一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法
【專(zhuān)利摘要】一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，涉及葡萄糖濃縮領(lǐng)域。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有葡萄糖濃縮方法耗能高的問(wèn)題。方法：一、對(duì)葡萄糖水溶液進(jìn)行加熱；二、進(jìn)行膜蒸餾，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶。本發(fā)明方法操作條件溫和、可以降低蒸發(fā)方法在過(guò)程中損失的熱量、降低蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中的能耗、能夠濃縮葡萄糖至濃度50%以上、葡萄糖含水量降低至30%～50%、易于自動(dòng)化操作、占地面積小、能耗低、裝卸簡(jiǎn)單及可利用工廠余熱和太陽(yáng)能。本發(fā)明主要用于濃縮葡萄糖。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及葡萄糖濃縮領(lǐng)域，涉及采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]膜蒸餾是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型膜分離技術(shù)。它利用疏水性微孔膜將兩種溫度不同的水溶液分隔開(kāi)，在膜兩側(cè)水蒸氣壓力差的作用下，熱側(cè)的水蒸氣通過(guò)膜孔進(jìn)入冷側(cè)，在冷側(cè)冷凝下來(lái)。膜蒸餾與常規(guī)蒸餾中的蒸發(fā)一傳送一冷凝過(guò)程相同。兩者都以氣一液平衡為基礎(chǔ)，都需要蒸發(fā)潛熱以實(shí)現(xiàn)相變。膜蒸餾過(guò)程與傳統(tǒng)的分離過(guò)程相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)膜蒸餾過(guò)程幾乎是在常壓下進(jìn)行，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，在技術(shù)力量較薄弱的地區(qū)也有實(shí)現(xiàn)的可能性；(2)在非揮發(fā)性溶質(zhì)水溶液的膜蒸餾過(guò)程中，因?yàn)橹挥兴羝芡高^(guò)膜孔，所以蒸餾液十分純凈，可望成為大規(guī)模、低成本制備超純水的有效手段；
(3)該過(guò)程可以處理極高濃度的水溶液，如果溶質(zhì)是容易結(jié)晶的物質(zhì)，可以把溶液濃縮到過(guò)飽和狀態(tài)而出現(xiàn)膜蒸餾結(jié)晶現(xiàn)象，是目前唯一能從溶液中直接分離出結(jié)晶產(chǎn)物的膜過(guò)程；
(4)膜蒸餾組件很容易設(shè)計(jì)成潛熱回收形式，并具有以高效的小型膜組件構(gòu)成大規(guī)模生產(chǎn)體系的靈活性；(5)在該過(guò)程中無(wú)需把溶液加熱到沸點(diǎn)，只要膜兩側(cè)維持適當(dāng)?shù)臏夭睿撨^(guò)程就可以進(jìn)行，有可能利用太陽(yáng)能、地?zé)帷厝?、工廠的余熱和溫?zé)岬墓I(yè)廢水等廉價(jià)能源。目前，膜蒸餾技術(shù)在海水淡化、超純水制備、廢水處理以及共聚物分離中有應(yīng)用前景。而理論上來(lái)講，膜蒸餾是一種唯一可以直接處理極高濃度的水溶液的方法，無(wú)疑是一種濃縮物質(zhì)的方法，近年來(lái)，已經(jīng)有人逐步嘗試將膜蒸餾技術(shù)運(yùn)用在濃縮領(lǐng)域中。
[0003]葡萄糖又稱(chēng)為玉米葡糖、玉蜀黍糖，甚至簡(jiǎn)稱(chēng)為葡糖，是自然界分布最廣且最為重要的一種單糖，它是一種多羥基醛。純凈的葡萄糖為無(wú)色晶體，有甜味但甜味不如蔗糖，宜溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。水溶液旋光向右，故亦稱(chēng)“右旋糖”。葡萄糖在生物學(xué)領(lǐng)域具有重要地位，是活細(xì)胞的能量來(lái)源和新陳代謝中間產(chǎn)物。植物可通過(guò)光合作用產(chǎn)生葡萄糖。在糖果制造業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。葡萄糖酸系列產(chǎn)品是食品、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)用途極為廣泛的一種產(chǎn)品，在人體新陳代謝中起著重要作用，因此美國(guó)藥典載有葡萄糖酸鈣針劑、片劑、葡萄糖酸鉀、葡萄糖酸鐵等并在美國(guó)大量生產(chǎn)。