四章淀粉制糖工艺教学内容.ppt
《四章淀粉制糖工艺教学内容.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《四章淀粉制糖工艺教学内容.ppt(41页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、谷 氨 酸 和 味 精 生 产 工艺,就目前的状况而言,发酵工业所用的原料作以淀粉或糖质为主,而许多微生物并不能直接利用淀粉。例如,在以糖质为原料发酵生产氨基酸过程中,几乎所有的氨基酸生产菌都不能直接利用(或只能微弱地利用)淀粉和糊精。同样在酒精发酵过程中,酵母菌也不能直接利用淀粉或糊精,这些淀粉或糊精必须经过水解制成淀粉糖以后才能被酵母菌所利用。此外,在抗生素、有机酸、有机溶剂以及酶制剂发酵过程中,大都也要求对淀粉进行加工处理以提供给微生物可利用的碳源。当然有些微生物能够直接利用淀粉作原料,但这一过程必须在微生物分解出胞外淀粉酶类以后才能进行,过程非常缓慢,致使发酵过程周期过长,实际生产上无
2、法被采用。,玉米淀粉、谷物、马铃薯、木薯淀粉,一、淀粉水解糖的制备方法,葡萄糖值-DE值,工业上用DE值(也称葡萄糖值)表示淀粉糖的糖组成。糖化液中的还原糖含量(以葡萄糖计算)占干物质的百分率称为。,还原糖含量DE值=100%干物质含量,用于制备淀粉的原料主要有薯类、玉米、小麦、大米等富含淀粉的农产品。根据原料淀粉的性质及采用的催化剂不同,淀粉水解为葡萄糖的方法有酸解法、酶解法以及酸酶结合法等三种。,1、酸解法,又称酸糖化法,它是以酸为催化剂在高温下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。,优点:P46,缺点,酶解法是利用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的方法。酶解法可分为两步:第一步,利用
3、-淀粉酶将淀粉液化;第二步,利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解转化为葡萄糖。生产上这两步分别称为液化和糖化。由于在该过程中淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下进行的。因此酶解法又称为双酶法或多酶法。,2、酶解法,缺点,酶解法是在酶的作用下进行的,反应条件较温和,不需要耐高温高压或 而酸腐蚀的设备;酶作为催化剂的特点是专一性强,副反应少,故水解糖液纯度高,淀粉转化率高;可在较高的淀粉乳浓度下水解。如酸解法一般使用10-12Bx(含18%-20%淀粉)的淀粉乳,而酶解法可用2023Bx(含34%-40%淀粉)的淀粉乳,并且可以采用粗原料。用酶解法制得的糖液较纯净、颜色浅、无苦味、质量高,有利于糖液的充
4、分利用。,酶解法反应时间较长,设备要求较多,且酶是蛋白质,易引起糖液过滤困难。当然,随着酶制剂生产及应用技术的提高,酶解法制糖将逐渐取代酸解法制糖。,优点,3、酸酶结合法,酸酶结合法是集中了酸解法和酶解法制糖的优点而采用的生产方法,它又可分为:酸酶法 酶酸法,看书2分钟,回答问题分别说说适用范围,二、淀粉酸水解工艺,1、酸水解法原理,2、酸水解工艺,1、酸水解法原理,淀粉结构式:包括,跳过,水解过程:,水解过程中存在三大化学反应:,复合二糖 复合低聚糖 水解淀粉 葡萄糖 5-羟甲基糖醛 有机酸、有色物质,1,3,2,CH2OH,OH,O,OH,CH2OH,OH,O,OH,CH2OH,OH,O,
5、OH,CH2OH,OH,O,OH,CH2OH,OH,O,OH,CH2OH,OH,O,OH,CH2OH,OH,O,OH,CH2OH,OH,O,OH,CH2,OH,O,OH,O,CH2OH,OH,O,OH,直链淀粉(15-25%),支链淀粉(75-85%),返回,返回,麦芽糖 纤维二糖-1,4 异芽糖 龙胆二糖-1,6,1、水解反应,(C6H10O5)n+nH2O n C6H12O6,酸,影响水解反应速度常数k的几个因素,k=N,1)为催化剂活性系数,各种酸的值 说出结论P48,2)N为酸的摩尔浓度P49,3)为多糖的水解性常数,4)为水解温度,不同温度下淀粉水解反应速度常数,结论:淀粉水解所用的
