[实用新型]集成反应分离制备果葡糖浆的区域选择性生产的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种集成反应分离制备果葡糖浆的区域选择性生产的装置。

背景技术

果葡糖浆是一种以淀粉为主要原料、运用生物工程技术生产的健康型糖类制品，其组成主要是果糖和葡萄糖。果葡糖浆是蔗糖产品的最有力替代者，有可能完全替代后者大量应用于高档食品、饮料和乳制品等食品领域，以及医疗保健和饲料工业等。

目前，采用酶异构化葡萄糖生产果葡糖浆是国际上生产果葡糖浆的首选工业生产方法。该方法能确保反应时间短、异构糖的质量变化少、后续精制手续简单等，不仅符合规模化化工业生产要求，而且生产成本大大降低，反应的PH值适中，能满足产物的稳定性要求。采用此方法得到的果葡糖浆成品一般浓度为70%以上，其中果糖含量42%。其次，目前果葡糖浆的分离主要采用的是同时分离葡萄糖和果糖的两组分色谱分离技术。

在现有技术中，有很多关于这方面的详细描述。中国专利CN101177716A提供了一种从果葡糖浆中分离葡萄糖、果糖和低聚多糖的方法。该方法采用经典的模拟移动床分离方法，将整个过程分成5个区，采用自制的分离树脂，实现对两个组分同时分离的目的。中国专利CN101766289A提出了一种制备果葡糖浆的方法，其通过蔗糖酶水解蔗糖溶液后并浓缩分离得到葡萄糖液和果糖液，其中，果糖液浓缩成果葡糖浆F90，葡萄糖液通过异构化及后续处理得到果葡糖浆F42，两种不同的浓度最后调制成果葡糖浆F55。中国专利CN102242168A提出了一种在异构化反应结束后进行纳滤膜分离的方法，最终得到果葡糖浆F55。

然而以上技术存在的共性问题是，尽管分离后的未及时转化的葡萄糖可以收集起来重新用于反应，但是由于其反应过程与分离过程是独立进行，实际生产中易产生副反应等会影响最终反应转化率和品质，原料难以得到充分利用而影响最终得率，且单元操作过程离散导致能耗、运行成本和废物排放量等均相对较高。

因此，本实用新型的目的在于提供一种将反应过程和分离过程进行耦合的控制方法，在高效节能减排同时，更加充分地提高原料利用率，获得最好的产物品质、收率和生产效率等。该技术紧扣当前国际上的“节约资源”、“绿色化工”和“节能减排”等重要发展方向。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种集成反应分离制备果葡糖浆的区域选择性生产的装置。

为解决技术问题，本实用新型提供了一种集成反应分离制备果葡糖浆的区域选择性生产的装置，包括用于异构化葡萄糖生产果糖的异构酶柱、用于后续处理的离交柱、蒸发罐和脱色罐，以及用于提取果糖和葡萄糖的色谱分离柱；所述异构酶柱、离交柱、蒸发罐和脱色罐通过管路依次连接并组成异构化反应区，脱色罐经管路依次连接进料罐和输送泵；提纯分离区包括由色谱分离柱组成的多元分流式集成系统，多元分流式集成系统的进料口通过管路分别连接至输送泵和洗脱剂储存罐，出料口则通过管路分别与循环回收罐、果葡提取罐和废液回收罐相连；循环回收罐还通过管路连接至异构酶柱的进口处，该管路上设置循环泵；所述多元分流式集成系统通过与异构化反应区的耦合控制，实现反应系统与分离系统的集成；所述异构化反应区的数量为J个， 4≤J≤8；各异构化反应区相互并联且能互为切换；所述多元分流式集成系统包括K组色谱分离柱，4≤K≤16；各色谱分离柱的进出口之间由管道相连，并通过阀门的开关实现串连及并联模式的切换与控制；本装置中，各管路上均设置阀门。

作为改进，所述洗脱剂储存罐有3个，分别通过管路与各色谱分离柱进料口相连。

作为改进，所述洗脱剂储存罐有3个，分别通过管路与各色谱分离柱进料口相连。

作为改进，异构酶柱中的装填物是固相异构酶。

作为改进，所述色谱分离柱的填料为钙型分离树脂。

本实用新型应用于集成反应分离制备果葡糖浆的区域选择性生产中时，葡萄糖在异构酶柱中反应产生果糖，是通过多元分流式色谱分离系统实现提纯分离，且异构酶柱的反应与色谱分离柱的分离是选择性耦合的过程；具体为：

（1）经过酶异构化及后处理的产物送入通过串并联模式切换控制的多元分流式集成系统，实现分离提纯；

（2）在提纯分离过程中，先流出的未转化葡萄糖送入循环回收罐，然后由循环泵送至对应的异构酶柱，实现循环利用；