一种乳糖醇晶体的生产工艺

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种乳糖醇的生产工艺晶体。

背景技术

乳糖醇α(actitol)，又称为乳梨醇，化学名称4-0-β-D-吡喃半乳糖～D-山梨醇。结晶的乳糖醇主要有三种形式：无水合乳糖醇、一水合乳糖醇和二水乳糖醇。乳糖醇的主要用途如下：(1)优良的健康型甜味剂和益生元。乳糖醇主要以奶中乳糖为原料生产，天然、健康，其甜味类似于蔗糖，甜度为蔗糖的30％～40％，清爽明快，无异味，同时具有非龋齿性，可用于糖果、巧克力、果酱、果冻、餐桌调甜等方面。此外，乳糖醇可以高效增殖肠道益生菌，具有调节肠道健康作用，可用于保健品、医药辅料等。而且食用后不増高血糖，可作为糖尿病人甜味剂。(2)乳糖醇吸湿性低持水性强，具有良好的烘焙产品加工适用性。(3)乳糖醇具有良好的乳化性和増稠性，可用于乳品、饮品、日化等方面。

目前，已有相关乳糖醇的制备工艺，但其仍存在一定的问题。如，中国发明申请CN103980329A披露了一种制备乳糖醇晶体的工艺，主要工艺过程为将乳糖配成溶液，调pH7.0～8.0，加入固形物质量5～10％的雷尼镍催化剂，经2.0～3.0h的氢化反应后得到氢化液，氢化反应的最高温度125～140℃，经过活性炭脱色、满室床离子交换后得到净化液，再经过浓缩、结晶、离心和烘干后得到结晶乳糖醇。其结晶母液经过顺序式模拟移动床色谱提纯后继续进行结晶。该工艺乳糖醇一次结晶收率42.5％～48％，且二次结晶需要经过模拟移动床色谱提纯，工艺复杂。中国发明申请CN 110818752 A披露了一种乳糖醇的生产工艺，其公开了一种乳糖醇的生产方法，将乳糖加入去离子水，配成乳糖溶液，调节pH后，加入定量的催化剂，在高温高压下进行氢化反应，得到乳糖氢化液，去除催化剂后得到乳糖醇溶液，乳糖醇溶液再经过净化、浓缩、结晶、烘干后得到乳糖醇晶体，但其存在如下问题：(1)、乳糖醇氢化液、一次母液、二次母液、三次母液、四次母液每种母液的结晶操作方式都不尽相同，操作起来不统一，给操作人员带来一定的困扰；(2)、乳糖醇含量要求偏低，收率很难提高；(3)结晶工艺主要是降温这一单因素结晶工艺，相对于多因素结晶工艺来说，工艺也比较落后。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种乳糖醇晶体的生产工艺。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种乳糖醇晶体的生产工艺，包括如下步骤：

(1)乳糖水溶液在高温、高压、催化剂作用下进行氢化反应，得到乳糖氢化液；

(2)待乳糖氢化液降温后，去除乳糖氢化液中的催化剂，得到乳糖醇溶液；再离交(净化)、浓缩、结晶、干燥，即得无水乳糖醇晶体或一水乳糖醇晶体。

步骤(2)中，所述的结晶为在78～98℃、60～90rpm、不高于-0.08MPa的负压下蒸发结晶。

步骤(1)中，乳糖水溶液中乳糖的质量百分比为35％～60％，乳糖的纯度为98％以上，纯度指固形物中质量百分比含量，乳糖水溶液的pH为7.5～8.0。

优选地，调节pH的物质包括但不限于氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钙等，调节pH后利于氢化反应；进一步优选地，调节pH的物质为碳酸钠，以进一步稳定pH。

步骤(1)中，所述的催化剂为加氢催化剂，催化剂的用量为乳糖的2.0％～6.0％w/w。

其中，所述的加氢催化剂包括但不限于钌炭催化剂、雷尼镍催化剂。

步骤(1)中，所述的氢化反应为100～120℃，8.0～12.0MPa压力下反应。

步骤(1)中，所述的氢化反应的时间为1.0～3.0h。

步骤(1)中，优选地，在氢化反应结束后，将乳糖氢化液经纯净水(RO水)罐 (内部为盘管结构)降温，同时RO水也升温至70℃以上，则在下一反应釜中可以直接用升温后的RO水作为溶剂来化糖，进行氢化反应；同时，再向纯净水罐中加入RO 水，补满即可。通过该方法，能够加快乳糖氢化液的冷却，同时，热量给水升温，不仅节能，还能用来化乳糖，提高了化乳糖速度和折光度，即提高了溶液中乳糖的质量百分比，并且有效利用了能源。

步骤(2)中，所述的去除乳糖氢化液中的催化剂的方法包括但不限于沉降、过滤；优选地，待乳糖氢化液中催化剂沉降完毕且温度下降至75～79℃，加入活性炭，再使用板框压滤机去除乳糖氢化液中的催化剂；其中，活性炭的用量为0.2～1.0kg/m

步骤(2)中，所述的乳糖醇溶液的电导率≤200μs/cm，透光度≥95％；乳糖醇溶液中，乳糖醇的质量百分比≥98.0％，乳糖的残留量≤0.02％w/w。

步骤(2)中，所述的离交(净化)的工艺为将乳糖醇溶液按顺序依次通过阳离子交换树脂-阴离子交换树脂-阳离子交换树脂-阴离子交换树脂的作用后得到离交净化后的乳糖醇溶液。

