i. การเกิดการเหลวตัว
กลูโคสอะไมเลสที่ใช้ในการทำน้ำตาลเป็นเอนไซม์ชนิดหนึ่งที่ทำงานภายนอกเซลล์ โดยจะไฮโดรไลซิสโมเลกุลของสารตั้งต้นที่ปลายด้านที่ไม่ลดรูป เพื่อเพิ่มโอกาสในการเกิดมอลโทเดกซ์ทรินและเร่งปฏิกิริยาการทำน้ำตาล จำเป็นต้องใช้แอลฟาอะไมเลสในการไฮโดรไลซิสโมเลกุลขนาดใหญ่ของกลูโคสให้กลายเป็นมอลโทเดกซ์ทรินและน้ำตาลเชิงซ้อน แต่โครงสร้างผลึกของอนุภาคแป้งมีความต้านทานต่อเอนไซม์สูง
(i) การเกิดเจลและการเสื่อมสภาพ
หากให้ความร้อนแก่นมแป้งจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด อนุภาคแป้งจะเริ่มขยายตัว โครงสร้างผลึกจะหายไป เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อนุภาคแป้งจะขยายตัวต่อไปจนมีขนาดใหญ่ขึ้นหลายเท่าหรือหลายสิบเท่าของปริมาตรเดิม เมื่ออนุภาคขยายตัว โครงสร้างผลึกจะหายไป ปริมาตรเพิ่มขึ้น อนุภาคจะสัมผัสกัน กลายเป็นของเหลวที่มีลักษณะเป็นเจล แม้จะหยุดคน แป้งก็จะไม่ตกตะกอนอีกต่อไป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการเกิดเจล ของเหลวเหนียวที่เกิดขึ้นเรียกว่าแป้งเปียก อุณหภูมิที่เกิดปรากฏการณ์นี้คืออุณหภูมิการเกิดเจล
(ii) การทำให้เป็นของเหลว
การทำให้เป็นของเหลวมีหลายวิธี วิธีที่เหมาะสมที่สุดคือการทำให้เป็นของเหลวด้วยเจ็ท โดยขึ้นอยู่กับสภาพการผลิตของโรงงานต่างๆ เมื่อความดันไอ > 0.8 MPa ให้เลือกกระบวนการทำให้เป็นของเหลวด้วยเจ็ทไอน้ำแรงดันสูง เมื่อความดันไอน้ำ ^ 0.5 MPa ให้เลือกกระบวนการทำให้เป็นของเหลวด้วยเจ็ทแรงดันต่ำ กระบวนการทำให้เป็นของเหลวด้วยเจ็ทแบ่งออกเป็นกระบวนการใช้เอนไซม์ครั้งเดียวและเทคโนโลยีการใช้เอนไซม์สองครั้ง
ii. การทำให้เกิดน้ำตาล
เมื่อกระบวนการทำให้เป็นของเหลวเสร็จสิ้น ให้ปรับค่า pH ของสารละลายอย่างรวดเร็วเป็น 4.2.5 พร้อมกับลดอุณหภูมิลงเหลือ 60°C จากนั้นเติมเอนไซม์ย่อยแป้ง รักษาอุณหภูมิไว้ที่ 60°C คนอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันการเกิดน้ำตาลที่ไม่สม่ำเสมอ หลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้นแล้ว ให้ตรวจสอบด้วยแอลกอฮอล์ปราศจากน้ำและพบว่าไม่มีมอลโทเดกซ์ทริน ให้ปรับค่า pH เป็น 4.8-5.0 แล้วให้ความร้อนแก่สารละลายจนถึง 80°C รักษาอุณหภูมิไว้ 20 นาที จากนั้นกรอง เก็บของเหลวที่กรองแล้วลงในถังเก็บ รักษาอุณหภูมิให้สูงกว่า 60°C เพื่อการใช้งานต่อไป
iii. การกรอง
