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玉米淀粉糖化操作规程.doc

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caogq1982 2012-09-17 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《玉米淀粉糖化操作规程doc》,可适用于工程科技领域,主题内容包含淀粉糖培训教材第一章 绪 论糖做为人们生活的必须品已有五千年的历史人类最开始是用蜂蜜作为甜味剂以后逐渐用含淀粉的谷物和甘蔗制糖从甜菜制糖到目前为止却符等。

淀粉糖培训教材第一章 绪 论糖做为人们生活的必须品已有五千年的历史人类最开始是用蜂蜜作为甜味剂以后逐渐用含淀粉的谷物和甘蔗制糖从甜菜制糖到目前为止却只有二百年的历史随着社会的发展各行各业都需要大量的糖品因而促使淀粉糖业能够得到发展。一.淀粉糖工业的发展利用淀粉为原料生产的糖品称淀粉糖淀粉糖产品种类多生产历史悠久。其实早在公元前年左右我国劳动人民就已经采用酶水解法制造饴糖。北魏时期的<<齐民要术>>对制饴的方法也有详细的记载。日本在世纪时期用木薯淀粉生产出一种糖浆但真正利用酸法水解淀粉制糖乃始于欧洲。年德国化学家柯乔夫在寻找能够代替阿拉伯胶用的胶粘剂时用硫酸处理马铃薯淀粉但酸用的过度得到一种粘度很低的液体澄清具有甜味于是柯乔夫继续研究最后制成一种糖放置一定时间后有结晶析出用布袋装之压榨除去大部分母液得到固体产品。当时正值拿破仑战争年代经济封锁使欧洲不能获得甘蔗糖于是设立很多这种淀粉糖工厂年战争结束恢复甘蔗糖进口工厂也随之停止生产。年法国化学家沙苏里确定由淀粉制糖的化学反应为水解反应水解的最终产物为葡萄糖与葡萄果汁中提取制出的葡萄糖完全相同。年朴罗斯特试验成功由葡萄中提取制出葡萄糖葡萄糖的名称由此而来一直沿用到现在。世纪曾有很多人从事制造结晶糖的研究但成就不大主要是对于葡萄糖几种异构体的化学结构和结晶规律缺乏了解后沿用蔗糖结晶的方法效果也不好大约在年美国的牛柯克发现含水α葡萄糖比无水α葡萄糖容易结晶。使用湿晶体的冷却结晶法容易控制所得结晶产品易于离心机分离产品质量高被世界普遍采用目前工业上基本用此结晶工艺。年美国采用酸酶合并糖化工艺生产高糖度的糖浆能避免葡萄糖的复合及分解反应产品甜味纯正。年日本最新研究出双酶法用α淀粉酶液化和葡萄糖淀粉酶糖化的双酶法生产结晶糖工艺而后各国相继采用双酶法逐渐淘汰了旧的酸法糖化工艺这种双酶法所得到的糖化液纯度高、甜味正同时还可省去结晶工序直接制成全糖。工艺简单生产成本低质量虽不及结晶葡萄糖但适合于食品工业应用如生产饴糖。在葡萄糖的深加工方面虽早在年就发现碱性能催化葡萄糖发生异构化反应转化成果糖。以后也不断深入研究过这种碱性异构化反应但在工业上还是不能应用。主要是反应不易控制转化率低、糖分分解产品颜色深、味道差、精制困难。年美国马歇尔等发现假单孢杆菌酶能催化葡萄糖发生异构化反应转化成果糖但酶的产量低、培养基较贵等各方面不利因素使之不能投入生产。直到年日本高崎义辛在土壤中分离出白色链霉菌可以利用木糖木聚糖及农副产品、麸皮、玉米芯、稻杆、麦杆等酶产量高、性质也好、异构酶的生产成本大大降低为工业化生产开辟了途径年日本首先利用这种酶生产果葡萄糖浆应用酶法将淀粉糖化得纯度很高的糖化液再用异构酶使一部分葡萄糖转化为果糖因产品和主要成分为葡萄糖和果糖称为果葡萄糖浆也叫异构糖浆。美国年综合日本的几项应用发表了一份专利。这种酶转化一经经济论证其技术便随后而起。年美国的一家玉米加工公司与日本的一代理公司联合在美国用酶法异构生产果葡萄糖浆。年月日第一批果葡萄糖浆产品(含果糖)在美国出厂酶法异构其转化程度取决于几种操作参数若想要提高果糖含量就得提高操作温度增加反应时间但二者对酶的活性均有影响。尽管理论上酶法异构果糖可超过(干基)但是果糖却是反应平衡最佳值既可增加甜度又很经济。第一批果葡糖浆产品于年在美国出厂。尽管新型甜味剂可代替蔗糖但却满足不了消费量极大的软饮料的甜度需要将果糖用色层分离法浓缩成果糖然后将浓缩果糖与果糖混合得甜度相当于果糖糖浆。由于淀粉的不完全水解仍有少量葡萄糖聚合物存在因此果糖含量要在以上才能满足需要。第一批大规模果葡糖浆生产于年仅仅年后蔗糖在软饮料市场上的应用就有了大幅度下降因为年果葡糖浆全部代替蔗糖用于生产可口可乐和百事可乐饮料。年美国淀粉糖产量万吨占玉米深加工总量的费其中高果糖浆万吨。而我国年淀粉糖只有万吨年人均消费量只有kg处于低水平随着人民生活水平的提高消费的增长淀粉糖将有一个较大的发展麦芽糊精工艺流程点击查看INCLUDEPICTURE"http:wwwsinofoodcomcnbbsnoncgiicondocgif"*MERGEFORMATINET这个是上传的doc格式文件第二章  淀粉一.淀粉的物理性质颗粒:淀粉呈白色粉末状在显微镜下观察是形状和大小各不相同的透明小颗粒kg玉米淀粉大约有亿个颗粒。