在食品加工業(yè)非常發(fā)達(dá)的日本，食品添加劑證書(shū)上明確記載葡萄糖酸、葡萄糖酸-S -內(nèi)酯、葡萄糖酸鋅、葡萄糖酸鈣、葡萄糖酸亞鐵、葡萄糖酸銅可作為食品添加劑，以葡萄糖為原料深加工，除可制造結(jié)晶的葡萄糖酸、葡萄糖酸-S-內(nèi)酯外，還可制造各種鹽，如鉀、鈉、鈣、鎂、鋅、鐵、銅等。這些都是人體必須的微量元素，人體缺少它們，就會(huì)發(fā)生疾病，如缺鐵就會(huì)引起貧血，因鐵是血紅蛋白和肌紅蛋白的組織部分，參與氧化和輸送二氧化碳，過(guò)去硫酸亞鐵治療貧血，人體雖能吸收，但刺激胃腸，會(huì)引起一系列不良反應(yīng)，故改用葡萄糖酸亞鐵后，胃腸無(wú)明顯反應(yīng)，補(bǔ)鐵效果良好，鑒于這種情況，國(guó)家規(guī)定，用葡萄糖酸的鉀、鈉、I丐、鋅、銅、鐵、猛等作為人體營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑及藥用補(bǔ)充劑，均有很好的治療效果。
[0004]工業(yè)上葡萄糖由淀粉水解制得，60年代應(yīng)用微生物酶法生產(chǎn)葡萄糖。這是一項(xiàng)重大革新，比酸水解法有明顯的優(yōu)點(diǎn)。在生產(chǎn)中原料不必精制，不需耐酸、耐壓的設(shè)備，而且糖液無(wú)苦味，產(chǎn)糖率高。然而，初始葡萄糖糖漿中葡萄糖含量低，水含量較高(80%左右)，一般采用蒸發(fā)工藝制備結(jié)晶葡萄糖。蒸發(fā)法濃縮工藝耗能高、占地面積大、產(chǎn)生大量余熱，不利于環(huán)境保護(hù)。這個(gè)過(guò)程中，除了耗能高以外，每蒸發(fā)I噸水還需要消耗0.25?0.3噸水蒸氣，浪費(fèi)了余熱，開(kāi)發(fā)新的葡萄糖濃縮工藝迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有葡萄糖濃縮方法耗能高的問(wèn)題，提供一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法。
[0006]本發(fā)明采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0007]—、通過(guò)熱源將原料罐中葡萄糖水溶液進(jìn)行加熱至溫度為30°C?80°C ；
[0008]二、待原料罐中葡萄糖水溶液溫度恒定后，原料液經(jīng)過(guò)疏水性質(zhì)的膜組件的原料偵牝進(jìn)行膜蒸餾，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶，即完成膜蒸餾濃縮葡萄糖。
[0009]本發(fā)明包含以下有益效果:
[0010]1、本發(fā)明采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法中由于葡萄糖水溶液不能浸潤(rùn)膜，水分以水蒸氣形式透過(guò)膜，在滲透?jìng)?cè)發(fā)生冷凝，不斷循環(huán)，從而達(dá)到濃縮目的；
[0011]2、本發(fā)明膜蒸餾技術(shù)由于操作條件溫和，沒(méi)有必要給設(shè)備加過(guò)多的熱量，可以降低蒸發(fā)方法在過(guò)程中損失的熱量，降低蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中的能耗，由于膜蒸餾技術(shù)可以利用上游工廠廢熱余熱、太陽(yáng)能等清潔能源作為熱源，是一種清潔綠色環(huán)保的新型濃縮工藝；
[0012]3、本發(fā)明能夠濃縮葡萄糖至濃度50%以上，大大降低了葡萄糖的含水量，使得葡萄糖含水量降低至30%?50%，降低能耗，并且膜蒸餾法濃縮葡萄糖優(yōu)點(diǎn)在于易于自動(dòng)化操作、占地面積小、能耗低、裝卸簡(jiǎn)單及可利用工廠余熱。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為直接接觸式膜蒸餾法和吸收式膜蒸餾法濃縮葡萄糖溶液流程圖，其中I為加熱器，2為儲(chǔ)料罐，3和7為離心泵，4為膜蒸餾組件，5、6、9和10為閥門(mén)，8為冷凝器；
[0014]圖2為真空膜蒸餾法濃縮葡萄糖溶液流程圖，其中I為加熱器，2為儲(chǔ)料罐，3為離心泵，4為膜蒸餾組件，5為冷凝器，6為閥門(mén)，7為儲(chǔ)液罐，8為緩沖罐，9為真空泵；
[0015]圖3為氣隙式膜蒸餾法濃縮葡萄糖溶液流程圖，其中I為加熱器，2為儲(chǔ)料罐，3和7為離心泵，4為膜蒸餾組件，5為冷凝器，6、8、9和10為閥門(mén)，11為儲(chǔ)液罐。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的任意組合。
