老师编麦芽糖醇可行性研究

5000吨/年麦芽糖醇项目可行性研究报告江苏工业学院二零零一年十一月三日1年产5000吨麦芽糖醇项目可行性研究报告一、总论1、项目名称：年产5000吨麦芽糖醇生产线2、承办单位：江苏工业学院3、麦芽糖醇简介3．1麦芽糖醇的性质3．1．1、物理性质麦芽糖醇为无色透明的粘稠状物质，易溶于水，不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。其甜味和蔗糖极为相似，在所有甜味剂中味道最好，甜度略低于蔗糖。各种甜味剂的相对甜度如下表1所示：表1、各种甜味剂的相对甜度名称蔗糖山梨醇麦芽糖麦芽糖醇葡萄糖木糖醇相对甜度10048399065105麦芽糖醇不易结晶，具有显著的吸湿性。在较高的相对湿度下，麦芽糖醇吸收水分比甘油少；在较低相对湿度下，麦芽糖醇散失水分也比甘油少；在相对湿度58％时，麦芽糖醇水分含量不发生变化。可见麦芽糖醇比甘油具有更好的保湿性质。麦芽糖醇对酸、碱均相当稳定，170oC加热1小时仅部分分解、200oC以上才分解变色。PH3-7下于100oC加热1小时没有变化，在PH2以下才有部分分解。在相同浓度下麦芽糖醇的粘度高于山梨醇、甘油和葡萄糖。3．1．2、微生物发酵性麦芽糖醇不易被微生物发酵，而且对微生物有抑制性。它不受口腔中产酸菌的作用产生乳酸和其它有机酸，因此食用麦芽糖醇不会发生龋齿病。曾试验将人的唾液加入培养基中，再分别加入葡萄糖和麦芽糖醇，于37oC下培养一段时间，结果发现，加葡萄糖的培养基在2小时后PH降至5以下，而加麦芽糖醇者PH几乎保持不变。麦芽糖醇对真菌的作用也有抑制性，防霉天数为同等浓度蔗糖溶液的4倍，耐酵母的发酵性为蔗糖的6-7倍，因此使用麦芽糖醇可明显延长食品的保质期。3．1．3消化性质麦芽糖在胰液素的作用下，不需多时即被分解成二分子的葡萄糖，而麦芽糖醇几乎不被作用。可见，麦芽糖醇在动物体内很难被消化吸收，故为一种良好的低热值甜味剂。几种糖和糖醇的发热量比较如表—2所示。2表2、几种糖和糖醇的发热量名称蔗糖麦芽糖葡萄糖蜂糖木糖醇麦芽糖醇卡/100克40634033530740640对成年男子以每Kg体重0.5g的麦芽糖醇摄食者，一星期以后检查血液中各种成分，如血糖、胰岛素及无机盐等无显著变化。而在同样情况下摄食葡萄糖者，血液中血糖及胰岛素会显著升高，糖尿病患者更为显著。3．1．4麦芽糖醇作为食品添加剂的安全性作为食品添加剂麦芽糖醇和蔗糖一样是非常安全的。我国卫生部颁布的《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760—1996）对其用量没有限制，规定可按需要适量用于雪糕、冰棍、糕点、果汁（型）饮料、饼干、面包、酱菜和糖果中；联合国世界粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）在1994年也已规定对麦芽糖醇的用量不作限制。3．2、麦芽糖醇的用途3．2．1利用麦芽糖醇在动物体内不被消化吸收、甜度较高甜味纯正的性质，可作为糖尿病人或怕胖者的低热值甜味剂，在冰淇淋、巧克力、果酱、糕点中均可使用。3．2．2、利用麦芽糖醇不易被微生物发酵，而且对微生物有抑制性的性质，用于制造儿童保健糖果，可以保护儿童牙齿不被蛀蚀；用于乳酸饮料中，可保持较长时间安定的甜味；用在罐头果酱中，常温下开口存放，较长时间不发酵、不霉变。3．2．3、麦芽糖醇具有良好的保湿性，用于食品中，尤其是面包、蛋糕等软性糕点能显著增加产品的柔软性，延长保存期；也可作润湿调整剂，代替山梨醇、甘油用于卷烟日用化妆品，提高产品质量。3．2．4、麦芽糖醇的粘度较高，使它在冷冻食品中显示优点。在雪糕、冰淇淋中使用麦芽糖醇，能使冰粒细腻、粘性高，口感更好；用于配制果酒、露酒、清凉饮料、汽水中，能调节稠度；用于果酱中，粘稠性和冻胶强度都能提高。3．2．5、可作为工业原料。麦芽糖醇是一种多元醇，可进一步深加工合成麦芽糖醇脂肪酸酯，这是一种新的表面活性剂，可作增稠剂，也可作为增塑剂；也可用作聚醚的起始剂，进而和异氰酸酯反应生产泡沫材料。