Ликвазим Супра

Новозаймс А/С (Дания)

Альфа-амилазы широко используются производителями крахмало-паточной промышленности для получения декстрозных компонентов в процессе разжижения.

В случае, когда конечным продуктом является высокофруктозный сироп, декстроза, мальтоза, мальтодекстрины или высокомолекулярные спирты, процесс производства начинается с применения альфа-амилазы, которая может быть использована в различных условиях производства.

Альфа-амилазы компании Новозаймс обеспечивают правильное вeдение процесса разжижения крахмала.

Преимущества
Компания Новозаймс предлагает различные препараты альфа-амилазы, позволяющие производителям крахмало-паточной промышленности оптимизировать процесс разжижения по экономическим показателям, качеству и эффективности.Основные преимущества предлагаемых препаратов в процессе разжижения:

  • Эффективное развитие DE – когда получение высокого DE за короткий промежуток времени является ключевым параметром
  • Высокий уровень декстозы – с минимальным образованием побочных продуктов
  • Быстрое снижение вязкости – возможность переработки субстрата с высоким уровнем сухих веществ
  • Низкое образование красящих компонентов – снижение затрат на очистку
  • Снижение затрат на химикаты и ионообмен, за счет снижения добавочного кальция

Ферментные препараты
Ассортимент ферментных препаратов, предназначенных для разжижения крахмала включает в себя шесть различных препаратов альфа-амилазы: Ликвазим X, Ликвазим Supra; Ликвазим Supra 2.2Х; Ликвазим Supra 2.8Х; Термамил 120L, Type L и Термамил 2X.

Важнейшие характеристики ферментных препаратов альфа-амилазы приведены в Таблице 1.

8.jpg

Таблица 1. Характеристики ферментных препаратов альфа-амилазы компании Новозаймс Прим 1: В дополнение к выше перечисленным разжижающим ферментным препаратам также возможно применение БАН 480L для разжижения крахмала.
Прим 2:Скорость образования DE измерялась как образование DE/120 минут в стандартных условиях процесса разжижения
Прим 3: Лучший результат = +++++

Термамил 2X позволяет получить двойной эффект по сравнению с Термамил 120L и Type L. Поэтому дозировка Термамил 2X может быть снижена. Также и Ликвазим Supra 2.2Х позволяет получить двойной эффект по сравнению с Ликвазим Supra. Ликвазим Supra 2.8Х позволяет получить в 2.8 раз больший эффект по сравнению с Ликвазим Supra.

Дополнительную информацию по данным, а также и другим продуктам возможно получить на online сайте для клиентов компании «Новозаймс».

Действие препарата
Образование DE
Образование декстрозного эквивалента (DE) в процессе разжижения зависит от дозировки фермента, активности ферментного препарата и условий проведения процесса. Различие в эффективности между Термамил 120L, Type L, Ликвазим X и Ликвазим Supra показаны на рис 1.

1.jpg
Рис.1 Образование DE. Разжижение с Термамил 120L, Type L (0.4 кг/т СВ; 70 ppm Ca; рН 6.2), Ликвазим X (0.4 кг/т СВ; 5 ppm Ca; рН 5.5), и Ликвазим Supra (0.4 кг/т СВ; 5 ppm Ca; рН 5.5).

Высокое образование декстрозы
Мальтулоза (дисахарид) и паноза (трисахарид) два продукта, которые являются нежелательными конверсионными продуктами, сокращающими образование декстрозы в процессе осахаривания. Количество мальтулозы и панозы образуется, после осахаривания гидролизованного крахмала. Количество мальтулозы в конечном осахаренном сиропе может быть миниминизировано проведением процесса разжижения при низком уровне рН. В случае когда применяется Ликвазим X или один из продуктов Ликвазим Supra, количество образуемой мальтулозы обычно составляет 0-0.2% на СВ.

Образование панозы может быть миниминизировано за счет применения или Ликвазим X или одного из продуктов Ликвазим Supra в процессе разжижения. Ликвазим X в особенности (но также в меньшей степени продукты Ликвазим Supra) гидролизует крахмальные декстрины с образованием незначительного количества панозы.

В случае применения Термамил 120L, Type L и Термамил 2X необходимо инактивировать ферментный препарат перед проведением процесса осахаривания, для достижения такого же низкого образования панозы.

Снижение концентрации мальтулозы и панозы позволяет получить более высокое содержание глюкозы в процессе осахаривания, что является преимуществом.

Также, за счет этого может быть достигнуто снижение дозировки осахаривающего фермента.

Снижение вязкости
В процессе растворения крахмала вязкость массы в смесителе возрастает. Тем не менее, альфа-амилаза незамедлительно начинает гидролизовать крахмал и снижать вязкость.

На рисунке 2 отражены графики падения вязкости при использовании трех различных альфа-амилаз.

