一种同时生产结晶山梨醇和日化级山梨醇的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及山梨醇的生产方法，具体涉及一种同时生产结晶山梨醇和日化级山梨醇的方法。
【背景技术】
[0002]山梨醇别名山梨糖醇，分子式是C6H14O6，分子量为182.17，为白色吸湿性粉末或晶状粉末、片状或颗粒或无色透明的粘稠状液体，无臭。依结晶条件不同，熔点在88— 102°C范围内变化，相对密度约1.49，易溶于水(Ig溶于约0.45ml水中)，微溶于乙醇和乙酸，有清凉的甜味，甜度约为蔗糖的0.7倍，热值与蔗糖相近。
[0003]山梨醇根据生产工艺和品质控制的条件不同，可划分为医药级、食品级、日化级和化学工业品级，其中医药级主要作为生产维生素C的原料，作为糖浆、注射输液、医药压片的原料，作为药物的分散剂、填充剂、冷冻保护剂、防结晶剂、润湿剂、甜味剂等。食品级可用于制备各类糖果(突出□感好、防干裂、抗氧化、保质、保香、无糖概念)，各类糕点、饼干(突出风味好、防干裂、延长贮存期、保持外观、无糖概念)，鱼类制品(可以起到冷冻防护性能好、保湿效果好、甜度低、防褐变的效果)，饮料、冰淇淋、果冻等(具有保湿、低甜度、防龋齿、无糖等性能)。日化级主要用于生产牙膏，可保持牙膏体润滑、色泽、口感好；用于生产化妆品，可增强乳化剂的伸展性和润滑性，适应长期贮存；用于卷烟生产，使卷线柔软，不产生空头。化学工业品级主要用于斯潘、吐温等表面活性剂、聚醚、塑料助剂的生产。一般讲，医药级、食品级的山梨醇产品对山梨醇的品质要求较高，呈结晶状。日化级、化学工业品级山梨醇产品对山梨醇的品质要求较低，呈液态状。
[0004]关于山梨醇的工业化生产，一般有淀粉水解、生物转化、葡萄糖加氢等方法制得，其中葡萄糖加氢是目前最常用的生产方法，淀粉经液化、糖化后转化为葡萄糖液，然后经除杂、脱色、除盐、浓缩、结晶等步骤制备晶体葡萄糖，最后将晶体葡萄糖溶解，经氢化、脱色、精制、浓缩、结晶等步骤制备结晶山梨醇，此工艺首先制备出晶体葡萄糖，达到较高的纯度，经溶解、氢化后才能生产出满足需要的结晶山梨醇产品，存在着生产成本较高、工艺过程复杂、工艺流程长、水电汽等辅料消耗较高、生产效率低下等问题。
[0005]公开号为CN104557463A的中国专利公开了一种以淀粉为原料，经液化、糖化后转化为葡萄糖溶液，然后经模拟移动床色谱分离技术将葡萄糖溶液中的杂糖馏分去除，收集葡萄糖馏分，使葡萄糖含量达到99.5%以上，满足制备高品质山梨醇产品的工艺要求。此工艺主要通过模拟移动床色谱分离技术提高葡萄糖的含量制备符合要求的山梨醇产品，但是，通过实际生产发现，色谱分离技术工艺比较复杂，操作程序繁琐，成本比较高，而且在工业生产中，利用色谱分离技术进行分离时，还要经常利用酸、碱、氯化钙、氯化钠等化学试剂对所用的色谱分离树脂进行转型、再生和清洗，由此增加了三废的排放，不利于环境保护，另外，随着生产的进行，树脂中的有效分离介质钙、钠等会不断流失，因此，分离效果会随着分离树脂的不断再生而有较大的波动，产品质量不易保障，不利于生产中工艺条件的控制。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种同时生产结晶山梨醇和日化级山梨醇的方法。
[0007]本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种同时生产结晶山梨醇和日化级山梨醇的方法，它包括以下步骤:
51.淀粉调浆:在淀粉中加入30?40°C的水调浆至淀粉乳浓度为15?25波美度，并用碱调节淀粉乳的PH值至5?6 ;
52.液化:将步骤SI调浆后的淀粉乳加入耐高温α-淀粉酶，打入连续液化器中进行液化，所述液化的次数为两次，控制第一次液化的喷射温度为100?115°C，第二次液化的喷射温度为130?150°C，液化至葡萄糖的DE值为13?17%，液化液的干物百分比浓度为30 ?35% ；
53.糖化:将液化液降温至55?65°C，调pH值至4?5，加入α-1，4-葡萄糖水解酶保温糖化45?60h，待糖化液的DE值为90?95%时80?85 °C的高温下灭酶；
54.除杂:将糖化液依次打入自动排渣自动清洗的固液分离装置和连续超滤膜除杂装置，使滤液的透光率为80%以上，电导率为1800?2200 μ s/cm ；