淀粉颗粒形状基本是圆形、椭圆形和多角形。玉米淀粉的颗粒为圆形和多角形居多椭圆形较少故用显微镜大致可以将淀粉种类鉴别出来。不同品种的淀粉颗粒大小不同差别很大同一种淀粉颗粒大小也不均匀并且相差很多玉米淀粉最小颗粒约微米最大颗粒约微米平均为微米。玉米淀粉在偏光显微镜下观察淀粉颗粒呈现黑色十字玉米淀粉十字交叉点在淀粉颗的中心。水分含量淀粉含有相当高的水分玉米淀粉在一般情况下含水份约为含有的水是通过淀粉中的羟基和水分子形成氢键可以容纳大量的水因此淀粉含有大量水份仍呈干燥状态。不同品种淀粉的水分含量有差别是由于羟基自行结合和水分子结合成氢键的结合程度不同的缘故。 淀粉的水分含量受周围空气湿度的影响空气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散失水分使水分含量低。随温度升高湿度降低含水减少。糊化:淀粉混于冷水中经搅拌成乳状悬浮液称之为淀粉乳若停止搅拌则淀粉乳慢慢下沉经过一段时间后淀粉乳产生沉淀因淀粉不溶于冷水同时它的比重大于水的比重淀粉的比重约为。若将淀粉乳加热到一定温度淀粉乳中的淀粉颗粒开始膨胀偏光十字消失。温度继续升高时淀粉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消失体积胀大互相接触变成粘稠状液体此时停止搅拌淀粉也不会沉淀这种现象称为“糊化”生成粘稠体称为淀粉糊发生糊化时的温度称为糊化温度。玉米淀粉乳的糊化温度为开始的温度为完成糊化的温度为。淀粉颗粒大小的不同其糊化的难易也不同较大的淀粉颗粒容易糊化较小的颗粒糊化困难不能糊化的颗粒称为糊精不溶于水也不溶于酒精称之为醇不溶物。二淀粉的化学结构淀粉的分子式经过长期大量的研究证明为CHOn,淀粉分子的化学结构通过现代的若干新的分析方法和分离方法的测定确定淀粉是葡萄糖组成的多糖。组成淀粉的葡萄糖单位是αD六环葡萄糖。主要是由α键结合而成。淀粉是由直链淀粉和支链淀粉两种分子结构混合组成、直链淀粉:直链淀粉是指葡萄糖单位按直链形式连接的线性淀粉分子。每个葡萄糖单位匀以α键连接成直链状的大分子。直链淀粉分子大小差别很大聚合的葡萄糖单位数目约在之间。一般为个同一品种淀粉中的直链淀粉在分子大小方面也有很大差别不同品种之间的差别更大。直链淀粉溶液如果遇碘立即呈现蓝色反应生产中即利用这一特性来鉴别淀粉的存在与否。但是若加热淀粉至这种蓝色反应消失冷却后又重现蓝色。因此可知这种反应并非化学反应而是一种物理现象。直链淀粉分子以每个葡萄糖单位形成一圈呈螺旋形状碘分子被吸于线圈中央。吸附碘分子的显色反应与直链淀粉分子大小有关。直链淀粉分子聚合的葡萄糖单位个数在以上的才能呈现蓝色聚合度的遇碘变红色聚合度的遇碘不变色生产中常用淀粉遇碘变色的反应判断DE值称之为碘反应或碘试在液化后测试方法为:取保温一定时间的液化液适量降温以下加N碘液滴观察所呈现的颜色判断液化液的DE值。直链淀粉的凝沉性较强凝沉能使淀粉溶液变浑出现白色沉淀粘性下降这是一个从溶解或水合状态向不可溶状态转化的过程。在这一过程中淀粉回复到本来状态但是却不能恢复其原有特性及晶状结构因此我们称之为回生(老化)温度在时是回生的最佳温度到时回生停止直链淀粉易于回生支链淀粉不回生。回生的淀粉不溶于水难于被淀粉酶所分解遇碘也不变蓝色给液化带来困难。回生速度和产生回生的程度受直链淀粉分子大小、PH值、温度和盐类等因素的影响。大分子、浓度低、PH值低、温度低时均易产生回生现象在生产中应加以注意。物别是酶法制造淀粉糖若出现淀粉乳液化困难、糖液过滤困难等情况皆主要由产生回生现象而引起的。、支链淀粉:支链淀粉具有立体结构其分子为树枝状支叉的庞大球形物。聚合的葡萄糖单位约在万之间一般约在个以上。所以支链淀粉是天然高分子化合物中最大的一种。支链淀粉与直链淀粉分子不同之处在于除了直链结构部分中葡萄单位是以α键连接外尚存有多个以α键连接的支链。支链淀粉的分子比直链淀粉分子大得多因为一般支链淀粉的支侧链在个以上每条分支链大约平均由个葡萄糖单位组成。支链淀粉各个支链尾端不具有还原性仅在主链的一端有还原性即仅有一个还原尾端基还原性十分薄弱。支链淀粉与直链淀粉除化学结构上的不同外在特性方面也存在很多差别。如支链淀粉易溶于水生成稳定的溶液具有很高的粘度。淀粉糊的粘度主要来自支链淀粉。一般地说支链淀粉无凝沉(老化)性遇碘分子视吸收碘多少而呈兰紫色乃至紫红色而且吸附碘量大大低于直链淀粉。在植物淀粉中一般含支链淀粉左右而在粘性大的糯米淀粉中几乎全部是支链淀粉。直链淀粉与支链淀粉相比其不同之处列于表这个是上传的doc格式文件点击查看三、工业淀粉的化学组成由于工业淀粉生产是采用分离的方法将原料中的非淀粉如纤维素、蛋白质、油脂、无机灰分、水溶杂质等分离出去得到淀粉。但由于分离工艺的不完善不可能将杂质全部分离出去故淀粉中还存在一定量的杂质一般的工业淀粉组成为:水份:蛋白质<可溶蛋白()脂肪灰分PH值其中还有几项但在生产中可不用考虑。