專利名稱：生產結晶果糖的聯(lián)合方法
技術領域：
本發(fā)明涉及食用糖。更具體地說，它涉及通過右旋糖的異構化得到的果糖。特別相關的是同時生產無水結晶果糖和主要由果糖和右旋糖組成的糖漿的方法。
還特別相關的是通過冷卻果糖溶液在晶體生長的不同階段產生不同程度的過飽和來結晶果糖的方法及生產精制的和濃縮的果糖糖漿的方法。
液相果糖產品果糖是一種被高度評價為營養(yǎng)甜味劑的單糖。在這個國家中大量銷售的果糖是從產品的主要形式是果糖含量高的玉米糖漿(HFCS)的玉米淀粉得到的。商業(yè)糖漿的果糖含量以干固體物計[(dsb)]為42%至90wt%(在下文中，包括權利要求書，“dsb”意思是以干固體物計的重量)。剩余物主要是右旋糖。在軟飲料中通常用來代替蔗糖的HFCS典型地含有55%果糖、41%右旋糖和4%高級的糖類(全部是dsb的百分數(shù))。這種糖漿的固體物含量通常大約是77wt%。
在工業(yè)規(guī)模上，HFCS的生產以精制的淀粉漿液的酶催液化開始。在美國，原料的主要來源是通過濕磨法得到的玉米淀粉。然而，也可采用從其它來源得到的相當純度的淀粉。
在典型的方法中，首先，在高溫下通過蒸煮將淀粉漿液糊化。然后通過耐熱的α-淀粉酶在連續(xù)的兩步反應中將糊化的淀粉液化及糊精化。此反應的產物是可溶的帶有6-15右旋糖當量(DE)的糊精水解產物，適合于隨后的糖化步驟。
液化-糊精化后，調節(jié)10-15DE水解產物的PH和溫度進行糖化。在糖化過程中，通過葡糖淀粉酶的酶作用進一步將水解產物水解為右旋糖。盡管糖化作用可以以間歇式反應完成，但在大多數(shù)現(xiàn)代化工廠中是以連續(xù)方式進行的。在連續(xù)糖化反應中，調節(jié)PH和溫度后，接著往10-15DE水解產物中加入葡糖淀粉酶。典型的高右旋糖含量的糖化液的碳水化合物組成是94-96%右旋糖，2-3%麥芽糖、0.3-0.5麥芽三糖和1-2%高級糖類(全部是dsb的百分數(shù))。該產物典型地含有25-37%的干物質。然后將這種高右旋糖含量的水解產物精制以生產用于異構化反應的右旋糖原料。
因為要求成品HFCS的顏色和灰分是很低的，制備用于異構化的高質量的右旋糖原料是必需的。為了有效的利用固定化異構酶酶柱，也需要高純度的原料。
連續(xù)地使用固定化異構酶酶柱幾個月。在這期間，大量的右旋糖原料通過柱子。在原料中非常低含量的雜質，例如灰分、金屬離子、和/或蛋白質能夠聚集并導致酶活性的降低。因為這些原因，將右旋糖原料精制至顏色0.1(CRA×100)，導電率5-10微歐姆。
為了異構化，將碳處理的、過濾的和去離子的高右旋糖含量的流體蒸發(fā)至適當?shù)墓腆w物含量。另外，通過加入鎂離子將原料進行化學處理，加入的鎂離子不僅活化了固定化異構酶，而且競爭性地抑制了任何剩余的鈣離子的作用，鈣離子是異構酶強有力的抑制劑。
將一些右旋糖轉化為果糖的異構化反應通常是在由94-96%(dsb)右旋糖和4-6%(dsb)高級糖類組成的干物質為40-50%的液流上進行。在25℃時液流的PH為7.5-8.2，并在55-65℃將其置于異構酶的作用下1/2至4小時。
葡萄糖轉化為果糖是可逆反應，在60℃其平衡常數(shù)大約為1.0。因此，人們希望在平衡時得到果糖的含量大約為47-48%，平衡從連續(xù)的94-96%右旋糖原料開始。然而，接近平衡點的異構化反應速率是這樣的慢以至在大約42%果糖的轉化量時謹慎地終止反應以達到實際反應器停留時間。
在特定的異構化柱(固定化異構酶柱)中，右旋糖(葡萄糖)轉化為果糖的轉化速率是與固定化異構酶的酶活性成比例的。該活性以幾乎指數(shù)方式超時減弱。當柱子是新的和活性高時，原料流過柱子的流速相對比較高，因為需要較短的停留時間來達到42%果糖含量。隨著柱子使用壽命增加，通過柱子的流量必須成比例地減小以提供較長的停留時間，補償降低的活性以便達到恒定的轉化率。
在實際生產中，就容量和轉化率來說，使用多個異構化柱的并聯(lián)操作來把生產波動減小到最低。在這種安排中，每個異構化柱可以基本上獨立于其它的柱子進行操作。由于蒸發(fā)和其它完成工序的需要，必須把異構化柱的總流量的變化保持在相對窄的范圍內。在實際生產中，不能一直精確地控制流量來得到42%果糖流，但這可容易地以平均計達到。
在這樣的方法中，最重要的操作變量之一是異構化柱內部的PH。操作PH通常是最大活性的PH(典型地PH8左右)和最高穩(wěn)定性(典型地PH7.0-7.5)之間的折衷值。這個變量因溫度60℃左右原料PH不穩(wěn)定這個事實而復雜了。某種分解發(fā)生，產生了酸性副產物，該分解導致了在操作過程中物流通過異構化柱時PH的下降。
異構化后，典型的制造方法采用第二次對42%HFCS產物進行精制和磨光。當將原料在較高的PH和溫度下保持一段時間時，在化學處理和異構化期間出現(xiàn)了一些另外的顏色。產物還含有一些從為了異構化而加入的化學藥品中得來的灰分。通過再生碳和離子交換系統(tǒng)除去該顏色和灰分。然后典型地將精制的42%HFCS蒸發(fā)至71%的固體物準備船運。
使用活性碳精制糖漿一般是公知的。美國專利No.1，979，781(Van Sherpenberg)公開了生糖漿(即，不和葡萄糖漿或不和轉化糖漿混合的糖漿)以60℃白利糖度(60%干固體物)和1-2wt%活性碳混合并加熱至134℃很短一段時間。美國專利No.2，763，580(Zabor)主要地公開了用活性碳處理在125至200°F固體物含量為10-60wt%，特別是20-56wt%的糖液(例如，甘蔗，甜菜或玉米糖)。該專利公開了在某一濃度或條件下進行部分處理之后，在較高濃度(通過蒸發(fā)得到)或其它條件下完成該處理。
各種以生產含果糖的玉米糖漿為目標的專利附帶地公開了碳處理和隨后濃縮具有不同的果糖濃度(dsb)和不同的干固體物含量的水溶液。美國專利No.3，383，245(Scallet等人)和No.3，690，948(Katz等人)公開了碳處理含有果糖的糖漿，該糖漿含有大約20%(dsb)的果糖，大約40%是干固體物，隨后濃縮該糖漿(例如，通過蒸發(fā)至70-83%的干固體物)。
美國專利N.3，684，574(Katz 等人)公開了碳處理含有大約20%(dsb)果糖，固體物低到20%的糖漿，隨后濃縮糖漿。美國專利No.4，395，292(Katz等人)公開了往分餾柱送入經(jīng)碳處理的含有10-70%的，優(yōu)選40%的干固體物的果糖和右旋糖的混合物并濃縮含果糖的提取物。該專利公開了可以得到含有超過90%果糖的提取物，并公開了一個實施例(實施例7)，在該實施例中將含40%干固體物的進料分餾得到一種含有100%(dsb)果糖的餾分，干固體物為9%。
從異構化反應得到的HFCS產物典型地含有42%果糖、52%末轉化的右旋糖和大約6%的寡糖。由于上面討論的理由，該產物代表了可通過異構化得到的實際最大量的果糖。為了得到具有更高含量果糖的產物，需要選擇性濃縮果糖。許多通常的分離技術不適合這個目的，因為它們不容易區(qū)分分子大小基本上相同的兩個異構體。然而，果糖優(yōu)選地和不同的陽離子，例如鈣離子形成復合物。已經(jīng)利用這種差別來發(fā)展工業(yè)的分離方法。
為了大規(guī)模純化果糖，目前可使用的基本上有兩種不同的工業(yè)方法。在這兩個方法中，優(yōu)選陽離子形式的樹脂用于填充床系統(tǒng)中。一個方法采用導致選擇地分子吸收果糖的無機樹脂(參見R.J.Jensen的“The Sarex Process for the Fractionation of High Fructose Corn Syrup”Abstracts of the Institute of Chemical Engineers，85th National Meeting，Philadelphia，Pa.，1978)。