55.脱酸脱盐:采用连续离子膜脱酸脱盐装置对除杂后的糖化液进行脱酸脱盐，脱酸脱盐后的糖化液电导率应低于50 μ s/cm，透光率达到90%以上；
56.蒸发浓缩:将脱盐脱酸后的糖化液采用蒸汽蒸发浓缩至干物浓度为45?60%;蒸汽蒸发浓缩可采用三效或四效蒸发器；
57.氢化:将步骤S6蒸发浓缩后的糖化液注入装有雷尼镍催化剂的加氢反应釜中，100?140°C的温度下反应3?5h，得山梨醇溶液；山梨醇溶液的纯度可达90?95%，干物浓度可达43?58% ；
58.沉降脱色:将山梨醇溶液沉降过滤后，上清液中加入活性炭，70?80°C保温搅拌20?40min，过滤得透光率大于95%的脱色山梨醇溶液，同时，沉降出的雷尼镍催化剂返回循环利用；
59.脱盐:将脱色山梨醇溶液通过连续离子膜脱盐装置，使山梨醇溶液的电导率低于5 μ s/cm ；
S10.洗滤提纯:将脱盐后的山梨醇溶液通过装入截留分子量为200道尔顿的纳滤膜提纯分离装置中，加纯化水洗滤，收集透过液和透析液，所述透过液经浓缩、熔融结晶、粉碎和烘干得结晶山梨醇，所述透析液浓缩至干物浓度为70?75%得日化级山梨醇。
[0008]进一步地，步骤S2中所述耐高温α -淀粉酶的加入量以干重为一吨的淀粉计加
0.3?0.5L酶活力为20000u/ml的耐高温α -淀粉酶。
进一步地，步骤S3中所述α-1，4_葡萄糖水解酶的加入量以干重为一吨的淀粉计加
0.35?0.45L酶活力为100000u/ml的α -1,4-葡萄糖水解酶；
进一步地，步骤S4中所述自动排渣和自动清洗的固液分离装置采用的是高精密度的不锈钢滤网，且滤网孔径为30?50 μm ;所述连续超滤膜除杂装置的过滤膜为截留分子量为5000?50000道尔顿的聚醚砜过滤膜。
[0009]进一步地，步骤S4中所述连续超滤膜除杂装置的操作温度为40?70°C、操作压力为0.3?1.0MPa、控制错流流速为5?9m/s。
[0010]进一步地，步骤S5中所述连续离子膜脱酸脱盐装置的电流密度为5?20A/cm2、除杂后糖化液的进料温度为20?40°C。
[0011]进一步地，步骤S7中加氢压力为5?lOMPa、加氢反应釜的搅拌速度为100?300rad/mino
[0012]进一步地，步骤S7中所述雷尼镍催化剂的加入量为蒸发浓缩后的糖化液干物质质量的3?8%。
[0013]进一步地，步骤S8中所述活性炭的加入量为山梨醇溶液干物质质量的I?5%。
[0014]进一步地，步骤SlO中山梨醇的进料干物浓度为25?40%、提纯温度为35?45°C、膜前压力为2.5?4.0MPa0
[0015]本发明步骤中利用纳滤膜可以透过或截留不同分子量物质的原理，将经过脱盐的山梨醇溶液通入装有截留分子量为200道尔顿的纳滤膜的连续纳滤膜提纯分离装置中，使山梨醇溶液中的麦芽糖醇、异麦芽糖醇、糊精、多聚葡萄糖等大分子物质被连续纳滤膜截留，而山梨醇等小分子物质被透过，同时，需不断加纯化水洗滤，使大部分山梨醇成分透过纳滤膜，分别收集透过液和透析液，其中透过液中山梨醇的纯度为99?99.8%，干物浓度为18?35%，透光率达到99%以上；透析液中山梨醇的纯度为73?80%，干物浓度为35?40%，透光率达到95%以上。
[0016]本发明具有以下优点:
(I)本发明省去了传统工艺中的以淀粉为原料生产结晶山梨醇过程中的葡萄糖结晶和化糖过程，提高了产品的收率，简化了生产工序，提升了生产效率，降低了生产热能消耗。
[0017](2)本发明采用连续纳滤膜洗滤分离提纯技术去除山梨醇溶液中的麦芽糖醇、异麦芽糖醇、糊精、多聚葡萄糖等大分子成分，使山梨醇的纯度达到99?99.8%，方法简单，效果好，提升了产品品质。
[0018](3)本发明制备结晶山梨醇产品的同时，得到日化级山梨醇副产品，解决了传统工艺中废液无法利用的问题，提高了原料的利用率，提升了产品的附加值，具有较好的经济效益。
[0019](4)本发明采用连续离子膜脱酸脱盐技术替代传统的离子交换树脂交换吸附工艺去除葡萄糖溶液、山梨醇溶液中的盐分、灰分等杂质，降低溶液的电导率，精制净化糖、醇液，无酸碱再生废水的产生，也不消耗酸、碱，也不污染环境，具有较好的节能、节水和环保效果。
[0020](5)本发明采用连续超滤膜除杂技术代替传统的板框、转鼓过滤机去除淀粉糖化液中的蛋白、胶质和色素等杂质，去除效果好，超滤液的透光率可达到80%以上，同时，取消了传统工艺中的一次活性炭脱色工序，降低了消耗成本，避免了固废的