淀粉中的杂质主要影响糖化液的质量淀粉中的蛋白质不但中和酸降低催化效率(酸法制糖)增长糖化时间又能水解成氨基酸与还原糖发生“美拉德”反应生成黑色素使产品色泽加深增加精制困难。酶法生产时酶中含有微量的蛋白酶将蛋白质水解成氨基酸增加糖化颜色。脂肪能升高糊化温度脂肪为疏水性物质加热不会凝固在碱性条件下加热皂化其粘性很大能阻止过滤物料的通过同时不溶性淀粉颗粒是直链淀粉与脂肪酸生成的络合物因而脂肪的危害相当明显所以杂质越少越好。第三章 酶在介绍酶法制糖工艺之前为更好地理解这套工艺掌握酶的作用是非常重要的首先对酶有一个基本的认识对酶的来源性质作用及其对酶活性影响的因素等有一个详细的了解。一酶的特性酶的种类酶是一种由活细胞产生的生物催化剂具有促进化学反应发生的作用对能作用于淀粉的酶统称为淀粉酶。淀粉糖应用的酶主要以α淀粉酶、β淀粉酶和葡萄糖淀粉酶都属于水解酶能水解分子中的葡萄苷键。淀粉酶不仅能水解淀粉分子也能水解淀粉的水解产物、糊精、低聚糖、生成麦芽糖和葡萄糖。酶的特性酶这类生物催化剂除了具有一般化学催化剂的特性外还有以下独特优点:()催化效率高由于酶催化所需的活化能极低在某些环境中其催化效率远远大于化学催化剂它的催化速度可以比化学催化剂高万万亿倍。例如:gα淀粉酶结晶可以在条件下用短短分钟使t淀粉转化为糊精。()专一性强:酶对作用底物有严格的专一性因此可以从复杂的原料中加工某一成分以制取所需的产品。或者从某种物质中去除不需要的杂质而不影响其他成分。例如啤酒中的蛋白质可用蛋白酶去除桔汁中的苦味成分(柚苷)可用柚苷酶分解而不影响风味。作用条件温和:酶可以在常温常压和温和的酸碱度下高效地进行催化反应有利于简化设备改善劳动条件和降低生产成本。例如用酸作催化剂催化淀粉水解成葡萄糖需要在MPa的蒸气压力和的高温下才能进行。而α淀粉酶在PH条件下便可把淀粉水解成糊精再用糖化酶在PH下便可把糊精水解生成葡萄糖所以酶法生产不需耐酸耐压设备及高温高压的反应条件。影响酶催化因素:()温度温度对于酶促反应速度的影响有两个方面:一方面当温度升高时反应速度加快一般每增高酶反应速度增加倍。另一方面随温度升高酶也逐步变性失活。()PH值:酶是两性化合物其上分布着许多羟基和氨基等酸性碱性基团。在一定的PH值下酶的反应速度可达到最大值这一PH值通常称为该酶作用的最适PH值高于或低于这一PH值酶促反应的速度都会降低。()激活剂和抑制剂:凡能增加酶促反应速度的物质都称为激活剂Ca是α淀粉酶的激活剂。凡能与酶的活性部位结合引起酶促反应速度下降的物质都称为抑制剂。酶最重要的性质是它的催化能力通常称为活力活力不能测定因活力消失后酶的化学组成和原先一样不发生变化。酶所作用的物质称为底物如淀粉、糊精、低聚糖。表示酶活力的方法用“活力单位”表示。酶制剂中含酶量即用单位时间内底物的减少或产物的增加量来表示。二酶的品种及主要性能介绍(一)耐高温α淀粉酶以无锡星达生物工程有限公司产品为例对耐高温α淀粉酶作如下介绍。作用原理 耐高温α淀粉酶是一种内切淀粉酶能随机水解淀粉、可溶性糊精及低聚糖中的α葡萄糖苷键。酶作用后可使糊化淀粉的粘度迅速降低变成液化淀粉水解生成糊精及少量葡萄糖和麦芽糖。PH值对酶活力及酶稳定性的影响 耐高温淀粉酶稳定PH范围有效PH范围最适PH范围。温度对耐高温α淀粉酶活力及酶稳定性的影响。在淀粉的喷射液化过程中耐高温α淀粉酶在高温下非常稳定且该酶热稳定性也相当好可以用于淀粉的间隙液化和连续液化过程中。其最适作用温度为以上(连续喷射液化中温度可至)。钙离子浓度 该酶在钙离子浓度较低时稳定性相当好在钙离子浓度为mgkg时已足够。所以用自来水配料时已不需加Ca(二)糖化酶以无锡星达生物工程有限公司产品为例对糖化酶作如下介绍。作用原理糖化酶又称葡萄糖淀粉酶它能将淀粉从非还原性末端水解α葡萄糖苷键产生葡萄糖也能缓慢水解α葡萄糖苷键转化成葡萄糖。PH对酶活力及酶稳定性的影响糖化酶的PH范围为最适PH范围为。温度对酶活力及酶稳定性的影响糖化酶温度范围为最适温度范围为。抑制剂大部分重金属如铜、银、汞、铅等都能对糖化酶产生抑制作用。(三)、细菌淀粉酶(中温α淀粉酶)以无锡星达生物工程有限公司产品为例对细菌淀粉酶(中温α淀粉酶)作如下介绍作用方式细菌淀粉酶能水解淀粉分子中的α葡萄糖苷键任意切断成长短不一的短链糊精及少量的低分子量糖类、直链淀粉和支链淀粉均以无规则的形式进行分解从而使淀粉糊的粘度迅速下降即“液化”作用故细菌淀粉酶又称液化酶。PH稳定性细菌淀粉酶在PH时较稳定最适PHPH以下严重失活。热稳定性细菌淀粉酶在以下较为稳定最适作用温度在之间随着温度的升高其反应速度加快但失活也加快适用于最高达的液化过程。与淀粉浓度的关系淀粉和淀粉的水解产物糊精浓度的增加对细菌淀粉酶活力的稳定性有很大的提高作用即淀粉浓度增加酶活力稳定性增加。钙离子浓度对酶活力的影响钙离子对细菌淀粉酶活力的稳定性有提高作用没有钙离子酶活力完全消失。PH稳定性与钙的关系钙的存在细菌淀粉酶活力的PH范围增广不含钙的酶酶的PH值范围狭窄。