大孔吸附树脂在淀粉糖中脱味的应用研究  

[摘要]本文主要介绍了大孔吸附树脂吸附法对淀粉糖脱味的应用试验和应用实例，糖液经阳阴离交柱后，糖液偶有微黄色并带有一丝异味，通过大孔吸附树脂对糖液进行脱味精制处理，达到脱色除异味目的。结果表明，大孔吸附树脂具有很好的吸附性能、吸附容量和洗脱性能，吸附树脂物化性能稳定。

[关键词]大孔吸附树脂；淀粉糖；脱味；脱色

1 前言

淀粉糖是以谷物、薯类等农产品为原料生产的糖品，其中最主要的原料是玉米。近几年来，随着科学技术的发展，我国的淀粉糖行业出现了快速发展的趋势。淀粉糖品种增多，应用范围大，广泛地用于罐头水果、谷物、化学品、药物、药剂、调味品、糖果类、胶质、奶制品、冰淇淋、冷冻甜点、果冻制品及大部分的碳酸饮料、食品等。但淀粉糖质量参差不齐，而更高品质的糖浆才会有更好更广泛的应用，相应的技术附加值更高。

淀粉糖经液化、糖化、脱色、离交换后，成品可以确保一定的品质，但产品中仍偶有微黄色并伴有一定的异味，这就制约了淀粉糖更好的应用。利用大孔吸附树脂对淀粉糖进行最终产品精制是一种很好的方法，进一步脱味和脱色，提高产品质量。

大孔吸附树脂是内部呈交联网络结构的高分子珠状体，具有优良的孔结构和很大的比表面积，通过范德华引力可从淀粉糖中吸附异味和色素。与其它方法相比，大孔吸附树脂吸附法具有吸附效果好、脱附再生容易、性能稳定、适用范围宽、实用性好、可实现综合利用等特点，是对淀粉糖液最终产品精制的有效方法。

2 试验部分

2.1仪器和试剂

2.1.1试验仪器： 50mL磨口比色管，755B紫外可见分光光度计，REF 103型折光仪，pHS-25pH计，DDS-11A电导率仪。

2.1.2试验试剂：A.R丙酮，30%工业盐酸，30%工业氢氧化钠，去离子水。

2.1.3试验进料：山东诸城东晓生物科技有限公司二级离交阴柱麦芽糖出料，pH4.14、电导率5.26μs/cm、色度为10、透光率98%、伴有异味。

2.1.4试验树脂：争光大孔吸附树脂。

2.1.5 试验吸附柱：直径为2.0cm，长为30cm玻璃吸附柱。

2.2实验过程

新树脂先用去离子水浸泡24小时，让树脂充分溶胀，再用去离子水洗至浸泡水澄清无杂质。对树脂进行预处理，先用2倍树脂体积丙酮对树脂浸泡24小时，清洗到无丙酮味，再用4%盐酸溶液和4%氢氧化钠溶液交替处理2次，每次用2倍树脂体积的用量浸泡8小时并用去离子洗至中性。最后用4倍树脂体积4%的氢氧化钠溶液处理树脂，用去离子水洗到pH值为8，备用。

取80ml处理好的大孔吸附树脂装填在交换柱中，在室温条件下，将料液从上向下通过树脂层，运行流量为2.5BV/h，每5BV取交换柱流出液检测pH、电导率、色度、透光率、异味。运行时，当交换柱流出液中有异味或pH值小于4.5时，停止吸附。当树脂吸附饱和后，用4树脂体积4%氢氧化钠溶液进行解析，用去离子水洗到pH值为8，再进行下一个周期的吸附。

2.3实验结果

2.3.1第一周期吸附数据见表1，pH、电导率变化曲线见图1。

表1  第一周期流出液pH、电导率、色度、透光率、异味数据

图1 第一周期流出液pH、电导率变化曲线

2.3.2第二周期吸附数据见表2，pH、电导率变化曲线见图2。

表2  第二周期流出液pH、电导率、色度、透光率、异味数据

图2 第二周期流出液pH、电导率变化曲线

2.3.3第三周期吸附数据见表3，pH、电导率变化曲线见图3。

表3  第三周期流出液pH、电导率、色度、透光率、异味数据

图3 第三周期流出液pH、电导率变化曲线

2.4数据分析

从三个周期的试验数据来看，大孔吸附树脂对淀粉糖有很好的脱味脱色效果。树脂对淀粉糖液进行精制，流出液色度、透光率相对进料得到进一步提高，特别是流出液无异味。在整个运行过程中，流出液pH值下降缓慢，在运行25BV后才下降到6左右，可处理糖液在175BV以上，流出液电导率也很低，维持1μs/cm左右，只是在运行到快失效时，pH值接近4.5时，才开始上升，而此时树脂也失效了。在实际应用时，只需在大孔吸附树脂后加小阳柱调pH即可。