4、投资的必要性随着生活水平的提高，人们对甜食的需求也在逐年增加，甜味剂的世界年产量已超过１亿吨，全世界人年均２０－３０公斤。但摄食蔗糖过多引起的肥胖症、糖尿病、动脉硬化、心脏衰弱及蛀牙等疾病正威胁着人们的健康。这一点在我国随着人们生活水平的快速提高已经成了一个迫切需要解决的问题。几年前据报道我国有糖尿病人三千万，而新华社2001年8月5日的报道称，仅重庆市目前已有3150万人患上了糖尿病，发病率超过4%。有的城市甚至超过10%。所以寻找甜味甘美、食用安全、价格低廉的低热值甜味剂也就成了人们努力的目标。目前生产的糖精、甜菊甙、甘草酸盐、罗汉果、蛋白糖、甜蜜素等甜味剂，有的由于安全性受到怀疑，在有些国家被禁用，有的有令人不快的苦味，有的因价格太贵而受到限制。如上所述，麦芽糖醇是高麦芽糖经氢化还原而得到的一种双糖醇，属于天然的绿色食品。它的甜味与蔗糖几乎完全一样，极为纯正，在所有甜味剂中甜味最好，甜度约为蔗糖的90%。此外，它还有一些特点：非发酵性（可防蛀牙）、低热值（可防发胖）、粘度大（可作增稠剂）、耐热耐酸性好（可作安定剂）。这些特点使它能广泛用于食品、医药、化工等领域。市场潜力大，前景好。目前国外几个发达的国家都生产麦芽糖醇。日本、美国从80年代中期开始生产，以平均每年20%的速度快速增长，目前的年产量都已超过十万吨。而我国还没有工业化生产。麦芽糖醇的售价在日本为350日元/公斤，约折合人民币25元/公斤。法国一公司在上海的售价1997年时为18000元/吨，目前的售价据了解为14000元/吨。根据我们的研究结果，生产成本约6800元/吨。因此生产麦芽糖醇有很好的经济效益。麦芽糖醇生产以淀粉为原料。目前我国淀粉大量过剩，甚至有些地区农民卖粮难成了一个严重的问题。因此生产麦芽糖醇不仅可以将廉价的淀粉转化成高附加值产品、取得很好的经济效益，而且为淀粉生产找到了出路，有利于社会稳定。综上所述，生产麦芽糖醇不仅有很好的经济效益，而且会带来良好的社会效益，也有利于提高人们的健康水平，而且随着人们生活水平的提高需求量会越来越大。因此立项生产麦芽糖醇这一产品是很有必要的。二、承办单位基本情况1．2．江苏工业学院江苏工业学院原为中石化总公司直属院校，现归属教育部。该学院麦芽糖醇课题组在麦芽糖醇的研究方面有比较深的造诣。该课题组从八十年代中期开始紧跟国外动态，着手研究该产品，1991年通过原化工部组织的中试鉴定。专家认为产品质量达到了同期国外的先进水平。1994年获得国家科技成果证书。1992年经过竞标承担了生物工程国家八五重点科技攻关项目“麦芽糖醇开发研究”。经过几年的攻关，不仅产品质量，而且工艺水平都达到了国际先进水平，并有所创新。1997年通过国家鉴定。由江苏工业学院负责技术工作能确保本项目顺利上马，并且保持先进性，具有市场竞争能力。三、产品质量、工艺水平、生产规模及国内外市场预测41、产品质量参照国外麦芽糖醇的标准，制定产品质量指标如下：表3、麦芽糖醇产品质量指标名称指标固体物含量％，75麦芽糖醇含量（干基〕％，75重金属（以Pb计〕ppm5砷（以As计〕ppm2镍（以Ni计〕ppm2PH值5.0-6.0灼烧残渣％0.2鉴别试验正反应麦芽糖醇的含量（即纯度〕是一个关键指标，其它的指标如重金属含量等都不难达到。本项目产品和国内外产品的质量指标比较如下：表4、质量指标比较单位名称麦芽糖醇含量（干基〕日本东和化成公司法国洛快特公司世界粮农组织（FAO〕世界卫生组织（WHO〕保定化工二厂（曾生产过〕江苏石油化工学院75％75％65％65％47％75％本项目产品的质量和国外产品是相当的。2、工艺水平江苏工业学院麦芽糖醇课题组从八十年代中期开始紧跟国外动态，着手研究该产品.1990年完成了小试研究后进行了50t/a规模的中试，产品质量稳定，麦芽糖醇含量均在75％以上，产品存放几年后颜色仍然洁白、不变质。1991年通过原化工部组织的中试鉴定。专家一致认为产品质量达到了同期国外的先进水平。该成果1994年获得国家科技成果证书。