(四)、β淀粉酶以无锡星达生物工程有限公司产品为例对β淀粉酶作如下介绍。β淀粉酶又称淀粉麦芽糖苷酶它与淀粉底物作用时从α糖苷键的非还原性末端顺次切下麦芽糖单位它不能水解淀粉分支处α键当它从淀粉中切下两个葡萄糖单位时同时发生转位反应使产物由α型麦芽糖变成β麦芽糖。PH对β淀粉酶活力的影响按照测酶活力的条件测定不同PH对β淀粉酶活力的影响PH时酶活力最高即最适PH为。温度对β淀粉酶活力的影响。按照测酶活力的方法分别于、、、、测定β淀粉酶的活力是酶的最适温度时酶的活力也比较高。酶液的热稳定性通过酶的热稳定性实验表明:在、时β淀粉酶的稳定性很好酶活力损失很少时酶的稳定性也较好时失活较快。某些金属离子对β淀粉酶活力的影响大于moll的Fe离子完全抑制β淀粉酶的活力大于moll的Ca有抑制作用Mg对其活力影响不大。(五)、真菌淀粉酶以美国Genencor公司产品为例对真菌淀粉酶作如下介绍。真菌淀粉酶能对淀粉进行液化和糖化能尽快地水解α键内葡萄糖苷键使用该酶能得到高含量麦芽糖和低含量的葡萄糖。PH的影响真菌淀粉酶的最适PH范围为PH()作用PH范围为PH()温度的影响真菌淀粉酶的最适作用温度为温度作用范围为在高浓度淀粉浆保护下时也能有效地作用于淀粉。(六)、异淀粉酶以无锡星达生物工程有限公司产品为例对异淀粉酶作如下介绍异淀粉酶是采用产气气杆菌经发酵提炼精制而成的。该酶能专一地分解支链淀粉型多糖α键苷键形成直链淀粉和糊精。最适作用温度:最适PH。热稳定性:该酶在较为稳定随温度的上升酶活力损失加快酶活力损失显著时min剩余酶活力仅。 PH稳定性:该酶在PH以下很不稳定但有耐碱性在PH时酶活力仍很稳定。金属离子对酶活力的影响:Mg、Ca有激活作用Hg、Cu、Fe、Al有抑制作用。(七)、普鲁兰酶以美国Genencor公司产品为例对普鲁兰酶作如下介绍。普鲁兰酶能水解淀粉和糊精中的支链αD葡萄糖苷键生成含有αD葡萄糖苷键的直链低聚糖。所以该酶可以和糖化酶或者β淀粉酶一起使用生产高麦芽糖浆。PH对普鲁兰酶活力的影响该酶的有效PH范围为最适PH范围为温度对普鲁兰酶活力的影响该酶的有效温度范围可达最适温度范围为。第四章   酶法液化与糖化酶法液化与糖化淀粉水解成葡萄糖的过程包括液化和糖化。液化过程中淀粉颗粒首先在受热过程中吸水膨胀体积迅速增加晶体结构破坏颗粒外膜裂开形成一种糊状的粘稠液体这一过程被称为糊化。糊化是淀粉液化的第一阶段。淀粉来源不同其糊化的温度也不同如:玉米淀粉        甘薯淀粉    大米淀粉         马铃薯淀粉             木薯淀粉        小麦淀粉淀粉经过一阶段的糊化过程后虽然原有的淀粉链还未真正打开但是由于外膜已经裂开晶体结构受到破坏淀粉分子就直接暴露在酶分子的作用之下分子链即迅速断开变短最终形成含有少量葡萄糖的低分子糊精溶液液体粘度随之降低。这就是淀粉的液化过程。  糖化是将液化后的低分子糊精在糖化酶的作用下继续水解成为葡萄糖。在酸法制糖工艺中由于淀粉的液化和糖化反应速度极快时间极短所以糖化液的DE值不易控制操作需要十分小心。特别在生产中转化淀粉糖浆时经验操作显得十分重要。酶法制糖工艺由于液化和糖化反应是通过种或种以上不同的酶来完成的加之酶反应比酸反应温和得多操作过程中可通过调整酶制剂的用量和反应时间来控制反应速度和反应进程并获得所需要的淀粉糖浆。  糖化酶对未经糊化的生淀粉的作用是十分有限的所以淀粉在被糖化酶作用之前首先进行糊化和液化。在生产上淀粉液化和糖化是两个关键的工艺过程。特别是液化过程直接影响后道的糖化操作和糖化液的质量所以有人这样认为:液化决定糖化糖化出问题首先检查液化。这是生产上的说法不管这种说法的正确程度如何淀粉糖生产的第一步抓好淀粉的液化质量是无容置疑的。      第一节液化  酶是一种生物催化剂酶对淀粉的催化水解具有高度的专一性。α淀粉酶是一类内切酶它从淀粉分子内部任意切开α葡萄糖苷键从而使庞大的葡萄糖分子链迅速断开变小、变短。但这种酶不能切开分子链中的α葡萄糖苷键。液化后溶液中除了少量葡萄糖外大部分是低分子糊精和低聚糖。  淀粉在糊化之前α淀粉酶是难以直接进入淀粉颗粒内部与淀粉分子发生作用的。淀粉原料的预处理例如原料的粉碎细度、配水比例等都将影响淀粉的糊化效果酶制剂的种类、酶制剂的使用量、液化温度、液化PH等又将最终影响淀粉的液化质量。(一)液化酶的选择目前国内使用的液化酶主要有两种即中温淀粉酶和耐高温淀粉酶。这两种酶的有关特性在前面已有叙述这里仅从工艺上提出两点。()采用中温淀粉酶时液化液的DE值上升速度比采用耐高温酶时快所以采用耐高温淀粉酶液化时应有更多的液化时间保证液化过程的完成。例如在实际生产中使用中温淀粉酶液化时液化时间一般为min而采用耐高温淀粉酶液化时液化时间要求在min。()采用耐高温淀粉酶液化时淀粉分子链的断裂比采用中温淀粉酶时更为均匀或者说更加有利于糖化酶的糖化作用。