使用有機樹脂的色譜分離是第二種工業(yè)分離方法的基礎(參見K.Venkatasubramanian，“Integration of Large Scale Production and Purification of Biomolecules”，Enzyme Engineering，6∶37-43，1982)。當把右旋糖和果糖(例如42%的HFCS)的水溶液送入分離柱時，樹脂將果糖固定的程度比右旋糖的大。用去離子和除去氧氣的水作為洗提液。典型地，分離在用低交聯(lián)的，帶細孔的聚苯乙烯磺酸鹽陽離子交換樹脂裝填的柱子中完成，使用鈣為優(yōu)選的鹽形式。含有大約90%果糖的濃縮產物是指高濃縮的果糖玉米糖漿(VEFCS)。這個VEFCS餾分可和42%的HFCS進料物質混合，得到果糖含量為42%-90%的產物。這些產物最典型的是55%濃縮的果糖玉米糖漿，有時被稱為EFCS或55EFCS。美國專利No.4，395，292(Katz等人)公開了一個把果糖和右旋糖的混合物分餾成各種餾分，合并濃縮的果糖餾分來生產含有55.8%(dsb)果糖的糖漿的實施例(實施例1)。該實施例還公開了含有高濃度(dsb)的果糖(例如75.1%(dsb))的單一餾分并公開了合并含有較低濃度的果糖的餾分(例如，64.5%(dsb)和58.2%(dsb)果糖)。
處理分離過程中其它的殘液流是一個需要重要考慮的事。一般地，將富含右旋糖的殘液流循環(huán)至異構化柱系統(tǒng)，該右旋糖進料進一步轉化為42%的HFCS。可以將含有右旋糖和果糖的和含有的果糖含量比進料的果糖含量高的殘液流循環(huán)通過分離器以保持一個高固含量并減少水的使用?？蓪⒏缓烟堑臍堃毫餮h(huán)至糖化系統(tǒng)。
既然用水作為洗提介質，它對系統(tǒng)的整個蒸發(fā)負荷有很大的影響。很低的固體物濃度增加了在系統(tǒng)中微生物污染的危險。因此，支配整個過程經(jīng)濟的最重要的設計參數(shù)是在可接受的純度條件下最大限度地提高固體物的收率，同時將洗提液樹脂的稀釋作用減小到最低。為了得到最佳的收率必須最大限度地提高進料和水的使用效率。收率對減少新異構化的費用是重要的。
為了達到這些目標可使用的手段包括循環(huán)技術，用填充柱中適當?shù)脑俜植际箻渲喔泳夂驮谥又性黾佣鄠€進入點和出口點。這些方法可以用來增加純度和收率。
在間歇式分餾系統(tǒng)中，分餾柱的進料純度的一個小的明顯的增加，也就是說，較高的果糖含量，由于在給定的產物純度下增加了收率而導致了生產的大量提高。在實際生產中，這可解釋為最大限度地提高每個循環(huán)周期單位體積樹脂中送入的糖體積的比率，最大限度地減少每個循環(huán)周期單位體積樹脂所需水柱的比率，并小心地進行對柱子的流體分布。
固相果糖產物結晶果糖的許多方法是公知的。例如，通過往糖漿中加無水酒精可以制備結晶果糖，該糖漿從酸水解菊糖得來(Bates等人，Natl.Bur.Std.Circ.C440，399，1942)。在美國專利2，354，664描述了從右旋糖制備果糖，美國專利2，729，587描述了通過酶轉化從蔗糖制備果糖。
果糖在酒精中形成正交的雙榍棱晶，該棱晶在大約103-105℃分解。還知道半水合物和二水合物晶體形式，但最好避免形成這些類型，因為它們比無水形式更吸濕并且熔點接近室溫。這些性質使果糖的這些結晶形式很難處理。
通過一種方法制備溶劑結晶果糖(SCF)，在該方法中有機溶劑，例如變性乙醇與高果糖含量料流(95%dsb)混合。該物流當它冷卻時結晶，形成純凈的結晶果糖。將產物從母液中離心分離出來。脫溶劑并干燥。
美國專利4，199，374描述了一種制備SFC的方法。果糖從VEFCS的乙醇溶液中結晶出來。用果糖或葡萄糖的細晶體接種溶液。通過過濾，離心分離或其它手段收集晶體。然后用醇清洗這些晶體并在真空下干燥。在這種方法中必須仔細控制醇和糖漿的含水量以得到自由流動的細的果糖晶體。
還可以簡單地生產一種干燥的果糖甜味劑(DFS)。在DFS方法中，將從分餾得到的高果糖含量的物流在旋轉干燥器內干燥，然后在包括篩子和研磨機的分級器中進行篩分。美國專利4，517，021描述了制備顆粒狀的、半結晶的一種固體果糖，該果糖含有少于大約2%wt的水。該專利公開了大約60wt%的產物是結晶果糖，少于35wt%是非晶形果糖。使用轉鼓式干燥機，用起始溫度為50-80℃的空氣。一部分固體果糖產物可循環(huán)使用作為結晶引發(fā)劑。
DFS方法的一個不利因素是該產物不能叫做純果糖，因為它是全糖產品，不滿足食品，化學藥品、藥典對“果糖”的規(guī)定。而且，它不是全結晶，更容易吸濕，因此在濕的條件下比結晶果糖更難處理。
還可使用含水方法來生產結晶果糖。典型的含水結晶果糖方法從高果糖含量的進料流開始，使其冷卻以便從溶液中結晶果糖。許多資料描述了這樣的方法。
在美國專利3，513，023中，從果糖的水溶液(最少95%ds)中得到結晶的無水果糖。溶液的PH必須在3.5-8.0。在真空下濃縮果糖溶液直到含水量為2-5%。將該溶液冷卻至60-85℃，用結晶果糖接種，溫度保持在60-85℃的同時激烈攪拌。專利權人指出，緩慢冷卻后產生結晶塊，可以弄碎或研磨該結晶塊，隨后干燥產生不粘稠、自由流動的、非常細的結晶粉末。據(jù)說該方法避免形成玻璃狀產物，當將這種類型的果糖溶液在真空下濃縮并允許以通常方式冷卻時一般產生該產物。
在美國專利3，883，365中，從90%干物質的果糖/葡萄糖且90-99%(dsb)為果糖的水溶液結晶果糖。飽和該溶液(58-65℃)。通過加入均勻大小的果糖晶體從溶液中結晶果糖。通過保持晶種互相之間的距離適當?shù)亩毯捅３诌^飽和度在1.1-1.2把新晶體的形成減少到最低。在進行結晶時連續(xù)地或逐步地增加溶液的體積。果糖溶液的最佳PH是5.0。據(jù)報道，這樣得到的晶體的平均晶體粒度為200-600微米。用離心方法從該溶液中分離晶體。
美國專利3，928，062公開了通過接種溶液得到無水果糖晶體，該溶液含有83-95.5%(干基)的包括88-99%果糖的全糖。通過在大氣壓下簡單地冷卻溶液或通過在減壓下蒸發(fā)水完成結晶。通過在一定的果糖濃度和溫度范圍內完成結晶避免了半水合物和二水合物的形成。這個范圍在低于半水化合物開始結晶出來的點的過飽和區(qū)域內。據(jù)說當?shù)谝慌Y晶后沒有任何處理即可以相同方式重復地使用該母液來結晶另一批晶體。使用一種形式的糖膏來實現(xiàn)晶種的加入，該糖膏通過把晶體懸浮在果糖溶液中已事先制備好了。
在美國專利4，199，373中，通過用2-15wt%果糖晶種接種果糖糖漿(88-96%dsb)并允許接種的糖漿在相對濕度低于70%溫度大約50-90°F下靜置來生產結晶果糖。結晶需要2-72小時。通過該方法得到的結晶產物是大的片狀。
美國專利4，164，429描述了一種生產結晶晶種的方法和裝置。采用一系列的離心分離從接種的溶液中選擇種晶，該種晶落入預先確定的粒度范圍內。
結晶冷卻曲線冷卻飽和或過飽和的溶液來結晶從其而來的物質當然是公知的。
我們還知道自然冷卻飽和或過飽和溶液經(jīng)常導致嚴重的晶核形成，該晶核形成給結晶產物提供了大量不期望有的寬的粒度分步。例如，在Encyclopedia of Chemical Technology Vol.7，pp.243-285(Kirk-Othmer，Ed.John Wiley & Sons N.Y.3rd ed.，1979)對結晶的討論中，指出自然冷卻在冷卻階段的早期導致了過飽和峰，由此包括大量的晶核形成。該文章教導，通過遵循一種控制的冷卻曲線，可以保持恒定量的過飽和，由此控制晶核形成在可接受的范圍內。圖5是發(fā)表在這篇著作中的自然和控制的冷卻曲線的復制品。
下面簡短地討論本發(fā)明的各種內容。
1.聯(lián)合的、多種果糖甜味劑的生產一方面，本發(fā)明主要涉及聯(lián)合生產眾多含有果糖的甜味劑。
A.同時生產液相甜味劑和結晶果糖在一特殊方面，本發(fā)明涉及生產結晶果糖和由果糖及右旋糖組成的液相甜味劑的方法，包括在果糖的水溶液中結晶果糖來生產含有結晶果糖和母液的混合物;
從母液中分離結晶果糖;和右旋糖和母液混合來生產含有右旋糖和果糖的液相甜味劑。
從水溶液生產結晶蔗糖時，一般的作法是對晶體采取重復的，連續(xù)的取出來濃縮母液中的雜質，該雜質是指糖蜜。該糖蜜一般非常不純凈以至它僅有用作動物飼料添加劑或發(fā)酵介質的價值。美國專利No.3，928，062教導，重復使用從果糖結晶得到的母液來結晶更多的果糖晶體。使用一般的結晶技術從一次取出的晶體得到的果糖晶體的收率較低，和與異構化和分離五米糖漿得到含有高濃度果糖的結晶器進料有關的困難，這使得通過連續(xù)取出果糖晶體使母液循環(huán)顯得很必要。然而，通過往母液中加入右旋糖來聯(lián)合生產結晶果糖和液相甜味劑讓人們得到兩種高質量的甜味劑。反過來這允許人們最大限度地提高有用的作為甜味劑的果糖的收率，因此證明異構化的困難是有道理的。然而，該方法確實帶來在分離中收率的損失，分離的總的目的是除去右旋糖來制備結晶器進料，因此往母液加右旋糖損失了通過分離達到的富集部分。
