[发明专利]微波反应制备转化糖的方法及其专用设备

说明书

技术领域

本发明涉及转化糖的制备技术，特别是一种微波反应制备转化糖的方法及 其专用设备，该制备方法具有反应速度快，转化率高、生产效率高、能耗低等 优点。

背景技术

转化糖目前被广泛应用在食品、饮料、医药、烟草行业，它主要是利用酸 类物质将蔗糖溶液水解，转化成为果糖和葡萄糖混合溶液。这种方法存在的主 要问题有：反应时间长(一般需要1.5-2.0小时)，转化率不高(一般在85％-90％ 左右)，劳动强度较大，产品质量稳定性差，原料在高温加热下容易发生结块、 焦糖化等情况，产品颜色较深。

微波技术是近些年来被推广使用的一种新技术，它具有反应时间短，产率 高、纯度高等优点。但现有微波反应装置较普通反应装置造价高，体积相对较 小等缺点。如果微波反应装置做的过大，则微波功率也要大，装置对电力供应 要求过高，所以微波反应装置不能太大。另外由于受到微波磁控管功率限制， 如果反应液是微波强吸收物质(如水)，微波场能量在反应液外层(3-4cm)被 大量吸收衰减，微波无法辐射到反应液内部，造成实际反应速度下降，影响反 应产率。由于还存在微波泄漏问题，也不易实现连续微波反应。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术所存在的问题而专门提供的一种微波 反应制备转化糖的方法及其专用设备，本发明是通过对在微波反应器中加装一 套反应管，控制蔗糖溶液在反应管中的流速，使蔗糖溶液能够在反应管中充分 受到微波辐射，迅速转化，实现转化糖的连续生产，且产品转化率超过95％， 产品纯度高，副产物少。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明微波反应制备转化糖 的方法是将蔗糖溶液加入催化剂后通过流动方式进行微波照射反应而直接得到 转化糖。

在本发明中，溶液以流动方式通过微波照射反应的条件为：采用玻璃、塑 料或不锈钢盘管作为溶液通过微波照射的反应管，管径2～6cm，单管壁厚3～ 8mm，管长80～150m，微波功率1000～3000瓦，溶液通过微波照射反应管的流 速控制在0.2～0.8m/s。其优选方案为：采用聚四氟乙烯管作为溶液通过微波 照射的反应管，管径4～6cm，单管壁厚5～6mm，管长110～130m，微波功率2000～ 2500瓦，溶液通过微波照射反应管的流速控制在0.4～0.6m/s。

本发明所述的催化剂可为柠檬酸、酒石酸、草酸、苹果酸中的任意一种， 优选为柠檬酸；蔗糖溶液的浓度为20～40％；催化剂的添加量为反应溶液的1～ 5％。

本发明所用设备是利用现有微波反应装置，对其进行改造而成的，即在微 波发生器的照射腔内，设置一套反应管，反应管的一端与供料设备连通，另一 端与接收设备连通，并在料液管路中设有流速控制器，该流量控制器为一流量 泵。

本装置的反应管以蛇形盘管形式设置在照射腔内，主要是要保证在微波照 射腔中的管长应达到80～150m。

本发明的实质性特点在于：微波器中加装一套反应管，控制蔗糖溶液在反 应管中的流速，使蔗糖溶液能够在反应管中充分受到微波辐射，迅速转化。其 具体设备和工艺特征如下：

1、整套装置包括供料设备、反应设备及料液接收设备三部分。供料设备和 接收设备用于料液的储存、收集及流速控制；反应设备由微波发生器和反应管 构成，蔗糖溶液经过反应管的过程由于受到微波辐射而发生转化反应。

2、整个转化糖生产过程是一个连续反应过程。首先将蔗糖配制成一定浓度 的水溶液，加入一定量的催化剂后，将溶液输入供料设备中备用。开启微波反 应器，调节料液流速，蔗糖溶液流经微波反应器中反应管的同时受到辐射发生 转化，从而经过反应管流出的料液即为转化糖溶液。为了保持连续化生产可不 断向供料设备中补充蔗糖溶液。

3、由于采用的反应管管径不超过5cm，管内通过的料液能够受到均匀辐射， 因此蔗糖的转化率由辐射强度、辐射时间、催化剂用量决定。辐射时间与料液 流速和反应管长度有关。流速越大受辐射时间越短，转化率越低，但转化糖的 生产效率越高，反之流速越小受辐射时间越长，转化率越高，但转化糖的生产 效率越低。反应管越长辐射时间越长，转化率越高，然而反应管长度对生产效 率没有影响。因此为了同时保证转化率和生产效率，可以对辐射强度、催化剂 用量、流速、反应管长度、反应管内径等参数进行优化。