所以当采用耐高温淀粉酶液化时即使液化液的DE值较低其最终糖化液的DE值仍要高于采用中温淀粉酶液化的糖化液。(二)液化DE值的控制有人研究过液化液DE值与糖化液最终DE值之间的关系认为液化液DE值对糖化液最终DE值有较大的影响即液化液DE值越高糖化液最终DE值越低呈负相关关系。  生产上的经验也同时表明液化液DE值过低会增加液化液的粘度降低过滤速度。而且还会不可避免地将一些液化不完全的大分子糊精带入糖化过程直接影响糖化质量。所以对于液化液的DE值一般应控制在。如果在使用糖化酶的同时加入普鲁兰酶或异淀粉酶则液化液DE值对糖化液最终DE值的影响将大为减小。(三)液化液质量的判别液化液质量直接影响糖化操作和糖化液质量而如何判别液化液质量或是液化是否完全各厂并不一致但至少下列几项各厂是共同的:()液化液的DE值一般控制在不超过。()碘液反应淀粉吸附碘分子的呈色反应是判别淀粉液化程度最常用的直观方法。淀粉分子链的长短与呈色反应有如下关系:淀粉分子链  >             以下(以葡萄糖计)呈   色 蓝色  蓝紫  紫红 红色 淡红   碘液本色     作为淀粉液化反应完全的标准一般应达到浅红色或棕色。()蛋白质凝聚 一般淀粉质原料中均含有一定量的蛋白质特别是玉米原料蛋白质含量可达左右大米中蛋白质含量也可达到左右这些蛋白质必须从液化液中尽可能地分离除去否则会影响液化液、糖化液的过滤速度、糖化液的色泽和糖化液的透光率等。液化液中的蛋白质会变性而发生凝聚反应温度PH值等也是影响蛋白质变性的重要因素。蛋白质凝聚并结团的好坏决定了蛋白质从溶液中分离去除的效果。所以在生产上将蛋白质的凝聚好坏作为判别液化质量的一项指标。()外观 液化液的外观必须透明无白色混浊。()粘度 液化液的粘度直接反映在过滤速度快、液化液流动性能好等方面。(四)液化方法的选择淀粉液化的方法很多除酸法外酶法制糖就有多种液化形式大致如下图所示各厂可根据自己的具体条件加以选择。下面将其中主要的一些液化形式作一介绍。间歇液化和半连续液化间歇液化是酶法液化中工艺最简单、设备最常用的一种适合中小型工厂采用。缺点是料液与蒸汽混合不均匀料液内部受热程度不一所以液化质量不易控制。 间歇液化一般在罐内进行可将原料调浆后一次性打入罐内然后启动搅拌直接通入蒸汽迅速将料液加热到预定温度进行液化直至用碘液检验合格后立即升温灭酶然后送去糖化这就是间歇液化或称直接升温法。如果料液在加热到预定温度后开始送入另一罐内继续保温液化直至液化完成同时在原液化罐内连续进料进汽保持预定的液化温度那么这种边进料进汽、边出料继续液化至液化完成的形式就称为半连续式液化或称喷淋式连续液化。间歇液化的具体操作中一些厂的作法是先在罐内放入一定量的水称为底水然后通入蒸汽将底水加热到预定温度并在此温度下一边进料一边进汽直至进料完毕保温液化。这种方式可能对采用中温淀粉酶的液化有好处可减少中温淀粉酶在进汽过程中局部受热损失。但不加底水的厂也不少特别是采用耐高温淀粉酶液化的工厂。耐高温淀粉酶的热承受性强一定的高温反会促进酶的液化能力的发挥。所以在罐内是否放入底水需由各厂的液化工艺来决定。  间歇液化或半连续式液化如果采用的液化罐是敞开和不密封的则由于液化温度常常在以下所以通常适用于中温淀粉酶的液化工艺液化温度为。如果采用耐高温淀粉酶液化液化温度应尽量维持在以上或煮沸以保证耐高温淀粉酶良好的作用能力。连续液化连续液化的优点是液化操作连续进行产量大料液与蒸汽混合均匀液化质量有保证。特别是喷射式液化料液与蒸汽的接触、混合是在喷射器内瞬间完成的并通过在高温下短时间的停留达到彻底糊化的目的。这种糊化液十分有利于淀粉液化的最后完成。连续液化的另一个优点是液化温度高所以溶液中蛋白质凝聚好结团好料液过滤速度快糖液透光率高。  连续液化的形式有多种除目前普遍采用的喷射器喷射式连续液化法外还有连消器连续液化等。()连消器连续液化:连消器在我国发酵工业上应用已久常用于物料的连续蒸煮和灭菌在淀粉糖工业中连消器可作为淀粉连续液化器使用。料液与蒸汽在连消器内混合后料温已达液化温度然后连续进入保温罐液化。这种液化形式虽然与罐内液化温度料液与蒸汽的混合更为均匀但这种混合并不彻底蛋白质的凝聚效果也不理想。所以在喷射器应用于淀粉糖液化技术后采用连消器液化的就不多了。() 喷射式连续液化 喷射式连续液化采用的设备称为喷射器。喷射器的应用最早是在石化、制冷等部门。在淀粉糖工业中年代曾应用于饴糖生产中采用的是中温淀粉酶喷射温度应用面并不广效果也不十分理想。由于耐高温淀粉酶的出现和喷射器结构的改进喷射器在发酵工业、淀粉糖工业中的应用开始有了大的发展。喷射式液化料液与蒸汽的混合是通过喷射器在微湍流的状态下完成的所以比起其他形式的混合效果就更加完全、更加均匀。特别在采用耐高温淀粉酶后喷射温度高达在此高温下淀粉的液化就更加彻底蛋白质的凝聚更加完全淀粉的液化技术达到了新的水平。喷射器的形式很多从喷射的物料分不外乎两种:一种是喷射蒸汽以带动料液称为“汽带料”式一种是喷射料液以带动蒸汽称为“料带汽”式。