หลังจากเปลี่ยนแป้งเป็นน้ำตาลแล้ว ค่า DE อาจสูงถึง 98% (แตกต่างกันไปตามการกำหนดค่าและความต้องการของลูกค้า) แต่แป้งที่ผ่านการไฮโดรไลซิสแล้ว จะมีสิ่งเจือปนที่ไม่ละลายน้ำ เถ้า ไขมัน โปรตีน และอื่นๆ ปนอยู่ด้วย ในขณะเดียวกัน ในกระบวนการไฮโดรไลซิส จะมีสิ่งเจือปนเกิดขึ้น หากเติมกรด อาจทำให้เกิดเกลืออนินทรีย์ หากเติมเอนไซม์ อาจทำให้เกิดโปรตีน ในกระบวนการย่อยสลาย จะเกิดอะไมโลสและโอลิโกส และในปฏิกิริยารองจะเกิด 5-HMF และสารสีอื่นๆ ซึ่งจำเป็นต้องทำให้บริสุทธิ์ เพื่อปรับปรุงคุณภาพของกลูโคสและคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ดังนั้นหลังจากเปลี่ยนแป้งเป็นน้ำตาลแล้ว จึงจำเป็นต้องทำการกรอง
iv. การลดสี
โดยปกติแล้ว การลดสีของของเหลวที่ผ่านกระบวนการทำให้เป็นน้ำตาลด้วยเอนไซม์ จะปรับค่า pH ให้อยู่ประมาณ 4.8 เนื่องจากเอนไซม์เป็นโปรตีนชนิดหนึ่ง ค่า pH ของสารละลายจึงใกล้เคียงกับจุดไอโซอิเล็กทริกของโปรตีน และมีสารแขวนลอยอยู่มาก โรงงานหลายแห่งจึงใช้การกรองแบบดรัมก่อน ซึ่งทำโดยการเคลือบด้วยไดอะโทไมต์ หรือใช้ไส้กรองคาร์บอนกัมมันต์ที่ใช้แล้ว เพื่อกำจัดโปรตีน ไขมัน และสิ่งเจือปน จากนั้นจึงทำการลดสี เนื่องจากสีของของเหลวที่ผ่านกระบวนการทำให้เป็นน้ำตาลด้วยเอนไซม์นั้นอ่อน เราจึงมักทำการลดสีสองครั้งด้วยคาร์บอนกัมมันต์ แล้วจึงทำการแลกเปลี่ยนเหล็ก (IX) หรือบางครั้งอาจไม่ใช้คาร์บอนกัมมันต์ในการลดสี แต่ใช้การกรองแบบดรัมโดยตรงแล้วจึงทำการแลกเปลี่ยนเหล็ก
v. การแลกเปลี่ยนไอออน (IX)
ด้วยไอออนที่แลกเปลี่ยนได้ซึ่งยึดอยู่กับหมู่ฟังก์ชันบนโครงสร้างโครงข่ายสามมิติ การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไอออนและสภาวะแวดล้อมอื่นๆ ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนแบบย้อนกลับได้ซ้ำๆ กับไอออนภายนอก ส่งผลให้เกิดการแยกไอออน การแทนที่ การเพิ่มความเข้มข้น การกำจัดสิ่งเจือปน และการเร่งปฏิกิริยาทางเคมี
vi. การระเหยและการทำให้เข้มข้น
ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการประมวลผลและเทคโนโลยี มีเครื่องเพิ่มความเข้มข้นหลายประเภท เช่น การระเหยอย่างต่อเนื่องหรือการระเหยเป็นชุด การระเหยครั้งเดียวหรือการระเหยหลายครั้ง
vii. การตกผลึก
การตกผลึกเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนของเหลวให้เป็นของแข็งและแยกของแข็งออกมา นอกจากนี้ยังเป็นวิธีการที่สำคัญที่สุดในการทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง การตกผลึกเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในกระบวนการผลิตกลูโคสแบบผลึก มันส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพและผลผลิตของผลิตภัณฑ์
