一種制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝，包括將麥芽糖醇液進(jìn)行色譜分離得到富含麥芽糖醇的組分EX-1、富含低聚糖醇的組分BX-1和富含山梨糖醇的組分DX-1，還包括如下步驟：(1)在所述的色譜分離過程中，分別收集組分BX-1和組分DX-1，并分別濃縮至可溶性固形物含量為45-55％；(2)分別將濃縮后的組分BX-1和組分DX-1進(jìn)行色譜分離，其中組分BX-1與組分DX-1經(jīng)色譜分離后，分別得到富含低聚糖醇的組分BX-2、富含山梨糖醇的組分DX-3，然后經(jīng)濃縮、干燥后，分別制成固體低聚糖醇和固體山梨糖醇。本發(fā)明使麥芽糖醇色譜分離殘液得到了高附加值的利用，降低了麥芽糖醇的單耗成本；產(chǎn)品純度大大提高，產(chǎn)品附加值提高，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】—種制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能性糖醇的制備領(lǐng)域，特別涉及一種利用麥芽糖醇色譜分離殘液制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]麥芽糖醇是由麥芽糖氫化而得到的糖醇，它有液體狀和結(jié)晶狀兩種產(chǎn)品。麥芽糖醇在動物體內(nèi)很難被消化代謝，是很好的低能量甜味劑；麥芽糖醇具有顯著的吸濕性，可以作為各種食品的保濕劑，或防止蔗糖的結(jié)晶析出；麥芽糖醇不易被霉菌、酵母及乳酸菌利用，可防齲齒。
[0003]低聚糖醇是以低聚糖為原料在鎳、鋁等合金粉骨架催化劑的作用下氫化而成，包括麥芽三糖醇、麥芽四糖醇、麥芽五糖醇等。低聚糖醇保濕性好，對酸、堿、熱穩(wěn)定性高，不易生霉、難發(fā)酵，加工保存性好。山梨糖醇，別名山梨醇。分子式為C6H14O6，分子量為182.17，為白色吸濕性粉末或晶狀粉末、片狀或顆粒?？勺鳛樘鹞秳?、保濕劑、賦形劑、防腐劑等使用，同時具有多元醇的營養(yǎng)優(yōu)勢，即低熱值、低糖、防齲齒等功效。低聚糖醇與山梨糖醇在食品、日化、醫(yī)藥等行業(yè)都有極為廣泛的應(yīng)用。
[0004]色譜分離技術(shù)是一種非常有效的分離混合物的方法，它是通過混合物中各組分在固定相表面上的吸附強度不同，當(dāng)流動相流過時各組分隨流動相的移動速度不同而實現(xiàn)分離的。模擬移動床是色譜分離技術(shù)的一種，其是在移動床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的現(xiàn)代化分離技術(shù)，通過周期性地改變流動相各股物流的進(jìn)出口位置造成固定相和流動相的相對逆流運動，實現(xiàn)物質(zhì)的分離。模擬移動床具有分離能力強、設(shè)備結(jié)構(gòu)小、吸附劑消耗低、傳質(zhì)推動力大、投資運行成本低、便于自動控制、易于分離熱敏性及難以分離的物系等優(yōu)點。
[0005] 工業(yè)中生產(chǎn)高純度的麥芽糖醇一般采用色譜分離技術(shù)，如高麥芽糖漿經(jīng)過氫化、色譜分離、蒸發(fā)濃縮及后續(xù)的結(jié)晶、干燥等工藝制成晶體麥芽糖醇。在麥芽糖醇液進(jìn)行色譜分離后會產(chǎn)生三個組分，分別為富含麥芽糖醇的組分EX、富含低聚糖醇的組分BX和富含山梨糖醇的組分DX，組分EX用于生產(chǎn)晶體麥芽糖醇，而組分BX和組分DX作為殘液。目前麥芽糖醇的生產(chǎn)企業(yè)一般將組分BX和組分DX進(jìn)行混合、濃縮，然后制成液體作為副產(chǎn)品進(jìn)行銷售，產(chǎn)品純度較低，市場價格低廉。由于組分BX中含有50%以上的低聚糖醇，組分DX中含有70%以上的山梨糖醇，如果僅僅混合后作為廉價的液體產(chǎn)品進(jìn)行銷售，附加值太低，對企業(yè)來說損失較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝，得到高純度的低聚糖醇和山梨糖醇產(chǎn)品，使麥芽糖醇色譜分離殘液得到了高附加值的利用，原料利用率大大提聞。