这两种形式无论是“汽带料”式或是“料带汽”式喷射过程中蒸汽或者料液都是强制性的。具体说来蒸汽的进入是靠蒸汽本身的压力料液的进入是靠泵输送的。所以协调好蒸汽和料液的进入达到稳定、均衡是喷射液化成功的关键。难液化淀粉原料的液化方法一段液化法广泛应用于各类淀粉如玉米淀粉、木薯淀粉和诸如大米、木薯等粗原料中。但一段液化法对于那些蛋白质含量较高、杂质含量较多的难液化淀粉原料如小麦、小麦淀粉、玉米等的液化效果往往并不理想而常常需要采用二段液化法或多段液化法通过高温处理和多次加酶液化的办法促使这些难液化淀粉进一步膨胀断裂蛋白质进一步凝聚结团以提高液化效果。二段液化的操作包括一次加酶二次加温和二次加酶二次加温两种形式。如果是二次加酶二次加温形式的即在原料调浆时先调PH然后第一次先加入总量的耐高温淀粉酶采用喷射液化喷射温度液化min。接着通过喷射器进行第二次喷射喷射温度维持min。随后迅速冷却到以下加入余下的耐高温淀粉酶在下保温min。如果有些厂采用的是先高温后中温液化方法那么第二次喷射后加入的酶制剂应为中温淀粉酶以便利用耐高温淀粉酶和中温淀粉酶两种不同酶的不同特性来提高淀粉液化的质量。采用这种液化方法时第二次喷射后料温必须迅速冷却到然后加入中温淀粉酶继续液化。多段液化法包括更多的加酶次数和加温次数形式很多工艺也更复杂。多段液化法虽对难液化淀粉的液化质量有一定的好处但因其工艺复杂影响操作质量的因素增多更重要的是目前国内广为采用的二段液化法对于难液化淀粉的液化均取得了良好的效果基本上都能满足生产上的工艺要求所以在实际生产中真正采用多段液化法的厂家很少。(五)喷射器的合理安装喷射液化目前已被广泛应用但喷射器的安装合理与否却又直接影响其喷射效果。喷射器如安装不当则会出现诸如喷射不畅、逆向返流、夹带生料等不该出现的现象。所以喷射器的安装必须注意以下几点:()喷射器必须垂直安装喷射器出口到中间维持罐进口之间的垂直距离m。()由于料液和蒸汽混合后的体积的增加喷射器的出口管径必须大于进料管或进汽管的管径。喷射器进出口管道上应尽量减少弯头尽可能用大弯头代替小弯头以减少管路阻力。()喷射液化的关键之一是蒸汽压力稳定所以进喷射器的蒸汽必须由单独的蒸汽包提供。()为防止物料回流喷射器前的进料管和进汽管上必须安装止回阀。()为便于调节进料速度同时避免高压进料时对喷射器的撞击必须在进料管路上安装回流管。()试验表明在喷射器与液化罐之间增加高温糊化维持罐有利于难液化淀粉的液化和最终糖化液收率的提高。二、糖化淀粉液化后应及时冷却并送去糖化糖化时应根据产品特性先用合适的酶制剂。例如产品为葡萄糖时应选用糖化酶产品为麦芽糖时应选用β淀粉酶等等。目前国内一些小型淀粉糖厂往往将淀粉葡萄糖浆和淀粉麦芽糖浆一律称为糖稀这是不对的。 糖化酶是一类外切酶它只从淀粉分子的还原性末端逐个切开α键葡萄糖苷键生成葡萄糖。它也能缓慢切开α键葡萄糖苷键生成葡萄糖。所以液化液经糖化酶作用后原来的糊精、低聚糖就逐渐转变成葡萄糖。在工业生产上正是利用了糖化酶这一从外向里逐步水解淀粉分子链的特性通过调整糖化酶用量和糖化反应时间来控制糖化进度并由此生产出各种不同用途、不同DE值的淀粉糖浆。通常称DE值在的为低转化淀粉糖浆DE值在的为中转化淀粉糖浆DE值在的为高转化淀粉糖浆DE值更高的可生产结晶葡萄糖或全糖粉(二)糖化液的DE值和DX值工业上常用DE值即溶液的葡萄糖值来表示溶液中淀粉的水解程度。它的含义是糖液中以葡萄糖计算的还原糖含量占干物质的百分率。 还原糖的测定常用费林氏法或碘量法。干物质的测定用阿贝折光仪。具体计算溶液的DE值时必须考虑到还原糖与干物质在计量单位上的不统一性还原糖含量是指ml溶液中所含的还原糖克数而阿贝氏折光仪测出的干物质浓度是指g溶液中所含有的干物质的克数。所以实际计算溶液DE值的公式为:      还原糖含量(gml)DE值=                       干物质含量(gg)溶液相对密度DE值的高低关系到工厂的经济效益例如味精生产中作为生产原料的淀粉首先是水解成葡萄糖然后才进行谷氨酸发酵。所以糖化越彻底糖液DE值越高淀粉对糖的转化率就越高产谷氨酸也就越高粮耗就越少工厂的经济效益也就越好。糖化液DE值的高低除上述可由工艺条件控制之外客观上也受到液化、糖化工艺本身的影响。例如酸法工艺时糖化液DE值在左右很难再提高而酶法工艺特别是采用耐高温淀粉酶液化工艺时糖化液DE值可达以上最高可达。 DX值概念:DX值是指糖液中葡萄糖含量占干物质的百分率。通常糖液中的DX值总是稍低于DE值这是因为在糖液中的还原糖中除了占绝大多数的葡萄糖之外总会有一些非葡萄糖的低聚糖存在如麦芽二糖、麦芽三糖等。这种差异随着糖化程度的提高而逐渐缩小在糖化液DE值达到一定值例如以上时DX值与DE值之间的差异在。必须指出的是受酶反应本身的制约这种差异无法全部消除。此外在实际生产中至今大多数工厂还没有将DX值真正作为一项工艺指标来衡量糖化效果。