在本發(fā)明這方面的一個特別的實施方式中，本發(fā)明涉及從含右旋糖的進料流生產結晶果糖及含右旋糖和果糖的物流的方法，包括異構化進料流中一部分右旋糖來生產第一個含有右旋糖和果糖的右旋糖/果糖料流;
將第一個右旋糖/果糖流分成第一進料流和第二進料流;
分離第一進料流來生產高果糖物流;
結晶高果糖物流中的果糖來生產含有結晶果糖和母液的混合物;
從母液中分離結晶果糖;和至少一部分的母液和第二進料流混合來生產果糖與右旋糖的比率比第一右旋糖/果糖物流高的第二右旋糖/果糖物流。(如在下文包括權利要求書中使用的術語“右旋糖、果糖物流”是指含有右旋糖和果糖的物流。)在一個相關的方面，本發(fā)明涉及生產結晶果糖和含有果糖的液相甜味劑的方法，包括結晶果糖水溶液中的果糖來生產含有結晶果糖和母液的混合物;
從母液中分離結晶果糖;和抑制在母液中的進一步結晶來生產含有果糖的液相甜味劑。
結晶后剩余的母液是果糖的飽和溶液?，F(xiàn)有技術，例如美國專利3，928，062教導了可重復使用母液來結晶更多的晶體。為了生產更多的晶體，必須加熱飽和的母液并濃縮得到合適的過飽和的果糖溶液，由此實現(xiàn)在母液中的結晶。已發(fā)現(xiàn)與其實現(xiàn)更多晶體的結晶倒不如應該抑制進一步的結晶，這樣可使用母液來生產液相甜味劑。如上所指出的，母液是果糖的飽和溶液。為了防止在處理、運輸和/或貯存過程中果糖晶體的沉淀，必須采取步驟抑制母液中果糖的結晶。本發(fā)明的這一面和上面的本發(fā)明的第一方面有關，避免了進一步的結晶。然而，這一方面未必需要分離收率的損失，因為抑制進一步的結晶不需要加入右旋糖，也就是說，用水簡單地稀釋母液足以抑制結晶而不會沖淡以干固體物為基準的母液的果糖純度。
B.高果糖含量甜味劑的多次分離在相關的方面，本發(fā)明涉及一種生產多種果糖甜味劑的方法，所說的甜味劑的至少一種含有右旋糖和果糖，該方法包括分離含有右旋糖和果糖的進料流成為一種富含右旋糖的殘液，一種低果糖含量的提取液和一種高果糖含量的提取液，所說的高果糖含量的提取液是大于大約90%(dsb)的果糖;和，低果糖含量的提取液和具有的右旋糖濃度(dsb)比所說的低果糖含量的提取液高的右旋糖組分混合來生產液相甜味劑。
“果糖甜味劑”在上下文中包括含有果糖的任何甜味劑，不管果糖是在溶液中，分散的，非晶形的還是結晶的。例如，可用高果糖含量的提取液生產含有果糖，結晶果糖或半結晶果糖的糖漿，其中至少一部分的果糖是在非晶形的固體相中。
分離異構化的右旋糖糖漿，即含有果糖和右旋糖兩者的糖漿，來生產果糖甜味劑一般通過采用右旋糖殘液和果糖提取液，和循環(huán)剩余的分離產物來完成。例如，美國專利No.4，395，292指出優(yōu)選這樣的操作條件。然而，通過采用兩種提取液，一種果糖的濃度(dsb)較高(即，高果糖含量的提取液)，一種果糖的濃度(dsb)較低，可得到比單一提取液具有更高濃度的果糖提取液而不增加解析異構化原料的附集程度及所有與它有關的問題(例如，減少的分離能力，由于增加的洗提水而帶來的較大的蒸發(fā)負荷和/或由于增加分離需要較大的洗提水流速而造成的有害的壓力下降)。
利用低果糖含量的提取液比利用高果糖含量的果糖的范圍窄(即，使用低果糖含量的提取液生產結晶果糖會很困難)，但可使用其中的果糖提高含有更少果糖的玉米糖漿的果糖含量，例如，通過和異構化的玉米糖漿(例如，42%果糖玉米糖漿)混合生產高果糖含量的玉米糖漿(例如，55%果糖玉米糖漿)。
在這方面的一個特別優(yōu)選的實施方案中，使用高果糖含量的提取液制備結晶果糖用的結晶器進料。相應地，一方面，這個發(fā)明涉及生產結晶果糖和含有右旋糖及果糖的液相甜味劑的方法，包括
分離含有右旋糖和果糖的物流成為富含右旋糖的殘液，低果糖含量的提取液和高果糖含量的提取液;
從高果糖含量的提取液得到的水溶液結晶果糖;和低果糖含量的提取液和右旋糖濃度(dsb)比低果糖含量的提取液高的右旋糖組分混合來生產含有右旋糖和果糖的液相甜味劑。
該實施方案特別有利，因為適宜從水溶液中結晶果糖通常所需的果糖濃度(dsb)很高以至于分離從異構化方法得來的右旋糖/果糖進料流來生產單一提取液是不實際的。換句話說，生產具有足夠高果糖純度，可用作結晶器進料的單一提取物所需的解析程度經(jīng)常會降低分離能力和/或增加其它與分離有關的困難，以至于這樣的解析是不實際的。
采用高果糖含量和低果糖含量的兩種提取液以及單獨使用它們來分別生產結晶甜味劑和液相甜味劑的可能的缺點是，可用于提高異構化玉米糖漿的果糖含量的在低果糖含量的提取液中的果糖量比具有相同解析附集程度的單一果糖提取液中可得到的量少。因此，可作為液相甜味劑利用的果糖總量(dsb)減少了。這個缺點通過利用從結晶高果糖含量的提取液的部分果糖得來的母液來得到改善。換句話說，在一特別優(yōu)選的實施方案中，混合含有果糖的母液，低果糖含量的提取液和異構化的玉米糖漿制備液相甜味劑(例如，55%的果糖玉米糖漿)。
Ⅱ.可變的過飽和冷卻曲線在另一方面，這個發(fā)明涉及從含有果糖的溶液中生產結晶果糖的方法，包括以初始冷卻速率，冷卻所說的溶液到初始溫度范圍;
然后以比初始速率較低的中間速率，冷卻所說的溶液到中間溫度范圍;和最后以比中間速率快的最終速率，冷卻所說的溶液到最終溫度范圍。
圖5顯示出用于結晶過程中的典型的冷卻曲線，曲線A是自然冷卻曲線，曲線B是為了達到恒定量的過飽和的控制曲線。圖4是本發(fā)明的可變的飽和冷卻曲線。兩個圖的對比顯示出常規(guī)曲線和本發(fā)明的曲線之間明顯的差別。
使用比初始和最終速率慢的在中間冷卻階段的冷卻速率可使在溶液中自發(fā)的晶核形成和由熱引起的溶液中果糖的降解減小到最低限度，特別在初始冷卻階段。晶核形成的減少導致了更接近均勻的粒度分布的結晶產物，熱破壞的減少增加了果糖晶體和母液的收率并減少了在母液中降解產物雜質的含量，由此改進了它作為液相甜味劑的果糖來源的利用。
Ⅲ.通過碳處理純化低固含量的高果糖含量的糖漿在另一方面，本發(fā)明涉及制備濃縮的果糖溶液的方法，包括，得到果糖濃度大于大約75wt%(dsb)干固體物濃度小于40%的果糖溶液;
使所說的溶液和活性碳接觸制備純凈的果糖溶液;和蒸發(fā)所說的純凈的溶液至干固體物濃度大于40%。
用活性碳處理糖漿精制所說的糖漿一般是公知的，已發(fā)現(xiàn)在活性碳存在下，具有高濃度(dsb)果糖的果糖糖漿應該有相對低的固體物濃度來減少副產物的形成(例如，二果糖)，該副產物可減少糖漿中存在的果糖，抑制從糖漿中結晶果糖，和/或影響糖漿的或由糖漿制備的甜味劑的感觀性質。表Ⅱ和表Ⅲ顯示出與活性碳接觸，固體物濃度在一段時間內對高果糖含量(95+%dsb)的糖漿中二果糖形成的影響。
在一個相關的方面，本發(fā)明還涉及生產結晶果糖的方法，包括分離含有右旋糖和果糖的物流，產生含有大于90%(dsb)果糖的高果糖含量的物流;
使所說的高果糖含量的物流和活性碳接觸，生產純凈的果糖物流;
然后蒸發(fā)所說的純凈的果糖物流，產生果糖的溶液;和結晶在所說的果糖水溶液中的果糖。
先接觸和隨后蒸發(fā)高果糖含量的物流的順序保證了接觸在相對比較低的固含量下進行，因為當從分離柱洗提時，高果糖含量的提取液一般固含量低。
在另一個相關的方面，本發(fā)明涉及生產結晶果糖的方法，包括結晶果糖溶液中的果糖生產含有結晶果糖和由果糖組成的母液的混合物;
從母液中分離結晶果糖;
把至少一部分的所說母液的果糖和含有水的液體混合形成固含量較低的果糖溶液(例如，少于大約70%的干固體物);
使所說的固含量較低的果糖溶液和活性碳接觸;和蒸發(fā)所說的固含量較低的果糖溶液形成固含量較高的果糖溶液。
在一特別優(yōu)選的實施方案中，把果糖結晶得來的母液和含水液體(例如，自來水、飲用水，糖類糖漿如42%的果糖玉米糖漿以及類似物)混合來減少固含量，該混合在用活性碳處理及隨后蒸發(fā)至較高固含量之前進行。可以多種方式使用所得的較高固含量的溶液，例如，作為結晶器進料，高果糖含量的玉米糖漿甜味劑或生產它的生產用物流，所有這些受益于上面所討論的在用活性碳處理和隨后的蒸發(fā)之前減少母液的固體物濃度產生的優(yōu)點。


圖1顯示出從淀粉用常規(guī)方法生產42%HFCS和55%HFCS(EFCS)的各個步驟。
圖2顯示出聯(lián)合的，使用淀粉生產結晶果糖和EFCS兩者的方法。