[0007]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
[0008]一種制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝，包括將麥芽糖醇液進(jìn)行色譜分離得到富含麥芽糖醇的組分EX-1、富含低聚糖醇的組分BX-1和富含山梨糖醇的組分DX-1，還包括如下步驟:
[0009](I)在所述的色譜分離過程中，分別收集組分BX-1和組分DX-1，并分別濃縮至可溶性固形物含量為45-55% ；
[0010](2)將濃縮后的組分BX-1和濃縮后的組分DX-1分別進(jìn)行色譜分離；
[0011]濃縮后的組分BX-1經(jīng)色譜分離后，得到三種組分:富含低聚糖醇的組分BX-2、富含山梨糖醇的組分DX-2和富含麥芽糖醇的組分EX-2 ；
[0012]濃縮后的組分DX-1經(jīng)色譜分離后，得到三種組分:富含低聚糖醇的組分BX-3、富含山梨糖醇的組分DX-3和富含麥芽糖醇的組分EX-3 ；
[0013](3)將步驟⑵中得到的組分BX-2和組分DX-3分別進(jìn)行濃縮；
[0014]組分BX-2濃縮至可溶性固形物含量為85-98% ；
[0015]組分DX-3濃縮至可溶性固形物含量為90-98% ；
[0016](4)分別干燥步驟(3)中得到的濃縮后的組分BX-2和濃縮后的組分DX-3，得到固體低聚糖醇和固體山梨糖醇。
[0017]麥芽糖醇液進(jìn)行色譜分離得到三種組分，分別為富含麥芽糖醇的組分EX-1、富含低聚糖醇的組分BX-1和富含山梨糖醇的組分DX-1。其中富含麥芽糖醇的組分EX-1經(jīng)結(jié)晶、過濾、干燥等工藝后用于生產(chǎn)晶體麥芽糖醇；本發(fā)明收集殘液，包括組分BX-1和組分DX-1，經(jīng)濃縮、色譜分離等工藝制備高純度的固體低聚糖醇和固體山梨糖醇，使麥芽糖醇色譜分離殘液得到了高附加值的利用。
[0018]麥芽糖醇液進(jìn)行色譜分離后，得到的各組分中，富含低聚糖醇的組分BX-1的可溶性固形物含量為2-5%，可溶性固形物中低聚糖醇的含量為50-65% ;富含山梨糖醇的組分DX-1的可溶性固形物含量為2-5%，可溶性固形物中山梨糖醇的含量為70-85%。
[0019]富含麥芽糖醇的組分EX-1經(jīng)結(jié)晶過濾后得到的麥芽糖醇母液中仍含有部分低聚糖醇和山梨糖醇；另外組分BX-1和組分DX-1進(jìn)行色譜分離后，除分別得到高目標(biāo)產(chǎn)物含量的組分BX-2和組分DX-3外(用于后續(xù)目標(biāo)產(chǎn)物的制備)，也同時會得到低目標(biāo)產(chǎn)物含量的組分，如組分DX-2、組分EX-2、組分BX-3和組分EX-3。為提高殘液的利用效率，實現(xiàn)循環(huán)利用，將麥芽糖醇母液混合到下批次的麥芽糖醇液中，將步驟(2)中的組分BX-3混合到下批次的組分BX-1中，將組分DX-2混合到下批次的組分DX-1中，將組分EX-2和組分EX-3混合到下批次的麥芽糖醇液中。
[0020]為提高濃縮比，降低濃縮過程的能耗，殘液組分可進(jìn)行分步濃縮。所述步驟(1)中的濃縮過程分兩步進(jìn)行，其中組分BX-1和組分DX-1經(jīng)膜濃縮設(shè)備濃縮至可溶性固形物含量為10-18%后，然后利用蒸發(fā)器濃縮至可溶性固形物含量均為45-55%。
[0021]所述步驟(2)中的色譜分離采用模擬移動床技術(shù)。采用模擬移動床分離三種物質(zhì)時，如含有A、B、C三種物質(zhì)的物料進(jìn)入模擬移動床色譜柱后，經(jīng)過一定的切換時間被分離成富含A的組分和富含BC的組分，此時物質(zhì)A被分離；富含BC的組分經(jīng)過一定的交換時間被分離成富含B的組分和富含C的組分，此時物質(zhì)B和物質(zhì)C被分離。
[0022]所述步驟(2)中模擬移動床的分離條件為:分離劑為螯合樹脂(無錫綠色分離應(yīng)用技術(shù)研究所有限公司)，柱長為4.0-5.0m，柱內(nèi)徑為2.5-3.0m，分離溫度為70_80°C，洗脫液為水，切換時間為4300-4400s，交換時間為2200-2280s，進(jìn)料流速為3.0-8.0m3/h。
