科创中国

行业领域

生物与新医药技术

需求背景

制糖技术已有千年的历史，从我国西周开始就有糖的制作方法。随之岁月的变迁，人们对糖的需求度越来越大，糖的应用也更广泛，制糖的技术也逐渐成熟。而制糖脱色是糖业必不可少的流程和工艺，是企业长期应用的技术，食品、医药、工业等，对糖的色值色度要求各不相同，工艺运营成本成为企业选择工艺的重要参考条件之一。

不同工艺、材质的产品，在糖脱色中都不同的工艺原理。经过近几年的糖业的持续发展，活性炭与离子交换技术已经成为糖脱色最主流的产品。以下分析糖浆脱色中，活性炭与离子交换工艺优缺点全面对比，得出离子交换运营成本低于活性炭，同时离子交换满足不同糖液的色值要求，且设计更灵活、更高效，是制糖工业脱色主流工艺技术。

需解决的主要技术难题

1玉米芯水解技术的工业化生产关键技术，提高玉米芯水解率，并需要自动化改造技术，实现玉米芯的高效自动化水解生产； 2. 水解液浓缩及污水回收技术工业化生产关键技术，将水解液由5%浓度浓缩至20%浓度，糖损失小，能耗小；将木糖生产过程中脱盐、脱色、浓缩等工序所产生的污水进行回收，要求回收水的电导率小于20 μs/cm； 3. 水解液脱盐脱色技术，采用色谱技术对水解液进行脱盐脱色处理，显著降低脱盐脱色的生产成本。

期望实现的主要技术目标

达到的目标： 1.明确玉米芯高效制糖的技术参数，通过微波、超声、气爆等方法提高玉米芯水解率5%以上，建立整套的玉米芯制糖生产技术体系，进行水解工艺自动化改造，建立玉米芯水解自动化示范生产线。 2. 明确膜浓缩水解液的技术参数，将水解液由5%浓度浓缩至20%浓度，并在保证浓缩效率的基础上，杜绝了新色素的产生，降低浓缩能耗40%，降低二脱活性炭用量20%，降低阴阳离子树脂用量20%，建立水解液膜浓缩自动化生产线。 3. 采用膜分离技术回收木糖生产过程中脱盐、脱色、浓缩等工序所产生的污水，确定最佳技术参数，回收水的电导率小于20 μs/cm，并将回收的水用于水解、树脂再生等多个工序，节约水资源，降低100元/吨生产成本，建立膜回收生产污水自动化生产线。 4. 确定色谱脱盐脱色技术，确定最佳的工艺参数，并进行相关装置的制造，脱盐脱色率大于80%，糖损失率小于5%。

需求解析

解析单位：“科创中国”双碳支撑产业科技服务团（中国化学会） 解析时间：2022-11-14

焦斌

中科院化学所，中国化学会产学研合作与促进工作委员会

常务副主任

综合评价

需求清晰，企业诉求合理。除提取木糖外，建议考虑提取呋喃类物质，在制药行业用途广泛，附加值高。

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解析单位：“科创中国”黑龙江科技服务团（黑龙江省科学技术协会） 解析时间：2022-11-14

李晨

哈尔滨工业大学

教授

综合评价

脱色树脂的粒径一般在 0.3 - 1.2 mm 之间，离子交流树脂是通过离子交流抵达脱色效果，大孔吸附树脂是通过比表面积和网孔孔容孔径吸附抵达脱色效果。如淀粉、蔗糖离交脱色用大孔弱碱树脂进行脱色，结尾也可以用精制脱色大孔树脂和去掉杂质异味。也可以选择大孔强碱阴树脂进行脱色。大孔树脂吸附原理：大孔吸附树脂是以苯乙烯和丙酸酯为单体,参与乙烯苯为交联剂,甲苯、二甲苯为致孔剂,它们彼此交联聚合形成了多孔骨架结构。树脂一般为白色的球状颗粒,粒度为20～60 目,是一类含离子交流集团的交联聚合物,它的理化性质安稳,不溶于酸、碱及有机溶剂,不受无机盐类及强离子低分子化合物的影响。树脂吸附作用是依托它和被吸附的分子(吸附质) 之间的范德华引力,通过它无量的比表面进行物理吸附而工作,使有机化合物根据有吸附力及其分子量大小可以经一定溶剂洗脱分隔而抵达分别、纯化、除杂、浓缩等不一样目的。脱色效果能达到85%以上。

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处理进度