新型壳聚糖改性介孔分子筛脱色剂在制糖工业中的应用

    由南开大学云南研究院与云南新平云新糖业有限公司为依托进行的新型壳聚糖改性介孔分子筛脱色剂在制糖工业中进行了产业化应用。项目以木糖醇脱色为突破口，通过系列对比和研究最终得到了粒状壳聚糖改性介孔分子筛。利用此材料可将水解液直接脱色，大大提高了吸附效率。以木糖生产为例，甘蔗渣水解所得木糖液色度较深，在420nm处的透光率仅为5%，经改性分子筛脱色透光率可达到85%以上。从而减轻了后续离子交换工序的负担。

    项目使用材料的吸附机理与常规活性炭，硅藻土，硅胶等吸附剂的机理不相同，常规材料均是以其孔道或者其表面的少量活性官能团做为吸附的活性中心，吸附强度弱，易解吸，吸附容量也低。而采用壳聚糖对介孔分子筛材料进行改性后，改变了壳聚糖絮凝物溶于水发生二次吸附，从而产生再稳溶解，用量不易掌握的情况，也改变了分子筛做为无机物，孔道小，吸附位点少的情况。

    另外，由于合成吸附剂为坚实的固体颗粒，可用作层析柱填料，通过柱层析脱色，也可将该吸附剂浸泡于脱色液中，通过搅拌脱色液充分接触而达到吸附脱色的目的。溶液pH适用范围广，可在pH值1~13的范围内稳定工作；吸附能力强。对于蔗糖厂粗糖浆（55 °BX，色值1400 IU）脱色，可提高纯度0.5 %，色值降低率大于60 %，浊度降低率大于80 %，脱色剂处理体积比可高于30 BV以上，并可通过改变pH的方法多次再生，视糖浆质量，再生次数一般可高于20次。使用的材料均为天然的或环境友好的，脱附采用物理方法，与某些氧化脱色（化学方法）处理相比，不会造成二次污染，也可用于甘蔗清汁脱色，改变了常规制糖工艺的硫熏工艺。由于吸附剂为颗粒状，可装于吸附柱（塔）中使用，使得壳聚糖带正电荷的氨基基团多次再生充分发挥作用。通过分子筛的加入也提高了吸附剂的力学性能、耐热性能及耐极性溶剂性能，延长了使用寿命，通过“孔的约束”达到了微区尺寸纳米级的的复合，实现了性能的互补与优化，从而表现出了独特的吸附性能。
经云南省科技情报研究院查新，所得技术在国内属首创。项目技术已通过了天津市科委组织的鉴定（见津科成鉴字（2006）306号），认为经过一年多对不同分子量段的甲壳素或壳聚糖与介孔分子筛互配的脱色、澄清、凝聚和降粘机理的研究实验，并经实验室小试和生产实际实验，应用到木糖液及甘蔗糖浆等脱色过程中，具有重要的环境保护意义和社会经济效益。其中，糖浆脱色白砂糖经国家糖业质量监督检验中心检验达到优级糖水平，糖汁长期存放无絮凝物，可用于生产高级饮料糖，经专家鉴定后一致同意为国际先进技术水平。

    该脱色分子筛现主要用于食品脱色领域，如木糖醇，柠檬酸，味精等的脱色处理，将该材料进一步改性，可应用于药品提纯，污水处理等行业，相关行业、跨行业扩散的能力也很强，市场前景十分广泛。