其中，所述的阳离子交换树脂是D001-F大孔阳离子树脂，所述的阴离子交换树脂是D304-F大孔阳离子树脂。

其中，乳糖醇溶液的流速为2～5BV/h。

优选地，在离交柱前安装折叠膜过滤器，10μm。

进一步优选地，在离交前，先将乳糖醇溶液经活性炭保温后，过滤，以得到脱色的乳糖醇溶液。

其中，净化后的乳糖醇溶液中乳糖醇的纯度≥98％，电导率≤20μs/cm，透光度≥99％。

步骤(2)中，所述的浓缩为将离交后的乳糖醇溶液浓缩至乳糖醇的质量百分比浓度为68％～72％。

优选地，所述的浓缩为采用四效蒸发器或三效蒸发器。

步骤(2)中，所述的结晶，包括如下步骤：

(i)将浓缩后的乳糖醇溶液置于结晶釜中，于搅拌条件下，在75～78℃、不高于-0.08 MPa的负压下蒸发水分，产生晶核后立即加入晶种；其中，加入晶种时，温度≥78℃；优选为78～98℃；

(ii)控制结晶釜的温度为78～98℃，向结晶釜中加入浓缩后的乳糖醇溶液，直至结晶釜中混合液的总体积达到结晶釜体积的75％～80％时停止加入；

(iii)将步骤(ii)所得物料置于78～98℃的结晶槽内，搅拌条件下，直接离心，或在78～98℃下保温后离心，或将结晶槽降温至78℃以上再离心；收集离心后的晶体，干燥，即得无水乳糖醇晶体。

步骤(i)中，所述的结晶釜包括但不限于立式结晶釜。

步骤(i)中，所述的晶种为200目的无水乳糖醇粉，晶种的用量为整个溶液固形物质量的0.002％～0.004％。

其中，所述的固形物为结晶釜结束后，釜内固液混合物除去水分后干物质。其计算方法如下：进入结晶釜内总物料体积×蒸发后物料的密度×蒸发后物料的折光。

步骤(ii)中，浓缩后的乳糖醇溶液的加入速率为0.02～0.05BV/h；其中，V为结晶釜总体积B为倍的意思。

步骤(ii)中，所述的温度为78～98℃指的是从初始温度(加入晶种时候的温度)升温至最终温度，即整个结晶过程温度控制从78℃至98℃，或升温蒸发结晶、或恒温蒸发结晶，或降温蒸发结晶，结晶釜和结晶槽内温度不得低于78℃。

步骤(iii)中，降温速率为0.5～3℃/h。

步骤(2)中，所述的结晶，优选地，包括如下步骤：

(i)将浓缩后的乳糖醇溶液置于结晶釜中，开启蒸汽阀门和搅拌，以60～90rpm 的转速搅拌，并升温至75℃以上；然后开启真空阀和真空泵，在不高于-0.08MPa的负压下蒸发水分，在产生晶核后立即加入晶种；优选地，在蒸发至物料的折光为85％～87％的时候，使用煮糖显微镜观察结晶釜内，在产生晶核后立即加入晶种；其中，加入晶种时，温度≥78℃；优选为78～98℃；

(ii)继续负压、真空蒸发，晶粒会越来越多、越来越大；同时，控制结晶釜的温度为78～98℃，在加入晶种0.5h后，向结晶釜中分批次加入浓缩后的乳糖醇溶液，直至结晶釜中混合液的总体积达到结晶釜体积的75％～80％时(在8～12h内)停止加入；同时，停止真空泵，关闭蒸汽阀门，关闭真空阀门，破掉真空，开启卸料阀，在物料全部取出后再停止搅拌；

(iii)将结晶槽预升温至78～98℃(此时温度和立式结晶釜一致)，将步骤(ii)所得物料排入结晶槽内，搅拌转速2～6rpm；直接离心，或保温后离心，或打开降温水阀门，开始降温，控制降温速度0.5～3℃/h，温度下降到78℃以上，最低78℃时候，关闭降温水后离心；得到第一次结晶母液和晶体；收集第一次结晶母液到母液收集罐，收集晶体，干燥，即得无水乳糖醇晶体；本步骤中，离心开始到离心结束，结晶槽内温度不低于80℃。

其中，步骤(iii)替换为：将步骤(ii)所得物料置于78～98℃的结晶槽内，搅拌条件下，将结晶槽降温至45℃以上，小于78℃，离心，收集离心晶体，将晶体干燥，即得一水乳糖醇晶体。

其中，降温速率为0.5～3℃/h。

优选地，步骤(iii)替换为：将步骤(ii)所得物料置于卧式结晶槽内，在2～6rpm的转速下，开启冷却水阀门，以0.5～3℃/h的速率降温，降温后的最终温度为45℃以上，小于78℃，离心，得到第一次结晶母液和晶体；第一母液流入母液罐，收集晶体，将晶体干燥，即得一水乳糖醇晶体；若降温后的最终温度低于45℃，得到则是二水乳糖醇。

步骤(2)中，当产物为无水乳糖醇时，所述的干燥热风为80℃～100℃烘干；当产物为一水乳糖醇时，所述的干燥为50～90℃烘干

通过上述过程制备所得无水乳糖醇的水分含量为0.01％～0.3％，熔点为146～147℃；一水乳糖醇晶体的水分含量为0.301％～10.5％，熔点为94℃～97℃。

