呂靜波 胡洪君 王曉紅 于海紅

摘要： 現(xiàn)在玉米深加工行業(yè)，普遍以活性炭作為葡萄糖脫色的加工助劑，去除糖液中的有色物質(zhì)及異味。本文深入研究不同品種活性炭的各項(xiàng)指標(biāo)及內(nèi)在聯(lián)系，并在實(shí)驗(yàn)室模擬糖液脫色試驗(yàn)，進(jìn)一步確定影響活性炭脫色的關(guān)鍵指標(biāo)。

關(guān)鍵詞： 活性炭；脫色；關(guān)鍵指標(biāo)

ABSTRACT Activated Carbon is normally used as processing aids to remove color and off-odor of glucose liquor in maize development industry now. The article is to study different carbon items and inner relations， also to simulate glucose decolor trial in lab to confirm which critical items affect carbon decoloring.

KEY WORDS Activated Carbon；Decolor；Critical Items

一、概述

當(dāng)前玉米深加工行業(yè)，淀粉糖產(chǎn)品是其主要產(chǎn)品，主要應(yīng)用在食品行業(yè)。淀粉糖生產(chǎn)工藝中，以淀粉乳作為原料，經(jīng)過酶制劑作用，通過液化、糖化生產(chǎn)出DE值或DP分布符合要求的產(chǎn)品，再進(jìn)行過濾脫色、精制等工序。在脫色工序中，目前行業(yè)通用的是活性炭脫色?；钚蕴恳蚱渚哂休^大的比表面積、極為豐富的孔隙結(jié)構(gòu)能有效地去除糖液中的有色物質(zhì)和異味，被廣泛應(yīng)用于淀粉糖行業(yè)中。

根據(jù)生產(chǎn)活性炭所用原料的不同，可分為果殼炭，煤質(zhì)炭，木質(zhì)炭這三種。不同種類的活性炭，由于其加工工藝的特殊性，故其表面積和孔隙結(jié)構(gòu)存在差別，即使同一品種的活性炭采用不同的加工工藝，其比表面積和孔徑分布也不盡相同，所以表現(xiàn)出來的吸附效果也會(huì)有明顯差異，如何選擇既經(jīng)濟(jì)又具有最佳脫色效果的活性炭非常重要。

本文通過對煤質(zhì)炭和椰殼炭這二種顆?；钚蕴浚趯?shí)驗(yàn)室檢測各項(xiàng)理化指標(biāo)進(jìn)行對比，又通過脫色實(shí)驗(yàn)及模擬碳柱脫色條件，研究這二種活性炭在糖液脫色應(yīng)用中的差別，為淀粉糖行業(yè)在選擇活性炭脫色時(shí)，根據(jù)自己工藝的特點(diǎn)，量身定制符合要求的活性炭提供依據(jù)。

二、理化指標(biāo)對比

（一）、儀器設(shè)備

電子天平；紫外可見分光光度計(jì)；制樣機(jī)配碳化鎢料缽；鼓風(fēng)干燥箱；碳密度儀；振篩機(jī)。

（二）、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（見圖1）

（三）、數(shù)據(jù)分析

1、粒度分布

樣品4和樣品6與其它幾個(gè)樣品的粒度存在明顯差別，不同企業(yè)可根據(jù)自己的實(shí)際情況，要求供應(yīng)商調(diào)整粒度分布。

2、糖蜜值與磨損值

磷酸法椰殼炭糖蜜值高達(dá)1000以上，但是其磨損值較低，在78-80%左右。

淀粉糖行業(yè)所選用的活性炭應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注糖蜜值（后續(xù)的脫色性能試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了，脫色率與糖蜜值密不可分），糖蜜值越高，則強(qiáng)度和磨損值越低，碳的損失越大，所以需要綜合考慮這三個(gè)制約指標(biāo)。

3、漂浮物

煤質(zhì)炭的漂浮物接近0，但是磷酸法椰殼炭漂浮物較多，有不溶性炭粉及顆粒，物理法椰殼炭中有一個(gè)樣品的漂浮顆粒較多，此漂浮物對碳柱過濾器會(huì)造成堵塞，不溶性的炭粉對產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生影響，所以漂浮物多的活性炭，在使用前必須用純水徹底清洗干凈才能上柱。

三、脫色試驗(yàn)

（一）、設(shè)備

阿貝折光儀；恒溫循環(huán)水浴鍋；紫外可見分光光度計(jì)

（二）、步驟

1、從生產(chǎn)線取葡萄糖碳柱進(jìn)料的糖液，DS：33.8%，用分光光度計(jì)在280nm，1cm比色皿測定顏色。

2、5g 絕干顆?；钚蕴?100g糖液（pH3.5，4.0），混合均

勻。分別放入72℃和75℃的水浴鍋內(nèi)脫色30分鐘。

4、對脫色的樣品聞氣味，過濾后按1）方法測顏色。

5、計(jì)算脫色率=（脫色前顏色-脫色后顏色）/脫色前顏色×100%

（三）、數(shù)據(jù)分析

由上表可看出，磷酸法椰殼炭脫色效果最強(qiáng)，物理法椰殼炭脫色效果最差。

活性炭脫色率隨糖蜜值增大而增大，線性回歸后，R2=0.8316。

在影響活性炭脫色的幾個(gè)因素中，pH、溫度、活性炭種類，從下面活性炭脫色率的主效應(yīng)圖中，得知活性炭的種類或生產(chǎn)方法是影響脫色率的主要因素。

四、碳柱模擬實(shí)驗(yàn)

（一）、設(shè)備

蠕動(dòng)泵；程控全自動(dòng)部分收集器；夾套層析柱。

（二）、模擬流程圖

（三）、步驟

分別將已知重量的不同活性炭，裝入夾套層析柱中，設(shè)置循環(huán)水浴鍋的溫度為75℃，糖液DS值為33.8%，在蠕動(dòng)泵帶動(dòng)下使糖液從夾套層析柱的底部進(jìn)入，從夾套層析柱的上部收集流出液，用紫外可見分光光度計(jì)在280nm波長，1cm比色皿，檢測流出液在15%ds的吸光值。

（四）、數(shù)據(jù)分析

從如下吸附曲線，可以看出磷酸法椰殼炭的脫色效果比煤質(zhì)炭好，物理法椰殼炭脫色效果最差。

五、結(jié)論

綜上所述，磷酸法椰殼炭的脫色及除味效果明顯高于煤質(zhì)炭和物理法椰殼炭，但是磷酸法椰殼炭必須用純水徹底清洗，以去除漂浮物及磷酸殘留，吸收性pH接近7.0，無化學(xué)試劑氣味。經(jīng)過水洗后，酸溶鐵含量也會(huì)下降，對后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量更有保證。

磷酸法椰殼炭在保證糖蜜值不低于1000的基礎(chǔ)上，要求廠家通過調(diào)整微孔結(jié)構(gòu)及比例提高強(qiáng)度，使強(qiáng)度達(dá)到煤質(zhì)炭或物理法椰殼炭的指標(biāo)，才能更好地應(yīng)用于淀粉糖行業(yè)中。