圖3更詳細地顯示出在圖2中闡明的方法。
圖4是本發(fā)明的典型的可變的過飽和冷卻程序的糖膏溫度對接種后的時間的曲線圖。
圖5是在間歇式結晶器中自然冷卻曲線(曲線A)和恒定過飽和冷卻曲線(曲線B)兩者的溫度對時間的曲線圖。
本發(fā)明的一個重要的特征是一起生產無水結晶果糖(ACF)和EFCS時得到的協(xié)同作用。從果糖糖膏得到的果糖晶體的收率典型地是大約40-55%，例如是45%。較長的結晶時間可以增加收率，但僅是在消耗生產能力的條件下。因此，通過把果糖結晶和不但為ACF結晶工藝提供果糖進料，而且還可接受從ACF工藝得到的非結晶的果糖而沒有不良后果的方法聯(lián)合起來有顯著的優(yōu)點。
在現(xiàn)有技術的一些結晶果糖生產方法中，在整個結晶過程中循環(huán)非結晶的部分。這種方法帶來的問題是不期望有的副產物，例如二果糖、5-(羥甲基)-2-糠醛(HMF)和高級糖類趨向在循環(huán)物流中逐漸增加，因為結晶主要選擇果糖進行。結果，循環(huán)物流被副產物污染得很厲害以至于必須把它從系統(tǒng)中清除出來并伴有大量的果糖損失。
本發(fā)明解決了副產物積累的問題，方法是把果糖結晶后留下的溶液相物料(母液)摻入到生產高果糖含量的液相甜味劑的工藝中。以這種方式，不需要的副產物在生產ACF的聯(lián)合的方法的那一部分中不濃縮，而是連續(xù)地從那個系統(tǒng)中除去。這種聯(lián)合避免了含果糖清洗流的需要，由此把果糖保存在更有經(jīng)濟價值的產物中。
參看圖1，可以看出生產55%HFCS(EFCS)需要在流程中有一個分離(分餾)步驟。一般地，需要分餾來制備果糖含量高于大約48%的糖漿。為了結晶果糖，優(yōu)選含有大于95%果糖(dsb)的糖漿。盡管可以從含有的果糖比這少的溶液結晶果糖，但會得到較低的收率，就經(jīng)濟上來說，該方法是不希望的。
從含有大約42%(dsb)果糖(從右旋糖異構化得到的典型的產量)的進料中提供95+%果糖物流的分離技術是公知的。因此，可從基本不改進或根本無改進的EFCS工藝中得到ACF進料流。最優(yōu)選地，如在現(xiàn)有技術中公知的，分離系統(tǒng)是模擬的移動床色譜型。
現(xiàn)在參看圖2，將描述聯(lián)合法的詳情。如在方格中標有的“主要轉化/精制”所示，使用如上描述的常規(guī)酶法工藝首先將淀粉轉化為右旋糖。
異構化異構化步驟采用酶把右旋糖轉化為果糖。把酶固定在載體上并固定在柱子(異構化柱)中直至用完時被替換。本發(fā)明的一個優(yōu)點是它允許在異構化柱中有效的利用增長數(shù)量的異構化酶。由于對EFCS(55%果糖)需求的季節(jié)的變化，買進額外的異構化酶來滿足高需求量的生產者必須負擔全年增加量的異構化生產能力，甚至當他的EFCS生產在相對低水平時也是這樣。通過選擇性地使用在這里公開的聯(lián)合方法，當對EFCS產品的需求量大時，通過以系列分離柱(train)中分流出更多的高果糖含量的物流到EFCS生產線，當對EFCS需求量較低時，通過在ACF生產中采用較大部分的上述物流，生產者可高效率地利用增加量的異構化。這樣，全年可有效地利用在增加的異構化能力中投資。
分離分離在含有樹脂的一系列或一組容器中進行，該樹脂順序操作，把糖漿進料流中的右旋糖與果糖分離。把進料流和洗提水流送入該系列中，一個或更多的高果糖含量的產物流，高右旋糖殘液流，和/或一個或更多的高寡糖含量的殘液流被采出。如在圖3所顯示的，把高右旋糖含量的物流循環(huán)至異構化轉化為果糖，而高果糖含量的物流進入工藝的ACF部分或者混合來生產EFCS。
通過進料流速、產物物流中的果糖百分數(shù)和物流中的果糖回收率來衡量分離能力。對一個特定的果糖含量(dsb)，分離能力越高，在異構化中需要的果糖轉化率越低。因此，為了降低異構化酶成分的費用，最好以最大的能力連續(xù)地進行分離。
為了從ACF工藝得到實際的結晶器收率，分離產物必須是多于大約90%(dsb)的果糖，最好是多于95%(dsb)的果糖。由于它高于在EFCS工藝中正常分離的90%(dsb)的果糖，因而必須使用常規(guī)分離系統(tǒng)的特殊操作條件，該條件可導致降低的分離能力。這些條件是1)減慢糖漿進料速率而不改變洗提水的比率來提高解析和/或2)增加洗提水比率來提高解析。這些操作條件有減少產物產量和/或加入必須隨后除去的水的缺點，承擔至少附加能量的費用。然而，有一個較佳的方案。
正如本領域的技術人員將會懂得，當含有右旋糖和果糖的水溶液通過適合的色譜柱時，兩種物質至少被部分分開。為了實現(xiàn)分離，必須把柱子的流出物進行恰當?shù)姆至饕员惴蛛x所需的餾分。分流的部分通常是指“餾分”?！罢s分”比“寬餾分”含有較少體積的流出物成分。因此，根據(jù)純度，通過取出適當?shù)恼s分使對特別種類的分離最佳化。對從流出物取窄餾分的通常的折衷選擇是不利地影響所選種類的全部回收。
已發(fā)現(xiàn)通過從常規(guī)工藝生產EFCS的分離系統(tǒng)的產物流中取出適當?shù)恼s分，可得到優(yōu)選的作為所公開工藝的結晶果糖部分進料的95+%(dsb)果糖物流。特別優(yōu)選的一種這樣的分餾系統(tǒng)在John F.Rasche申請的共同擁有的美國專利申請(申請?zhí)?61，026，申請日5/8/86)中有描述，該專利申請題為“模擬的移動床色譜分離裝置”。把該專利所公開的教導特意地結合在本發(fā)明中。
當在本發(fā)明的分離系統(tǒng)中采用上文提到的色譜分離設備時，優(yōu)選的操作方法是把洗提液與進料的比率從大約1.7增加到大約2.0。優(yōu)選大約60%wt干物質的糖漿進料，溫度保持在大約140°F。
把從分離系統(tǒng)得到的殘液流以類似于用來分開提取液流的方式按比例分配。這樣可以把相對富含寡糖的物流分離循環(huán)至糖化系統(tǒng)，送到單獨的、專用糖化系統(tǒng)，或者從系統(tǒng)中清除出來。
在沒有清除或循環(huán)寡糖至糖化系統(tǒng)的情況下，從系統(tǒng)中排出寡糖的唯一途徑是提取液流，因為典型的異構化對寡糖沒有作用。因此，循環(huán)至異構化系統(tǒng)的殘液流中的寡糖僅僅通過異構化系統(tǒng)而沒有改變并保留在進料中返回到分離系統(tǒng)中。
在提取液流中寡糖是不需要的，因為使用至少一部分的那種液流作為工藝的果糖結晶部分的進料，果糖的結晶優(yōu)選地從含有最少量其它糖類的溶液中完成。同樣地，在通過本發(fā)明的工藝生產的液相甜味劑中寡糖是不需要的，因此通過液相產物可把僅僅有限量的這樣的寡糖從系統(tǒng)中除去。
一個附加的優(yōu)點是通過把富含寡糖的液流從分離系統(tǒng)循環(huán)至糖化系統(tǒng)而具有的。這樣的液流典型地是干物質含量相對低的，最普通的大約是10%d.s.，即含有大約90%wt的水。從工藝的液化/糊精化部分得到的淀粉糖漿在糖化前典型地必須被稀釋。在寡糖液流中的水可以代替至少一部分的用作淀粉糖漿稀釋劑的水，由此總體上保存了水并降低了系統(tǒng)所需的蒸發(fā)能力。
混合在常規(guī)EFCS工藝中，把從分離得來的高果糖含量的提取液和異構化的產物(典型地42-48%(dsb)果糖)混合得到最終產物的所需的果糖含量(EFCS為55%(dsb))。在本發(fā)明的聯(lián)合方法中，混合另外需要從結晶工藝的離心步驟得來的含有干物質大約為83%的，大約88-92%(dsb)的果糖，優(yōu)選90-92%(dsb)果糖的母液。這給工藝帶來附加的靈活性，因為可以把各種液流進行混合作為EFCS磨光步驟的進料，其中的混合典型地是離子交換的、碳處理的，然后蒸發(fā)至77%的干物質作為常規(guī)的EFCS生產的一部分。圖3中的虛線指出了混合的一些選擇可能。當然，混合液流的最終的選擇取決于系統(tǒng)的總體物料衡算。
除了調節(jié)PH的很少量的鹽酸或蘇打灰，在ACF工藝中沒有化學物質加到高果糖含量的液流中，所以在ACF工藝中沒有產生大量的新的痕量成分。在碳處理過程和結晶器進料處理的蒸發(fā)步驟中可以產生色體、HMF和二果糖。然而，通過在EFCS工藝中的最終碳和離子交換處理可把這些化合物除去。
因為可以在高干物質含量下操作全部果糖工藝的大多數(shù)步驟，抑制了微生物的生長，這應不再是主要的問題。結果，乙醛的量沒有顯著地增加并可通過最終的離子交換和最后的蒸發(fā)減少，如果需要的話。