(一)加酶量加酶量与糖化时间密切相关糖化液在DE值即葡萄糖值相同的情况下加酶量越高糖化时间就越短它们之间的关系呈负相关关系见下表:糖化时间h            糖化酶加量(ug原料)      必须指出上表仅仅反映了糖化酶加量与糖化时间之间的大致关系而在实际生产中由于各厂具体糖化条件不同如原料不同糖化工艺不同、糖化设备不同、液化液质量不同等都会使糖化酶加量和糖化时间与上表不尽一致。  糖化酶加量还与工艺规定所需要的糖化液最终DE值的高低直接有关。一般情况下糖化液最终DE值要求越低糖化酶加量越少但同样也受糖化时间的制约。(二)糖化过程中糖化液DE值的变化前面已提到淀粉在糖化过程中随着糖化时间的延长糖化液DE值不断升高。特别是在糖化的最初h内这种变化十分迅速糖化液DE值可升达以上随后糖化液DE值上升趋势逐渐平缓。虽然增加糖化酶用量可使糖化液DE值在糖化初期上升速度增加但在糖化后期这种趋势就相互接近了。生产实际也表明通过增加糖化酶用量以提高糖化液DE值的办法并不总是成功的。有时糖化酶用量过多往往在生产上造成不利。(三)脱支酶对糖化结果的影响普鲁兰酶和异淀粉酶都属于脱支酶类能迅速切开淀粉分子中的α葡萄苷键。虽然所用的糖化酶也能切开这种苷键但其速度较为缓慢。如在糖化酶糖化时能同时使用脱支酶不仅可提高糖化酶的糖化速度而且可提高糖化液的最终DE值且不受液化液DE值的影响。特别提出的一点是一些淀粉糖专家认为使用脱支酶后糖化液最终DE值可达比不加脱支酶时增加左右。虽然DE值增加的量并不大但对糖化液的提纯精制十分有益特别在生产注射用葡萄糖等高纯度葡萄糖时使用脱支酶是十分必要的。 麦芽糖生产过程中可使用β淀粉酶或真菌淀粉酶但它们均没有切开淀粉分子中α葡萄苷键的能力单独使用它们时糖液中的麦芽糖含量一般不会超过。所以如要生产以上的高麦芽糖浆就必须同时使用脱支酶以能切开淀粉分子中的α葡萄苷键达到更深层的水解。第五章 麦芽糊精与麦芽糖浆生产操作规程调浆操作规程、工艺参数:、浓度:Be 即:、调浆:pH值、加酶量:ml吨干淀粉  ml罐、温度:、淀粉乳液面距罐顶米每调浆罐含绝干淀粉吨。、主要设备:序号设备名称    规格及型号Ф m台 m台型号规格技术指标材料数量功率调浆池Ф m台不锈钢调浆池搅拌器BLDkw潜污泵WQPQ=mh  H=m不锈钢kw调浆罐Ф m台不锈钢调浆罐搅拌器XLDkw、开车前的准备:、检查生产用水、电正常与否。、检查电话、仪表信号是否正常。、检查生产操作用具:波美计、塑料烧杯、阀门扳手、手提灯是否齐全。、将待用的耐高温酶工业盐酸纯碱等物料领出纯碱溶解成溶液工业盐酸用一倍水稀释备用。、检查各阀门开关状态是否正常管路是否畅通调浆池内有无杂物。、检查搅拌器的轴承室内的油位及时添加润滑油搅拌桨有无脱落及时紧固开动搅拌器观察转动是否正常有无杂音。、检查记录本、笔的有无。、工艺参数、操作规程是否明晰。、上下工段要联系好。、开车操作、开启进料阀门与淀粉车间联系好往调浆罐内注入淀粉乳Be液面距罐顶米时关闭进料阀门Be液面距罐顶米时关闭进料阀门Be液面距罐顶米时关闭进料阀门Be液面距罐顶米时关闭进料阀门Be液面距罐顶米时关闭进料阀门Be液面距罐顶米时关闭进料阀门Be液面距罐顶米时关闭进料阀门Be液面距罐顶米时关闭进料阀门Be液面距罐顶米时关闭进料阀门打开进水阀门启动搅拌器待液面距罐顶米时关闭进水阀门。、用波美计测量淀粉乳浓度至Be液面距罐顶米时含绝干淀粉吨。、用酸度计测淀粉乳pH值如果偏低用的纯碱调节使其PH值准确达到。、加耐高温α淀粉酶ml吨干淀粉ml罐。、搅拌均匀后通知液化操作者、停车操作:正常生产停车时物料应全部送至液化并用清水清洗调浆罐洗水也送入液化如遇特殊情况停车时应采取措施防止淀粉乳沉淀。、安全与卫生及注意事项:、料液液面距池体边缘至少为cm以防料液外溢。、料液放至搅拌搅不到时即可停止搅拌加物料时搅拌数分钟使之均匀。、料液将放净时应立即用水冲净池内预防淀粉沉淀待洗水打完后关好放料阀。、调pH值时要求准确熟练尽量避免反复加酸碱。、调浆时必须先调pH值后加酶先调易使酶活力降低。、电器设备及开关柜严禁进水。、使用酸、碱时注意眼睛、皮肤的防护。、文件和记录:、<<调浆生产记录>>、<<调浆交接班记录>> 液化操作规程、工艺参数、一喷温度:、二喷温度:、DE值:      、生产麦芽糖浆糖化前DE值:、灭酶pH值:、液化流量:mh、主要设备:序号设备名称    规格及型号Ф m台 m台型号规格技术指标材料数量功率一次喷射泵CHZQ=mh  H=m不锈钢kw二次喷射泵CHZQ=mh  H=m不锈钢kw液化滤渣泵FRNQ=mh  H=m不锈钢kw一次喷射器HYZQmh不锈钢二次喷射器HYZQmh不锈钢二次液化罐Ф m台不锈钢二次液化搅拌器BLDkw承压罐Ф  m台不锈钢维持罐Фm台m台不锈钢高温维持罐Фm台不锈钢汽液分离器Фm台不锈钢、开车前的准备:、检查生产用水、电、汽正常与否。、检查电话、仪表信号是否正常。、检查生产操作用具:碘液、烧杯、塑料烧杯、阀门扳手、手提灯是否齐全酸度计是否校正好。