一、技術(shù)名稱：異麥芽酮糖發(fā)酵工藝優(yōu)化技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：輕工行業(yè) 蔗糖轉(zhuǎn)化成異麥芽酮糖生產(chǎn)
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
異麥芽酮糖生產(chǎn)是以蔗糖為原料，經(jīng)蔗糖異構(gòu)酶催化蔗糖轉(zhuǎn)化為異麥芽酮糖而實現(xiàn)的，目前比較常用的蔗糖異構(gòu)酶生產(chǎn)菌包括P. rubrum， S. plymuthica、Er.carotovora、Er.
Rhapontici等。雖然這些菌所產(chǎn)生的酶都能將蔗糖轉(zhuǎn)化為異麥芽酮糖，但轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中的異麥芽酮糖產(chǎn)率僅在8%-86%范圍內(nèi)變化，而且在轉(zhuǎn)化過程中還產(chǎn)生5-15%的副產(chǎn)物（葡萄糖和果糖），嚴重影響異麥芽酮糖的結(jié)晶和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，傳統(tǒng)的異麥芽酮糖生產(chǎn)工藝包括酶制劑制備、蔗糖異構(gòu)化、蔗糖酶或酵母分解殘留蔗糖、離子交換樹脂分離純化、濃縮結(jié)晶等工序，生產(chǎn)工藝十分復(fù)雜。在傳統(tǒng)工藝中，主要耗能環(huán)節(jié)包括轉(zhuǎn)化時間和攪拌時間長、攪拌功率大、額外的酵母發(fā)酵消除蔗糖和樹脂分離純化工序等，單位產(chǎn)品平均能耗約為1.3tce/t。如果使用克雷伯新菌（K.
chinesensis）生產(chǎn)異麥芽酮糖，僅需要蔗糖發(fā)酵轉(zhuǎn)化和濃縮結(jié)晶兩步工序，可使生產(chǎn)工藝簡化，大幅度降低成本。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量7萬tce/a，CO2減排約18萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
通過使用蔗糖異構(gòu)酶產(chǎn)生菌克雷伯新菌（K.
chinesensis），并采用含有蔗糖異構(gòu)酶的活性細胞碎片催化蔗糖轉(zhuǎn)化，可使蔗糖轉(zhuǎn)化率高達99.8%以上，不僅大幅縮短轉(zhuǎn)化時間，需氧量明顯降低，而且轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中不產(chǎn)生葡萄糖和果糖副產(chǎn)物，可實現(xiàn)無分離純化工序直接濃縮結(jié)晶，簡化了異麥芽酮糖的生產(chǎn)工藝。由于該技術(shù)減少了發(fā)酵和攪拌時間，降低了攪拌功率，因此實現(xiàn)了工序的節(jié)能。
2.關(guān)鍵技術(shù)
（1）研發(fā)尋找到優(yōu)秀的克雷伯新菌（K.
chinesensis），使蔗糖轉(zhuǎn)化率高達99.8%以上，且產(chǎn)物中不形成葡萄糖和果糖副產(chǎn)物；
（2）將酶制劑生產(chǎn)與蔗糖轉(zhuǎn)化兩步工序合并，采用同步工藝，將異麥芽酮糖的發(fā)酵轉(zhuǎn)化時間由24h縮短為9h以內(nèi)；
（3）采用無分離純化直接濃縮結(jié)晶工藝，避免了酵母發(fā)酵和離子交換層析等異麥芽酮糖分離純化步驟；
（4）在蔗糖轉(zhuǎn)化過程中，采用前期攪拌通風后期停止攪拌工藝，攪拌時間由傳統(tǒng)轉(zhuǎn)化工藝的24h以上，減少為少于5h。
3.工藝流程
與傳統(tǒng)工藝流程相比，異麥芽酮糖發(fā)酵優(yōu)化工藝顯著簡化，僅包括蔗糖轉(zhuǎn)化和濃縮結(jié)晶兩步工序，如圖1所示：
圖1 異麥芽酮糖發(fā)酵優(yōu)化工藝與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的流程對比圖
五、主要技術(shù)指標
1.發(fā)酵轉(zhuǎn)化時間縮短62.5%；
2.攪拌時間縮短79.2%；攪拌功率減少40%；
3.分離純化減少100%；
4.每生產(chǎn)1t異麥芽酮糖節(jié)能143kgce。
六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
2006年6月，該技術(shù)通過大連市科技局主持的異麥芽酮糖生產(chǎn)菌的科技成果鑒定，并獲得大連市科技進步一等獎。2007年獲得遼寧省科技進步二等獎。本技術(shù)已2條異麥芽酮糖生產(chǎn)線上使用，節(jié)能效果明顯。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶：鎮(zhèn)江欣隆生物有限公司、青島瑯琊臺集團公司等
典型案例1
技術(shù)提供單位：鎮(zhèn)江欣隆生物有限公司
建設(shè)規(guī)模：1000t/a的異麥芽酮糖生產(chǎn)線。主要技改內(nèi)容：新建異麥芽酮糖生產(chǎn)線，主要設(shè)備包括轉(zhuǎn)化罐，結(jié)晶罐，分蜜罐和干燥器。節(jié)能技改投資額100萬元，建設(shè)期1年。每年可節(jié)能148tce，年節(jié)能經(jīng)濟效益為47萬元，投資回收期約2年。
典型案例2
技術(shù)提供單位：鎮(zhèn)江欣隆生物有限公司
建設(shè)規(guī)模：5000t/a的異麥芽酮糖生產(chǎn)線。主要技改內(nèi)容：新建異麥芽酮糖生產(chǎn)線，主要設(shè)備包括：轉(zhuǎn)化罐，結(jié)晶罐，分蜜罐和干燥器。節(jié)能技改投資額260萬元，建設(shè)期1年。每年可節(jié)能715 tce，年節(jié)能經(jīng)濟效益120萬元，投資回收期約2年。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
異麥芽酮糖生產(chǎn)只是在蔗糖生產(chǎn)工藝中增加了蔗糖轉(zhuǎn)化步驟，其它工序可以完全借用蔗糖生產(chǎn)設(shè)備。因此，同一套設(shè)備既可以用于蔗糖生產(chǎn)，也可以用于異麥芽酮糖生產(chǎn)，可以根據(jù)市場需求，隨時轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。預(yù)計未來5年，可在行業(yè)內(nèi)推廣約10%，形成的年節(jié)能能力約為34萬tce，年減排能力約90萬tCO2。
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