[0017]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0018]一、通過(guò)熱源將原料罐中葡萄糖水溶液進(jìn)行加熱至溫度為30°C?80°C ；
[0019]二、待原料罐中葡萄糖水溶液溫度恒定后，原料液經(jīng)過(guò)疏水性質(zhì)的膜組件的原料偵牝進(jìn)行膜蒸餾，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶，即完成膜蒸餾濃縮葡萄糖。
[0020]本實(shí)施方式的有益效果:[0021]1、本實(shí)施方式采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法中由于葡萄糖水溶液不能浸潤(rùn)膜，水分以水蒸氣形式透過(guò)膜，在滲透?jìng)?cè)發(fā)生冷凝，不斷循環(huán)，從而達(dá)到濃縮目的；
[0022]2、本實(shí)施方式膜蒸餾技術(shù)由于操作條件溫和，沒(méi)有必要給設(shè)備加過(guò)多的熱量，可以降低蒸發(fā)方法在過(guò)程中損失的熱量，降低蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中的能耗，由于膜蒸餾技術(shù)可以利用上游工廠廢熱余熱、太陽(yáng)能等清潔能源作為熱源，是一種清潔綠色環(huán)保的新型濃縮工藝；
[0023]3、本實(shí)施方式能夠濃縮葡萄糖至濃度50%以上，大大降低了葡萄糖的含水量，使得葡萄糖含水量降低至30%?50%，降低能耗，并且膜蒸餾法濃縮葡萄糖優(yōu)點(diǎn)在于易于自動(dòng)化操作、占地面積小、能耗低、裝卸簡(jiǎn)單及可利用工廠余熱。
[0024]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一中所述的將原料罐中葡萄糖水溶液進(jìn)行加溫至溫度為50°C?60°C。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0025]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:步驟二中所述的膜組件為平板式膜組件或中空纖維式膜組件。其它與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0026]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟二中所述的疏水性質(zhì)的膜為疏水性微孔膜、聚偏氟乙烯疏水性膜、聚丙烯疏水性膜或經(jīng)疏水改性后的疏水性膜。其它與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:步驟二中所述的膜蒸餾方式為直接接觸式膜蒸餾、吸收膜蒸餾、真空膜蒸餾或氣隙式膜蒸餾。其它與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0028]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:所述的直接接觸式膜蒸餾是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0029]一、通過(guò)熱源對(duì)原料罐中的葡萄糖水溶液加熱至溫度為50°C?80°C ；
[0030]二、待原料罐中葡萄糖水溶液溫度恒定后，將恒溫的葡萄糖水溶液經(jīng)過(guò)離心泵進(jìn)入直接接觸式膜組件原料側(cè)，在直接接觸式膜組件的冷側(cè)為冷流體且保持溫度為O V?30°C的條件下，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶，即完成膜蒸餾濃縮葡萄糖；其中所述的冷流體為水。
[0031 ] 其它與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0032]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:所述的吸收膜蒸餾是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0033]一、通過(guò)熱源對(duì)原料罐中的葡萄糖水溶液加熱至溫度為30°C?50°C ；
[0034]二、待原料罐中葡萄糖水溶液溫度恒定后，將恒溫的原料經(jīng)過(guò)離心泵進(jìn)入直接接觸式膜組件原料側(cè)，在直接接觸式膜組件的冷側(cè)為冷流體且保持溫度為10°c?25 V的條件下，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶，即完成膜蒸餾濃縮葡萄糖；其中冷流體為質(zhì)量百分含量為20%?60%的易溶性鹽溶液，通過(guò)上游閥門(mén)補(bǔ)加易溶性鹽溶液保證冷流體鹽溶液濃度高于葡萄糖溶液濃度。
