甘蔗废蜜制取高果糖浆工艺技术的研究

论文摘要

以甘蔗废蜜为原料制取高果糖浆，可以提高糖厂副产品的附加值。通过对甘蔗废蜜制取高果糖浆的工艺技术（预处理、酸解、分离、异构化、精制）的工艺条件进行研究，为甘蔗废蜜制取高果糖浆工业化生产提供了切实可行理论依据。本课题的主要研究内容和结果如下：1、通过糖厂的分析方法对某亚硫酸法糖厂的废蜜进行了主要成分分析，其中蔗糖分含量在33％-35％，还原糖含量在15％-16％，灰分含量在9％-12％，胶体含量在9％-11％。2、确定了废蜜预处理工艺的最佳工艺条件：废蜜与蒸馏水的稀释度为1：0．1（W／W），在用H2SO4将稀释的溶液的pH值调到2．5左右，添加0．8％絮凝剂后，100g废蜜处理出来的沉淀达到18．87g，OD减少率95．37％。3、利用酸水解废蜜中的蔗糖分，增加废蜜中果糖的含量。酸水解废蜜的最佳工艺条件是：反应温度为80℃，反应溶液的PH值2．0，反应时间为4．0h，废蜜水解率可达到92．75％。4、化学方法分离果糖和葡萄糖的最佳工艺条件是：果糖与Ca（OH）2添加量的摩尔比为1：3，在0-5℃条件下反应3h，在反应液中添加2×10-4%的聚丙烯酰胺絮凝剂，使得果糖转化成果糖钙沉淀出来，用30％H3PO4来洗涤沉淀，得到高果糖浆粗产品。5、对高果糖浆粗产品进行了活性炭脱色和强酸阳离子树脂静态脱盐精制。活性炭脱色工艺条件是：加入活性炭添加量3％（W／V）、脱色温度50℃、脱色时间40min。树脂脱盐的工艺条件是：树脂添加量6％（W／V），脱盐温度40℃，脱盐时间2h。经过一系列提取和精制工艺后，果糖的得率达到67．17％，果糖损失率为8．05％，最后经过减压浓缩后得到高果糖浆产品果糖纯度达到92．56％。6、葡萄糖在碱性条件下通过水浴加热能够转化成果糖，通过响应面表明，通过用化碱性异构化将葡萄糖转化成果糖的最佳工艺组合是：反应温度75℃，反应时间30min，溶液的pH值在11．50，葡萄糖异构化率达到28．14％。7、本文对碱法异构反应表观动力学进行考察，建立了表观动力学模型，求得75℃时，速率常数k=0．0574min-1，该异构反应在75℃时的速率方程为：VA=-（dcA）/dt=0．0574CA；求得碱法异构反应的表观活化能53．74KJ／mol，指前因子k0=2．40286×104s-1反应速度常数与温度的关系式为：k=2．40286×10-4e-6461.1/RT

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 果葡糖浆的组成和特性
• 1.1.1 果葡糖浆的组成
• 1.1.2 高果糖浆的食品化学特性
• 1.2 工业化生产高果糖浆
• 1.2.1 以淀粉为原料生产果葡糖浆
• 1.2.2 以菊粉为原料生产果葡糖浆
• 1.2.3 以蔗糖为原料制取果葡糖浆
• 1.2.4 以苹果为原料生产果糖
• 1.3 葡萄糖和果糖的异构化反应
• 1.3.1 碱性异构化
• 1.3.2 葡萄糖异构酶
• 1.4 果糖与葡萄糖的分离
• 1.5 论文研究的目标
• 1.5.1 研究的意义
• 1.5.2 研究的思路
• 第二章 废蜜的预处理工艺研究
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 原料
• 2.2.2 试剂
• 2.2.3 仪器
• 2.3 废蜜预处理工艺研究
• 2.3.1 废蜜预处理单因素实验
• 2.3.2 废蜜预处理正交实验
• 2.4 分析方法
• 2.4.1 废蜜的蔗糖分测定方法
• 2.4.2 废蜜的还原糖测定方法
• 2.4.3 废蜜的胶体测定方法
• 2.4.4 废蜜的灰分测定方法
• 2.4.5 OD值的测定方法
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 废蜜成分的确定
• 2.5.2 废蜜预处理单因素工艺条件的确定
• 2.5.3 废蜜预处理正交试验结果
• 2.6 本章小结
• 第三章 废蜜制取高果糖浆工艺（酸解、分离、异构化）的研究
• 3.1 前言
• 3.2 材料与设备
• 3.2.1 原料
• 3.2.2 试剂
• 3.2.3 仪器
• 3.3 实验原理与方法
• 3.3.1 工艺流程
• 3.3.2 酸解单因素工艺条件实验
• 3.3.3 酸解正交实验
• 3.3.4 果糖和葡萄糖的分离单因素实验
• 3.3.5 果糖和葡萄糖分离正交试验
• 3.3.6 葡萄糖异构化单因素实验
• 3.3.7 葡萄糖异构化正交实验
• 3.3.8 分析方法
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 果糖标准曲线
• 3.4.2 废蜜酸解单因素工艺条件的确定
• 3.4.3 废蜜水解正交实验结果
• 3.4.4 果糖与葡萄糖分离单因素工艺条件的确定
• 3.4.5 葡萄糖和果糖分离正交实验结果
• 3.4.6 葡萄糖标准曲线
• 3.4.7 葡萄糖异构化生成果糖单因素工艺条件的确定
• 3.4.8 葡萄糖异构化生成果糖正交实验结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 高果糖浆精制工艺的研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与设备
• 4.2.1 原料
• 4.2.2 试剂
• 4.2.3 设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 高果糖浆的提取
• 4.3.2 高果糖浆提取液的脱色处理
• 4.3.3 高果糖浆提取液的离子交换树脂处理
• 4.3.4 果糖的测定
• 4.3.5 电导率的测定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 高果糖浆提取液的脱色处理
• 4.4.2 高果糖浆提取液的强酸型离子交换树脂处理
• 4.4.3 高果糖浆提取液精制工艺
• 4.5 本章小结
• 第五章 葡萄糖异构化成果糖反应表观动力学研究
• 5.1 前言
• 5.2 葡萄糖碱性异构化反应机理
• 5.3 动力学研究的假设条件
• 5.4 葡萄糖碱性异构化反应速率方程的推导
• 5.5 反应级数和速率方程的确定
• 5.6 反应温度与速率常数的关系
• 5.7 本章小结
• 第六章 初步经济分析
• 6.1 经济成本核算
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 创新点
• 7.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文