結晶器的果糖進料PH調節(jié)已發(fā)現(xiàn)從中得到果糖晶體的果糖水溶液的PH優(yōu)選大約PH3.7至大約PH4.3，盡管有相反的教導(參見，例如美國專利3，883，365)。為了最大限度地減少二果糖酐的形成，需要正確控制結晶器的果糖進料的PH。已發(fā)現(xiàn)在結晶器中二果糖酐的存在導致較低的結晶器收率，不利地影響形成的果糖晶體粒度的分布。據(jù)信在PH3.7-4.3的范圍里酐的形成速率最小。這個范圍之上和之下都使酐形成的速率較高。進一步相信，較高的PH值利于顏色形成物的形成。
實施例PH對果糖的溶解度和對在含有以干固體物計的大約95%果糖的糖漿中雜質產生的影響按如下文描述的進行研究。所研究的糖漿是那些作為所公開工藝的果糖結晶部分的進料的代表。
往VEFCS(90%果糖dsb)的樣品中加入結晶果糖生產含有大約95%(dsb)果糖的糖漿。隨后用如在題為“碳處理”所公開的顆?；钚蕴紝μ菨{進行處理。因此，用相同方式對這種糖漿進行處理作為結晶器的進料。
將上述糖漿的等分試樣的PH調節(jié)至3.94，在73℃蒸發(fā)至高固體物。把2升這樣的高固體物糖漿放進密封的帶有攪拌的燒瓶中并浸放在溫度保持在大約55℃的恒溫水浴中。將該樣品(“PH4的樣品”)在恒溫浴中連續(xù)攪拌同時準備第二個樣品(大約5小時)。
把第二個95%果糖糖漿的等分試樣的PH調節(jié)至5.48，在77℃蒸發(fā)至高固體物。該蒸發(fā)比PH4樣品的蒸發(fā)完成得更慢。把2升該樣品(“PH5.5的樣品”)放進密封的、帶有攪拌的燒瓶中并浸放在放有PH4樣品的恒溫水浴中。
調節(jié)水浴的溫度至55.5℃之后，往兩個樣品中加入50克果糖晶種。在恒溫下連續(xù)攪拌60小時。這是在這里所公開的在ACF工藝中糖漿的大約的結晶器停留時間。
對所得到糖膏進行取樣、離心分離，母液和進料糖漿樣品一起進行分析。所得的分析數(shù)據(jù)列于下表中。
表1原料 達到平衡的pH4 pH5.5 pH4 pH5.5果糖(%dsb) 95.81 95.86 95.33 95.24果糖(%dsb) 96.08 96.10 95.33 95.72隨后的水解單酐(%dsb) 0.27 0.24 nd* 0.48固體物(重量%) 89.79 89.13 88.90 88.86HMF(ppm dsb) 5.71 4.03 25.9 6.58乙醛(ppb總量) 104 48 58 66糠醛(ppm dsb) nd* nd* 0.29 0.44顏色(RBU單位) 14.0 39.6 50.7 163.1溶解度 -- -- 7.64 7.60(g果糖/g水)過飽和 -- -- 1.0 1.0＊nd沒有檢測到的從樣品的水解之前和之后的果糖分析的差別計算單酐。從果糖分析(水解之前)和樣品的固體物含量計算果糖的溶解度。兩種樣品溶液都結晶出一些果糖以建立平衡。
在PH5.5樣品中顏色的增加比在PH4樣品中發(fā)現(xiàn)的多得多。較多的顏色將導致較低的結晶工藝的收率，因為需要多次洗滌離心餅。也還有可能增加母液精制的需要。
在制備進料的過程中兩個樣品顯示出相似的單酐增加(0.27%dsb在PH4與0.24%dsb在PH5.5相比);然而，液相色譜研究的結果表明在PH5.5已形成較多的二果糖二酐。
概括地講，PH4樣品顯示出較少的色料形成，顯示出總的乙醛含量的減少。它的溶解度與PH5.5樣品沒有顯著的不同。因此，作為它的較低顏色含量的結果，就產物收率和母液質量而言，ACF工藝的PH4進料糖漿優(yōu)于PH5.5原料。較低PH明顯地把顏色和果糖的形成減少到最低并對溶解度有微不足道的影響。
如在圖3中所示，在分餾后和碳處理前很方便地進行PH調節(jié)。在工藝中的這個位置，果糖溶液的粘度相對比較低，因此相對比較容易地達到溶液和用來調節(jié)PH的酸或堿的徹底混合。在現(xiàn)有技術中有許多公知的適合這個目的的酸和堿。特別優(yōu)選的是用鹽酸(HCl)來降低PH，用無水碳酸鈉(NaCO3，“蘇打灰”)來提高PH。
碳處理優(yōu)選在通過蒸發(fā)濃縮前用碳處理結晶工藝的95+%(dsb)果糖進料流。碳處理的一個目的是除去抑制結晶的雜質。另一個目的是除去不利地影響母液的質量和因而使其不能作為液相甜味劑的組分使用的雜質，如色體、HMF、糖醛和乙醛。優(yōu)選使用粒狀碳完成碳處理，使用量大約為1-3%干物質，或者用粉狀碳，典型地比粒狀碳的用量低。優(yōu)選糖漿的溫度是大約160°F，糖漿典型地含有15-30%wt干物質，優(yōu)選大約20%wt至大約25%wt干物質。
碳處理在分離后和蒸發(fā)前立刻進行最有利。已發(fā)現(xiàn)在低固體物濃度下進行碳處理使果糖損失為二果糖的量低于0.5%。如果碳處理在蒸發(fā)后進行，可期望有大于2.5%的果糖損失。糖漿溫度應該大約為160°F(和140°F比較)，以防止在碳吸附器中微生物的生長，并且還可降低糖漿的粘度得到較好的在碳顆粒中的擴散。
實施例檢測在不同固含量的至少95%(dsb)果糖水浴液中形成的二果糖的量。在前兩個試驗中，在燒瓶中把水溶液和2.7%粒狀碳(以水溶液的干固體物重量計的粒狀碳的干固體物)混合并在160°F攪拌24小時。在0、6、14和24小時時取出樣品檢測其中含有的二果糖。結果列于下表
表Ⅱ二果糖(%dsb)在不同含量干物質的溶液中的量干固體物: 25%ds 50%ds時間(小時)0 0.25 0.476 0.32 0.8514 0.38 1.6224 0.78 1.94上面數(shù)據(jù)表明二果糖在50%干物質的溶液中比在25%干物質的溶液中形成快得多(快近4倍)。
接下來的4個實驗是為了模擬以活塞式流動方式操作工業(yè)規(guī)模的碳處理搭而設計的，即允許檢測與帶有攪拌的燒瓶的靜態(tài)系統(tǒng)相比較的在動態(tài)流動系統(tǒng)中的二果糖的形成。
兩個12英寸的玻璃柱串聯(lián)操作來提供大約20小時的糖漿進料的停留時間。柱子和用于預熱進料的短的不銹鋼管的盤管浸放在可調節(jié)的水浴中。
為了模擬在平穩(wěn)狀態(tài)的碳的逆流流動，最初把柱子操作至正常狀態(tài)并部分消耗碳，然后用新的粒狀活性碳裝填第二個柱子，即在這個柱子的出口放置大約2英寸的新鮮碳。
使用這個裝置檢查四個不同的條件(每個條件用調節(jié)的、新的粒狀碳)在140°F70%干物質在160°F70%干物質在160°F50%干物質在160°F25%干物質用連續(xù)的進料和不循環(huán)操作上面所列的每個條件36小時，在0、6、14、24、和36小時的柱子流出物中的二果糖的數(shù)量列于下表
表Ⅲ在不同固含量的溶液中的二果糖數(shù)量溫度: 140°F 160°F干固體物: 70%ds 25%ds 50%ds 70%ds時間(小時)0 0.32 0.32 0.35 0.326 0.83 -- -- 1.614 0.26 0.92 0.95 --24 0.39 0.61 1.35 1.8336 0.24 0.64 1.72 2.24雖然在70%ds、140°F二果糖的形成似乎不存在問題，但較低的溫度意味著增加了微生物生長和較高糖漿粘度的危險。在160°F兩個較高固含量的試驗(50%和70%ds)表明二果糖的含量繼續(xù)隨時間大量地增加，盡管對所有樣品采用的受熱和碳處理的時間一樣。若不希望受任何特殊理論的束縛，可能的解釋是由碳從水溶液中除去的物質對二果糖的形成進行催化和/或助催化，因此該物質在碳上的積累造成了在使用碳的過程中果糖轉化為二果糖速率的增加。
對離開碳柱的糖漿可使用一個阻止碳的過濾器以除去在液流中的任何碳粒。有效的過濾是重要的，因為任何進入到結晶器中的不溶物將被離心進入到結晶果糖中并直接影響產物的質量。
由于混合不結晶的果糖來制備液相甜味劑，碳處理同樣提高了那種物質的質量。由于正常地在接近工藝過程的最后(即混合后)對EFCS進行碳處理，從離心得到的母液在它達到最終產物時通過兩次碳處理已經(jīng)得到精制。
結晶器進料蒸發(fā)器結晶的動力是通過冷卻高果糖含量的糖漿至低于它的飽和溫度的點的過飽和作用。果糖的飽和曲線(濃度對飽和溫度)很陡。為了達到理論結晶器收率在40-55%的范圍，例如40-48%，果糖進料糖漿需要大約45-55°F的冷卻，例如47℃的冷卻。