、将待用的工业盐酸领出工业盐酸用一倍水稀释备用。、检查各阀门开关状态是否正常二次液化罐内有无杂物是否清洁卫生。、检查搅拌器的轴承室内的油位及时添加润滑油搅拌桨有无脱落及时紧固开动搅拌器观察转动是否正常有无杂音。、检查泵的轴承室内的油位及时添加润滑油手动盘车泵的联轴器检查泵内有无异物确信泵可以轻松运转后方使用打开密封冷却水。、检查记录本、笔的有无。、工艺参数、操作规程是否明晰。、上下工段要联系好。、检查调浆罐中料液是否合格。、在开始使用喷射器时将针阀上调圈。、彻底排净分汽缸及管道中汽凝水打开排污阀慢慢打开蒸汽阀门将喷射器、最后一个维持罐预热至后关排污阀。、打开配料罐放料阀启动一次液化泵打开回流阀稳定进料分钟。、开车操作:、开第一个维持罐的排空阀开大蒸汽阀门将进料阀打开逐步关小回流阀通过调节进汽阀与进料阀使液化液出口温度由高到低使出料温度控制在流量mh左右第一个维持罐料满关排空阀开第二个维持罐排空阀料满后关排空阀依次类推。、液化过程中通过控制料液的流量使其经过个串接的维持罐后达到DE值的要求。、一次喷射液化走完四个层流罐开始测碘试判断液化大概DE值(方法为:取保温一定时间后的液化液适量降温以下加N碘液滴观察所呈现的颜色判断液化DE值。)走完六个层流罐启动二次液化泵打料至汽液分离器排出废汽进入二次液化罐。取样快速化验DE值DE值合格后开搅拌加盐酸调PH值灭酶。如DE值低继续保温液化DE值合格后用盐酸调PH值灭酶。通知过滤脱色作者准备除渣过滤。、二次喷射液化的操作与一喷相同首先预热启动二喷泵稳定回流开大汽阀打开进料阀关回流阀调节出料阀出料温度控制在使物料进入汽液分离器流入二次液化罐。、物料进入二次液化罐超过搅拌桨时启动搅拌加盐酸调pH值后通知过滤脱色操作者准备除渣过滤。、停车操作:、待调浆罐将没料时用清水冲洗调浆罐、液化装置水温控制跟物料一同打入下道工序。、一次液化结束先关闭进料阀关小蒸汽阀门用蒸汽顶料停泵关冷却水关调浆罐放料阀压净料关蒸汽阀门打开排污阀。、二次液化结束先关闭进料阀停泵关冷却水关小蒸汽阀门关出料阀门开旁通阀用蒸汽顶料压净料关蒸汽阀门打开排污阀。、二次液化罐放料至搅拌桨下停搅拌器料放完后关放料阀停液化滤渣泵、安全与卫生及注意事项:、液化过程中随时检测调浆罐中淀粉乳的pH值。、启动料泵前必须打开冷却水。、液化结束时设备、管道、泵等都要清洗干净。、使用蒸汽前必须彻底排净汽凝水。、配电柜及电器设备严禁进水。、二次液化罐料距罐口至少cm以防料液溢出烫伤。、使用酸、碱时注意眼睛、皮肤的防护。、文件和记录:、<<液化、糖化生产记录>>、<<液化、糖化交接班记录>>糖化操作规程、工艺参数:、液化来料DE值:、糖化前pH值:、加酶量:mlT干淀粉、糖化温度:、灭酶温度:后、灭酶保温时间:min、主要设备:序号设备名称    规格及型号Ф m台 m台型号规格技术指标材料数量功率糖化罐Ф  m台不锈钢糖化搅拌器XLDkw灭酶喷射器HYZQmh不锈钢灭酶罐Ф  m台不锈钢灭酶泵FRNQ=mh H=m不锈钢kw糖化过滤泵FRNQ=mh  H=m不锈钢kw除渣换热器BRNm、MPa不锈钢、开车前的准备:、检查生产用水、电、汽正常与否。、检查电话、仪表信号是否正常。、检查生产操作用具:塑料烧杯、阀门扳手、手提灯是否齐全酸度计是否校正好。、将待用的工业盐酸纯碱、真菌酶等物料领出纯碱溶解成溶液工业盐酸用一倍水稀释备用。、检查各阀门开关状态是否正常糖化罐内有无杂物是否清洁卫生。、检查搅拌器的轴承室内的油位及时添加润滑油搅拌桨有无脱落及时紧固开动搅拌器观察转动是否正常有无杂音。、检查的轴承室内的油位及时添加润滑油手动盘车泵的联轴器检查泵内有无异物确信泵可以轻松运转后方使用打开密封冷却水。、检查记录本、笔的有无。、工艺参数、操作规程是否明晰。、上下工段要联系好。、使用蒸汽前彻底排净分汽缸及管道中汽凝水慢慢打开蒸汽阀门。、开车操作:、液化液经除渣板框过滤后进入清液罐液化达到时启动清液泵流经板式换热器调节进水阀使料液温度进入糖化罐。、用盐酸调至所需要的pH值加入真菌酶mlTDS搅拌分钟均匀后停止搅拌静止糖化。、以加完酶的时间计算每小时检测DE值糖化后期每小时检测DE值并做好记录并按产品要求控制糖化终点DE值达到要求后开灭酶泵倒罐灭酶无空罐时自身循环灭酶操作步骤与二次喷射液化相同但温度控制在。、灭完酶后通知过滤脱色操作者泵料至一脱罐准备一脱过滤。、停车操作:、糖化罐将放净料时清洗糖化罐管道和泵洗水泵入一脱罐。、洗水放净后关放料阀停泵关密封冷却水。、安全与卫生及注意事项:、所有和物料接触的设备都要清洗干净。、糖化期间注意pH值如有变化及时调整。、启动料泵前必须打开冷却水。、使用蒸汽前必须彻底排净汽凝水。、配电柜及电器设备严禁进水。、糖化罐料距罐口至少cm以防料液溢出烫伤。、使用酸、碱时注意眼睛、皮肤的防护。、为防止

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