[0035]其它與【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。
[0036]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同的是:步驟二中所述的易溶性鹽為氯化鈉、氯化鉀、硝酸鈉或碳酸氫銨。其它與【具體實(shí)施方式】一至七之一相同。[0037]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至八之一不同的是:所述的真空膜蒸餾是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0038]一、通過(guò)熱源對(duì)原料罐中的葡萄糖水溶液加熱至溫度為50°C?80°C ；
[0039]二、待原料罐中葡萄糖水溶液溫度恒定后，將恒溫的原料經(jīng)過(guò)離心泵進(jìn)入直接接觸式膜組件原料側(cè)，在直接接觸式膜組件的冷側(cè)抽真空至真空度為0.1?3KPa的條件下，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶，即完成膜蒸餾濃縮葡萄糖。
[0040]其它與【具體實(shí)施方式】一至八之一相同。
[0041]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至九之一不同的是:所述的氣隙式膜蒸餾是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0042]一、通過(guò)熱源對(duì)原料罐中的葡萄糖水溶液加熱至溫度為50°C?80°C ；
[0043]二、待原料罐中葡萄糖水溶液溫度恒定后，恒溫的原料經(jīng)過(guò)離心泵進(jìn)入直接接觸式膜組件原料側(cè)，在直接接觸式膜組件的冷流體經(jīng)過(guò)冷凝器降低冷板溫度至冷板溫度為-10°c?5°C的條件下，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶，即完成膜蒸餾濃縮葡萄糖；其中冷流體為體積百分含量為30%?70%的乙二醇水溶液。
[0044]其它與【具體實(shí)施方式】一至九之一相同。
[0045]實(shí)施例一:
[0046]本實(shí)施例采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0047]選用疏水性聚偏氟乙烯微孔膜作為膜材料，選用中空纖維膜組件，膜蒸餾的方式為直接接觸式膜蒸餾，原料液為葡萄糖原液(葡萄糖質(zhì)量百分含量為20%)，冷流體為(0±0.5) °C的水，直接接觸式膜蒸餾法流程圖如圖1所示，其中I為加熱器，2為儲(chǔ)料罐，3和7為離心泵，4為膜蒸餾組件，5、6、9和10為閥門(mén)，8為冷凝器。
[0048]將I噸原料液放入儲(chǔ)存罐中，由熱源加熱至70°C，關(guān)閉閥門(mén)6，采用泵將葡萄糖溶液輸送至膜組件原料液一側(cè)，同時(shí)打開(kāi)閥門(mén)10、閥門(mén)5與閥門(mén)9，輸送冷流體至膜組件另一側(cè)，在膜表面原料液發(fā)生蒸餾，水蒸氣在冷凝液作用下凝結(jié)，被水帶出體系，經(jīng)冷凝器降溫，保持冷流體溫度為(0±0.5) °C，經(jīng)多次循環(huán)，每隔2個(gè)小時(shí)打開(kāi)閥門(mén)6，取樣，觀察流體情況，分析濃度，待出現(xiàn)結(jié)晶，結(jié)束操作，將葡萄糖溶液放出。
[0049]采用平板式有效膜面積為20m2，2只膜組件，操作8h，將葡萄糖溶液濃度提升至質(zhì)量百分含量為55%，蒸餾出水分約為640kg。
[0050]實(shí)施例二:
[0051]本實(shí)施例采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0052]選用疏水性聚偏氟乙烯微孔膜作為膜材料，選用中空纖維膜組件，膜蒸餾的方式為吸收式膜蒸餾，原料液為葡萄糖原液(葡萄糖質(zhì)量百分含量為20%)，冷流體為(12±2) V的質(zhì)量百分含量為24%的氯化鈉溶液，吸收式膜蒸餾法流程圖如圖1所示，其中I為加熱器，2為儲(chǔ)料罐，3和7為離心泵，4為膜蒸餾組件，5、6、9和10為閥門(mén)，8為冷凝器(吸收式膜蒸餾裝置與直接接觸式膜蒸餾裝置相同，與直接接觸式膜蒸餾相比，這種方式不用加熱或加熱溫度低，熱側(cè)溫度只需30°C?50°C即可)。