在蒸發(fā)步驟中，從進料糖漿除去水濃縮糖漿至當它冷卻時果糖將從溶液中結晶出來的那個點。蒸發(fā)器最好設計成為對糖漿的熱損害最小并在此條件下操作來濃縮溶液。較佳的產生蒸發(fā)的方式是兩步法。首先把進料糖漿在具有多效和機械再壓縮的6-通道管式降膜蒸發(fā)器中濃縮。把從碳處理步驟得到的大約20%至大約25wt%的95+%(dsb)果糖液流在溫度大約為190°F，PH大約3.7-大約4.3送至蒸發(fā)器中。這個步驟產出的是含有大約55%-大約65wt%干物質的糖漿。
在第二個蒸發(fā)步驟中，把第一步的產出物送到盤式升膜單效蒸發(fā)器中，該蒸發(fā)器在大約23-大約24時Hg真空下操作。第二步的產出物是在大約165-大約175°F，含有大約88-90%(wt)干物質的糖漿。更優(yōu)選地使蒸發(fā)器在大約26時Hg真空下操作，這樣產物溫度大約為140-大約150°F，由此使果糖的損失減小到最低。
結晶器進料蒸發(fā)器設計和操作的主要標準是以對糖漿的熱損害最小的標準濃縮溶液。對結晶器進料糖漿的最討厭的熱損害是減少在結晶器中收率的果糖成為二果糖的轉化。高溫、高濃度和在蒸發(fā)器中長停留時間有利于二果糖的形成。由于濃度基本上固定了，應該選擇設計和操作條件把溫度和糖漿在蒸發(fā)器中的停留時間減小到最低。
合適的蒸發(fā)器例如管式降膜和盤式升膜蒸發(fā)器在現(xiàn)有技術中是公知的。
結晶果糖的結晶可在分批或連續(xù)的結晶器中完成。分批和連續(xù)的結晶都有優(yōu)點和缺點。分批結晶在生產不同的晶體粒度分布時有很大的靈活性，并能更加容易和快速地調節(jié)工藝的不正?，F(xiàn)象。然而，分批結晶有較低的結晶器生產力(裝料、卸料和在結晶器中接種需要時間)。逐批生產一致的結晶粒度分布更困難。它需要較大的原料和糖膏貯存罐以便保持分批循環(huán)時間至最短，并且它需要為每個結晶器準備單獨的冷卻系統(tǒng)。連續(xù)結晶有相反的優(yōu)點和缺點。
結晶可以以一次操作或多次操作來完成。然而優(yōu)選一次操作。據(jù)估計每批僅能達到88%的收率，結晶時間比第二次結晶操作長87%。而且，由于較高含量的高級糖，從第二次結晶得到的母液更加粘稠，第二次結晶的糖膏的淤漿密度(每磅糖膏的晶體磅數(shù))比較低。這兩個因素趨向降低離心生產率。
利用母液作為液相甜味劑的基本混合物在很大一部分上取決于母液的純度。雖然能容忍存在于母液中或從母液中有效除去的副產物的精確含量取決于多種因素，但必須采取步驟把在工藝結晶部分中的副產物的形成減小到最低。因為結晶主要選擇果糖，副產物趨向于在母液中隨每次連續(xù)結晶操作而濃縮。因此，在多次結晶的情況下問題加劇了，在母液中副產物的量經(jīng)常給結晶的次數(shù)強加一個上限，該數(shù)值實際上在聯(lián)合工藝中采用。
已發(fā)現(xiàn)在多次結晶過程中，色料，灰分，HMF，糖醛和乙醛的量都趨于在母液中增加。在這些雜質中，色料增加的是最快的，因此它通常是可有效采用的結晶次數(shù)的決定因素。
保持母液純度的合適措施包括仔細控制蒸發(fā)、碳處理和結晶條件例如PH、溫度和停留時間。優(yōu)選的條件在本文專用于各工藝步驟的段落中討論。
在進入結晶器前最好把結晶器的糖漿進料冷卻至大約140°F。為了生產40-48%理論收率的結晶果糖，它應該含有最少95%(dsb)果糖和固含量為88.5-89.7wt%(標準為89%d.s.b)。
把每批料接種并和晶種徹底混合。接種溫度(大約135°F)基于估計的干物質百分率和結晶器每批量的果糖百分率。一旦糖漿和晶種徹底混合，應該分析每批的樣品來確定實際的飽和溫度。應該調節(jié)結晶器的冷卻系統(tǒng)使每批原料進入1.00-1.05(基于果糖的濃度)的過飽和范圍。如果糖膏已經(jīng)低于這個范圍，但還沒有出現(xiàn)晶核形成，冷卻應該繼續(xù)。
晶核形成是一個晶體從液體，過飽和的溶液(凝膠)或飽和蒸氣(云狀物)中生成的過程。晶體在起晶核作用的微量異物上產生。這些異物通常由雜質提供。晶體最初在母相的很小區(qū)域里產生，然后通過增大作用在母相中增長。在本發(fā)明方法中，晶核形成是不需要的，因為它造成小晶體顆粒的產生。而且，如果明顯的晶核形成發(fā)生，晶體粒度分布就會失控。因為這些理由，優(yōu)選使用晶種。
通過糖膏冷卻的速率可間接地控制結晶的進程，根據(jù)預先確定的冷卻曲線調節(jié)冷卻水的給定值，使過飽和量是1.0-1.35，例如1.0-1.3。
更優(yōu)選實際測量過飽和度，以便直接控制結晶的進程?？梢詮膬H僅給出的初始干物質百分率和果糖百分率的母液的干物質百分率來估計過飽和度。利用過飽和數(shù)據(jù)，可以決定是根據(jù)預先確定的冷卻曲線繼續(xù)批量生產還是改進冷卻速率以便保持所需的過飽和程度。
產生結晶的一個優(yōu)選方法包括，在PH大約3.7-大約4.3，溫度大約130-大約138°F，用平均顆粒度大約150-大約250微米的大約7-大約10wt%的晶種接種含有大約88%-大約90wt%干物質的95+%(dsb)果糖糖漿。然后把接種的糖漿進行有控制的冷卻使溶液中的果糖結晶出來。
冷卻可以按如下完成把糖漿以大約0.5°F/hr的速率從大約138°F冷卻至115°F;把糖漿以大約1.0-大約1.5°F/hr的速率從115°F冷卻至86°F。建議糖漿溫度高于大約115°F時，保持過飽和量低于大約1.17;如果糖漿溫度低于大約115°F，保持過飽和量低于大約1.25。冷卻劑和糖膏之間最大的溫度差最好是大約10°F。太高的溫度差會造成晶核形成的發(fā)生。
然而，冷卻最好在至少三個階段以不同的速率加以控制。例如，在初始階段期間，當糖漿溫度為大約138和大約125°F之間時，以大約1.0和大約1.5°F/hr之間的速率完成冷卻，過飽和量保持在低于大約1.20。在臨界階段期間，當糖漿的溫度為大約125和大約110°F之間時，冷卻速率最好是大約0.5至大約1.0°F/hr，并保持過飽和量低于大約1.17。在快速徹底冷卻階段期間，當糖漿溫度為大約110和大約86°F之間時，冷卻速度最好是大約1.5至大約2.5°F/hr，并保持過飽和量低于大約1.25。
已發(fā)現(xiàn)優(yōu)選的冷卻方法包括把過飽和量的連續(xù)監(jiān)測器聯(lián)結到冷卻水溫的自動控制上去。在最優(yōu)選的方法中，數(shù)據(jù)處理機連續(xù)地接收關于糖膏溫度、冷卻水溫和過飽和的信息。然后數(shù)據(jù)處理機使用該信息來控制冷卻水溫和糖膏的冷卻速率。把數(shù)據(jù)處理機編上程序首先以2.5°F/hr的冷卻速率把糖膏從它的接種溫度(Ts)冷卻到預定的臨界溫度(T′)。(從結晶器進料的果糖百分率和干物質百分率的計算預先確定臨界溫度，在該溫度過飽和的量達到1.17)。然后程序提供以1°F/hr的冷卻速率冷卻糖膏從T′至115°F，以1.5°F/hr的冷卻速率從115°F冷卻至最終溫度(典型地為86°F)。然而，程序有補償來阻止過量的晶核形成。首先，程序保證在任何情況下，冷卻期間的任何時間糖膏和冷卻水之間的溫度差不會超過預定溫度(通常為大約14°F)。第二，程序保證在任何情況下，在冷卻期間的任何時間過飽和的量不會超過預定的值(一般為1.28)。上面描述的具體的溫度和速率可以有所變化使特定的一組結晶條件達到最佳化而沒有過度的實驗工作。影響溫度的主要因素是總干固體物含量(%ds)和晶種的總表面積。例如，增加干固體物含量將把臨界階段移向冷卻曲線中較前的范圍，反之亦然。通過減少加入的晶種的數(shù)量來降低晶種的總表面積將會擴大臨界階段，反之亦然。
結晶動力學過飽和在結晶動力學中，生長速率是濃度動力-在母液中的濃度和在平衡時那個溫度下存在的濃度的比值-的函數(shù)。
過飽和是濃度動力的一種量度。有許多方式定義過飽和。對果糖結晶來說，已發(fā)現(xiàn)以水為基礎定義的過飽和對控制批量操作的進程來說是最可靠的。因此，過飽和定義為在過飽和的糖漿中每克水中果糖的克數(shù)與在平衡時得到的每克水中果糖克數(shù)的比過飽和＝ ((果糖／水)實際)/((果糖／水)平衡)理想地，應該調節(jié)分批冷卻速率來控制母液的過飽和量。對果糖的結晶來說，已發(fā)現(xiàn)1.0-1.30的過飽和范圍產生了在所需粒度范圍里的晶體的可接受的收率。低于這個范圍的過飽和量導致了分批冷卻時間的延長，而超過1.35的過飽和量導致了嚴重的晶核形成。