三个周期的运行结果基本一致，说明大孔吸附树脂的重复性好、洗脱率高。大孔吸附树脂，具有特殊的孔结构和比表面积，非常适合吸附有机分子类物质。经洗脱后，此树脂可重使用。同时，该树脂抗污染能力强，具有很高的吸附能力、耐温性、稳定性和机械强度，非常适合实际生产。

3 应用实例

山东诸城东晓生物科技有限公司作为淀粉糖行业领头公司，赛先采用大孔吸附树脂吸附法对淀粉糖脱味脱色进行精制。大孔吸附树脂是一类不含离子交换基团,具有大孔结构的高分子吸附剂。理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶媒,对有机物有浓缩、分离的作用,且不受无机盐类及强离子、低分子化合物的干扰。其吸附性能,与范德华力或氢键有关。同时,网状结构和高比表面积,使得其具有筛选性能。了解到可采用大孔吸附树脂对淀粉糖脱味脱色，该公司经过大量应用对比试验，最终选用国内离子交换树脂行业具有先进制造技术和应用技术的龙头企业----浙江争光实业股份有限公司开发的大孔吸附树脂处理对淀粉糖脱味脱色精制。

3.1 试验情况

^{脱味交换器装填4m3大孔吸附树脂，麦芽糖二级离交出料pH4.14、电导率5.26μs/cm、色度为10、透光率98%、伴有呛人的异味。运行流速2.5BV／h，温度50～55℃下吸附，经大孔吸附树脂处理的麦芽糖液完全无味，运行失效后，以4%氢氧化钠溶液为洗脱剂，洗脱流速1～2BV／h，50℃条件下洗脱，洗脱效果好，最终产品的质量得到很大的提高，具有很大的经济效益。}

大孔吸附树脂实际应用流出液pH、电导率、色度、透光率、异味数据见表4，pH、电导率变化曲线见图4。

表4  实际应用中运行流出液pH、电导率、色度、透光率、异味数据

图4 实际应用中运行流出液pH、电导率变化曲线

3.2 试验树脂性能评价

为了观察树脂应用于实际生产中性能变化，在两年的生产中我们对大孔吸附树脂SD300取样进行分析检测，同时与新树脂的性能进行对比。试验结果见表5。

表5  大孔吸附树脂运行初期和运行两年性能对比

从上表看，树脂在运行两年来，树脂的性能基本上没有发生大的变化，说明树脂在使用一年后树脂各项性能指标下降很小。树脂有效粒径有所降低，这是因为树脂在使用一年后，由于受转型体积发生变化以及树脂在反洗冲洗过程中的影响，树脂难免会受到磨损，少量的树脂颗粒变细。使用两年后，大孔吸附树脂的磨后圆球率下降幅度为8.2%，大孔吸附树脂基本上仍保持圆球状，说明大孔吸附树脂整体的强度仍符合实际生产。树脂使用两年后，其性能基本上没有发生变化，还完全可以用于实际生产。

4 结论

综合大孔吸附树脂对麦芽糖液脱味脱色试验以及在现场使用两年后性能的变化，以及淀粉糖液的通用性，可以得出以下结论：

4.1采用大孔吸附树脂对淀粉糖有很好的脱味脱色效果。对淀粉糖液脱味脱色处理量大，吸附效果好。淀粉糖液经吸附后，产品质量有很大的提高，经济效益好。用稀碱进行洗脱，洗脱率高，重复性好。

4.2吸附树脂有较高的耐氧化、耐酸碱、耐有机溶剂的性能，机械强度较好，可在50～60℃以下长期使用，在正常情况下，树脂年损耗率小于10％。

4.3此法工艺简单，不需要特殊设备，技术容易掌握，可实现自动化。装置运转过程中热能、电能消耗较低。使用大孔吸附树脂对淀粉糖液进行脱味脱色，具有很好的经济效益和社会效益。