一种节能的抗吸潮低聚木糖粉的制备方法

摘要

本发明公开了一种节能的抗吸潮低聚木糖粉的制备方法，包括以下步骤：（1）取低聚木糖溶液，加入活性炭，搅拌脱色，脱色后过滤，得到脱色液；向脱色液中加入去离子水，然后经过树脂，得到净化后的低聚木糖溶液；（2）将低聚木糖溶液送入蒸发器，得低聚木糖浓缩溶液；（3）将上述低聚木糖浓缩液打入真空带式干燥机，进行干燥，再进行粉碎，即得到抗吸潮低聚木糖粉。本发明的制备方法具有以下优点：（1）工艺简单，便于操作和调整；（2）所得到的产品抗吸潮能力强，便于储存、运输，并且保持了较好的流动性；（3）自动化智能程度高，省了人工，降低了劳动强度；（4）耗能低，成本低。

权利要求

1.一种节能的抗吸潮低聚木糖粉的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）取折光35%～50%低聚木糖溶液，按干物质的5%加入活性炭，在70～85℃搅拌脱色，搅拌速度为400转/分，搅拌25～30分钟，脱色后过滤，得到脱色液；向脱色液中加入去离子水，控制折光率在44～48%，然后依次经过阳（001×7）—阴（D301）—阴（D296）—阳（001×7）树脂，得到净化后的电导≤10μS/cm的低聚木糖溶液；

（2）将上述净化后的低聚木糖溶液送入蒸发器，蒸发至折光率为55～65%，得低聚木糖浓缩溶液；

（3）将上述低聚木糖浓缩液打入MTVBD50-4-5连续式真空带式干燥机，进行干燥，真空度15～30mbar，干燥后得到海绵状的低聚木糖固体，进行粉碎，即得到抗吸潮低聚木糖粉；

所述步骤（3）中，真空带式干燥机中的进料速度为300～400kg/h，蒸发水量为45～

100kg/h，生产抗吸潮低聚木糖粉255～300kg/h；

所述步骤（3）中，干燥分为三个加热蒸发区和一个冷却区，前三个加热区温度分别为：第一加热区温度115±2℃，第二加热区温度120±2℃，第三加热区温度125±2℃，第四个为冷却区，温度为25±2℃；四个区均电脑控制，每个区域内的温度固定，运行时间为15～

40分钟/区；

所述步骤（3）中，将得到的粉碎后的低聚木糖粉在洁净间内静放降温，要求洁净间温度≤25℃，湿度≤60%。

2.根据权利要求1所述的一种节能的抗吸潮低聚木糖粉的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，粉碎后，过100目筛网，即得到抗吸潮低聚木糖粉。

说明书

一种节能的抗吸潮低聚木糖粉的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种节能的抗吸潮低聚木糖粉的制备方法，属于功能糖醇领域。

背景技术

[0002] 低聚木糖又称木寡糖，是由2-7个木糖分子以β-1,4糖苷键结合而成的功能性聚合糖。低聚木糖是使用玉米芯酶解后，经净化、浓缩等工序得到的粉状功能糖产品。目前，生产低聚木糖粉的厂家大多需要将糖浆进行喷雾干燥，得到低聚木糖粉，但是这工艺生产出的低聚木糖粉，极容易吸潮成块，需要喷完粉后立刻进行包装，否则就会吸潮变粘，另外，喷雾干燥方式生产低聚木糖虽然产量较高，但是能耗很高。这是目前低聚木糖生产企业普遍存在的一个难题。

发明内容

[0003] 针对上述现有技术，本发明提供了一种节能的抗吸潮低聚木糖粉的制备方法，其适用于工业化生产，具有操作简单、成本低、质量稳定等优点。

[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0005] 一种节能的抗吸潮低聚木糖粉的制备方法，包括以下步骤：

[0006] （1）取折光35%～50%低聚木糖溶液，按干物质的5%加入活性炭，在70～85℃搅拌脱色，以脱去溶液中的催化剂及其它固体杂质，搅拌速度为400转/分，搅拌25～30分钟，脱色后过滤，得到脱色液；向脱色液中加入去离子水，控制折光率在44～48%，然后依次经过阳（001×7）-阴（D301）-阴（D296）-阳（001×7）树脂，以除去低聚木糖脱色溶液中的阴、阳离子以及胶质、色素等物质，使其净化，得到净化后的、电导≤10μS/cm的低聚木糖溶液；

[0007] （2）将上述净化后的低聚木糖溶液送入蒸发器蒸发，蒸发至折光为55～65%（折光过低会导致物料在真空带式干燥机内停留时间过长，并且干燥不彻底；折光过高计量泵不容易打入，并且会糊住、堵塞喷嘴），得到低聚木糖浓缩溶液；