优选地，将上述过程所得到的第一次结晶母液再次经过同样的离交(净化)、浓缩、结晶、干燥的工艺，得到无水或一水乳糖醇晶体。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：

(1)通过本发明的工艺，乳糖醇相对于乳糖原料的一次结晶收率达到50.0％～65％，无水乳糖醇相对于乳糖原料干基质量的总收率达到90％以上，同时工艺过程简化、易于生产操作，且生产成本较低，并且同样的操作，只需改变温度亦可获得一水乳糖醇。

(2)本发明在加氢工艺中通过和乳糖氢化液出料的热交换后的RO水(70-90℃) 来化乳糖，提高乳糖水溶液的最高浓度为60％，小幅度提高并稳定溶液的pH值(7.5-8)，从而保证并提高了催化剂的活性，进一步降低氢化反应的控制温度，减少乳糖分解和副反应发生。

(3)本发明选用了更高效的催化剂种类，提高氢化效率；并对催化剂用量及氢气压力进行优化，提高氢化效率和产量。

(4)本发明在高效氢化获得高纯度乳糖醇溶液的基础上，采用一种多因素结晶工艺，进行原液和多次母液结晶，便于精控操作，提高结晶收率；母液不进行脱色，直接采用成本较低离子交换工艺处理，不需要模拟移动床色谱提纯，降低了生产成本，并且后期的补料、再结晶，保证了比单因素更高的产量和收率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/ 或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是乳糖醇生产工艺流程。

图2为无水乳糖晶体的图片和电镜图。

图3为一水乳糖晶体的图片和电镜图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

本发明中乳糖醇含量的检测方法参考GBGB1886.98高效液相色谱法。

本发明中乳糖醇水分的检测方法参考GB5009.3卡尔.费休法。

其他理化指标的检测方法参考GB 1886.98 2016。

本发明中，所述的方均为m

以下实施例中，在离交过程中，所用的阳离子树脂和阴离子树脂分别为D001-F大孔弱酸阳离子交换树脂和D301-F大孔弱碱阴离子交换树脂(均为江苏苏青水处理集团有限公司提供)。

实施例1：(78℃以上恒温蒸发结晶不降温)

(1)如图1所示，将乳糖1800.0kg加入去离子水，配成质量百分比浓度为50.0％(即乳糖折光)的乳糖水溶液，乳糖含量99.0％，使用食品级碳酸钠来调节pH为7.55，加入乳糖质量2％的雷尼镍催化剂，设置加氢温度110℃，氢气压力8.0～10MPa，反应 3.0h，出料到一沉罐，得到乳糖氢化液；出料管道经过充满RO水的罐(内部为盘管结构)大约5方左右，即给氢化液降了温，RO水也升温至70℃以上，下一釜化糖的时候就用升温后的RO水化乳糖，然后向盛RO水的罐中补充满即可。

(2)乳糖醇氢化液在一沉罐中沉降2小时，将上层氢化液放入二沉罐，继续沉降 2小时，得到乳糖醇溶液；乳糖醇溶液的指标为：纯度98.6％，乳糖醇折光49.8％，电导率150.0μs/cm，透光度96.0％，乳糖残留0.01％w/w，说明加氢转化比价彻底。

(3)离交净化：将乳糖醇溶液添加活性炭(1kg/方)升温至75℃，保温30分钟，然后通过板框过滤，透光度达到96％以上，抽滤后无底色，得到脱色的乳糖醇溶液；再将其以2.5BV/h速率经过阳-阴-阳-阴离子交换树脂，离子交换后得到乳糖醇净化液，其指标为：乳糖醇纯度为98.7％，电导率为13.5μs/cm，透光99.9％。

(4)浓缩：将多次生产之后的乳糖醇氢化液汇总起来，使用四效蒸发器，将乳糖醇氢化液浓缩至折光68.2％。

(5)结晶：

(i)将浓缩后的物料加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积10m

(ii)保持搅拌为72rpm，负压-0.081MPa，继续蒸发，同时，整个过程温度范围 79±0.5℃；在加入晶种0.5h后，以0.5m

(iii)将物料放入预热温度79℃的卧式结晶槽中，搅拌速度3rpm；放料离心，母液从离心机外层出液口流出，收集到一次母液罐，然后收集乳糖醇离心后晶体，用震动流化床进行烘干，热风温度90℃，得到无水乳糖醇9.42吨，其电镜图如图2所示，指标如下：乳糖醇含量为99.1％，熔点为146.5℃，水分0.016％，收率为62.8％。

(6)将所得一次结晶母液经过离子交换树脂处理后，使用四效蒸发器将一次母液蒸发至浓度69％。

(7)结晶：

(i)将浓缩后的一次母液加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积10m

(ii)保持搅拌为90rpm，负压-0.081MPa，继续蒸发，同时，整个过程温度范围 79±0.5℃；在加入晶种0.5h后，以0.4m

(iii)将物料放入预热温度79℃的卧式结晶槽中，搅拌速度3rpm；放料离心，母液从离心机外层出液口流出，收集到二次母液罐，然后收集乳糖醇离心后晶体，用震动流化床进行烘干，热风温度95℃，得到无水乳糖醇7.8吨，指标如下：乳糖醇含量为99.2％，熔点为146.1℃，水分0.019％，本次收率为52％。总收率为62.8％+(1-62.8％) ×52％＝82.19％≈82.2％