[0023]螯合樹脂是一類具有螯合功能的高分子材料，其基體中的配位基可與金屬離子或其他物質(zhì)形成多配位絡(luò)和物。與離子交換樹脂相比，螯合樹脂對物質(zhì)的結(jié)合能力更強，選擇性也更高。螯合樹脂一般通過含有配位基的單體經(jīng)聚合反應(yīng)生成。例如可采用苯乙烯、丙烯酸甲酯(或甲基丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸甲酯等)為原料，在交聯(lián)劑存在下進(jìn)行聚合反應(yīng)制成。
[0024]本發(fā)明分離糖醇類物質(zhì)時，螯合樹脂可由重量百分比為80-90:5-8:5-12的苯乙烯、乙基丙烯酸甲酯和二乙烯苯(交聯(lián)劑)三元懸浮共聚而成，例如無錫綠色分離應(yīng)用技術(shù)研究所有限公司的市售產(chǎn)品。
[0025]本發(fā)明在分離溫度為70_80°C的條件下分別對濃縮后的組分BX-1和濃縮后的組分DX-1進(jìn)行色譜分離，得到的富含低聚糖醇的組分BX-2的可溶性固形物含量為30-45%，可溶性固形物中低聚糖醇的含量為82-98% ;富含山梨糖醇的組分DX-3的可溶性固形物含量為30-45%，可溶性固形物中山梨糖醇的含量為85-99%。得到的最終產(chǎn)品粉狀低聚糖醇和粉狀山梨糖醇的純度達(dá)90%以上，分離選擇性較好，大大提高產(chǎn)品純度。
[0026]分離溫度低于70°C時，組分BX-2的可溶性固形物含量及可溶性固形物中低聚糖醇的含量分別下降7-15%、10-20%，最終產(chǎn)品粉狀低聚糖醇的純度降低5-10% ;組分DX-3的可溶性固形物含量及可溶性固形物中山梨糖醇的含量分別下降5-12%、5-18%，最終產(chǎn)品粉狀山梨糖醇的純度降低8-15%。色譜柱對低聚糖醇和山梨糖醇的分離選擇性明顯降低，不利于產(chǎn)品的分離純化。
[0027]分離溫度高于80°C時，組分BX-2的可溶性固形物含量及可溶性固形物中低聚糖醇的含量分別下降2-8%、1-6%，最終產(chǎn)品粉狀低聚糖醇的純度降低4-8%;組分DX-3的可溶性固形物含量及可溶性固形物中山梨糖醇的含量分別下降5-11 %、3-8 %，最終產(chǎn)品粉狀山梨糖醇的純度降低5-9%。色譜柱對低聚糖醇和山梨糖醇的分離選擇性降低。
[0028]所述步驟(4)中組分BX-2和組分DX-3在干燥前先分別進(jìn)行制粒，干燥后分別進(jìn)行粉碎，分別制成粉狀低聚糖醇和粉狀山梨糖醇?？衫昧骰仓屏C、轉(zhuǎn)鼓制粒機或圓盤制粒機等，制成顆粒狀的低聚糖醇和顆粒狀的山梨糖醇后，分別使用粉碎機粉碎，然后過篩，收集中間部分，作為粉狀低聚糖醇和粉狀山梨糖醇的最終產(chǎn)品。剩余的粗顆粒重新粉碎，細(xì)顆粒作為制粒底料回收利用。
[0029]作為優(yōu)選，所述步驟(4)中的干燥為噴霧干燥。利用噴霧干燥機可將組分BX-2和組分DX-3分別直接干燥為粉狀低聚糖醇和粉狀山梨糖醇，無需粉碎和篩選，減少了生產(chǎn)工序。
[0030]本發(fā)明的有益效果:
[0031]本發(fā)明分別收集麥芽糖醇液經(jīng)色譜分離后得到的殘液組分，分別經(jīng)濃縮、色譜分離等工藝后，制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇，使麥芽糖醇色譜分離殘液得到了高附加值的利用，降低了麥芽糖醇的單耗成本；提高了色譜柱對低聚糖醇和山梨糖醇的分離選擇性，產(chǎn)品純度大大提高，產(chǎn)品附加值提高；利用色譜分離制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇過程中的產(chǎn)生的殘液組分，進(jìn)一步循環(huán)利用，原料利用率進(jìn)一步提高，具有很好的經(jīng)濟(jì)效.、
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【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的制備工藝流程圖

【具體實施方式】
[0033]以下參照圖1進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0034]實施例1