[0008] （3）使用柱塞计量泵将上述低聚木糖浓缩液打入真空带式干燥机，均匀的涂在回旋式履带上，薄层厚度为0.1～4cm，进行干燥：干燥共分四段，前三段使用蒸汽交换后的热空气进行加热，冷却段使用冷却板和冷空气同时进行冷却，真空度15～30mbar，回旋式履带的速度为10～15米/小时；干燥后得到海绵状的低聚木糖固体，直接掉入粉碎机进行粉碎，即得到抗吸潮低聚木糖粉，其含水量0.1%～1%，送入洁净间进行冷却，防止结块。

[0009] 所述物质的百分数均为重量百分数。

[0010] 所述步骤（3）中，真空带式干燥机中的进料速度为100～150kg/h，蒸发水量为45～100kg/h，生产抗吸潮低聚木糖粉100～120kg/h。

[0011] 所述步骤（3）中，真空带式干燥机分为三个加热蒸发区和一个冷却区，前三个加热区温度分别为：第一加热区温度115±2℃，第二加热区温度120±2℃，第三加热区温度125±2℃，第四个为冷却区，温度为25±2℃；四个区均电脑控制，每个区域内的温度固定，运行时间为15～40分钟/区。

[0012] 所述步骤（3）中，粉碎后过100目筛网（187.5μm），即得到低聚木糖粉。

[0013] 所述步骤（3）中，将得到的粉碎后的低聚木糖粉在洁净间内静放降温，要求结晶间温度≤25℃，湿度≤60%。

[0014] 本发明所使用的真空往复带式干燥机（比如MTVBD50-4-5连续式真空带式干燥机），主体是一个密闭的箱体，箱体中使用隔板将干燥区分割成4个区域，前三个区域使用蒸汽交换后的干燥热空气和加热板同时加热，履带选择安全的聚酯纤维制作，是一个良好的耐高温、不沾料的材料，厚度为0.1～4cm，运动速度为10～15米/小时，并且往复式旋转干燥，电脑自动控制、可调，低聚木糖溶液经过加热区是不断冒出气泡，直至蒸发干燥合格；第四个区域将前端的温度降下来，适合下一步的粉碎工作，连贯又不失紧凑，非常适合大生产，生产出的产品再经粉碎，筛分，即可得到抗吸潮低聚木糖粉；为了保证粉碎后的细粉不结团，流动性好，得到的抗吸潮低聚木糖粉需要在洁净间内冷却一段时间，将破碎时温度高的部分细粉的温度降低下来，然后直接包装、储存。

[0015] 本发明的节能的抗吸潮低聚木糖粉的制备方法，具有以下优点：（1）制备得到的抗吸潮低聚木糖的抗吸潮能力强；（2）工艺简单，便于操作和调整；（3）所得到的产品便于储存、运输，并且保持了较好的流动性；（4）自动化智能程度高，省了人工，降低了劳动强度；（5）耗能低，成本低。

具体实施方式

[0016] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

[0017] 实施例1：取溶液折光35%、干物质中低聚木糖含量为96%的低聚木糖糖浆1500kg，按干物质的5%加入活性炭，在75℃搅拌脱色，以脱去溶液中的催化剂及其它固体杂质，搅拌速度为400转/分，搅拌30分钟，脱色后过滤，得到脱色液；向脱色液中加入等离子水，控制折光率在44～48%，然后依次经过阳（001×7）-阴（D301）-阴（D296）-阳（001×7）树脂，以除去低聚木糖脱色溶液中的阴、阳离子以及胶质、色素等物质，使其净化，送入蒸发器蒸发，得到电导≤10μS/cm的折光为55%的低聚木糖溶液950kg；

[0018] 使用柱塞计量泵，将上述低聚木糖溶液打入真空带式干燥机（MTVBD50-4-5连续式真空带式干燥机），使糖浆均匀的分布在布料带上，经过真空带式干燥机干燥，得到温度在30～45℃的海绵状低聚木糖固体，经低温25℃粉碎、100目筛网筛分后得到粉状固体521kg，即得到低聚木糖粉，其水分含量为0.1%，送入洁净间内静放降温，要求洁净间温度≤25℃，湿度≤60%，进行包装。

[0019] 所述真空带式干燥机的布料带的薄层厚度为4cm。干燥共分四段，前三段使用蒸汽交换后的热空气进行加热，冷却段使用冷却板和冷空气同时进行冷却，真空度30mbar，回旋式布料带的速度为10米/小时；带式真空干燥机中的进料速度为100kg/h，蒸发水量为45kg/h，生产抗吸潮低聚木糖105kg/h。

