蔗糖水解工艺在甘露醇生产上的应用研究

表 ２ 不同 ＰＨ 值条件下水解色值对比
注： ＋＋＋＋表示红色， ＋＋＋表示黄色
从表可以看出反温度对蔗糖转化也有很大的影响。随着 反应温度提高反应用时大幅缩短， 当反应温度达到 １４０℃， 转 化糖色泽明显增加而且带有焦味， 颜色呈棕红色， 而且果糖在 转化糖中的含量也有所下降。原因是蔗糖在高温的条件焦化 了， 因此反应的温度也应当控制在 １４０℃以下。对比不同温度 下水解转化糖色值， 在 ｐＨ 值当 反 应 温 度 在 １１０～１３０℃时 取 得较好的效果， 不仅反应速度快， 转化糖色泽也较常压水解下 的浅。 ４．３ 结论
参考文献 ［１］ 梁智．蔗糖与蔗糖水解［Ｊ］．化工科技动态，１９９７，１２． ［２］ 尤新．淀粉糖品生产与应用手册［Ｍ］．北京： 中国轻工业出版社，
１９９７． ［３］ 陈璥．葡萄糖生产工艺［Ｍ］．石家庄： 中国淀粉工业协会，２００４．
（上接第 ７７ 页）
表 ３ 用户资源映射表
４ 结束语
由于网格环境的开放性， 使得网络的安全存在很大的隐 患。因此， 在设计校园网格计费系统时还应认真研究网格安全 的特点， 考虑系统的安全和资源的有效控制与管理等问题， 在 保障网格安全的基础上设计网格计费系统。利用它来监控网 格的数据流量， 防止用户对网格资源的滥用， 分析网格的使用 情况及性能， 尽早发现网格的瓶颈、故障点、某些异常和可疑的 迹象， 从而合理调整网格的资源配置， 合理分配网格流量， 保证 校园网格高效、稳定、可靠地运行， 满足未来网格发展的需要。
参考文献 ［１］ 国家高性能计算机环境．ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｇｒｉｄ．ｏｒｇ．ｃｎ． ［２］ 赵生慧，陈桂林．基于网格技术的校园网资源共享探讨．安徽大学学
报（自然科学版），２００４，２８（４）：２３－ ２７． ［３］ 肖尚勤，卢正鼎．基于安全体系网格计费系统的设计．计算机应用与
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现代电子技术， ２００５， ６：７２－ ７４． ［８］ 雷振洲．互联网上的网格计算．现代电信科技．２００３（８）：１－ ４．
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４ 结果与讨论
４．１ ｐＨ 值的影响 表 ２ 不同 ｐＨ 值条件下水解色值对比
注： ＋＋＋＋表示红色， ＋＋＋表示黄色
可以看出， 常压水解在不同 ｐＨ 条件下要达到反应完全， ｐ Ｈ 值定在 ３ 左右就可以达到很好的水解效果： 反应速度快， 转 化糖的色值也较低。ｐＨ 值低于此范围时尽管反应的速度快但 色 值 也 会 升 高 而 且 转 化 糖 中 的 果 糖 含 量 也 有 所 下 降 。由 方 程 式 （ ４） 我们可知： 理论上蔗糖水解反应的速度与溶液中氢离子浓 度成正比例。在溶液 ｐＨ 每下降 １．０ 时， 溶液的氢离子浓度增加 １０ 倍， 转化速度也增加 １０ 倍， 因此， ｐＨ 值是影响蔗糖转化速 度 的 最 重 要 因 素 。但 水 解 反 应 产 物 葡 萄 糖 和 果 糖 易 在 高 温 强 酸 的条件下生成复合二糖甚至是复合多糖或者发生分解反应生 成糠醛进一步产生有色物质， 而且亦要考虑到反应釜的耐酸性 能，不能任意提高氢离子的浓度。 ４．２ 温度的影响
２００６ 年 ９ 月 第５期
广西轻工业 ＧＵＡＮＧＸＩ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
（ 总第 ９５ 期）
蔗糖水解工艺在甘露醇生产上的应用研究
周海琨， 利 杰， 罗 鸣， 凌艳萍
（ 广西南宁化学制药有限责任公司， 广西 南宁 ５３００３１）
【摘 要】 主要阐述了酸化水解的原理和特点， 就此工艺在甘露醇和山梨醇的生产中运用进行分析。 【关键词】 加压； 水解； 果糖； 葡萄糖 【中图分类号】 ＴＳ２０２．３ 【文献标识码】 Ａ 【文章编号】 １００３－ ２６７３（ ２００６） ０５－ ００５６－ ０２
度时， 开始发生复合反应和分解反应。复合反应是指转化糖受 酸和热的作用能通过糖苷键相聚合， 失去水分子， 生成二糖、三 等 。
葡萄糖分解反应是因单糖在酸的作用下自身脱水生成糠 醛所致， 反应表达式如下：
３ 实验部分
