15.6.2.12. Fabricarea substanțelor de fructoză
Fructoză cristalin [8]
Fructoza (levuloza) aparține ketohexoses. Fructoza comparativ cu glucoza mai labil sub acțiunea acizilor și bazelor.
După gradul de îndulcire și superioare fiziologic glucoză efecte fructoză și zaharoză (Sec. 15.6) [139]. Metabolismul fructoză în corpul uman, spre deosebire de glucoza, este deținut de un mecanism diferit, care permite în moderare să-l folosească chiar și pentru diabetici.
Există mai multe metode pentru producerea de fructoză [54]: hidroliza zaharozei, izomerizarea glucozei, hidroliza polimerilor care conțin fructoză.
Din soluțiile care conțin fructoză alt carbohidrați, pot fi izolate în diferite moduri [140].
La scară industrială, fructoză cristalină se obține din hidrolizate de siropuri de zaharoză sau glucoză-fructoză obținute prin izomerizarea hidrolizați de amidon.
Cea mai promițătoare este producerea de fructoză din zaharoză sau amidon, utilizând tehnologia de schimb ionic. În această metodă de zaharoză hidroliză se efectuează folosind o rășină schimbătoare de ioni. amidon hidrolizat și enzime izomerizate de glucoză folosind. Separarea izomerații în componente individuale este apoi realizată prin cromatografie pe schimbător de cationi din polistiren sulfonat în Ca formă.
Diagrama schematică a preparării de fructoză și glucoză din zaharoză și amidon este prezentată în Fig. 06.15.54.
Fig. 06.15.54. Schema de obținere a fructoză și glucoză [54]
Conform acestei scheme, o concentrație de 50% din soluția de zahăr este mai întâi supus purificării schimb ionic în principal pentru îndepărtarea mineralelor nezaharuri. Soluția purificată este apoi supusă separării cromatografice și inversiune. Pentru a efectua aceste operațiuni, este recomandabil să se utilizeze o coloană de cromatografie cu schimb de cationi, care nu este complet saturat cu Ca2 +. Dacă inversiunea se efectuează separat, separarea cromatografică se realizează pe schimbătorul de cationi, tradus complet în Ca-formă. Selecția fracțiunilor de glucoză și fructoză din coloană se efectuează astfel încât să aibă o puritate de 95%.
Utilizarea de fructoză derivată din zaharoză ca agent de îndulcire, permite să înlocuiască 3/4 zaharoză. Din excepția fructoză și zaharoză glucoză este obținut cu un randament de 50%. Glucoza poate fi utilizat, de exemplu, pentru producerea de vitamina C.
Prelucrarea amidonului pentru a obține soluții de fructoză discutate în continuare.
sirop de fructoză [17, 141]
Ca substrat utilizat pentru izomerizarea soluții de glucoză de concentrație 35-50%. Fiecare preparat enzimatic are un pH optim determinat experimental, în principal, în intervalul 7,5-8,2. Temperatura optimă pentru cele mai multe medicamente este cuprinsă în intervalul 58-65 ° C,
Efectul temperaturii asupra procesului de izomerizare a glucozei [134]
Concentrația de fructoză după izomerizare%
Procedeul de obținere a fructozei din produse din amidon reprezentate schematic în Fig. 06.15.55. Acesta cuprinde etapele de hidroliză a amidonului, izomerizarea glucozei, separarea de fructoză.
