一种结晶阿拉伯糖粉的制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种结晶阿拉伯糖粉的制备方法。
背景技术
在各种磨粉工厂和淀粉工厂的生产步骤中，作为副产物获得的由植物得到的纤维部分被用作木糖和食品纤维的原料，但大部分仅用作家禽食品和燃料，或成为工业废料，因此，人们一直希望能够对其进行有效利用。随着科学技术发展，D-阿拉伯糖作为一种重要的医药中间体和食品添加剂，广泛用于阿拉伯糖胞苷(阿糖胞苷)、阿拉伯糖腺苷(阿糖腺苷)、D-核糖、L-核糖、去氧核糖、L-阿拉伯糖及新型高档食品甜味剂阿拉伯糖等的合成原料、中间体。D-阿拉伯糖为生物化学合成产品。由于阿拉伯糖的拥有的巨大的市场潜力，其经济效益显而易见，并且其原料来源广泛，价格低廉，所以，利用植物纤维生产阿拉伯糖其社会效益和经济效益显而易见。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种具有工艺程序简单合理，生产成本低，工作人员劳动强度小，生产效率高等特点的结晶阿拉伯糖粉的制备方法。
本发明的技术方案：一种结晶阿拉伯糖粉的制备方法，先对木质纤维原料用清水蒸煮、稀酸水解、脱毒、生物发酵、净化、脱色、预浓缩，然后再利用带式真空干燥机设备对预浓缩的发酵液进行干燥，将其水份蒸发掉，同时得到阿拉伯糖的结晶，色谱分离，得到纯净的阿拉伯糖，然后再利用带式真空干燥机设备对预浓缩的阿拉伯糖液进行干燥，将其水份蒸发掉，同时阿拉伯糖得到含水＜8％的结晶，获得结晶阿拉伯糖饼，最后经过粉碎造粒装置，调整阿拉伯糖的粒度，使其大小在3-5mm之间，得到结晶阿拉伯糖粉。
所述的使用清水将木质纤维进行蒸煮，其包含10％植物纤维与一种浓度为0.01-0.50N酸进行接触，控制温度在80-150℃，压力0.13MPa下，酸解在植物纤维的固体浓度为3-20％下进行。
所述的脱毒是采用水解物生物-物理脱毒技术。
所述的生物发酵可重复利用细胞分批发酵，回收率在90％。
所述的脱色是用相当于阿拉伯糖重量7％-10％的活性碳脱色；
所述的将预蒸发后的阿拉伯糖液打至处于高度真空的带式真空干燥机中，通过回转喷嘴将料液均匀地摊铺在干燥机的干燥带上，并由加热板和冷却板对干燥带上的阿拉伯糖液进行加热和冷却，干燥带从筒体的一端运动到另一端时，阿拉伯糖液得到干燥并经过冷却，当干燥带折回时，干燥后的阿拉伯糖饼从干燥带上剥离。
所述的色谱分离后的阿拉伯糖母液在带式真空机中，要经过三个加热区和一个冷却区，第一个加热区的温度为50-150℃，第二个加热区的温度为50-150℃，第三个加热区温度为40-120℃，冷却区的温度为10-30℃。
本发明的优点：①工艺简单，操作易行；②阿拉伯糖液经物理脱毒后，大大提高了阿拉伯糖的发酵性能；经带式真空干燥机干燥后，转化为结晶阿拉伯糖粉，便于储存和运输，同时得到的结晶阿拉伯糖粉在营养、甜度、外观、应用上和高品质的晶体木糖基本相同，为固体粉状的阿拉伯糖进入千家万户创造了条件。同时结晶阿拉伯糖的供应不足、平抑阿拉伯糖的价格发挥重要作用，具有广阔的发展前景和很好的经济效益；③生产过程全部采用自动化操作，降低了工人的劳动强度；④生产成本低，生产1吨结晶阿拉伯糖粉仅需要2m3-8m3蒸汽和少量电。
【具体实施方式】