３．１ 材料与仪器 原料： 广西一级白砂糖 ； 反渗透纯化水 设备： 立式不锈钢 ３１６Ｌ 反应釜 分 析 仪 器： 上 海 精 密 科 学 仪 器 有 限 公 司 阿 贝 折 射 仪 ＷＡＹ （２ＷＡＪ） ； 上海精密科学仪器有限公司 旋光仪 ＷＺＺ－２Ｂ ３．２ 水解转化糖中果糖含量的测定
以上是蔗糖在高温下水解时发生的主要副反应， 蔗糖的水 解反应所伴随的分解反应产物是很多的， 其副产物见表 １。
表 １ 水解中的副产物［２］
酸催化蔗糖水解反应机理为： ［１］
（ １） 为快平衡， （ ２） 为控制步骤得反应速率方程式： ｒＨ＋ ＝ ｋ３［ＡＨ＋］［Ｈ２Ｏ］ （ ３）
因为 ｋ１／ｋ２ ＝ ［ＡＨ＋］／［Ａ］［Ｈ＋］ ， ［ＡＨ＋］ ＝ ｋ１／ｋ２［Ａ］［Ｈ＋］所以： ｒＨ＋ ＝ ｋＨ＋［Ａ］［Ｈ＋］［Ｈ２Ｏ］ （ ４） ｋＨ＋＝ ｋ３ｋ１／ｋ２ 蔗糖水解反应生成的还原糖（ 葡萄糖和果糖） 达到一定浓
将 水 解 糖 稀 释 至 ８～１２％的 溶 液 ， 恒 温 ２０℃， 用 折 射 仪 准 确测定 ＢＸ２０ 后用旋光仪测定其旋光度 α 按下式计算得样 品 的 比 旋 度 ［３］：
α２０ × １００ ［α］２０Ｄ ＝ — —— —— —— —— —— —— —— ——
Ｌ × ｄ × Ｂｘ２０ α２０： 旋光度 Ｌ： 旋光管长度： ｄｍ ｄ： 水解糖的密度
２ 原理分析
我 们 知 道 ， 蔗 糖 的 分 子 式 为 Ｃ１２Ｈ２２Ｏ１１， 是 一 种 双 糖 ， 是 葡 萄糖和果糖的脱水缩合物， 蔗糖在酸作用下， 水解生成葡萄糖 和果糖（ 蔗糖水解生成的葡萄糖和果糖合称为转化糖） ， 即上述 分子式在中间处断裂成两段。反应式为：
果糖受酸和热的作用， 发生上述反映生成 ５＇—羟甲基糠醛 的反应较葡萄糖容易， 与葡萄糖直接分子脱水不同的是果糖要 经过 １， ２—烯二醇中间体， 其反应表达式如下：
［α］２０Ｄ － ５２．５ 果糖含量 λ ＝ — —— —— —— —— —— —— —— —— ——×１００％
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【作者简介 】周海琨（ １９７６－ ） ， 广西上林人， 工程师， 主要从事山梨醇、甘露醇生产的工艺管理和技术改造工作。
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１ 前言
山梨醇和甘露醇是两种同分异构饱和六元醇， 用途广泛。 工业上由蔗糖制备甘露醇、山梨醇 方 法 如 下 ： 将 ５０％蔗 糖 水 溶 液加酸水解生成果糖和葡萄糖混合液（ 以下称转化糖液） ， 经过 中 和 脱 色 、离 子 交 换 精 制 后 调 节 ｐＨ 值 ， 在 有 催 化 剂 条 件 下 加 氢反应葡萄糖生成山梨醇， 果糖生成甘露醇和山梨醇。在实际 生产中， 为了得到较多的高附加值甘露醇成品， 就必须控制果 糖的水解含量。本文主要通过对蔗糖酸化水解主副反应的研 究， 提出在实际的生产中， 通过加压升温使蔗糖酸化水解迅速 完成， 减少副反应达到降耗提产的目的。
根据试验数据显示， 在条件 ｐＨ 值为 ３ 下通过加压的方式 将反应温度提升至 １１０～１３０℃时， 反应后果糖含量都能达到 最高峰值， 且均能超过 ４８％。与常压 水 解 相 比 ， 加 压 水 解 生 产 的转化糖呈淡黄色， 后工段精制时活性碳的使用量大大地降 低， 加压水解还缩短了反应时间， 节约了蒸汽， 转化糖中的果糖 含量也较常压水解有所升高， 使最终的高附加值成品甘露醇转 会率也可以相应提高。因此， 在六元醇生产中， 加压水解明显具 有能耗低， 时间短， 产量高等特点， 是一种较好的蔗糖水解生产 工艺。
２００５，３１：１４３－ １４４． ［５］ 董小社，钱德沛．网络计算环境下一种计费方法的研究与实现．计算
机工程与应用，２００３，１７：１８５－ １８７． ［６］ 张登银， 王雪强．下一代网络计费技术分析．电子工程师，２００４，３０
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由蔗糖水解的反应原理可知： 蔗糖水解的反应速度和 ［Ｈ＋］、ｋＨ＋ 有关， ｋＨ＋ 随着反应的温度而增 大 ； ｐＨ 值 、温 度 和 时 间 是促使蔗糖彻底水解的必须条件， 同时也是影响转化糖色值和 质量的重要因素， 若调整不合适不仅会造成水解产物葡萄糖、 果糖的损失， 而且会使转化糖液的色值增加。因此， 我们在实际 的蔗糖水解成转化糖的生产过程中， 考虑采用加压水解的方 法， 提高蔗糖酸化水解反应的温度， 促使反应在较短时间内完 成， 达到减少副反应的发生。