Fig. 06.15.55. Diagrama fluxului tehnologic de obținere a amidonului
sirop de glucoză-fructoză [17]
În conformitate cu tehnologia dezvoltată de suspensie 38-40% amidon de porumb a fost amestecat cu partea recirculată din amidon lichefiat și amidonul de lichefiere se efectuează un preparat enzimatic în două etape (miez enzimă - # 945; amilază) rata de 0,02 gr. % Din formulare, în greutate, CB. lapte de amidon de la pompa cu șurub de colectare este furnizată injectorului, proiectată pentru încălzirea rapidă aburul în suspensie. Pasta de amidon încălzită (110 ° C) este alimentat în vyderzhivatel unde presiunea de 0,3-0,4 MPa, apoi o capacitate întreruptor, în cazul în care datorită apare efervescența mai degradare a amidonului. Durata de stocare într-un liquifier - 15-30 min (100 ° C). Gradul de hidroliză în prima etapă este de aproximativ 2-3% SS. Amidonul parțial hidrolizat este introdus în injector, în care siropul este încălzit la 140 ° C și injectat în evaporator. Temperatura din vaporizator este setat 85-90 ° C, iar siropul este alimentat la cea de a doua etapă lichefierea este uneori numit pasul dextrinization. Siropul după enzimă evaporare hrănite # 945; amilază; în general, această etapă este dată de 2/3 din norma enzimei. La sfârșitul celei de a doua lichefierea etapa (1,5-3 h) gradul de zaharificare ajunge la 14-17% SS.
sirop zaharificat este direcționat către stația de filtrare mecanică pentru a îndepărta impuritățile insolubile.
Din impurități solubile dizolvate cărbune și purificat prin purificare de schimb ionic. curățare cărbunelui se realizează de obicei în două etape. Consumul total de pulbere de cărbune este de 10-15 kg / t 1 SW. Hidrolazelor glucoza din etapa de purificare foloseste aproximativ 40% din numărul total de carbon pentru purificarea siropuri de fructoză - 60%. Când se utilizează sorbent carbon granulat poate fi regenerată prin abur la 600-800 ° C și reutilizate.
Purificată prin pigmenți și părți impurități solubile în sirop de glucoză este alimentat la purificarea de schimb ionic. utilizate în mod obișnuit schimbători de anioni sulfostirolnye slabit de bază și schimbătoare de cationi, cum ar fi KU-2-8 și ANT-E21. Coloanele cu schimbători de ioni funcționează în mod tipic în perechi - secvențial sirop prin schimbătorul de cationi și anioni.
Operația de bază este fabricarea de HPS izomerizarea glucozei în fructoză, care se efectuează cu ajutorul preparatelor enzimatice glyukoizomerazy fixe (imobilizat) pe un suport solid, cum ar fi [143] Oxidul de titan - 30%, DEAE-celuloză - 30%, polistiren - 40%. Condițiile optime pentru izomerizare sunt: 55-57 ° C, pH = 7,5 ÷ 7,8. Inhibitorii Glyukoizomerazy sunt oxigen, calciu, cupru, nichel, zinc și alte impurități. Pentru a stabiliza enzimă adăugată sare de magneziu și sulfit acid de sodiu. De obicei, izomerizarea este alimentat concentrația de sirop de 40-45% DM.
Timpul de contact cu siropul enzima este 20-24 ore, viteza de curgere a enzimei - .07-.1 greutate. % În greutate CB. Pentru a activa enzima înainte de izomerizare în sirop s-a adăugat MgSO4 (0,025-0,015 mol / l) și CoSO4 (0,0003-0,003 mol / l), și pentru a suprima microflorei - bisulfit de potasiu (0,008-0,016% în greutate din greutatea CB) de sodiu sau. .
Datorită reversibilitatea echilibrul de reacție se stabilește la un raport echimolecular de glucoză și fructoză; în practică, reacția este oprită la atingerea concentrației de fructoză egală cu 40-42% în greutate CB. Glyukoizomerazu utilizate pentru 28-30 de zile. după care își pierde activitatea, și este scos din producție. După sirop de izomerizare a fost purificat prin schimbători de ioni (schimbător de cationi ® schimbător de anioni) din durității sărurilor și decolorat cu cărbune activ; apoi soluția a fost filtrată, concentrată la substanța uscată 70-74% sub vid și se răcește la 25-30 ° C,
Aplicarea HPS-42, în unele cazuri, împiedicată formarea de reziduuri de glucoză. Pentru a preveni cristalizarea fructozei glucoză fracție sirop îmbogățit și obținut HPS-55. Dulceața HPS-55 depășește oarecum zaharoză, glucoză și formarea nămolului în acesta în timpul depozitării nu se produce în condiții normale.