[0053]將I噸原料液放入儲(chǔ)存罐中，熱源控制進(jìn)料溫度控制50°C，關(guān)閉閥門(mén)6，采用泵將葡萄糖溶液輸送至膜組件原料液一側(cè)，同時(shí)打開(kāi)閥門(mén)10、閥門(mén)5與閥門(mén)9 (三通閥)，使管道呈連通狀態(tài)，輸送冷流體質(zhì)量百分含量為24%的氯化鈉溶液至膜組件另一側(cè)，在膜表面原料液發(fā)生蒸餾，水蒸氣透過(guò)膜孔遇到氯化鈉溶液，冷凝后隨氯化鈉溶液流出體系，再經(jīng)冷凝器降溫，保持冷流體溫度為(12±2) V,多次循環(huán)，每隔2個(gè)小時(shí)打開(kāi)閥門(mén)6，取樣，觀察流體情況，分析濃度，待出現(xiàn)結(jié)晶，結(jié)束操作，將葡萄糖溶液放出。
[0054]在將原料液放入儲(chǔ)存罐開(kāi)始到多次循環(huán)，待出現(xiàn)結(jié)晶，結(jié)束操作這個(gè)過(guò)程中，需定期在閥門(mén)9 (調(diào)至三通狀態(tài))取樣，檢驗(yàn)濃度，當(dāng)濃度低于20% (質(zhì)量百分含量)時(shí)，再打開(kāi)上游閥門(mén)10，加入高濃度氯化鈉溶液或氯化鈉過(guò)飽和溶液，保證閥門(mén)9處取樣濃度高于20%(質(zhì)量百分含量)。
[0055]采用平板式有效膜面積為20m2，2只膜組件，操作8h，將葡萄糖溶液濃度提升至質(zhì)量百分含量為52%，蒸餾出水分約為615kg。
[0056]實(shí)施例三:
[0057]本實(shí)施例采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0058]選用疏水性聚丙烯作為微孔膜材料，選用平板式膜組件，膜蒸餾的方式為真空膜蒸餾，原料液為葡萄糖原液(葡萄糖質(zhì)量百分含量為20%)，真空膜蒸餾法流程圖如圖2所示，其中I為加熱器，2為儲(chǔ)料罐，3為離心泵，4為膜蒸餾組件，5為冷凝器，6為閥門(mén)，7為儲(chǔ)液罐,8為緩沖罐，9為真空泵。
[0059]將I噸原料液放入儲(chǔ)存罐中，熱源加熱至60°C，關(guān)閉閥門(mén)6，打開(kāi)泵輸送原料，熱側(cè)實(shí)現(xiàn)熱循環(huán)，冷側(cè)抽真空，真空度保持在0.3KPa，打開(kāi)冷凝器，(由于滲透壓差)水蒸氣由于真空被抽出體系，在冷凝器處發(fā)生凝結(jié)，流入儲(chǔ)液罐中，每隔2h，打開(kāi)閥門(mén)6檢測(cè)濃度與流體情況，分析濃度，待出現(xiàn)結(jié)晶，結(jié)束操作，將葡萄糖溶液放出。
[0060]膜組件有效膜面積15m2，2只，操作9h，原始葡萄糖溶液被濃縮至質(zhì)量百分含量為60.6%，蒸餾出約為670kg水蒸氣。
[0061]實(shí)施例四:
[0062]本實(shí)施例采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0063]選用疏水性聚丙烯微孔膜作為膜材料，選用中空纖維膜組件，膜蒸餾的方式為氣隙式膜蒸餾，原料液為葡萄糖原液(葡萄糖質(zhì)量百分含量為20%)，冷凝板中通入體積百分含量為45%的乙二醇水溶液作為冷凝液，保證冷凝板溫度為(_10±1) °C，氣隙式膜蒸餾法流程圖如圖3所示，其中I為加熱器，2為儲(chǔ)料罐，3和7為離心泵，4為膜蒸餾組件，5為冷凝器，6、8、9和10為閥門(mén)，11為儲(chǔ)液罐。
[0064]將I噸原料液放入儲(chǔ)存罐中，由熱源加熱至70°C，關(guān)閉閥門(mén)6，采用泵將葡萄糖溶液輸送至膜組件原料液一側(cè)，同時(shí)打開(kāi)閥門(mén)10、閥門(mén)8與閥門(mén)9，輸送冷流體冷凝板，水蒸氣經(jīng)過(guò)膜后在冷凝板出冷凝，流出膜，進(jìn)入儲(chǔ)料罐11中，冷流體乙二醇水溶液用泵循環(huán)，使用冷凝器控制溫度，使得乙二醇水溶液溫度為(_5± I) V，多次循環(huán)，每隔2個(gè)小時(shí)打開(kāi)閥門(mén)6，取樣，觀察流體情況，分析濃度，待出現(xiàn)結(jié)晶，結(jié)束操作，將葡萄糖溶液放出。
[0065]采用平板式有效膜面積為20m2，2只膜組件，操作8h，將葡萄糖溶液濃度提升至質(zhì)量百分含量為58%，蒸餾出水分約為655kg，蒸餾水可回收利用。
