Способ получения инвертированного сахарного сиропа

 

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано для получения инвертированного сахарного сиропа. Целью изобретения является повышение качества сиропа за счет уменьшения содержания оксиметилфурфурола и органических кислот. Сахарный сироп подвергают гидролизу, пропуская его через слой катализатора, содержащего сульфокатионит. Сульфокатионит перед проведением гидролиза смешивают с окисленным углем в соотношении 55-65 мас.ч. окисленного угля и 35-45 мас.ч. сульфокатионита на 100 г смеси и в качестве катализатора используют указанную смесь. 3 табл.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 щ) С 13 F 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ, / СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (21) 4326318/31-13 (22) 12.11.87 (46) 15,07.90. Бюл. ) 26 (71) Институт Физической химии им. Л.В.Писаржевского (72) Л.С ° Иванова, Г.В.Кричевская, В.С.Павленко, С.А.Бренман, А.У.Дмитренко и С.Л.Грабчак (53) 664.12?.7(088.8) ! (56) Авторское свидетельство СССР и 581141, кл. С l3 F 3/00, 1977.

Zucker, 1977, v, ЗО, M 4-5, с.

187-203. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНВЕРТИРОВАННОГО САХАРНОГО СИРОПА

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано для получения инвертированного сахарного сиропа.

Целью изобретения является повышение качества сиропа путем уменьшения содержания оксиметилфурфурола и органических кислот.

Способ осуществляют следующим образом.

Сахарный сироп пропускают через слой катализатора, содержащего сульфокатионит в Н Форме для гидролиза сахарозы. Перед гидролизом сульфакатионит смешивают с окисленным углем .в соотношении 55-65 вес.ч. окисленного угля и 35-45 вес.ч. сульфокатионита на 100 г смеси. Полученную смесь используют в качестве катализатора °

2 (57) Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано для получения инвертированного сахарного сиропа. Целью изобретения является повышение качества сиро" па за счет уменьшения содержания оксиметилфурфурола и органических кислот. Сахарный сироп подвергают гидролизу, пропуская его через слой. катализатора, содержащего сульфокатионит. Сульфонатионит перед проведением гидролиза смешивают с окисленным углем в соотношении 55-65 мас.ч. окисленного угля и 35-45 мас.ч. сульфокатионита на 100 г смеси и в качестве катализатора используют указанную смесь. 3 табл.

Инверсия сахарозы на таком катализаторе проходит в более мягких условиях при рН 2,5-3,0, в результате чего не образуются продукты глубокого разложения сахарозы и тем самым предотвращаются безвозвратные потери некоторой части сахарозы.

Готовый продукт не загрязняется продуктами деструкции сульфокатионита, так как они поглощаются на окисленном угле.

Для достижения высокой степени инверсии сахарозы (1003) требуется значительно меньший расход катализатора, чем при использовании в качест" ве катализатора только окисленного угля (ОУ) .

В результате интенсивной инверсии в сиропах образуются продукты глубо1578202 кого разложения сахарозы - оксиметилфурфурол (ОМФ), красящие вещества, органические кислоты, что увеличивает потери сахара и ухудшает качество, вкус сиропов и готовых иэделий, как и в случае использования гомогенных катализаторов - минеральных и органических кислот..

Одновременно с инверсией сахароэы происходит осветление инвертированных сиропов на окисленном угле как молекулярном адсорбенте.

Наличие в смеси окисленного угля позволяет по сравнению с прототипом провести инверсию в более мягких условиях при рН 2,5, в результате чего предотвращается образование продуктов глубокого разложения сахарозы, поглощаются образовавшиеся (но в незначительном количестве) продукты деструкции катионита, чем предотвращаются потери сахароэы и улучшается качество инвертированного сиропа, Одновременно с инверсией осуществля- 25 ется осветление сиропа, Увеличение содержания в смешанном катализаторе доли окисленного угля приводит к уменьшению степени инверсии.

Увеличение содержания доли катионита резко снижает рН инверсии и приводит к образованию продуктов более глубокого разложения (сумма Лб и РВ меньше, чем в исходном сиропе), оксиметилфурфурола (ОМФ), красящих веществ, органических кислот.

Пример 1. Через две колонки, заполненные 3 г (или 1203) окисленного угля каждая, пропускают сахарные сиропы с разных стадий рафинирования (светлый и темный) при температуре 90 С, которую поддерживают с помощью термостата, сА скоростью

10 л/ч кг отбирают 5 проб по 50 мл.

ar

В каждой пробе определяют рН, цветность, доброкачественность сиропа, количество редуцирующих веществ общепринятыми методиками, содержание

ОМФ.и органических кислот.