二次母液通以上(6)、(7)相同操作，得到无水乳糖醇5.05吨，指标如下：乳糖醇含量为99.0％，熔点为146.1℃，水分0.019％，本次收率为33.67％。总收率为82.2％+ (1-82.2％)×33.67％＝88.19％。

实施例2(77℃蒸发结晶，结晶槽79℃)

1)将乳糖1800.0kg加入RO水(为和乳果糖氢化液热交换后的，温度78℃)，配成质量百分比浓度为56.0％(即乳糖折光、浓度)的乳糖水溶液，乳糖含量98.5％，使用碳酸钠水溶液(30％)调节pH7.8，加入乳糖质量3.2％的雷尼镍催化剂，设置加氢温度115℃，氢气压力8.8MPa，反应2.5h，出料到一沉罐，得到乳糖氢化液；

(2)乳糖醇氢化液在一沉罐中沉降2小时，将上层氢化液放入二沉罐，再次沉降1.5h，得到乳糖醇氢化液溶液；乳糖醇溶液的指标为：乳糖醇纯度98.15％，乳糖醇折光55.8％，乳糖残留0.01％(w/w)，电导率147μs/cm，透光度96.0％。

(3)净化：将乳糖醇溶液添加活性炭(1kg/方)升温至78.5℃，保温30分钟，然后通过板框过滤，透光度达到97％，抽滤后无底色，然后脱色后的乳糖醇溶液以3.5 BV/h速率经过阳-阴-阳-阴离子交换树脂，离子交换后得到乳糖醇净化液，其指标为：质量百分比浓度55.5％，乳糖醇纯度为98.2％，电导率12μs/cm，透光99.9％。

(4)浓缩：将多次生产之后的乳糖醇氢化液汇总起来，使用四效蒸发器，将乳糖醇氢化液浓缩至折光70.1％。

(5)结晶：

(i)将浓缩后的物料加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积约10m

(ii)保持搅拌为90rpm，负压-0.081MPa，温度77±0.5℃在加入晶种0.5h后，以0.4m

(iii)将物料放入预热温度82℃的卧式结晶槽中，开启卧式结晶槽搅拌，转速3rpm，此时料液温度上升到79℃，开启卧式结晶槽下料阀，缓缓将物料加入离心机，进行离心，母液进入一次母液收集罐，晶体经过90℃热风烘干完毕后得到一水乳糖醇8.8吨，其电镜图如图3所示，水分为4.9％，熔点为95℃，一水乳糖醇纯度为99.6％，收率为 58.67％。

本实施例中，虽然后期结晶槽温度提高了，但结晶前期过程低于78℃，其也得不到无水乳糖醇，而是得到一水乳糖醇。

实施例3(78℃以上蒸发结晶)

(1)将乳糖1800.0kg加入RO水(为和乳果糖氢化液热交换后的，温度75℃)，配成质量百分比浓度为57.5％(即乳糖折光)的乳糖水溶液，乳糖含量99.0％，使用碳酸钠水溶液(30％)调节pH7.9，加入乳糖质量3.5％的雷尼镍催化剂，设置加氢温度 110℃，氢气压力8.0MPa，反应2.5h，出料到一沉罐，得到乳糖氢化液。

(2)乳糖醇氢化液在一沉罐中沉降2小时，将上层氢化液放入二沉罐，再次沉降1.5h，得到乳糖醇氢化液溶液；乳糖醇溶液的指标为：乳糖醇纯度98.6％，乳糖醇折光57.0％，乳糖残留0.01％(w/w)，电导率132μs/cm，透光度96.1％。

(3)离交净化：将乳糖醇溶液添加活性炭(1kg/方)升温至76℃，保温30分钟，然后通过板框过滤，透光度达到96％以上，抽滤后无底色，然后脱色后的乳糖醇溶液以4BV/h速率经过阳-阴-阳-阴离子交换树脂，离子交换后得到乳糖醇净化液，其指标为：质量百分比浓度57％，乳糖醇纯度为98.5％，电导率11μs/cm，透光99.9％。

(4)浓缩：将多次生产之后的乳糖醇氢化液汇总起来，使用四效蒸发器，将乳糖醇氢化液浓缩至折光70.8％。

(5)结晶：

(i)将浓缩后的物料加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积12m

(ii)保持搅拌为90rpm，负压-0.081MPa，继续蒸发，同时，整个过程温度范围 79±0.5℃；在加入晶种0.5h后停立式结晶釜真空泵，关闭蒸汽阀门，关闭真空阀门，破真空，打开卸料阀，在物料全部卸出后再停止搅拌；

(iii)将物料放入预热温度79℃的卧式结晶槽中，开启卧式结晶槽搅拌，转速3rpm，开启卧式结晶槽下料阀，缓缓将物料加入离心机，进行离心，母液进入一次母液罐，得到无水乳糖醇，热风温度92℃，烘干完毕后得到无水乳糖醇6.88吨，水分：0.013％，熔点为146.1℃，无水乳糖醇纯度为99.9％，收率为57.33％。

实施例4(79℃蒸发恒温5小时)

(1)将乳糖1800.0kg加入去离子水，配成质量百分比浓度为50.0％(即乳糖折光)的乳糖水溶液，乳糖含量99.0％，使用食品级碳酸钠来调节pH为7.55，加入乳糖质量2％的雷尼镍催化剂，设置加氢温度110℃，氢气压力8.0～10MPa，反应3.0h，出料到一沉罐，得到乳糖氢化液；出料管道经过充满RO水的罐(内部为盘管结构)大约5方左右，即给氢化液降了温，RO水也升温至70℃以上，下一釜化糖的时候就用升温后的RO水化乳糖，然后向盛RO水的罐中补充满即可。