晶核形成在選擇過飽和目標值方面有一個權衡方法。果糖似乎沒有一個可看得到的亞穩(wěn)態(tài)區(qū)域，也即，在其中沒有晶核形成發(fā)生的過飽和范圍?，F(xiàn)存的晶體的生長總是和新晶體的產生(晶核形成)競爭。由于增加了過飽和量，晶體生長速率增加了，但晶核形成的速率也增加了。目標是找出在經(jīng)濟上有利的循環(huán)時間內產生所需的晶體粒度的過飽和量。
上面所提到的晶核形成是“噴淋”或“驟冷”式。如上所提到的，果糖結晶總是伴隨著晶核形成。驟冷式晶核形成可以隨著分批接種的開始而發(fā)生。估計這是由于接種溫度低造成的。如果發(fā)生晶核形成，最好把糖膏加熱以除去晶核。一旦晶核已經(jīng)溶解，可以開始冷卻。
避免驟冷式晶核形成的優(yōu)選方法是接種后保持過飽和量低于1.30。大量的晶核形成將大大增加糖膏的粘度，由于大大增加了清除時間使離心分離很困難。從糖膏分離出的細小晶體更難干燥并非常容易趨于凝聚。大量晶核形成造成不需要的小的平均晶體粒度的產物。
已發(fā)現(xiàn)為了果糖結晶，在100加侖結晶器中的每批95加侖的糖漿需要大約30至大約80小時的冷卻循環(huán)，通常大約35至40小時的冷卻循環(huán)。在那個階段期間，最好以多種，優(yōu)選以三種不同的速率冷卻糖漿。不同冷卻速率的要求是果糖結晶非線性的結果。各種不同的速率相應于在冷卻期間所要求的不同階段的生長。
初始冷卻涉及的溫度范圍直至大約120°F。目標冷卻范圍是大約1至4°F/hr;典型的速率是2°F/hr，該速率使這個階段需要4到6小時，優(yōu)選大約8小時。在這期間，生長幾乎全部在晶核上發(fā)生，淤漿的密度建立得很慢。冷卻水的大量熱負荷來自于除去的顯熱。
分批的晶核形成可以在這個區(qū)域里發(fā)生。然而，只有當接種溫度太低或過飽和超過1.3時，這種現(xiàn)象才會發(fā)生。
在“臨界階段”，生長速率增長了2至4倍。淤漿密度快速增長，新的晶體產生并生長成為所需的粒度范圍。晶體生長的競爭過程和晶核形成都加快了。
不能清楚地定義這個區(qū)域的邊界線。最好的估計是它位于120和110°F之間。在這個區(qū)域里需要小心，因為晶核形成過程很容易占主導地位而失去控制。通過保持適度的過飽和量(1.05-1.20)，已發(fā)現(xiàn)可把晶核形成保持在可接受的限度內。較慢的冷卻速率是控制過飽和程度的優(yōu)選方式。在這個區(qū)域里冷卻速率大約為0.5-3.0°F/hr，一般建議0.5-1.5°F/hr的冷卻速率。以這種速率，估計臨界階段的時間是大約10-40小時，優(yōu)選大約18-22小時。
在某些情況中，高飽和量不會導致晶核形成。在那種情況中，進一步的冷卻會導致果糖半水合物的形成。這種糖類似針狀晶體形式出現(xiàn)，該晶體形成具有很高粘度(＞800，000Cps)的淤漿。離心分離這種淤漿是不切實際的，并甚至可使結晶器傳動超負荷。半水合物可以在常規(guī)的晶體檢驗期間檢測到，該檢驗應該在整個徹底冷卻階段進行。
完成臨界階段，淤漿的密度足夠的高以提供較快的冷卻速率而沒有晶核形成。在這個快速徹底冷卻區(qū)域，冷卻水溫可快速地下降。建議糖膏冷卻速率大約1-7°F/hr，優(yōu)選大約1-4°F/hr。從110°F冷卻至最終大約100-75°F需要大約3-12小時，典型地8-12小時。可進行更快的冷卻而沒有晶核形成，但生長跟不上，在分批操作后留下較高的過飽和量。一些剩余的過飽和可通過把糖膏放在混合器或混合罐中一段時間除去。
雖然冷卻在快速徹底冷卻階段比在分批操作的早期階段能較快地完成，但對能允許多大的冷卻水和糖膏之間的溫差有個限制。不知道這個限制的精確值，但冷卻速率不應該產生大于大約15°F的糖膏和冷卻表面之間的溫差。大于15°F的溫差可造成晶核形成和冷卻表面的污染。
接種接種溫度可從完全的結晶器母液的飽和溫度得到。為了得到這個資料，可以采用進料糖漿的液相色譜和折光率。使用進料糖漿的果糖百分率和干物質百分率計算果糖濃度。接種應該在大于0.96的過飽和范圍，例如1.0-1.10范圍內完成。
最優(yōu)選的晶種是平均晶體粒度大約100-400微米的干燥結晶果糖。建議1-20%(dsb)的裝料量。裝料量取決于在最終產物中的所需的顆粒度。盡一切努力把晶種加到整個結晶器中使晶種在結晶器中均勻分布。如上所提到的，美國專利4，164，429描述了生產結晶晶種的方法和裝置。
最好通過首先把晶種和果糖進料糖漿混合得到加入到結晶器中的流體漿狀物來完成接種。這有調節(jié)晶種表面的作用。在糖漿中制備晶種還把在接種時在結晶器中氣泡的形成減少到最低。氣泡是可能的晶核形成的部位。
一致的接種主要是為果糖結晶的生長提供相同的表面積。表面積和體積的比一般隨著顆粒度的增大而減小，增加晶種的顆粒度，需要較大重量的晶種來獲得所需的表面積。
另一個方法是，在結晶器中可留有大約5-30%的剩余物，優(yōu)選大約10-20%，起晶種的作用。這個步驟比使用干燥晶種具有更小的勞動強度，但產生一個較寬的晶體粒度分布，因為細小的果糖保留在要不然在離心和干燥步驟期間已經(jīng)被除去的剩余物中。用這個方法得到隨后不得不對其研磨以滿足最終產物晶體粒度的規(guī)范的較大的晶體。
優(yōu)選的步驟是除了剩余物外還添加熱糖漿。熱糖漿將提高糖膏剩余物的溫度至估計的飽和溫度(大約133°F)，同時進料糖漿冷卻至接種溫度。在這個過程中大概損失了一些晶體質量。盡管這樣的事實，最終的晶種密度優(yōu)選應該至少在2-10%(dsb)的范圍內。這種操作的關鍵部分是由進料糖漿和糖膏剩余物達到的最終溫度。這應該產生1.00至1.10的過飽和量。在這個范圍，可將晶種損失減至最小并使晶核的產生很少。
實施例在中試規(guī)模形式的常規(guī)反應器中，使用含有干物質為89.60%的95.82%(dsb)果糖的進料糖漿進行果糖結晶。采用的結晶器有一個中心軸攪拌器。通過連在中心軸上的內部翅片達到冷卻。結晶器幾乎裝有102加侖的糖漿。從接種開始大約40小時內完成冷卻。然而，在這個階段結束時留下很多的過飽和(1.17)。通過接下來的過飽和的改變來調節(jié)每批的量。
由研磨結晶產物通過2A Fitzmill篩制備晶種。通過55目篩和通過100目篩篩選研磨的物料。晶種的平均粒度為161微米。直接往結晶器中的糖漿加干燥晶種。
表Ⅳ提供了在結晶過程中實際使用的冷卻程序。在第一個18小時的操作過程中過飽和增長直到最大值1.26。然后它下降到大約1.17，并保留到徹底冷卻的剩余物中。
表Ⅳ階段 開始溫度 結束溫度 冷卻速率(從接種開始的小時數(shù)) (°F) (°F)(°F/hr)2.0-10.8 133.5 122.5 1.2510.8-20.8 122.5 111.7 0.9820.8-30.8 111.7 100.6 1.1130.8-40.8 100.6 86.1 1.46產物晶體的平均粒度為268微米。根據(jù)糖漿的果糖含量計算的晶體收率是46%。
分離從母液分離果糖晶體的優(yōu)選方法是用籃式離心機進行離心分離。已發(fā)現(xiàn)在14″×6″離心機中可將4加侖的糖膏在約10-15分鐘內分離。這段時間包括用溫水(120-200°F)洗滌1至3次，典型地2次。較高的洗滌水溫度會導致較多的果糖的溶解和收率的損失。建議根據(jù)糖膏量計算的洗滌水量是1-5%?？墒褂萌ルx子洗滌水。優(yōu)選洗滌水的PH在大約PH3-5的范圍內。
使用藍式離心機從母液除去結晶果糖的優(yōu)選操作條件包括大約1400的分離因數(shù)(g force)，餅厚大約2-大約3英寸，餅的水分按水計算大約0.7-大約1.5%和產物純度大約99.5%以上，更優(yōu)選地大約99.8以上。餅的水分和純度被認為是生產不附聚和穩(wěn)定產物的重要標準。
除去前最好在離心機中洗滌產物餅。優(yōu)選的洗滌是用根據(jù)裝到離心機中的糖膏的重量計算的大約1-大約1.5%的水，水溫大約150-大約180°F。使用這個方法，已典型地發(fā)現(xiàn)洗滌中物質的損失是大約5-大約10%。可以循環(huán)含有溶解的果糖的洗滌水至除去雜質和隨后重新濃縮的碳處理步驟。