本发明是使用是使用清水将木质纤维进行预煮，其包含10％植物纤维与一种浓度为0.7％酸进行接触，控制温度在80-150℃，压力0.13MPa下，酸解在植物纤维的固体浓度为3-20％(W/W)下进行；采用水解物生物-物理脱毒技术，生物发酵，用相当于阿拉伯糖重量7％--10％的活性碳脱色，用三效蒸发器，对净化阿拉伯糖液进行预蒸发，使其浓度达到50-80％，将蒸发后的阿拉伯糖液进行色谱分离，得到纯净的阿拉伯糖，将预蒸发后的阿拉伯糖液打至处于高度真空的带式真空干燥机中，对家回转喷嘴将料液均匀地摊铺在干燥机的若干条干燥带上，并由加热板和冷却板对干燥带上的阿拉伯糖液进行加热和冷却，干燥带从筒体的一端运动到另一端时，阿拉伯糖液得到干燥并经过冷却，当干燥带折回时，干燥后的阿拉伯糖饼从干燥带上剥离，落入暂存箱中；将暂存箱中的阿拉伯糖饼导入粉碎机中，进行粉碎造粒，出料颗粒大小在3-5mm之间，最后包装入库。
阿拉伯糖液的生物脱毒技术，可使水解物的发酵性能得到根本性提高。以本技术处理过的水解物，其阿拉伯糖发酵性能有了很大程度的提高。
生物发酵可重复利用细胞分批发酵，并且结晶回收率在90％。
采用该工艺生产的阿拉伯糖，无需阿拉伯糖结晶步骤，能完全避免结晶母液造成的阿拉伯糖损失。色谱分离后地阿拉伯糖母液在带式真空机中，要经过三个加热区和一个冷却区，第一个加热区的温度为50-150℃，第二个加热区的温度为50-150℃，第三个加热区温度为40-120℃，冷却区的温度为10-30℃。
实施例1：
①发酵罐为10M3的罐，注入210g/L阿拉伯糖含量为15％以上的水解物培养基7.5M3，80℃保温灭菌30min，冷却至35℃灌注液体种子0.5M3(由种子罐提供)，通气发酵约50-55h，完成第一次发酵。加入絮凝剂，1-2h内酵母细胞即沉淀至发酵罐底部，吸出上清液(约7M3)，沉淀部分经微滤分离回收细胞，微滤透过滤液与絮凝沉淀过程的上清液合并，约7.5M3，用于精制阿拉伯糖。
②用灭菌冷却过的新鲜培养基冲洗微滤装置回收分离的细胞，注回发酵罐，并将发酵罐中培养基总体积加足至8M3，发酵约12--14h结束，按①法回收菌体。
③按①设定的通气与搅拌条件，对②开始新一批次发酵。如此长时期循环重复利用酵母细胞转化生产阿拉伯糖。
其三效蒸发器净化阿拉伯糖母液蒸发至浓度为65％时，导入醇料罐中，等待进一步处理。
将带式真空度调至15mbar，设定第一个加热区的温度为120℃，第二个加热区的温度为110℃，第三个加热区的温度为90℃，冷却区的温度为25℃，控制干燥带的运行速率为5m/h，调节进料泵的流量，使进料速度为120Kg/h，这样，65％的阿拉伯糖液由进料泵打至带式真空干燥机，由来回移动的回转喷嘴将阿拉伯糖液均匀地摊铺在干燥带上，料液随干燥带一起向前移动，以接触传热的方式，料液从加热板上吸收热量，将其水份蒸发掉，料液得到干燥，同时，料液在干燥过程中也有一定程度的结晶，形成固含量为97％左右的结晶阿拉伯糖饼的温度在50℃左右，经冷却区后，温度接近室温，减少了氧化现象的发生，经30分钟左右，阿拉伯糖料液随干燥带从筒体的一端运动到另一端，得到干燥，形成结晶阿拉伯糖饼，当干燥带折回时，结晶阿拉伯糖饼与干燥带剥离，通过一个上下运动的铡断装置，将阿拉伯糖饼打落到暂存箱中，约得到结晶阿拉伯糖饼62kg，水份含量为2.8％，总收率为97.2％。
将暂存箱中的结晶阿拉伯糖饼导入粉碎机中，进行轻微粉碎，使其颗粒大小在4mm左右，然后通过丙个气闸式的出料头号出料，进行包装，即得到一批结晶阿拉伯糖粉其总量为54kg，阿拉伯糖含量为73％，水份含量为2.5％，密度为0.55g/ml，满足了人们应用低品质阿拉伯糖的要求。
实施例2：
①发酵罐为20M3的罐，注入420g/L阿拉伯糖含量为30％以上的水解物培养基15M3，80℃保温灭菌30min，冷却至35℃灌注液体种子0.5M3(由种子罐提供)，通气发酵约50-55h，完成第一次发酵。加入絮凝剂，1-2h内酵母细胞即沉淀至发酵罐底部，吸出上清液(约7M3)，沉淀部分经微滤分离回收细胞，微滤透过滤液与絮凝沉淀过程的上清液合并，约7.5M3，用于精制阿拉伯糖。
②用灭菌冷却过的新鲜培养基冲洗微滤装置回收分离的细胞，注回发酵罐，并将发酵罐中培养基总体积加足至8M3，发酵约12-14h结束，按①法回收菌体。