(2)乳糖醇氢化液在一沉罐中沉降2小时，将上层氢化液放入二沉罐，继续沉降 2小时，得到乳糖醇溶液；乳糖醇溶液的指标为：纯度98.6％，乳糖醇折光49.8％，电导率150.0μs/cm，透光度96.0％，乳糖残留0.01％w/w，说明加氢转化比价彻底。

(3)离交净化：将乳糖醇溶液添加活性炭(1kg/方)升温至75℃，保温30分钟，然后通过板框过滤，透光度达到96％以上，抽滤后无底色，得到脱色的乳糖醇溶液；再将其以2.5BV/h速率经过阳-阴-阳-阴离子交换树脂，离子交换后得到乳糖醇净化液，其指标为：乳糖醇纯度为98.7％，电导率为13.5μs/cm，透光99.9％。

(4)浓缩：将多次生产之后的乳糖醇氢化液汇总起来，使用四效蒸发器，将乳糖醇氢化液浓缩至折光68.2％。

(5)结晶：

(i)将浓缩后的物料加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积10m

(ii)保持搅拌为72rpm，负压-0.081MPa，此时温度以0.5m

(iii)将物料放入预热温度79℃的卧式结晶槽中，搅拌速度3rpm；保温5小时，放料离心，母液从离心机外层出液口流出，收集到一次母液罐，然后收集乳糖醇离心后晶体，用震动流化床进行烘干，热风温度91℃，得到无水乳糖醇8.96吨，指标如下：乳糖醇含量为99.1％，熔点为146.7℃，水分0.011％，收率为59.7％。

实施例5(78℃以上蒸发结晶80℃降温至78.0℃)

(1)将乳糖1800.0k g加入RO水(为和乳果糖氢化液热交换后的，温度75℃)，配成质量百分比浓度为58.0％(即乳糖折光)的乳糖水溶液，乳糖含量99.0％，使用碳酸钠水溶液(30％)调节pH7.9，加入乳糖质量3.5％的雷尼镍催化剂，设置加氢温度 110℃，氢气压力8.0MPa，反应2.5h，出料到一沉罐，得到乳糖氢化液。

(2)乳糖醇氢化液在一沉罐中沉降2小时，将上层氢化液放入二沉罐，再次沉降1.5h，得到乳糖醇氢化液溶液；乳糖醇溶液的指标为：乳糖醇纯度98.7％，乳糖醇折光57.5％，乳糖残留0.01％(w/w)，电导率135μs/cm，透光度96.5％。

(3)离交净化：将乳糖醇溶液添加活性炭(1kg/方)升温至75℃，保温30分钟，然后通过板框过滤，透光度达到96％以上，抽滤后无底色，然后脱色后的乳糖醇溶液以4BV/h速率经过阳-阴-阳-阴离子交换树脂，离子交换后得到乳糖醇净化液，其指标为：质量百分比浓度56％，乳糖醇纯度为98.7％，电导率12μs/cm，透光99.9％。

(4)浓缩：将多次生产之后的乳糖醇氢化液汇总起来，使用四效蒸发器，将乳糖醇氢化液浓缩至折光71.5％。

(5)结晶：

(i)将浓缩后的物料加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积10.5m

(ii)保持搅拌为90rpm，负压-0.081MPa，继续蒸发，同时，整个过程温度范围 80±0.5℃；在加入晶种0.5h后，以0.45m

(iii)将物料放入预热温度80℃的卧式结晶槽中，开启卧式结晶槽搅拌，转速2rpm，开启冷却水给物料降温，降温速度2℃/小时，进行降温结晶，40分钟小时后温度为80.0℃，开启卧式结晶槽下料阀，缓缓将物料加入离心机，进行离心，母液进入一次母液罐，得到无水乳糖醇，热风温度96℃，烘干完毕后得到无水乳糖醇9吨，水分：0.015％，熔点为146.7℃，无水乳糖醇纯度为99.9％，收率为60％。

实施例6：(78℃以上蒸发结晶降温至46℃)

(1)将乳糖1800.0kg加入RO水(为和乳果糖氢化液热交换后的，温度70℃)，配成质量百分比浓度为57.0％(即乳糖折光)的乳糖水溶液，乳糖含量99.0％，使用碳酸钠水溶液(30％)调节pH7.8，加入乳糖质量3％的雷尼镍催化剂，设置加氢温度110℃，氢气压力8.0MPa，反应3.0h，出料到一沉罐，得到乳糖氢化液；出料管道经过一个充满RO水的罐(内部为盘管结构)大约5方左右，即给氢化液降了温，RO水也升温至70℃以上，下一釜化糖时候就用升温后的RO水化乳糖，然后向盛RO水的罐中补充满即可。

(2)乳糖醇氢化液在一沉罐中沉降2小时，将上层氢化液放入二沉罐，沉降1小时得到乳糖醇氢化液溶液；乳糖醇溶液的指标为：乳糖醇纯度98.3％，乳糖醇折光56.5％，乳糖残留0.01％w/w，电导率135μs/cm，透光度96.0％。