干燥在這個過程中可采用各種類型的干燥器。流化床干燥器、振動流化床干燥器，盤式和旋轉式干燥器都適合。優(yōu)選地，通過速度可變的螺旋傳送器把從離心分離得到的濕餅計量送進連續(xù)的混合器中。干物質通過阻氣式輸送器(防止旁路空氣)以標準比直到4∶1計量加入到濕餅上。在混合器中必須充分作用，以徹底混合干物料和濕物料。然后把混合的餅移到干燥器中。
優(yōu)選順流干燥餅，以避免過度加熱產物。首先通過估計能95%除去0.5微米顆粒的硼硅酸鹽過濾器清潔屋子里的空氣。然后把空氣加熱到當與從冷卻器出來的廢氣混合時在干燥器的入口產生160°F空氣的溫度。
產物在大約130°F離開干燥器并輸送到冷卻器中。把控制量的產物不冷卻循環(huán)至干燥器的入口對濕離心餅進行處理。在干燥器操作中最關鍵的變量是進來的餅的水分。如果水分太高，干燥器將產生球狀和凝聚的產物。通過干物料循環(huán)和濕餅的比可控制水分。盡管2∶1的干物料循環(huán)和濕餅的比通常適宜于形成好的晶體，但產生晶核的晶體不能很好地離心分離，需要3∶1的比來避免凝聚。
優(yōu)選在旋轉式干燥器中將離心餅干燥，把果糖晶體的水分減少到低于大約0.1wt%。已發(fā)現(xiàn)如果離心餅的水分含量超過大約1.5wt%，在干燥器中將形成團塊。如上提到的，可使用干產物循環(huán)控制離心餅水分。建議不允許產物溫度超過大約140°F。優(yōu)選的干燥器操作條件是入口空氣溫度大約170-大約250°F，更優(yōu)選大約170-大約200°F;出口空氣溫度大約130-大約145°F;產物溫度大約125-大約135°F;和產物水分含量小于大約0.1%，更優(yōu)選小于大約0.07%。
調節(jié)已發(fā)現(xiàn)如果在還較熱時貯存果糖晶體，在貯存期間果糖晶體將產生團塊。在右旋糖和蔗糖生產中存在著相同的現(xiàn)象。雖然沒有驗證精確的機理，但預期從大晶體移到較小晶體的水分在邊界會造成進一步的結晶。這是溫度差異或是水分差異的結果，兩者產生是因為晶體不在平衡狀態(tài)。實驗已表明，把產物干燥到很低的水分(大約0.05%)和把產物冷卻至室溫將產生自由流動的產物。為了與含有0.05%水分的果糖晶體相平衡，70°F的空氣必須有低于50%的相對濕度。
用逆流空氣的旋轉式冷卻器對這個目的很奏效。用冷凍的、除濕的(調節(jié)的)空氣冷卻產物晶體至低于大約75°F，更優(yōu)選大約72°F。建議入口的冷卻空氣的溫度低于大約70°F和相對濕度低于大約40%。在冷卻器中的停留時間應該足以保證合適地調節(jié)晶體。優(yōu)選最終產物的水分含量小于大約0.07%。
通過篩分和/或研磨來制備給定粒度的最終產物。在高溫下產物的延期貯存將造成結塊和顏色問題，即使它在防水的袋子里貯存。應該在控制的濕度條件下在倉庫貯存。
混合在離心機中從結晶產物分離的母液可返回工藝過程的EFCS部分。
除了用分離結晶果糖后留下的母液和右旋糖混合外，可用水簡單地稀釋母液來生產VEFCS。
分離出結晶果糖后，可以把母液和右旋糖或含有右旋糖的溶液混合后，最后生產含有右旋糖和果糖的液相甜味劑例如55%HFCS(EFCS)。如圖3所示，許多含有右旋糖的液流在輸送到最后的完工工序之前和母液混合。通過物料平衡的考慮限定具體液流的選擇，目標是在最終的液相甜味劑中所需的果糖含量。對聯(lián)合法來說，這個量最常見的將是55%(dsb)果糖。如果在母液中有足夠的果糖，甚至可以使用從糖化得到的右旋糖產物流(典型地94-96%(dsb)右旋糖)混合輸入到EFCS完工工序。
另一個方法是，可以用水簡單地稀釋典型的含有90-92%(dsb)果糖的母液來生產液相甜味劑。如果想要保持母液含有的果糖為液態(tài)，建議采取稀釋，因為如果溶液不稀釋至低于可能遇到的所有溫度的飽和點，額外的果糖有可能從母液中結晶出來。除了水以外，其它合適的稀釋劑包括糖類水溶液例如右旋糖糖漿、HFCS、EFCS、VEFCS、和這類糖漿的生產液流。其它抑制在分離的母液中果糖結晶的手段包括采取措施來防止和減少水從溶液中的蒸發(fā)及摻入抑制結晶的添加劑。
對分離的母液或其部分的另一種應用是生產非結晶的或半結晶的果糖甜味劑。完成這個的一種方法是把母液分散在可食用的顆粒固體物上，然后干燥該分散體來生產含非晶形或半結晶形式果糖的甜味劑。用于這個目的的優(yōu)選的食用顆粒固體物是結晶果糖。
美國專利4，517，021描述了一種生產半結晶果糖組合物的方法。該專利的教導特意地結合在本發(fā)明公開的內容中供參考。可使用本發(fā)明的分離的母液作為那個方法的含水果糖糖漿，可使用結晶果糖作為結晶引發(fā)劑。因此，這里提供了一種生產結晶果糖，半結晶果糖和含有果糖的一種或多種液相甜味劑的聯(lián)合方法。
根據(jù)美國專利條例的要求，前面的描述用來說明和解釋本發(fā)明具體的實施方案。然而，在所提出的設備、組合物和方法中的許多改進和改變將是有可能的，只要不背離本發(fā)明的范圍和精神，這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。下面的權利要求書可被解釋為包含所有的這樣的改進和改變。
權利要求
1.一種生產含有果糖和右旋糖的液體甜味劑的方法，所說的方法包括從含果糖的水溶液結晶果糖，和往果糖貧化的溶液中加右旋糖。
2.如在權利要求1中所要求的方法，其中含有果糖和右旋糖的水溶液流分成第一和第二液流，把所說的第一液流分離生產高果糖含量的液流，從所說的高果糖含量液流結晶果糖，至少部分果糖貧化的高果糖含量的液流和所說的第二液流結合。
3.如在權利要求2中所要求的方法，其中把含有右旋糖的水溶液進行處理，異構化其中一部分的右旋糖產生所說的含有果糖和右旋糖的水溶液。
4.如在權利要求1至3的任何一個權利要求中所要求的方法，其中在PH3.7-4.3產生果糖結晶。
5.如在權利要求1至4的任何一個權利要求中所要求的方法，其中在果糖結晶前，對含有果糖的水溶液進行碳處理，然后進行溶劑蒸發(fā)步驟。
6.如在權利要求1至5的任何一個權利要求中所要求的方法，其中分離含有果糖和右旋糖的水溶液產生富含右旋糖的溶液，含有果糖的第一溶液和含有果糖的第二溶液，所說的含有果糖的第二溶液的果糖含量比所說的含有果糖的第一溶液的果糖含量大，和其中從所說的第二溶液或從第二溶液得到的溶液結晶果糖，和其中往所說的第一溶液和往右旋糖濃度(dsb)比所說的第一溶液大的含有右旋糖的水溶液中加所得的果糖貧化的溶液。
7.如在權利要求6中所要求的方法，其中把含有果糖和右旋糖的溶液分成第一和第二液流，其中對所說的第一液流進行分離和果糖結晶處理，和其中把所說的第二液流加到所說的第一溶液和所說的作為所說的含有右旋糖的水溶液的果糖貧化的溶液中去。
8.一種生產結晶果糖和含有果糖的液相甜味劑的方法，包括在果糖的水溶液中結晶果糖生產含有結晶果糖和母液的混合物;從母液中分離結晶果糖;和抑制在母液中的進一步結晶來生產含有果糖的液相甜味劑。
9.一種生產結晶果糖的方法包括分離含有右旋糖和果糖的液流來生產含有大于90%(dsb)果糖的高果糖含量的液流;使所說的高果糖含量的液流和活性碳接觸來生產精制的果糖流;蒸發(fā)所說的精制的果糖流來生產果糖溶液;和在所說的果糖溶液中結晶果糖。
10.一種生產結晶果糖的方法包括在果糖的溶液中結晶果糖來生產含有結晶果糖和含有果糖的母液的混合物;人母液分離結晶果糖;把至少一部分的所說母液的果糖和含水液體混合形成較低固含量的果糖溶液;使所說的較低固含量的果糖溶液和活性碳接觸;和蒸發(fā)所說的較低固含量的果糖溶液形成較高固含量的果糖溶液。
11.一種由果糖溶液生產結晶果糖的方法，包括以初始冷卻速率冷卻所說的溶液到一初始溫度范圍;然后以比初始速率慢的中間速率冷卻所說的溶液到一中間溫度范圍;和最后以比中間速率快的最終速率冷卻所說的溶液到一最終溫度范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產結晶果糖和液相甜味劑例如從含有右旋糖的進料液得到的高果糖含量的玉米糖漿的聯(lián)合方法。把進料液中的一部分右旋糖異構化為果糖，把所得到的右旋糖/果糖流分離生產高果糖含量流。高果糖含量流中的一部分果糖結晶出來，把結晶后剩余的母液和含有右旋糖的液流混合生產液相甜味劑。
文檔編號C13K3/00GK1093110SQ9310521
公開日1994年10月5日 申請日期1993年4月1日 優(yōu)先權日1993年4月1日
發(fā)明者小·D·W·利拉德, R·V·桑尼費爾特, D·K·唐, G·A·戴, F·M·馬利, L·R·施瓦布, L·W·佩克 申請人:A.E.施塔利制造公司