③按①设定的通气与搅拌条件，对②开始新一批次发酵。如此长时期循环重复利用酵母细胞转化生产阿拉伯糖。
其三效蒸发器净化阿拉伯糖母液蒸发至浓度为65％时，导入醇料罐中，等待进一步处理。
将带式真空度调至15mbar，设定第一个加热区的温度为120℃，第二个加热区的温度为110℃，第三个加热区的温度为90℃，冷却区的温度为25℃，控制干燥带的运行速率为5m/h，调节进料泵的流量，使进料速度为120Kg/h，这样，65％的阿拉伯糖液由进料泵打至带式真空干燥机，由来回移动的回转喷嘴将阿拉伯糖液均匀地摊铺在干燥带上，料液随干燥带一起向前移动，以接触传热的方式，料液从加热板上吸收热量，将其水份蒸发掉，料液得到干燥，同时，料液在干燥过程中也有一定程度的结晶，形成固含量为97％左右的结晶阿拉伯糖饼的温度在50℃左右，经冷却区后，温度接近室温，减少了氧化现象的发生，经30分钟左右，阿拉伯糖料液随干燥带从筒体的一端运动到另一端，得到干燥，形成结晶阿拉伯糖饼，当干燥带折回时，结晶阿拉伯糖饼与干燥带剥离，通过一个上下运动的铡断装置，将阿拉伯糖饼打落到暂存箱中，约得到结晶阿拉伯糖饼62kg，水份含量为2.8％，总收率为97.2％。
将暂存箱中的结晶阿拉伯糖饼导入粉碎机中，进行轻微粉碎，使其颗粒大小在4mm左右，然后通过丙个气闸式的出料头号出料，进行包装，即得到一批结晶阿拉伯糖粉其总量为54kg，阿拉伯糖含量为73％，水份含量为2.5％，密度为0.55g/ml，满足了人们应用低品质阿拉伯糖的要求。
实施例3：
①发酵罐为30M3的罐，注入630g/L阿拉伯糖含量为45％以上的水解物培养基12.5M3，80℃保温灭菌30min，冷却至35℃灌注液体种子0.5M3(由种子罐提供)，通气发酵约50-55h，完成第一次发酵。加入絮凝剂，1-2h内酵母细胞即沉淀至发酵罐底部，吸出上清液(约7M3)，沉淀部分经微滤分离回收细胞，微滤透过滤液与絮凝沉淀过程的上清液合并，约7.5M3，用于精制阿拉伯糖。
②用灭菌冷却过的新鲜培养基冲洗微滤装置回收分离的细胞，注回发酵罐，并将发酵罐中培养基总体积加足至8M3，发酵约12--14h结束，按①法回收菌体。
③按①设定的通气与搅拌条件，对②开始新一批次发酵。如此长时期循环重复利用酵母细胞转化生产阿拉伯糖。
其三效蒸发器净化阿拉伯糖母液蒸发至浓度为65％时，导入醇料罐中，等待进一步处理。
将带式真空度调至15mbar，设定第一个加热区的温度为120℃，第二个加热区的温度为110℃，第三个加热区的温度为90℃，冷却区的温度为25℃，控制干燥带的运行速率为5m/h，调节进料泵的流量，使进料速度为120Kg/h，这样，65％的阿拉伯糖液由进料泵打至带式真空干燥机，由来回移动的回转喷嘴将阿拉伯糖液均匀地摊铺在干燥带上，料液随干燥带一起向前移动，以接触传热的方式，料液从加热板上吸收热量，将其水份蒸发掉，料液得到干燥，同时，料液在干燥过程中也有一定程度的结晶，形成固含量为97％左右的结晶阿拉伯糖饼的温度在50℃左右，经冷却区后，温度接近室温，减少了氧化现象的发生，经30分钟左右，阿拉伯糖料液随干燥带从筒体的一端运动到另一端，得到干燥，形成结晶阿拉伯糖饼，当干燥带折回时，结晶阿拉伯糖饼与干燥带剥离，通过一个上下运动的铡断装置，将阿拉伯糖饼打落到暂存箱中，约得到结晶阿拉伯糖饼62kg，水份含量为2.8％，总收率为97.2％。
将暂存箱中的结晶阿拉伯糖饼导入粉碎机中，进行轻微粉碎，使其颗粒大小在4mm左右，然后通过丙个气闸式的出料头号出料，进行包装，即得到一批结晶阿拉伯糖粉其总量为54kg，阿拉伯糖含量为73％，水份含量为2.5％，密度为0.55g/ml，满足了人们应用低品质阿拉伯糖的要求。