(3)离交净化：将乳糖醇溶液添加活性炭(1kg/方)升温至75℃，保温30分钟，然后通过板框过滤，透光度达到96.4％，抽滤后无底色，然后脱色后的乳糖醇溶液以 3.5BV/h的速率经过阳-阴-阳-阴离子交换树脂，离子交换后得到乳糖醇净化液，其指标为：质量百分比浓度56％，乳糖醇纯度为98.7％，电导率12μs/cm，透光99.9％。

(4)浓缩：将多次生产之后的乳糖醇氢化液汇总起来，使用四效蒸发器，将乳糖醇氢化液浓缩至折光72％，

(5)结晶：

(i)将浓缩后的物料加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积10m

(ii)保持搅拌为90rpm，负压-0.081MPa，继续蒸发，同时，整个过程温度范围 79±0.5℃；在加入晶种0.5h后，以0.35m

(iii)将物料放入预热温度78.5℃的卧式结晶槽中，开启卧式结晶槽搅拌，转速2rpm，开启冷却水给物料降温，降温速度3℃/小时，进行降温结晶，14小时后温度46℃，开启卧式结晶槽下料阀，缓缓将物料入离心机，进行离心，母液进入一次母液收集罐，得到一水乳糖醇，热风温度75℃，烘干完毕后得到一水乳糖醇10.05吨，水分5.0％，熔点为96.5℃，一水乳糖醇纯度为99.9％，收率为67％。

实施例7(78℃以上只降温不蒸发)

(1)将乳糖1800.0kg加入RO水(为和乳果糖氢化液热交换后的，温度78℃)，配成质量百分比浓度为56.0％(即乳糖折光)的乳糖水溶液，乳糖含量98.5％，使用碳酸钠水溶液(30％)调节pH7.9，加入乳糖质量3.2％的雷尼镍催化剂，设置加氢温度 110℃，氢气压力8.5MPa，反应3.0h，出料到一沉罐，得到乳糖氢化液；

(2)乳糖醇氢化液在一沉罐中沉降2小时，将上层氢化液放入二沉罐，再次沉降1.5h，得到乳糖醇氢化液溶液；乳糖醇溶液的指标为：乳糖醇纯度98.1％，乳糖醇折光55.5％乳糖残留0.01％(w/w)，电导率145μs/cm，透光度96.0％。

(3)净化：将乳糖醇溶液添加活性炭(1kg/方)升温至78℃，保温30分钟，然后通过板框过滤，透光度达到97％，抽滤后无底色，然后脱色后的乳糖醇溶液以3BV/h 速率经过阳-阴-阳-阴离子交换树脂，离子交换后得到乳糖醇净化液，其指标为：质量百分比浓度55.6％，乳糖醇纯度为98.2％，电导率16μs/cm，透光99.9％。

(4)浓缩：将多次生产之后的乳糖醇氢化液汇总起来，使用四效蒸发器，将乳糖醇氢化液浓缩至折光70.6％，

(5)结晶：

(i)将浓缩后的物料加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积约12m

(ii)保持搅拌为90rpm，负压-0.081MPa，温度90±0.5℃在加入晶种0.5h后；停立式结晶釜真空泵，破真空，打开卸料阀，在物料全部卸出后再停止搅拌；

(iii)将物料放入预热温度90℃的卧式结晶槽中，开启卧式结晶槽搅拌，转速3rpm，开启冷却水给物料降温，降温速度2℃/小时，进行降温结晶6小时后温度78℃，开启卧式结晶槽下料阀，缓缓将物料加入离心机，进行离心，母液进入母液收集罐，晶体经过，热风温度93℃，烘干完毕后得到无水乳糖醇5.6吨，水分为0.011％，熔点为146.4℃，无水乳糖醇纯度为99.9％，乳糖醇晶体质量为收率为62.2％。

实施例8(78℃以上蒸发，90℃下降到78℃)

(1)将乳糖1800.0kg加入RO水(为和乳果糖氢化液热交换后的，温度75℃)，配成质量百分比浓度为58.0％(即乳糖折光)的乳糖水溶液，乳糖含量99.0％，使用碳酸钠水溶液(30％)调节pH7.9，加入乳糖质量3.5％的雷尼镍催化剂，设置加氢温度 110℃，氢气压力8.0MPa，反应2.5h，出料到一沉罐，得到乳糖氢化液；

(2)乳糖醇氢化液在一沉罐中沉降2小时，将上层氢化液放入二沉罐，再次沉降1.5h，得到乳糖醇氢化液溶液；乳糖醇溶液的指标为：乳糖醇纯度98.7％，乳糖醇折光57.5％，乳糖残留0.01％(w/w)，电导率135μs/cm，透光度96.5％。

(3)离交净化：将乳糖醇溶液添加活性炭(1kg/方)升温至75℃，保温30分钟，然后通过板框过滤，透光度达到96％以上，抽滤后无底色，然后脱色后的乳糖醇溶液以4BV/h速率经过阳-阴-阳-阴离子交换树脂，离子交换后得到乳糖醇净化液，其指标为：质量百分比浓度56％，乳糖醇纯度为98.7％，电导率12μs/cm，透光99.9％。