Получают 250 мл сиропа из каждой 50 колонки с общим количеством редуцирующих веществ (PB) 7,57, доброкачественностью 91,60 (Дб). оксиметилфурфурола 0, органических кислот

0,06/ для светлого сиропа, а для тем- Ы ного PB 7,53, Дб 91,77 ;, ОМФ 01, органических кислот (орг. к-т) 0,383, потери составляют менее одного процента ((Лб + РВ) исх, сир - (Лб +

+ РВ)иивертир,сир ) . с цветностью

18,5 физ. ед. цв. для светлого и

89,1 Фиэ. ед. цв. дтя темного сиропа, рН светлого сиропа 3,38, а темного - 3,75. Резуль-аты представлены в табл. 1 и 2.

Пример 2. В колонки загружают по 2 г (80 ;) ОУ и по 0,5 г (20/)

КУ-2-8, Инверсию сиропа проводят так же, как в примере 1. В результате инверсии сахарозы получают по 250 мл инвертированного сиропа со следующей характеристикой: для светлого сиропа Лб 72,72,. PB 25,58/, ОМФ

0,053, орг. к-ты 0,06/, цветность

22,0 ед, цв, рН 2,98. для темного сиропа Лб 76,54, PB 22,62/, ОМФ 0,08, орг. к-ты 0,454, цветность 122 ед. цв., рН 3.18.

При добавлении в качестве катализатора 20 катионита увеличивается количество редуцирующих веществ в три раза, а потери сахарозы составляют меньше 13.

Пример 3 ° В колонки загру.жают по 1,5 г (60 ) ОУ + 1,0 г (403)

КУ 2-8 ° Инверсию сиропа проводят аналогично примеру 1. В результате инверсии получают: после 1-й колонки (светлый сироп) Лб 38„20/, PB 59,63/, ОМФ 0,08ж, opr. к-ты 0,084, цветность 29,3 ед. цв., рН 2,54, после

2-й колонки (темный сироп) Лб 41,72l, PB 56,57 ОМФ 0,17/, орг. к-ты 0,95:; цветность 140,5 ед ° цв., рН 2,48.

Иэ приведенных данных видно, что количество редуцирующих веществ в сиропах увеличивается почти в 8 раэ, потери составляют менее 23.

Пример 4. В колонки для инверсии загружают по 1 r (403) ОУ +

+1,5 г (60/) КУ-2-8. Инверсию проводят так же, как в npwepe 1.

В результате инверсии получают сахарный сироп, содержащий после 1-й колонки 73,893 РВ, Лб 20, 213, ОМФ

0,103, орг. к-ты 0,101, цветность

56, 5 ед. цв., рН 2, 25;- после 2-й колонки - 92,693 РВ, Лб 3,763, ОМФ

0,143, орг. к-ты 1,123, цветность

152;8 ед. цв., рН 1,75.

Иэ этого примера видно, что инверсия проходит в 10-12 раз лучше, чем в примере 1, однако наблюдаются заметные потери сахарозы (po 5В).

Пример 5. В колонки загружают только катионит КУ-?-8 - 2 г

5 157 (80 ) В результате инверсии получают в 1-й колонке сироп с Дб 9,56>„

PB 80,48/, ОHФ 0,15 "., орг. к-ты

0,123, цветность 112,8 ед. цв., РН 2. 18, из 2-й колонки — сироп с Дб

1,173, PB 91,483, ОМФ 0,21> орг. к-ты

1,523, цветность 167,5 ед. цв., рН

1,65.

При проведении инверсии только с помощью катионита количество редуцирующих веществ в сиропах по сравнению с углем увеличивается в 9-12 раз, потери сахарозы достигают 10 .

Пример 6. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют смесь, состоящую из 753 КУ-2-8 и 253 ОУ.

Катализатор помещают в две колонки, через которые пропускают сахарные сиропы цветностью 279,6 и 36,8 Фиэ. ед. соответственно. В полученном инвертированном сиропе определяют содержание оксиметилФурфурола и органических кислот. Результаты представлены в табл. 3 °

Пример 7 ° Способ осуществляют так же, как и в предыдущем примере, но в качестве катализатора используют смесь из 50 : сульйокатионита КУ-2-8 и 50 окисленного угля.

Пример 8. 8 качестве катализатора используют смесь, состоящую из 453 КУ-2-8 и 551 ОУ. 8 остальном способ выполняют аналогично предыдущим примерам.