[0035]1、可溶性固形物含量為50%、可溶性固形物中麥芽糖醇含量為85%的麥芽糖醇液經(jīng)過模擬移動床分離后，得到三種組分:富含麥芽糖醇的組分EX-1、富含低聚糖醇的組分BX-1和富含山梨糖醇的組分DX-1。各組分的可溶性固形物含量及可溶性固形物中三種糖醇的含量見表1-1。
[0036]表1-1各組分的可溶性固形物含量及可溶性固形物中三種糖醇含量
[0037]

【權(quán)利要求】
1.一種制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝，包括將麥芽糖醇液進(jìn)行色譜分離得到富含麥芽糖醇的組分EX-1、富含低聚糖醇的組分BX-1和富含山梨糖醇的組分DX-1，其特征在于，還包括如下步驟: (1)在所述的色譜分離過程中，分別收集組分BX-1和組分DX-1，并分別濃縮至可溶性固形物含量為45-55% ； (2)將濃縮后的組分BX-1和濃縮后的組分DX-1分別進(jìn)行色譜分離； 濃縮后的組分BX-1經(jīng)色譜分離后，得到三種組分:富含低聚糖醇的組分BX-2、富含山梨糖醇的組分DX-2和富含麥芽糖醇的組分EX-2 ； 濃縮后的組分DX-1經(jīng)色譜分離后，得到三種組分:富含低聚糖醇的組分BX-3、富含山梨糖醇的組分DX-3和富含麥芽糖醇的組分EX-3 ； (3)將步驟(2)中得到的組分BX-2和組分DX-3分別進(jìn)行濃縮； 組分BX-2濃縮至可溶性固形物含量為85-98% ； 組分DX-3濃縮至可溶性固形物含量為90-98% ； (4)分別干燥步驟(3)中得到的濃縮后的組分BX-2和濃縮后的組分DX-3，得到固體低聚糖醇和固體山梨糖醇。
2.如權(quán)利要求1所述的制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝，其特征在于，將所述組分EX-1進(jìn)行結(jié)晶過 濾，得到的麥芽糖醇母液混合到下批次的麥芽糖醇液中，將步驟(2)中的組分BX-3混合到下批次的組分BX-1中，將組分DX-2混合到下批次的組分DX-1中，將組分EX-2和組分EX-3混合到下批次的麥芽糖醇液中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝，其特征在于，所述步驟(1)中的濃縮過程分兩步進(jìn)行，其中組分BX-1和組分DX-1經(jīng)膜濃縮設(shè)備濃縮至可溶性固形物含量為10-18%后，然后利用蒸發(fā)器濃縮至可溶性固形物含量均為45-55%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝，其特征在于，富含低聚糖醇的組分BX-1的可溶性固形物含量為2-5%，可溶性固形物中低聚糖醇的含量為50-65% ； 富含山梨糖醇的組分DX-1的可溶性固形物含量為2-5%，可溶性固形物中山梨糖醇的含量為70-85%。
5.如權(quán)利要求1或2所述的制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝，其特征在于，富含低聚糖醇的組分BX-2的可溶性固形物含量為30-45%，可溶性固形物中低聚糖醇的含量為 82-98% ； 富含山梨糖醇的組分DX-3的可溶性固形物含量為30-45%，可溶性固形物中山梨糖醇的含量為85-99%。
6.如權(quán)利要求1或2所述的制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝，其特征在于，所述步驟(2)中的色譜分離采用模擬移動床技術(shù)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝，其特征在于，所述步驟(4)中組分BX-2和組分DX-3在干燥前先分別進(jìn)行制粒，干燥后分別進(jìn)行粉碎，分別制成粉狀低聚糖醇和粉狀山梨糖醇。
8.如權(quán)利要求1或2所述的制備固體低聚糖醇和固體山梨糖醇的工藝，其特征在于，所述步驟(4)中的干燥為噴霧干燥。
【文檔編號】C07H15/04GK104177229SQ201410424802
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】鄭毅, 陳德水, 程新平, 廖承軍, 賈宏元 申請人:浙江華康藥業(yè)股份有限公司