i. Liquéfaction
L'amylase à glucose utilisée pour la saccharification est une exoenzyme qui hydrolyse l'extrémité non réductrice des molécules de substrat. Afin d'augmenter la probabilité d'utilisation de l'amylase maltogénique et d'accélérer la réaction de saccharification, il est nécessaire d'utiliser l'α-amylase pour hydrolyser le glucose macromoléculaire en maltodextrine et en sucres composés. Cependant, la structure cristalline des particules d'amidon oppose une forte résistance à cette enzyme.
(i) Gélatinisation et vieillissement
Si le lait d'amidon est chauffé à une certaine température, les particules d'amidon commencent à se dilater et la structure cristalline disparaît. Plus la température augmente, plus les particules d'amidon continuent de se dilater, leur volume étant multiplié par plusieurs fois, voire par des dizaines. À mesure que les particules se dilatent, la structure cristalline disparaît, le volume augmente, les particules entrent en contact et forment un liquide gélatineux. Même en arrêtant d'agiter, l'amidon ne se dépose plus ; ce phénomène est appelé gélatinisation. Le liquide visqueux ainsi obtenu est appelé pâte d'amidon, et la température à laquelle ce phénomène se produit est la température de gélatinisation.
(ii) Liquéfaction
La liquéfaction peut être réalisée par de nombreuses méthodes, la plus idéale étant la liquéfaction par jet. Selon les conditions de production des différentes usines, lorsque la pression de vapeur est supérieure à 0,8 MPa, on choisit le procédé de liquéfaction par jet de vapeur haute pression ; lorsque la pression de vapeur est inférieure à 0,5 MPa, on choisit la liquéfaction par jet basse pression. Le procédé de liquéfaction par jet se divise en deux catégories : le procédé enzymatique unique et le procédé enzymatique double.
ii. Saccharification
Une fois la liquéfaction terminée, ajustez rapidement le pH de la solution à 4,2,5 tout en la refroidissant à 60 °C. Ajoutez ensuite l'enzyme de saccharification et maintenez la température à 60 °C. Agitez constamment pour assurer une saccharification homogène. Après la réaction, vérifiez la solution avec de l'alcool anhydre. Si l'absence de maltodextrine est confirmée, ajustez le pH entre 4,8 et 5,0, chauffez la solution à 80 °C et maintenez cette température pendant 20 minutes. Filtrez ensuite le liquide. Conservez le filtrat dans un réservoir à une température supérieure à 60 °C pour une utilisation ultérieure.
iii. Filtrage
Après saccharification de l'amidon, le DE peut atteindre 98 % (variable selon la configuration et les exigences du client). Cependant, l'hydrolyse de l'amidon entraîne également l'élimination d'impuretés insolubles, de cendres, de matières grasses, de protéines, etc. Par ailleurs, l'hydrolyse introduit certaines impuretés : l'ajout d'acide peut introduire des sels inorganiques, et l'ajout d'enzymes, des protéines. Lors de la décomposition, de l'amylose et des oligoses sont générés, ainsi que du 5-HMF et d'autres composés colorés lors de réactions secondaires. Ces composés doivent être raffinés afin d'améliorer la qualité du glucose et celle des produits finis. C'est pourquoi une filtration après saccharification est nécessaire.
iv. Décoloration
La décoloration du liquide saccharifié par voie enzymatique consiste généralement à ajuster le pH autour de 4,8. L'enzyme étant une protéine, le pH de la solution est proche de son point isoélectrique. De nombreuses substances en suspension y sont présentes. De nombreuses usines utilisent d'abord un filtre à tambour, préalablement recouvert de diatomées, ou ajoutent un filtre à charbon actif usagé pour éliminer les protéines, les matières grasses et les impuretés, avant de procéder à la décoloration. Le liquide saccharifié obtenu par voie enzymatique est clair. On effectue généralement deux décolorations au charbon actif, suivies d'un échange d'ions ferreux (IX). Parfois, on filtre directement le liquide au tambour, puis on procède à l'échange d'ions ferreux, sans utiliser de charbon actif pour la décoloration.
v. Échange d'ions (IX)
Grâce aux ions échangeables fixés sur les groupes fonctionnels du squelette du réseau tridimensionnel, la modification de la concentration ionique et d'autres conditions environnementales permet un échange réversible avec des ions externes, et assure la séparation, le remplacement, la concentration et l'élimination des impuretés des ions, ainsi que la catalyse chimique.
vi. Évaporation et concentration
En fonction des exigences de traitement et de la technologie, il existe différents types de concentrateurs, tels que l'évaporation continue ou l'évaporation par lots, l'évaporation unique ou l'évaporation multiple.
vii. Cristallisation
La cristallisation est le procédé qui transforme un liquide en solide et sépare ce solide. C'est également la méthode la plus importante pour obtenir des produits purs. La cristallisation est l'étape la plus cruciale du procédé de production de glucose cristallisé. Elle influe directement sur la qualité et le rendement du produit.
Il existe différents types de cristallisation pour le procédé de production de glucose. Ce procédé est relativement complexe et influe principalement sur la qualité et le rendement du produit. Voici une description du procédé :
(i) Une fois le processus de cristallisation terminé
(ii) Procédé de double cristallisation
(iii) Ligne de production de glucose anhydre
viii. Séparation et séchage
La cristallisation est le procédé qui transforme un liquide en solide et sépare ce solide. C'est également la méthode la plus importante pour obtenir des produits purs. La cristallisation est l'étape la plus cruciale du procédé de production de glucose cristallisé. Elle influe directement sur la qualité et le rendement du produit.
Il existe différents types de cristallisation pour le procédé de production de glucose. Ce procédé est relativement complexe et influe principalement sur la qualité et le rendement du produit. Voici une description du procédé :
(i) Séparation
Le mélange après cristallisation contient des particules de cristal et du liquide non cristallisé (généralement appelé liquide mère ou vert), il est nécessaire de séparer les particules de glucose cristallin du liquide mère par un séparateur centrifuge.
On charge le mélange liquide puis on le fait tourner par la force centrifuge, puis les cristaux sont projetés de la liqueur mère dans le panier et sont évacués.
(ii) Séchage
Les machines de séchage du glucose comprennent le séchoir à tambour, le séchoir à flux d'air et le séchoir à lit fluidisé, etc. Certaines usines utilisent un séchoir par pulvérisation pour sécher directement la solution de glucose hautement concentrée en poudre.
Le séchoir à tambour est un tambour rotatif avec une enveloppe de vapeur, le tambour a une certaine inclinaison, le glucose peut être ajouté d'un côté, il s'écoule lentement dans le tambour à environ 5 tr/min, comme un séchoir à tambour de 1000*5000 mm, avec une capacité d'environ 10 t/j.
Le séchoir à air est la machine de séchage du glucose la plus courante. Il se compose d'un réchauffeur d'air, d'un ventilateur, de tuyaux d'air et d'un cyclone, etc. Le glucose séparé doit d'abord être broyé, puis remonté par le flux d'air chaud.
ix. Production de maltodextrine
La maltodextrine se divise en trois classes principales :
MD100 : Valeur DE, % (m/m) inférieure à 10
MD150 : Valeur DE, % (m/m) inférieure à 15
MD200 : Valeur DE, % (m/m) inférieure à 20
x. WIP (Lavage en place)
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