2.jpg
Рис.2 Снижение вязкости в процессе разжижения. Образование вязкости в 12% СВ крахмала и нагревании от 50°С до 95°С (122°F до 203°F) с добавлением альфа-амилазы. Термамил 120L, Type L (0.54 кг/т СВ; 70 ppm Ca; рН 6.2), Ликвазим X (0.4 кг/т СВ; 10 ppm Ca; рН 5.4), и Ликвазим Supra (0.4 кг/т СВ; 10 ppm Ca; рН 5.4).

Образование цвета
Ферментные препараты Ликвазим X и Ликвазим Supra могут использоваться при низком уровне рН. Это делает возможным снижение образование цвета, например при реакции Майяра, которая протекает намного быстрее при высоком рН.

Сокращение затрат на химикаты и ионообмен
В сравнении с Термамил 120L, Type L, Ликвазим X и Ликвазим Supra являются ферментными препаратами, позволяющими получить значительное сокращение затрат. Появляется возможность снижения дозировки кальция, а в большинстве случаев и полного исключения кальция, так как Ликвазим X и Ликвазим Supra стабильны даже при 5 ppm кальция.

В случае применения Ликвазим X или Ликвазим Supra количество регулирующих рН химикатов необходимых для увеличения рН в смесителе и уменьшения рН в гидролизованном крахмале перед процессом осахаривания, может быть снижено, так как возможно проведение процесса при низком уровне рН. В случае применения Ликвазим X или Ликвазим Supra в процессе разжижения при низком содержании кальция и низком уровне рН, сокращенное использование добавочных химикатов приводит к значительным сокращениям затрат на ионообмен. Общие затраты на данные препараты выше, чем затраты на ферменты, в связи с этим достигается значительный экономический эффект.

Общие затраты включают в себя снижение потребления химикатов, более низкое потребление смол из-за удлинненого производственного цикла, сокращение издержек на потребление воды и обработку сточных вод.

Свяжитесь с техническим отделом компании Новозаймс для расчета возможного сокращения затрат на производство.

Применение

Использование/Стадии процесса
Термамил 120L, Type L, Термамил 2X, Ликвазим X и Ликвазим Supra ферментные препараты, созданные для использования на первой и второй стадии разжижения крахмала для производства заменителей сахара.

В большинстве производств, разжижающие альфа-амилазы должны добавляться единовременной дозировкой в смеситель после корректировки рН и возможного добавления солей кальция, но перед нагревом паром для низко-температурного процесса (105 - 108°С/221-226°F). Для проведения высоко-температурного процесса, альфа-амилаза должна добавляться после нагрева и корректировки рН. Время выдержки в смесителе должно быть миниминизировано, для полного использования ферментативной активности.

Типичный процесс разжижения
Рекомендуемые параметры проведения низко-температурного процесса

  • Добавление ферментного препарата в смеситель
  • Предразжижение: 105 - 108°С (221-226°F) в течение 5-10 минут, в зависимости от вида сырья
  • Ваакум-нагрев
  • Разжижение: 90-120 минут при 95°С (203°F)

Рекомендуемые параметры проведения высоко-температурного процесса:

  • Предразжижение (без добавления ферментов): 130 - 160°С (266-320°F) в течение 5-10 минут, в зависимости от вида сырья
  • Нагрев при атмосферном давлении
  • Корректировка рН
  • Добавление ферментного препарата
  • Разжижение: 90-120 минут при 98°С (209°F)

Дозировка
Дозировка ферментного препарата разжижающей альфа-амилазы зависит от условий проведения процесса. Используемый рН, СВ, кальций, температура и время реакции очень важны. Тем не менее, обвязка оборудования также играет огромную роль. Оборудование для предразжижения обычно состоит из кольцевидных труб и/или смешанных, многоэтапных реакторов. Оборудование для вторичного разжижения обычно состоит из числа реакторов (в параллели или в серии) с/без перемешивания.

Для предразжижения и вторичного разжижения очень важно оборудовать реакционную систему таким образом, чтобы достигнуть сравнительно быстрого прохождения массы.

Схема обвязки реакторов разжижения определяет цель DE. Целью схем с кольцевидными трубами для предразжижения и 12-16 перемешивающимися резервуарами в серии для вторичного разжижения, может является получение DE 8-10. Для меньшего количества реакторов, необходимо получение выше DE.

Использование представленных ниже графиков устанавливает необходимую дозировку разжижающей альфа-амилазы. Начинайте с установления главной задачи DE и желаемого рН уровня. Цель DE должна быть обычно как можно ниже, так чтобы риск ретроградации был минимальным.

рН уровень процесса разжижения должен быть как можно ниже, принимая во внимание экономический эффект процесса. Низкий рН позволяет использовать меньшее количество химикатов и позволяет сократить затраты на производственные операции, но требует незначительного повышения дозировки фермента.

Термамил 120L, Type L, Термамил 2X преимущественно работают в условиях рН 6.0-6.4, но также могут использоваться при более низком рН, ниже чем 5.8 (рис.3)

3.jpg
Рис 3. Необходимая дозировка Термамил 120L, Type L в зависимости от заданного DE

4.jpg
Рис 4. Необходимая дозировка Ликвазим X в зависимости от заданного DE. 10 ppm кальция и 120 минут.