มีกระบวนการตกผลึกหลายประเภทสำหรับการผลิตกลูโคส กระบวนการนี้ค่อนข้างซับซ้อน โดยส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับคุณภาพและผลผลิตของผลิตภัณฑ์ ต่อไปนี้คือคำอธิบายกระบวนการ:
(i) เมื่อกระบวนการตกผลึกเสร็จสิ้น
(ii) กระบวนการตกผลึกสองครั้ง
(iii) สายการผลิตกลูโคสปราศจากน้ำ
viii. การแยกและการทำให้แห้ง
การตกผลึกเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนของเหลวให้เป็นของแข็งและแยกของแข็งออกมา นอกจากนี้ยังเป็นวิธีการที่สำคัญที่สุดในการทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง การตกผลึกเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในกระบวนการผลิตกลูโคสแบบผลึก มันส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพและผลผลิตของผลิตภัณฑ์
มีกระบวนการตกผลึกหลายประเภทสำหรับการผลิตกลูโคส กระบวนการนี้ค่อนข้างซับซ้อน โดยส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับคุณภาพและผลผลิตของผลิตภัณฑ์ ต่อไปนี้คือคำอธิบายกระบวนการ:
(i) การแยก
ส่วนผสมหลังการตกผลึกจะมีอนุภาคผลึกและของเหลวที่ยังไม่ตกผลึก (โดยทั่วไปเรียกว่าของเหลวแม่หรือสารตกค้าง) จำเป็นต้องแยกอนุภาคกลูโคสที่เป็นผลึกออกจากของเหลวแม่โดยใช้เครื่องแยกแบบแรงเหวี่ยง
ใส่ส่วนผสมของเหลวลงไป จากนั้นหมุนด้วยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ผลึกจะถูกเหวี่ยงออกจากของเหลวแม่ลงในตะกร้าและถูกปล่อยออกมา
(ii) การทำให้แห้ง
เครื่องอบแห้งกลูโคสมีหลายประเภท ได้แก่ เครื่องอบแห้งแบบดรัม เครื่องอบแห้งแบบใช้ลม และเครื่องอบแห้งแบบฟลูอิดเบด เป็นต้น บางโรงงานใช้เครื่องอบแห้งแบบสเปรย์เพื่ออบแห้งสารละลายกลูโคสที่มีความเข้มข้นสูงโดยตรงให้เป็นผง
เครื่องอบแห้งแบบดรัมเป็นเครื่องอบแห้งแบบดรัมหมุนที่มีปลอกไอน้ำ ตัวดรัมมีลักษณะลาดเอียง สามารถเติมกลูโคสจากด้านใดด้านหนึ่งได้ โดยกลูโคสจะไหลช้าๆ ในถังด้วยความเร็วประมาณ 5 รอบต่อนาที เช่น เครื่องอบแห้งแบบดรัมขนาด 1000*5000 มม. ซึ่งมีกำลังการผลิตประมาณ 10 ตันต่อวัน
เครื่องอบแห้งด้วยลมร้อนเป็นเครื่องอบแห้งกลูโคสที่พบได้ทั่วไป ซึ่งประกอบด้วยเครื่องทำความร้อนลม พัดลม ท่อลม และไซโคลน เป็นต้น กลูโคสที่แยกตัวออกมาจะต้องถูกทำให้แตกตัวก่อน จากนั้นจึงถูกพัดพาขึ้นมาด้วยกระแสลมร้อน
ix. การผลิตมอลโทเดกซ์ทริน
มอลโทเดกซ์ทรินแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก:
MD100: ค่า DE,%(m/m) น้อยกว่า 10
MD150: ค่า DE,%(m/m) น้อยกว่า 15
MD200: ค่า DE,%(m/m) น้อยกว่า 20
x. WIP (การซักในสถานที่)
สอบถามตอนนี้