Пример 9. Способ осуществляют так же, как и в примере 6, но используют в качестве катализатора смесь 353 КУ-2-8 и 65 окисленного угля. Показатели инвертированного сиропа приведены в табл. 3.

Как видно иэ данных табл. 1-3, увеличение в смеси доли окисленного угля позволяет получить инвертированный сироп с меньшим содержанием ОМФ н органических кислот. Однако при

8202 6 этом наблюдается уменьшение степени инверсии, что нецелесообразно.

С увеличением содержания в ката"

5 лиэаторе процента катионита увеличи" вается содержание редуцирующих веществ в сиропе, но существенно увеличивают также потери сахароэы за счет образования продуктов глубокого разложения сахарозы в процессе гид.Ролиза, цветность сиропов и понижается РН инвертированных сиропов, т.е. существенно ухудшается качество инвертного сахара.

Таким образом, иэ приведенных данных видно, что лучшими свойствами обладают инвертированные сиропы, полученные на смешанном катализаторе, представляющий собой смесь 55-65 вес. ч. окисленного угля и 35-45 вес.ч ° сульфокатионита на 100 r смеси.

Способ позволяет получить инвертированные сахарные сиропы с высокой

2 степенью инверсии, содержащие около

603 инвертного сахара, которые требуются большинству отраслей пищевой промышленности.

30 Формула изобретения

Способ получения инвертированного сахарного сиропа, предусматривающий гидролиз сахарозы в сахаросодер35 жащем сиРопе пут ем пропуска ния его через слой катализатора, содержащего сульФокатионит, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества сиропа эа счет уменьшения

40 содержания оксиметилФурфурола и органических кислот, сульфокатионит перед проведением гидролиза сахарозы смешивают с окисленным углем в соотношении 55-65 мас.3 окисленного

4g угля и 35-45 мас.F сульФокатионита на 100 г смеси и в качестве катализатора используют указанную смесь.! 578202

Табли ца 1

Гидролиз сахароэы в производственных сахарных сиропах высокой цветности с помощью гетерогенных и гомогенных катализаторов

Характеристика сиропа V„p 250 мл

М примера

Катализатор рН среды Цветность Дб 3 PB l Сумма Дб+РВ,Ж физ.ед.цв.

8. 15

3,38

0,12 99,82

7» 57 99, 17

57 2

18,5

99, 70

91, 60

2 98

72,72 25,58 98»30

22,0

2,54

28,3

38р 20 59,63 97,83

56,5

113»8

73,89 94, 10

80,48 90,05

2,25

2,18

20, 21

9» 57

Табли ца 2

Гидролиз сахароэы в производственных сахарных сиропах низкой цветности с помощью гетерогенных и гомогенных катализаторов

Р при Катализатор мера рН среды Цветность Дб 3 PB 3 физ.ед.цв.

Сумма Дб+

+РВ,3

210,2

89,1

99,50 0,28

91,77 7 57

99,78

99,34

Без катализатора . 7,12

1 1203 ОУ 3,75

1. 2 803 ОУ + 203 КУ-2-8 3 18

3 603 ОУ + 40 КУ-2-8 2,48

4 403 ОУ. + 603 КУ-2-8 1, 75

5 804 КУ-2-8 1,65

76, 54 22>62

41,72 56» 57

3»76 92,69

1,17 91,48

99,16

98>27

96,46

92,65

122,0

140,5

152,8

167,5

Табли ца 3

Содержание оксиметилфурфурола и органических кислот в гидролизованных сахарных сиропах, полученных с помощью смешанных катализаторов

Сироп цветностью 279,6 физ. ед. цв.

6 753 КУ-2 + 25 ОУ 0,21

503 КУ-2 + 504 ОУ 0,14

1»52

1,12

Без катализатора

1209, ОУ

803 ОУ + 203

КУ"2"8

603 ОУ + 403

КУ-2-8

403 ОУ + 603

КУ-2-8

801 КУ-2-8

Характеристика сиропа 7„ = 250 мл

157820210

Продолжение табл. 3

I,О4

0,88

13

Составитель А.Гаврилов

Техред И.,цидык Корректор Л.Бескид

Редактор П.Маковская

Заказ 1892 Тираж 308 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

7

453 КУ-2

354 КУ 2

Сироп

75ь КУ-.2

50% КУ-2

454 КУ-2

35> КУ-2

+ 55ф ОУ

+ 651 ОУ цветностью 36,8

+2ЯОУ

+ 503 ОУ

+ 553 ОУ

+ 653 ОУ

О, О, физ.

О, 0)

О, О, ед. цв.

09

О, О, О, О, 12

08