Ликвазим X, Ликвазим Supra и Ликвазим Supra 2.2Х преимущественно работают в условиях рН 5.2-5.6, но также могут использоваться при более низком рН 4.9-5.7.

5.jpg
Рис 5. Необходимая дозировка Ликвазим Supra в зависимости от заданного DE и различного уровня рН, при 10 ppm кальция и 120 минутах

Уровень кальция
Концентрация свободного кальция в смеси не важна для таких продуктов, как Ликвазим X и Ликвазим Supra. Достаточно лишь 5 ppm кальция для стабилизации ферментного препарата в процессе разжижения. В большинстве случаев, уровень свободного кальция без труда поставляется с сырьем и/или с производственной водой.

В случае, когда концентрация кальция увеличена, ферментный препарат становиться немного стабильнее в течении предразжижения и вторичного разжижения. В условиях разжижения при 105°С (221°F) в течении 5 минут и затем при 95°С (203°F) в течении 120 минут, DE возможно на 0.3% выше при 35 ppm кальция по сравнению с 10 ppm кальция. Для Термамил  120L, Type L и Термамил 2X рекомендуемый уровень кальция 40-70 ppm

Удельная проводимость/Электропроводимость
Разжижающие альфа-амилазы могут применяться в специфичной удельной проводимости менее чем 300-400µС/см без влияния на образование DE. Чем ниже специфичная удельная проводимость, тем выше должна быть дозировка. Должно быть также отмечено, что когда рН уровень в смесителе и аппаратах разжижения низкий и снижено количество добавочного кальция, удельная проводимость будет также снижена.

Активность и стабильность
Все шесть альфа-амилаз являются термостабильными и подходят для обычного процесса разжижения с предразжижением в условиях 105 - 110°С (221-230°F) в течение 5-10 минут и вторичного разжижения в условиях 95°С (203°F) в течении 90-120 минут. Соответствующее действие разжижающих альфа-амилаз в процессе предразжижения в зависимости от температуры и рН показано на рис 6 и 7.

6.jpg
Рис 6. Действие разжижающих альфа-амилаз в процессе предразжижения в зависимости от температуры.

7.jpg
Рис 7. Действие разжижающих альфа-амилаз в процессе предразжижения в зависимости от рН.

Ферментный препарат может быть инактивирован понижением рН уровня и выдержкой при температуре 95°С (203°F).

В зависимости от степени необходимой инактивации, ферментный препарат должен быть инактивирован до остаточной активности от 3% до 0,2%.

Ферментный препарат рН Кальций (ppm) Т ½ (мин)
Термамил 120L, Type L Термамил 2X 4.3 18 ~1
Ликвазим X 3.8 18 ~2
Ликвазим Supra
Ликвазим Supra 2.2Х
Ликвазим Supra 2.8Х
3.8 10 ~4

Таблица 2: Инактивация при температуре 95°С (203°F).

Для ферментных препаратов Термамил 120L, Type L и Термамил 2X инактивация перед процессом разжижения достигается при понижении рН до 4.3 и выдержке в течении 5-10 минут при температуре 95°С (203°F). Ферментные препараты Ликвазим X и Ликвазим Supra более стабильны, но инактивация перед процессом разжижения им не требуется. Для производства некоторых специальных сиропов (например +80% мальтозы) или для полной инактивации разжижающих ферментов в конечном продукте, мы рекомендуем проводить термальную инактивацию, поднятием температуры на короткий промежуток времени до 115-135°С (239- 275°F).

Образование мальтодекстринов
Для образования низко декстрозных мальтодекстринов, может использоваться ферментный препарат БАН 480L. БАН 480L является альфа-амилазой, которая используется в условиях температур до 85°С и рН около 6.0. Для стабилизации работы данного ферментного препарата необходимо 50-100 ppm кальция.

БАН 480L обычно применяется во второй ступени разжижения, где происходит разщепление декстринов и присутствует возможность легкой инактивации.

Производство глюкозных и мальтозных сиропов
В случае использования БАН 480L или Фунгамил 800L для получения специфичного состава сахаров в процессе осахаривания глюкозных или мальтозных сиропов, должна быть уверенность в присутствии достаточной концентрации кальция (50-100 ppm).

Таким образом, когда в процессе разжижения применяется один из продуктов Ликвазим Supra или Ликвазим X при низком содержании кальция, необходимо добавление кальция на стадии осахаривания.

Условия хранения
Рекомендуемые условия хранения: 0-25°С (32-77°F) в герметичных упаковках, хорошо защищенных от солнечного света. Продукты произведены с оптимальной стабильностью. Тем не менеее, ферментные препараты теряют активность со временем. Продленное время хранения и/или неблагоприятные условия хранения, такие как повышенная температура, могут привести к необходимости увеличения дозировки.

Безопасность, меры предосторожности и условия хранения
Рекомендации по безопасности, мерам предосторожности и условиям хранения прилагаются ко всем продуктам.