(4)浓缩：将多釜次生产之后的乳糖醇氢化液汇总起来，使用四效蒸发器，将乳糖醇氢化液浓缩至折光71.5％，

(5)结晶：

(i)将浓缩后的物料加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积10.5m

(ii)保持搅拌为90rpm，负压-0.081MPa，继续蒸发，同时，整个过程温度范围 90±0.5℃；在加入晶种0.5h后，以0.4m

(iii)将物料放入预热温度90℃的卧式结晶槽中，开启卧式结晶槽搅拌，转速2rpm，开启冷却水给物料降温，降温速度2℃/小时，进行降温结晶，6小时后温度为78.0℃开启卧式结晶槽下料阀，缓缓将物料加入离心机，进行离心，母液流入一次母液罐，得到无水乳糖醇晶体，热风温度96℃，烘干完毕后得到无水乳糖醇9.6吨，水分：0.015％，熔点为146.7℃，无水乳糖醇纯度为99.9％，收率为65％。

(6)将所得一次结晶母液经过离子交换树脂处理后，使用四效蒸发器将一次母液蒸发至浓度70.2％。

(7)结晶：

(i)将浓缩后的一次母液加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积10m

(ii)保持搅拌为90rpm，负压-0.081MPa，继续蒸发，同时，整个过程温度范围 90±0.5℃；在加入晶种0.5h后，以0.4m

(iii)将物料放入预热温度90℃的卧式结晶槽中，搅拌速度3rpm；放料离心，母液从离心机外层出液口流出，收集到二次母液罐，然后收集乳糖醇离心后晶体，用震动流化床进行烘干，热风温度99℃，得到无水乳糖醇8.1吨，指标如下：乳糖醇含量为99.2％，熔点为146.1℃，水分0.019％，本次收率为54％。总收率为65％+(1-65％) ×54％＝83.9％；

二次母液通过以上(6)、(7)相同操作，得到无水乳糖醇5.67吨，指标如下：乳糖醇含量为99.3％，熔点为146.1℃，水分0.013％，本次收率为37.8％。总收率为83.9％+ (1-83.9％)×37.8％＝89.9858％≈89.99％。

实施例9(77℃蒸发结晶降温至46℃)

(1)将乳糖1800.0kg加入RO水(为和乳果糖氢化液热交换后的，温度77℃)，配成质量百分比浓度为60.0％(即乳糖折光)的乳糖水溶液，乳糖含量99.0％，使用碳酸钠水溶液(30％)调节pH7.8，加入乳糖质量3.5％的雷尼镍催化剂，设置加氢温度 110℃，氢气压力8.0MPa，反应3.0h，出料到一沉罐，得到乳糖氢化液；

(2)乳糖醇氢化液在一沉罐中沉降2小时，将上层氢化液放入二沉罐，再次沉降1.5h，得到乳糖醇氢化液溶液；乳糖醇溶液的指标为：乳糖醇纯度98.2％，乳糖醇折光58.5％，乳糖残留0.01％(w/w)，电导率145μs/cm，透光度96.0％。

(3)净化：将乳糖醇溶液添加活性炭(1kg/方)升温至77℃，保温30分钟，然后通过板框过滤，透光度达到97％，抽滤后无底色，然后脱色后的乳糖醇溶液以3BV/h 速率经过阳-阴-阳-阴离子交换树脂，离子交换后得到乳糖醇净化液，其指标为：质量百分比浓度58％，乳糖醇纯度为98.7％，电导率13μs/cm，透光99.9％。

(4)浓缩：将多次生产之后的乳糖醇氢化液汇总起来，使用四效蒸发器，将乳糖醇氢化液浓缩至折光70.4％，

(5)结晶：

(i)将浓缩后的物料加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积12m

(ii)保持搅拌为90rpm，负压-0.081MPa，温度77±0.5℃，在加入晶种0.5h后，以0.45m

(iii)将物料放入预热温度77℃的卧式结晶槽中，开启卧式结晶槽搅拌，转速2rpm，开启冷却水给物料降温，降温速度3℃/小时，进行降温结晶，10小时后温度46℃，开启卧式结晶槽下料阀，缓缓将物料加入离心机，进行离心，得到一水乳糖醇晶体，热风温度88℃，烘干完毕后得到一水乳糖醇7.2吨，水分：含结晶水为5.6％，熔点为96.5℃，乳糖醇纯度为99.1％，收率为68％。(结晶水5.6％)

实施例10(79℃蒸发结晶不降温)

(1)将乳糖1800.0kg加入RO水(为和乳果糖氢化液热交换后的，温度70℃)，配成质量百分比浓度为55.0％(即乳糖折光)的乳糖水溶液，乳糖含量99.0％，使用碳酸钠水溶液(30％)调节pH7.8，加入乳糖质量3％的雷尼镍催化剂，设置加氢温度110℃，氢气压力8.0MPa，反应3.0h，出料到一沉罐，得到乳糖氢化液；

(2)乳糖醇氢化液在一沉罐中沉降2小时，将上层氢化液放入二沉罐，再次沉降1h，得到乳糖醇氢化液溶液。乳糖醇溶液的指标为：乳糖醇纯度98.6％，乳糖醇折光56.5％，乳糖残留0.01％(w/w)，电导率145μs/cm，透光度96.0％。

(3)净化：将乳糖醇溶液添加活性炭(1kg/方)升温至75℃，保温30分钟，然后通过板框过滤，透光度达到96％以上，抽滤后无底色，然后脱色后的乳糖醇溶液以 2.5V/h速率经过阳-阴-阳-阴离子交换树脂，离子交换后得到乳糖醇净化液，其指标为：质量百分比浓度56％，乳糖醇纯度为98.7％，电导率12μs/cm，透光99.9％。