6、催化剂种类、浓度、反应温度均对水解反应速度有很大的影响,是我们在水解过程中必须注意的主要因素。,2、葡萄糖的复合反应,2C6H12O6 C12H22O11+H2O,酸和热,复合反应中两个葡萄糖分子通过复合反应聚合成二糖时,并不是经过1,4-糖苷键聚合成为麦芽糖,而主要是经由1,6-糖苷键聚合成异麦芽糖或经由1,6-糖苷键聚合成龙胆二糖。当然此复合反应是可逆的,复合糖可以再水解变成葡萄糖。,影响复合反应因素:糖浓度、酸种类、温度等,100,0,100,淀粉乳浓度(干淀粉%),糖液的纯度(%),40,0,1.0,复合糖量(%),HCl,HAc,H2SO4,酸浓度(mol/l),从表中可看出,结论:
7、P50,3、葡萄糖的分解反应,葡萄糖(失水)5-羟甲基糠醛+甲酸 氨基酸 腐植质(色素),实验结果证明:1)5-羟甲基糠醛 是产生色素的根源 2)色素的生成量随葡萄糖浓度的增加而增加(从P52表中可看出)3)PH值等于3时,色素的生成量最小(从P51表中可看出),酸法水解淀粉过程中,由于反应温度、压力过高,时间过长,葡萄糖受酸和热的影响发生分解反应,生成5-羟甲基糠醛,因5-羟甲基糠醛的性质不稳定,又可进一步分解生成乙酰丙酸、蚁酸等物质,而这些物质又能自身相互聚合,或与淀粉中所含的其他有机物质相结合,产生色素。,1)酸法糖化工艺流程P52图4-3,淀粉,盐酸,蒸汽,水,调浆,糖化,冷却,中和脱
8、色,压滤,滤渣,糖液,活性炭,Na2CO3,2、酸水解工艺,淀粉的酸水解工艺是根据淀粉在水解过程中的水解反应和复合反应规律性来决定的。在制定工艺条件时既要保证淀粉的彻底水解,达到较高葡萄糖量,又要尽可能减少葡萄糖复合、分解反应的发生程度,此外,还要符合目的产物的发酵条件,符合发酵工艺的实际情况。,淀粉乳,2)水解条件选择及其控制,淀粉的质量,酸水解对淀粉质量要求 P53表,淀粉乳浓度的选择,酸的种类和用量,浓度控制在18-19 BX,各种酸催化作用利弊一般用HCl 用量为淀粉量的0.5%-0.8%,从表中可看出,问题,酸法水解淀粉中,加酸的方法有哪几种,其中哪一种较好,为什么?看书几分钟,回答
9、问题,将所有的酸一次投入淀粉浆中,泵入糖化锅;将全部酸用水稀释,先放入锅内,再泵入粉浆进行糖化;将部分酸(如1/3左右)用水稀释放入锅内,其余酸放入粉浆中,再泵入糖化锅糖化。,水,排气,蒸汽,淀粉,调浆槽 糖化锅炉,盐酸计量器,糖化温度、压力和时间,A、淀粉水解是用蒸汽直接加热来进行的,温度与淀粉的水解速度成正比,B、由于生产中常以压力的控制条件,当糖化锅内不存在不凝性气体时,温度与压力为同一指标,如表4-12所示:,结论:根据实践经验,采用高温、短时间、蒸汽 压力0.25-0.40Mpa,C、掌握糖化终点,控制糖化时间,是十分重要的。,0,DE值,糖化时间,糖化时,如何保证整锅糖液有最高的葡
10、萄糖值,即如何保证糖化液的质量最好、纯度最高?,问题,淀粉中含蛋白等杂质对糖液质量的影响,糖化终点的控制和检查,问题,淀粉原料中可能含有哪些杂质,它们的存在对制得的糖液的质量和酸的催化作用有影响吗?为什么?,糖化时,为何必须严格控制终点?如何检查糖化终点?,问题,参看工艺流程提问3小题,3)水解糖液的中和、脱色和过滤,中和,A、中和的目的?B、中和剂?C、中和过程终点的PH值如何确定?D、中和的PH值过高或过低会产生什么结果?E、糖液中和的温度能过高吗?生产中一般控制在多少温度?,脱色,过滤,4)酸水解制糖过程实例,图4-4 为某味精厂的直接加热连续糖化酸水解工艺,目前国内淀粉酸水解糖化工艺基
11、本上还属于间歇单罐糖化法,A、为什么 要对糖液进行脱色处理?B、工业上常采用什么脱色剂?,A、说说过滤的目的?B、工业上常采用什么过滤设备?,复习酸水解制糖工艺流程,酸水解糖化工艺流程P57图4-4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,水,纯碱水活性炭,排气,排气,冷却水,蒸汽,淀粉,1,4-调浆槽 2-糖化锅炉 3-冷却罐 5-过滤机 6-糖液暂贮罐,7-糖液贮罐 8-盐酸计量器 9-水力喷射器 10-水槽,针对工艺提问,图4-5 为CPR式连续糖化流程图,而日本和欧美一些国家的很多工厂已采用连续糖化法,软水,排气,蒸汽,淀粉,硫酸,水,淀粉乳贮罐,淀粉乳调节槽,硫酸稀释罐,粗滤器,定
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 淀粉 制糖 工艺 教学内容
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5404043.html