[0020] 所述真空带式干燥机分为三个加热蒸发区和一个冷却区，前三个加热区温度分别为：第一加热区温度115±2℃，第二加热区温度120±2℃，第三加热区温度125±2℃，第四个为冷却区，温度为25±2℃；四个区均电脑控制，每个区域内的温度固定，运行时间为20分钟/区。

[0021] 干燥前干物质中各种低聚木糖的含量，以及干燥后所得抗吸潮低聚木糖粉中各种低聚木糖的含量，见表1。

[0022] 表1

[0023]木二糖 木三糖 木四糖 木五～木七糖 低聚木糖含量共计
制备前 33% 28% 10% 27% 98%
制备后 32.6% 28.2% 9.9% 26.5% 97.3%
变化量 -0.04% +0.2% -0.1% -0.5% -0.7%

[0024] 从表1中可以看出，干燥前后含量（纯度）几乎没有任何变化。

[0025] 本发明的方法和其他现有技术中的生产方法相比较，能耗如下所示：

[0026] （1）本发明的MTVBD50-4-5连续式真空带干机（加热面积50㎡）

[0027] （干燥对象：含固量60%的浸膏以MTVBD50型带干机的日产量为计算标准）[0028] 含固量以60%计算，最大水分蒸发量:50KG/H；

[0029] 每小时处理原料125KG，得干粉（含水率约3%）：约70KG；

[0030] 加热形式：过热水间接加热；

[0031] 主机功率:28KW；

[0032] 蒸汽：蒸发1公斤水耗2公斤；

[0033] 尺寸:11400*1800*2620；

[0034] 工作原理：连续干燥，物料从进料起30分钟后开始连续出干粉直至批量结束；

[0035] 日产1680公斤干粉；

[0036] 电耗：28kw/h*24h=672kwh；

[0037] 以每度电0.8元计算：672*0.8=537.6元；

[0038] 蒸汽耗量：蒸发1公斤水耗蒸汽约2KG；

[0039] 蒸汽耗量2*1200=2400公斤，蒸汽价格约150元/吨；

[0040] 蒸汽成本约360元；

[0041] 水耗：循环用水损耗较小；

[0042] 日运行24小时产1680公斤干粉总能耗费用：537+360=897元。

[0043] （2）HWZ-20型真空微波干燥

[0044] （干燥对象：含固量60%的浸膏以MTVBD50型带干机的日产量为计算标准）[0045] 微波功率20KW，该设备配置6～10盘，单台总装机功率约32KW。

