发酵：将糖化液加入发酵罐中，保温38-39℃，通入氧气0.012m3/min，转速100r/min，待溶氧稳定后校正溶氧100%；停止通气，泄压，加入浸渍载体，其中固液比为1:20；恢复通风，保持罐压0.15MPa，添加消泡剂0.3mL，保持pH值为4.5-5.0，控制温度在38-39℃进行发酵得到发酵液；38-39℃发酵液经过板式换热器Ⅴ换热升温至45-50℃；（4）脱色：采用粉末活性炭AK-220在温度45-50℃，pH值为4.5-5.2条件下对换热后的发酵液脱色20-35分钟；（5）浓缩：脱色后的发酵液进入蒸发器进行蒸发浓缩，其中发酵液首先经过蒸发预热器预热至60-75℃，蒸发预热器采用二次闪蒸汽余热；（6）过滤、洗涤、烘干、成品。所述步骤（1）中板式换热器Ⅰ的高温热水由板式换热器Ⅲ液化液换热升温介质水和板式换热器Ⅳ糖化液换热升温介质水组成。所述步骤（1）中板式换热器Ⅰ的换热低温出水进入板式换热器Ⅴ中与发酵液进行换热。所述步骤（4）脱色中粉末活性炭AK-220与换热后的发酵液的固液比为1:15。所述步骤（1）中二次闪蒸汽的温度大于100℃。所述步骤（1）中超声波处理具体为将超声波变幅杆插入淀粉乳液面以下2.5-3cm，磁力搅拌转速50%。本专利技术的有益效果为：本专利技术所述节能环保型酶法生产葡萄糖酸钠新工艺以淀粉乳为原料酶法生产葡萄糖酸钠，该新工艺对各个步骤间的配合以及各步骤中工艺试剂、参数和条件的搭配进行了科学合理化的搭配设计，使得葡萄糖酸钠的收率提高了37.3-43.8%。下面具体说明如下：（1）液化将原料淀粉乳调浆至质量分数为40-50%，提高淀粉乳浓度，降低了生产过程中能源和水的消耗，经过生产实践，该浓度的淀粉乳使得葡萄糖酸钠生产过程中能耗降低23.7-26.1%，水消耗量减少了34.8%-41.6%。（2）将耐高温α-淀粉酶与无水氯化钙复配使用，同时对于两者的用量以及加入先后次序、加入温度均作出协同设计，尤其对于耐高温α-淀粉酶采用分两个条件下不同用量的加入方式，外加协同配合上超声波处理，利于所采用的高浓度淀粉乳的液化，降低液化过程粘度，提高液化过程DE值；液化值升高了12.3%-14.8%，峰值粘度降低了38.1-40.1%，DE值升高了63.1-67.4%。（3）糖化所得淀粉糖的出品率为109.3-112.5%，其中葡萄糖得率达到96.81-97.69%。（4）采用粉末活性炭AK-220脱色后透光率达到95.8-97.1%。（5）整个工艺中最大程度的利用了热能：由淀粉制糖阶段闪蒸后的二次蒸汽余热给蒸发器进料预热；部分利用液化液高温料热能给糖化出料升温；利用液化降温热水依次给淀粉乳、发酵液加温；利用连消降温热水依次给淀粉乳、发酵液加温。首先葡萄糖酸钠生产的淀粉制糖阶段，用闪蒸后的二次蒸汽余热给发酵液蒸发器进料预热，利用蒸发器的真空把液化二次蒸汽吸往蒸发预热器，参数设置为：二次蒸汽≥100℃，蒸发器进料温度60-75℃，进料浓度30-35%。按照物料热量平衡得出，蒸发器进料升温8-15℃，相当于减少用于物料升温8-15℃的蒸汽使用量；其次葡萄糖酸钠生产的淀粉制糖阶段，用95-99℃液化液料与60±3℃糖化料液进行板式换热器换热，物料流量对等换热，换热器面积按糖液流量每1m3/h兑板式换热器2.5㎡，经换热后液化液温度由95-99℃降至80-85℃，糖液温度由60±2℃升至75-80℃，糖化料液最终升高15-20℃，节约了发酵连消用蒸汽量；再次葡萄糖酸钠生产的淀粉制糖阶段，用液化液降温热水50-60℃先给液化前的淀粉乳进行板换加温，接着液化降温热水经串联与发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种节能环保型酶法生产葡萄糖酸钠新工艺，包括以下步骤：（1）淀粉乳液化、糖化：a.液化：首先在板式换热器Ⅰ中采用50‑60℃高温热水对原料淀粉乳进行换热加温至40‑45℃，然后对原料淀粉乳调浆至质量分数为40‑44%后输送至液化喷射器中，调节pH值为4.8‑5.0，先后分别依次加入11‑13U/g耐高温α‑淀粉酶和质量分数为0.05‑0.08%无水氯化钙在80‑95℃下进行液化15‑24分钟，同时在功率240W条件下超声波处理6‑10分钟；最后调节温度至100‑110℃下加入12‑15U/g耐高温α‑淀粉酶进行液化12‑16分钟得到液化液；b.闪蒸、冷却：所得100‑110℃液化液进入闪蒸罐进行闪蒸分别得到二次闪蒸汽和95‑99℃闪蒸液化液；95‑99℃闪蒸液化液首先经过板式换热器Ⅱ换热降温至80‑85℃，然后再经由板式换热器Ⅲ换热降温至58‑62℃；c.