(4)浓缩：将多釜次生产之后的乳糖醇氢化液汇总起来，使用四效蒸发器，将乳糖醇氢化液浓缩至折光72％，

(5)结晶：

(i)将浓缩后的物料加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积约10m

(ii)搅拌为85rpm，负压-0.081MPa，温度77±0.5，继续蒸发，在加入晶种0.5 h后，以0.38m

(iii)将物料放入预热温度77.5℃的卧式结晶槽中，开启卧式结晶槽搅拌，转速2rpm，开启卧式结晶槽下料阀，缓缓将物料加入离心机，进行离心，母液进入母液收集罐，得到一水乳糖醇晶体，热风温度为88℃，干完毕后得到一水乳糖醇8.9吨，水分：含水为5.5％，熔点为96.5℃，一水乳糖醇纯度为98.9％，收率65.9％。(水分5.5％)

实施例11(78℃以下只降温不蒸发)

(1)将乳糖1800.0kg加入RO水(为和乳果糖氢化液热交换后的，温度79℃)，配成质量百分比浓度为56.0％(即乳糖折光)的乳糖水溶液，乳糖含量99.0％，使用碳酸钠水溶液(30％)调节pH7.8，加入乳糖质量3.2％的雷尼镍催化剂，设置加氢温度 110℃，氢气压力8.0MPa，反应2.5h，出料到一沉罐，得到乳糖氢化液；

(2)乳糖醇氢化液在一沉罐中沉降2小时，将上层氢化液放入二沉罐，再次沉降1h，得到乳糖醇氢化液溶液；乳糖醇溶液的指标为：乳糖醇纯度98.1％，乳糖醇折光 55.5％乳糖残留0.01％(w/w)，电导率145μs/cm，透光度96.0％。

(3)净化：将乳糖醇溶液添加活性炭(1kg/方)升温至78℃，保温30分钟，然后通过板框过滤，透光度达到97％，抽滤后无底色，然后脱色后的乳糖醇溶液以3BV/h 速率经过阳-阴-阳-阴离子交换树脂，离子交换后得到乳糖醇净化液，其指标为：质量百分比浓度56％，乳糖醇纯度为98.5％，电导率13μs/cm，透光99.9％。

(4)浓缩：将多次生产之后的乳糖醇氢化液汇总起来，使用四效蒸发器，将乳糖醇氢化液浓缩至折光70.5％，

(5)结晶：

(i)将浓缩后的物料加入立式结晶釜(总体积为15方)，初始液体体积约12m

(ii)保持搅拌为90rpm，负压-0.081MPa，温度77±0.5℃在加入晶种0.5h后，停立式结晶釜真空泵，破真空，打开卸料阀，在物料全部卸出后再停止搅拌；

(iii)将物料放入预热温度79℃的卧式结晶槽中，开启卧式结晶槽搅拌，转速2rpm，开启冷却水给物料降温，降温速度3℃/h，进行降温结晶，11小时后温度45℃，开启卧式结晶槽下料阀，缓缓将物料加入离心机，进行离心，得到一水乳糖醇，烘干完毕后得到一水乳糖醇6.72吨，水分为6.4％，熔点为96.5℃，一水乳糖醇纯度为99.3％，收率为56％。(含水6.4％)

从实施例1～11中，可以得出以下结论：

1、温度78℃是生产无水乳糖醇和一水乳糖醇的关键温度；

2、只要整个生产过程中结晶-离心温度保持在78℃以上，无论是单因素结晶还是多因素结晶，得到的都是无水乳糖醇；

3、只要整个生产过程中结晶后离心温度低于78℃高于45℃，无论是单因素结晶还是多因素结晶，得到的都是一水乳糖醇；(注：低于45℃二水乳糖醇结晶会增加)

4、一水乳糖醇得率较高，和晶体中含有结晶水有一定关系；

5、多因素(有蒸发)结晶，操作比较简单，关键控制点较少，效率和得率均比单因素结晶高。

6、单因素结晶提高收率的方法主要是模拟移动床色谱提纯，多因素结晶不需要模拟移动床色谱提纯就能够提高结晶收率，达到单因素结晶使用模拟移动床提高收率的水平。成本降低、操作简便，十分有利于员工操作。

7、乳糖醇氢化液、一次母液、二次母液、三次母液、四次母液甚至五次离心母液，每种母液的结晶操作方式、结晶参数、关键控制点都不尽相同，操作起来工艺不稳定，给操作人员的实际操作带来一定的困扰，从而带来产品品质不稳定；新结晶工艺一套结晶工艺，关键控制点减少一倍，更利于生产员工实际操作，质量也更稳定。

8、离心母液需要4-5次的反复色谱提纯后再蒸发浓缩后进行结晶，操作周期长、成本高，新结晶工艺结晶次数减少，运行周期更短，仅三次结晶就能够将收率提高，无水乳糖醇能够达到90％，一水乳糖醇能够达到96％以上

9、传统结晶方法一般是降温结晶，降温结晶的原理是通过就降温，使溶液的过饱和度增加，晶体继而析出。而多因素结晶时首先通过负压蒸发这一操作使得溶液从加入晶种开始到负压蒸发结晶结束，一直保持着一定的过饱和度，晶核不断析出，晶粒不断成长，其次是进入结晶槽之后不断降温，又保持了一定过饱和度，晶粒进一步生长。因此收率和效率会更高。

实施例12

以实施例1为基准，仅在实施例1的基础上修改步骤(5)中结晶条件的部分参数，具体如表1。

表1