[0046] 浸膏含固量以60%计算，

[0047] 单台水分蒸发量：13KG/H，如需达到每小时蒸发50公斤水分，需同时配置4台。

[0048] 加热形式：电加热。

[0049] 每小时处理125KG原料，蒸发量约50公斤，总耗电：128KW。

[0050] 工作原理：微波加热，设备间歇工作。

[0051] 由于微波源的热效应需间歇性停机冷却，因此该设备日有效运行时间为12小时，理论电耗：128KW/h*24h=3072KWh；

[0052] 每度电0.8元计算：电耗成本约3072*0.8=2458元；

[0053] 由于该设备属于间歇工作，因此有效工作时间相对下降，多台设备使得人工成本增加。

[0054] 日运行24小时产1680公斤干粉总能耗费用：2500元。

[0055] （3）ZLPG-300喷雾干燥

[0056] （干燥对象：含固量60%的浸膏以MTVBD50型带干机的日产量为计算标准）[0057] 浸膏进料含固量20%；

[0058] 最大水分蒸发量：300KG/小时；

[0059] 处理原料约300～400KG，得干粉约55~85KG，取75KG产量计算；

[0060] 加热形式：电加热+蒸汽；

[0061] 电能耗：电耗60KW；

[0062] 蒸汽耗量580公斤/小时；

[0063] 尺寸：15000*9000*11000；

[0064] 工作原理：连续干燥，物料干燥喷粉间隙时间5—15秒，但物料的含固率不高于25%。

[0065] 喷干日产1680公斤干粉电耗：

[0066] 60kw*24h=1440kwh；

[0067] 以每度电0.8元计算：1440*0.8元=1152元。

[0068] 蒸汽耗量：蒸发每公斤水约耗2公斤，以每吨蒸汽150元计算：日消耗蒸气0.58*24=14吨；

[0069] 以每吨蒸汽150元计算：日消耗150*14=2100元；

[0070] 日运行24小时产1680公斤干粉总能耗费用1152+2100=3252元。

[0071] （4）FZG-15方形真空干燥箱

[0072] （干燥对象：含固量60%的浸膏以MTVBD50型带干机的日产量为计算标准）[0073] 8层烘架，每层放4个烘盘。

[0074] 烘盘尺寸：460*640*45，每盘可得干粉2KG（浸膏4KG）；

[0075] 尺寸：2060*1513*1924（约4—8小时出一批次成品64KG）；

[0076] 以6小时为工作时间计算，若要达到每小时约70KG干粉产量，理论需同时配置7台；

[0077] 加热形式：蒸汽20KG小时/台；

[0078] 电耗量：5.5KW/台；

[0079] 电耗：5.5kw/h*7*24=924KWh；

[0080] 以每度电0.8元计算：924*0.8元=740元。

[0081] 蒸汽耗量：20*24*7=3.3吨；

[0082] 以每吨蒸汽150元计算：3．3*150元/吨=500元。

[0083] 间歇工作生产效率大大降低，同时如达到产量要求需配置多台设备，人工成本提高，因此实际使用成本约为理论成本2倍左右。

[0084] 日运行24小时产1680公斤干粉总能耗费用：2*（740+500）=2480元。

[0085] 上述方法制备得到的抗吸潮低聚木糖粉的抗吸潮能力检测如表2所示，以常规的喷粉低聚木糖（常规喷粉生产的低聚木糖，是将低聚木糖溶液浓缩到35%～50%后，通过高压泵及喷嘴使其在干燥腔内雾化，和周围热蒸汽进行接触，糖浆内部的水分被蒸发，低聚木糖粉落下后成为最终产品）为对照。从表2中可以看到，在湿度相同，温度相同的环境中，本发明的方法制备得到的抗吸潮低聚木糖粉的水分含量明显低于常规的喷粉生产的低聚木糖粉，随着温度的升高，本发明生产的低聚木糖粉的含水量明显低于常规喷粉生产的低聚木糖粉，说明本发明生产的低聚木糖粉抗吸潮能力明显优于常规的喷粉低聚木糖。

[0086] 表2

[0087]

[0088] 实施例2：取溶液折光35%、干物质中低聚木糖含量为96%的低聚木糖糖浆1500kg，按干物质的5%加入活性炭，在70℃搅拌脱色，以脱去溶液中的催化剂及其它固体杂质，搅拌速度为400转/分，搅拌25分钟，脱色后过滤，得到脱色液；向脱色液中加入等离子水，控制折光率在44～48%，然后依次经过阳（001×7）—阴（D301）—阴（D296）—阳（001×7）树脂，以除去低聚木糖脱色溶液中的阴、阳离子以及胶质、色素等物质，使其净化，送入蒸发器蒸发，得到电导≤10μS/cm的折光为60%的低聚木糖溶液870kg；

[0089] 使用柱塞计量泵将上述低聚木糖溶液打入真空带式干燥机，使糖浆均匀的分布在布料带上，经过真空干燥，得到温度在30～45℃的海绵状低聚木糖固体，经低温25℃粉碎、100目筛网筛分后得到粉状固体519kg，即为抗吸潮低聚木糖粉，其水分含量为0.12%，送入洁净间内静放降温，要求结晶间温度≤25℃，湿度≤60%，进行包装。

[0090] 所述真空带式干燥机的布料带的薄层厚度为3cm。干燥共分四段，前三段使用蒸汽交换后的热空气进行加热，冷却段使用冷却板和冷空气同时进行冷却，真空度20mbar，回旋式布料带的速度为13米/小时；带式真空干燥机中的进料速度为128kg/h，蒸发水量为70kg/h，生产抗吸潮低聚木糖105kg/h。

[0091] 所述真空带式干燥机分为三个加热蒸发区和一个冷却区，前三个加热区温度分别为：第一加热区温度115±2℃，第二加热区温度120±2℃，第三加热区温度125±2℃，第四个为冷却区，温度为25±2℃；四个区均电脑控制，每个区域内的温度固定，运行时间为30分钟/区。

[0092] 上述方法制备得到的抗吸潮低聚木糖粉的抗吸潮能力检测如表3所示，以常规的喷粉低聚木糖为对照。从表3中可以看出，本发明的方法制备得到的抗吸潮低聚木糖粉的水分含量明显低于常规的喷粉生产的低聚木糖粉，随着温度的升高，本发明生产的低聚木糖粉的含水量明显低于常规喷粉生产的低聚木糖粉，说明本发明生产的低聚木糖粉抗吸潮能力明显优于常规的喷粉低聚木糖。

[0093] 表3

[0094]