1992年经过竞标承担了生物工程国家八五重点科技攻关项目“麦芽糖醇开发研究”。进一步在1000t/a装置上生产出了含量大于90％的麦芽糖，开发了加氢和造粒新工艺。经过几年的攻关，不仅产品质量，而且工艺水平都达到了国际先进水平，并有所创新。1997年通过国家鉴定。在和美、法两国同行的互访交流中也了解到我们的技术水平和他们比较各有特点，水平相当。3、国内外市场预测和生产规模的确定5目前国际上有美国、日本、法国、德国、意大利这几个国家生产麦芽糖醇。美国、日本的年产量都已超过十万吨。以日本为例，1985年起步时年产5000吨，1990年达到25000吨，现已超过十万吨，平均以每年5000吨的速度增长。其产品除了本国还销往台湾、香港、东南亚等地。售价折合人民币约25元/公斤。法国的厂家在我国的销售价格1997年时为RMB18000元/吨。我们的产品生产成本约RMB6800元/吨。在国际市场上会有较强的竞争力。目前国内尚无工业化生产，但市场已经开始启动。去年开始，无糖食品、无糖饮料、无糖保健品的广告已在电视上频繁出现。今年，用麦芽糖醇做的无糖糖果、无糖糕点、无糖冰淇淋、无糖口服液等已经在市场上销售。这预示“无糖”食品消费的高潮即将到来。而麦芽糖醇是“无糖”糖源中最好的一种。以我国的人口数量，随着生活水平的提高，需求量决不会在日本之下。举例如下：以供糖尿病人食用为例，几年前的统计，我国糖尿病人有三千万，如果仅以每人每年食用1公斤计，即达三万吨；以月饼市场为例，仅上海市一地，每年生产月饼的蔗糖用量在3000吨以上。但是月饼的含糖量特别高，糖尿病患者、肥胖者、心血管病患者等都害怕食用。如果用麦芽糖醇做无糖月饼，市场需求会更大。如果仅代替三分之一的蔗糖，用量也在1000吨以上；杭州市娃哈哈集团生产无糖八宝粥，据了解目前用木糖醇，用量在300吨以上。麦芽糖醇是一个长命产品，随着生活水平的提高，需求量将越来越大。从国内外市场的现状和前景看，确定本项目起步的年生产规模为5000吨是合适的。四`、工艺和设备本工艺以淀粉为原料，经过预处理后进入调乳罐，加入适量的酶和助催化剂，调整到一定的PH值，然后进行液化。液化深度和均匀性的控制是制得高纯度麦芽糖的关键之一。本项目采用喷射液化——管式反应工艺及自己研制的喷射器，圆满地解决了这一问题。经过灭酶，进行糖化。控制一定的条件得到高纯度的麦芽糖，纯度大于75％，最高可达90％以上。再经过脱色、离子交换等精制过程，随后进行加氢。小规模的加氢一般都采用釜式反应器。大规模的加氢，由于压力比较高，用釜式反应器操作麻烦，安全性也不是很好。本项目拟采用自己研制的滴流床反应器，并且辅以助催化剂，反应器控制容易，操作简单、平稳，转化率可达到99.5%以上。加氢以后再经过精制、浓缩。最后得到高纯度的麦芽糖醇产品。4．1麦芽糖醇的合成原理a、淀粉在酶的作用下经水解、糖化生成麦芽糖：6CH2OHCH2OHCH2OHHOH酶HOHHOHHOHHOHOHHOHOHHHOOHHOHnHOHHOHb、麦芽糖加氢生成麦芽糖醇CH2OHCH2OHCH2OHCH2OHH-C-OHHOHHOHH2HOHHO-C-HHOHHOHOHHHOHHOCHHOOHHOH-C-OHHOHHOHHOHCH2OH4．2工艺流程产品生产工艺流程示意图如下：淀粉调乳发酵酶灭酶酶发酵脱色过滤蒸发离子交换加氢氢气过滤离子交换预处理脱色7本工艺所用的设备国内都可以解决。五、燃料、动力、原材料、及公用设施煤年用量为6500吨配电变压器容量500KVA主要原材料：淀粉5000吨/年氢气30吨/年锅炉：10吨/小时供水：200吨/天六、环境保护本生产工艺有少量废水和废渣排放，但没有废气。产生的废水约200吨/天，有害无毒，主要含洗涤水、浸泡水、冷却水、废糖液、有机物、盐等；产生的废渣有使用过的活性碳和催化剂。废活性碳的排放量约500公斤/天，可以送锅炉房添加到煤中焚烧；废催化剂的排放量约30公斤/天，拟让催化剂厂回收处理；废水的处理采用生物处理法，可以一次达到排放标准。简介如下：1、工艺