糖的脫色揭開(kāi)了活性炭應(yīng)用歷史的一頁(yè)。
這是活性炭較古老的應(yīng)用,早在1916年活性炭商品在食糖廠(chǎng)大規(guī)模脫色試用成功,從此國(guó)外業(yè)者相繼采用,逐步替代了骨炭的市場(chǎng),食糖行業(yè)成為應(yīng)用活性炭的大戶(hù)。我國(guó)食糖年產(chǎn)六百萬(wàn)噸以上,曾采用二氧化硫法脫色,使用椰殼活性炭者不多。
食糖廠(chǎng)有甘蔗糖廠(chǎng)和甜菜糖廠(chǎng),在精制階段使用粉狀活性炭的作用首在脫色,脫色效力遠(yuǎn)勝過(guò)骨炭。由于糖液含有多種著色物質(zhì):如類(lèi)黑精、焦糖和鐵多酚絡(luò)合物等,具有廣大表面積(500-1500m2/g)的活性炭和有豐富中孔和微孔的活性炭能發(fā)揮很好的吸附作用和脫色效率,而骨炭?jī)H含炭約10%,其表面積僅幾十平方米,當(dāng)非活性炭可比。不過(guò)骨炭含有約80%的磷酸鈣和約10%的碳酸鈣,有利于去除糖液中的一些炭分和蛋白質(zhì),堪稱(chēng)優(yōu)點(diǎn)。
以活性炭處理糖液,除了脫色作用外,還有脫除膠質(zhì)和表面活性雜質(zhì)的作用,從而會(huì)使糖液增加表面張力,降低粘度,減少蒸發(fā)時(shí)的泡沫,提高結(jié)晶速度,改善食糖結(jié)晶與糖蜜的分離。
處理糖液的活性炭,以前都用粉炭,分批攪拌,然后過(guò)濾;后來(lái)較大規(guī)模的處理,大都采用粒炭床,也有使用調(diào)節(jié)粒徑分布、改善過(guò)濾性能的一種粉狀炭。以經(jīng)濟(jì)的連續(xù)逆流法進(jìn)行。
一般脫色的操作條件是:
1、糖液濃度:稀些,有利于脫色,但蒸發(fā)量大,約50%為宜;
2、溫度:70~80℃;
3、pH:6~8。酸性有利于脫色、但會(huì)引起糖的轉(zhuǎn)化,較佳是pH:7;
4、時(shí)間:15~20min;
5、用量:以有適當(dāng)中孔和微孔的活性炭為宜,用量因活性炭質(zhì)量而不同,應(yīng)從實(shí)驗(yàn)比較面定,通常約用0.2%。
活性炭除用于食糖的精制外,也廣泛用于其他糖類(lèi)例如常見(jiàn)的糖類(lèi)有:葡萄糖、乳糖、麥芽糖、果糖、玉米糖漿、糖蜜。
例如:近年興起大量研制的應(yīng)用活性炭的糖類(lèi)有:木糖;山梨糖醇; 高粱糖漿;木聚糖(從玉米芯中提。;低聚糖(從粗糖中萃取,以木聚糖酶法生產(chǎn));纖維素二糖(以蔗糖酶法合成,還原成醇后為低熱量增量劑);核糖(淀粉的生化制品);甘露糖(Krat食品公司,從廢棄咖啡粉末和硫酸制得);水溶半纖維素(從豆渣加鹽酸制得的食品添加劑)。
甜味劑中除了前述蔗糖等外,還有不少陸續(xù)興起的化學(xué)合成甜味劑都少不了活性炭的精制。
例如:風(fēng)行的阿斯巴甜,從N-硫代羰基酸酐法合成的粗品中混有少量羰基硫,就是用改性活性炭予以去除,在溫度65℃、濃度4%、pH3.5,并補(bǔ)加適量的氧的條件下,去除效果較佳,產(chǎn)品的損失率不超過(guò)1%。