[0066]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上數(shù)舉例，本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員在本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)作出變化、改型、添加或者替換也屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，其特征在于它是按照以下步驟進(jìn)行的: 一、通過(guò)熱源將原料罐中葡萄糖水溶液進(jìn)行加熱至溫度為30°c~80°C； 二、待原料罐中葡萄糖水溶液溫度恒定后，原料液經(jīng)過(guò)疏水性質(zhì)的膜組件的原料側(cè)，進(jìn)行膜蒸餾，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶，即完成膜蒸餾濃縮葡萄糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，其特征在于步驟一中所述的將原料罐中葡萄糖水溶液進(jìn)行加溫至溫度為50°C~60°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，其特征在于步驟二中所述的膜組件為平板式膜組件或中空纖維式膜組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，其特征在于步驟二中所述的疏水性質(zhì)的膜為疏水性微孔膜、聚偏氟乙烯疏水性膜、聚丙烯疏水性膜或經(jīng)疏水改性后的疏水性膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，其特征在于步驟二中所述的膜蒸餾方式為直接接觸式膜蒸餾、吸收膜蒸餾、真空膜蒸餾或氣隙式膜蒸餾。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，其特征在于所述的直接接觸式膜蒸餾是按照以下步驟進(jìn)行的: 一、通過(guò)熱源對(duì)原料罐中的葡萄糖水溶液加熱至溫度為50°C~80°C； 二、待原料罐中葡萄糖水溶液溫度恒定后，將恒溫的葡萄糖水溶液經(jīng)過(guò)離心泵進(jìn)入直接接觸式膜組件原料側(cè)，在直接接觸式膜組件的冷側(cè)為冷流體且保持溫度為O V~30°C的條件下，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶，即完成膜蒸餾濃縮葡萄糖；其中所述的冷流體為水。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，其特征在于所述的吸收膜蒸餾是按照以下步驟進(jìn)行的: 一、通過(guò)熱源對(duì)原料罐中的葡萄糖水溶液加熱至溫度為30°C~50°C； 二、待原料罐中葡萄糖水溶液溫度恒定后，將恒溫的原料經(jīng)過(guò)離心泵進(jìn)入直接接觸式膜組件原料側(cè)，在直接接觸式膜組件的冷側(cè)為冷流體且保持溫度為10°C~25 V的條件下，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶，即完成膜蒸餾濃縮葡萄糖；其中冷流體為質(zhì)量百分含量為20%~60%的易溶性鹽溶液，通過(guò)上游閥門(mén)補(bǔ)加易溶性鹽溶液保證冷流體鹽溶液濃度高于葡萄糖溶液濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，其特征在于步驟二中所述的易溶性鹽為氯化鈉、氯化鉀、硝酸鈉或碳酸氫銨。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，其特征在于所述的真空膜蒸餾是按照以下步驟進(jìn)行的: 一、通過(guò)熱源對(duì)原料罐中的葡萄糖水溶液加熱至溫度為50°C~80°C； 二、待原料罐中葡萄糖水溶液溫度恒定后，將恒溫的原料經(jīng)過(guò)離心泵進(jìn)入直接接觸式膜組件原料側(cè)，在直接接觸式膜組件的冷側(cè)抽真空至真空度為0.1~3KPa的條件下，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶，即完成膜蒸餾濃縮葡萄糖。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用膜蒸餾濃縮葡萄糖的方法，其特征在于所述的氣隙式膜蒸餾是按照以下步驟進(jìn)行的: 一、通過(guò)熱源對(duì)原料罐中的葡萄糖水溶液加熱至溫度為50°C~80°C； 二、待原料罐中葡萄糖水溶液溫度恒定后，恒溫的原料經(jīng)過(guò)離心泵進(jìn)入直接接觸式膜組件原料側(cè)，在直接接觸式膜組件的冷流體經(jīng)過(guò)冷凝器降低冷板溫度至冷板溫度為-10°c~5°C的條件下，經(jīng)反復(fù)濃縮直至出現(xiàn)結(jié)晶，即完成 膜蒸餾濃縮葡萄糖；其中冷流體為體積百分含量為30%~70%的乙二醇水溶液。
【文檔編號(hào)】C13K1/10GK103537191SQ201310507074
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】邵路, 丁善剛, 程喜全 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)