糖化：将所得58‑62℃的闪蒸液化液输送至糖化罐中，恒温60℃下调节pH值为4.0‑4.2，依次先后加入0.331AUSP普鲁兰酶、218.1U/gβ‑淀粉酶和51.32U/g淀粉葡萄糖苷酶，进行酶解糖化3.5‑5.5小时，得到58‑62℃糖化液，该糖化液经过板式换热器Ⅱ换热升温至75‑80℃，其中所得糖化液所含葡萄糖质量分数为35%‑37%；（2）连消：将所得75‑80℃糖化液输送至发酵连消喷射器中进行连消，经过连消后的糖化液经过板式换热器Ⅳ进行换热降温至37‑39℃；（3）发酵：a.酶制备：将点青霉与黑曲霉按照重量比1.5:1置于容器中，按每克菌丝3.0mL的比例，加入pH值5.1的磷酸缓冲液，放置于‑25℃下冰冻15分钟，室温融解，反复两次；然后在超声功率400W下超声破壁5‑8分钟后采用体积分数为70%的乙醇一次纯化，采用质量分数为14%的聚乙二醇二次纯化得到纯化葡萄糖氧化酶液；在纯化葡萄糖氧化酶液中加入过氧化氢酶得到双酶液，其中过氧化氢酶的给酶量为0.05g/mL；取羟基磷灰石灭菌后加入至双酶液中，其中固液比为1:10；在3℃下静置2‑3.5小时，自然沉降后在3500r条件下离心10分钟使浸渍载体与清液分离，得到浸渍载体；b.糖化液发酵：将糖化液加入发酵罐中，保温38‑39 ℃，通入氧气0.012m3/min，转速100r/min，待溶氧稳定后校正溶氧100%；停止通气，泄压，加入浸渍载体，其中固液比为1:20；恢复通风，保持罐压0.15 MPa，添加消泡剂0.3 mL，保持pH 值为4.5‑5.0，控制温度在38‑39 ℃进行发酵得到发酵液；38‑39 ℃发酵液经过板式换热器Ⅴ 换热升温至45‑50℃；（4）脱色：采用粉末活性炭AK‑220在温度45‑50℃，pH值为4.5‑5.2条件下对换热后的发酵液脱色20‑35分钟；（5）浓缩：脱色后的发酵液进入蒸发器进行蒸发浓缩，其中发酵液首先经过蒸发预热器预热至60‑75℃，蒸发预热器采用二次闪蒸汽余热；（6）过滤、洗涤、烘干、成品。...
【技术特征摘要】
1.一种节能环保型酶法生产葡萄糖酸钠新工艺，包括以下步骤：（1）淀粉乳液化、糖化：a.液化：首先在板式换热器Ⅰ中采用50-60℃高温热水对原料淀粉乳进行换热加温至40-45℃，然后对原料淀粉乳调浆至质量分数为40-44%后输送至液化喷射器中，调节pH值为4.8-5.0，先后分别依次加入11-13U/g耐高温α-淀粉酶和质量分数为0.05-0.08%无水氯化钙在80-95℃下进行液化15-24分钟，同时在功率240W条件下超声波处理6-10分钟；最后调节温度至100-110℃下加入12-15U/g耐高温α-淀粉酶进行液化12-16分钟得到液化液；b.闪蒸、冷却：所得100-110℃液化液进入闪蒸罐进行闪蒸分别得到二次闪蒸汽和95-99℃闪蒸液化液；95-99℃闪蒸液化液首先经过板式换热器Ⅱ换热降温至80-85℃，然后再经由板式换热器Ⅲ换热降温至58-62℃；c.糖化：将所得58-62℃的闪蒸液化液输送至糖化罐中，恒温60℃下调节pH值为4.0-4.2，依次先后加入0.331AUSP普鲁兰酶、218.1U/gβ-淀粉酶和51.32U/g淀粉葡萄糖苷酶，进行酶解糖化3.5-5.5小时，得到58-62℃糖化液，该糖化液经过板式换热器Ⅱ换热升温至75-80℃，其中所得糖化液所含葡萄糖质量分数为35%-37%；（2）连消：将所得75-80℃糖化液输送至发酵连消喷射器中进行连消，经过连消后的糖化液经过板式换热器Ⅳ进行换热降温至37-39℃；（3）发酵：a.酶制备：将点青霉与黑曲霉按照重量比1.5:1置于容器中，按每克菌丝3.0mL的比例，加入pH值5.1的磷酸缓冲液，放置于-25℃下冰冻15分钟，室温融解，反复两次；然后在超声功率400W下超声破壁5-8分钟后采用体积分数为70%的乙醇一次纯化，采用质量分数为14%的聚乙二醇二次纯化得到纯化葡萄糖氧化酶液；在纯化葡萄糖氧化酶液中加入过氧化氢酶得到双酶液，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭传庄，王延斌，邓持刚，
申请(专利权)人：诸城东晓生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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