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山东省科学技术进步奖公示材料

项目名称	淀粉糖分离纯化关键技术及装备开发和产业化应用
提名单位	滨州市科学技术局
提名意见：经过推荐单位对于完成单位的推荐材料进行认真审阅和检查后认为： 1、推荐材料叙述清晰，相关栏目填写符合填写要求，相关证明材料详实无误，推荐材料真实有效； 2、对于本项目完成人员、完成单位均按其对项目的贡献大小排列，经过公示无异议； 3、本项目在淀粉糖的工业化绿制造和提质增效共性技术方面，开展了一系列基础研究、装备开发和应用推广，并在山东西王糖业有限公司、西王药业有限公司等我国淀粉糖龙头企业实现了产业化，降低了生产成本，综合技术达到国际领先水平。该技术的应用实施，极大地促进了社会和企业的发展，并且给企业带来巨大的经济效益和社会效益，具有极高的推广价值。本项目研究符合国家发展绿制造、循环经济、保障健康食品安全等相关政策和行业发展方向，获授权发明专利7项，实用新型专利12件，发表研究论文10篇，制定国家标准1项，项目产生显著的经济和环境效益，对于促进就业和培养人才和推动行业技术进步具有重要意义。参照滨州市科技进步奖的相关规定，建议推荐本项目授予山东省科技进步一等奖。

项目简介

淀粉糖是我国玉米深加工产业的主要品类，年产量已高达1375万吨，其中山东省占比超过一半，经济战略地位重要。尽管我国在淀粉糖加工技术研究、功能性淀粉糖研究开发等领域已取得了较大发展和技术进步，且规模世界最大，但与国际前沿水平相比，在生产成本、能耗水平和装备水平等方面尚有较大差距，产业面临主要技术瓶颈和差距表现包括：①生产能耗、水耗偏高，离交过程产生的大量废酸、废碱，造成严重环境污染和资源浪费；②生产过程中产生的5-羟甲基糠醛（5-HMF）无有效去除策略，制约淀粉糖产品品质和收率水平；③具有自主知识产权的分离纯化技术及装备水平不高，装备国产率低，显著影响产品品质和生产成本。项目通过共性分离提取技术创新及装备研制升级，突破了上述瓶颈，淀粉糖技术和装备实现国际并跑、局部领跑。主要创新点如下：

1，发明了基于物性调控的混合单糖连续膜分离技术。通过对单糖混合物溶液的物性调控和分子修饰，结合纳滤膜表面荷电性质与膜截留分子量的高效组合，精准调控纳滤过程膜分离特性，实现了果糖、葡萄糖纳滤分离，直接得到果糖纯度为55%-60%的果葡糖浆产品。相较于传统的谱分离工艺，设备投资减少80%，能耗降低15%、水耗减少20%。

2，发明了固定满床连续离交耦合程序波变低温结晶脱除5-羟甲基糠醛技术，实现高纯度结晶果糖提质增效。美拉德反应产生的5-HMF显著影响果糖或葡萄糖的结晶收率，项目开发了固定满床连续离交技术及装置，优化筛选特异性吸附剂，将糖浆中5-HMF残留量降低到15ppm以下，低于国际标准50%；通过温度程序性波变调控低温结晶过程，避免在结晶过程中产生5-HMF。成果实施后，果糖一次结晶收率提高8%，产品纯度从99.5%提高到99.9%，结晶周期缩短30%，生产成本下降3%。

3，发明了基于流场调控的杂化膜废水资源化清洁生产技术。针对淀粉糖产生的各类废液物性，建立了超滤、纳滤、反渗透等杂化膜分离技术，对离子交换酸碱洗脱剂、结晶母液、洗涤水及其他废水进行分类处理，利用计算流体动力学模拟实现宏观膜系统和流道微流场特性的实时协同调控，解决了废液膜处理严重膜污染问题，同步回收酸、碱、糖及水，酸碱回收率达到82%以上，中水回用率达到70%。

4，研制了多种具有自主知识产权的淀粉糖先进分离装备。基于前期分离技术的基础研究和技术创新成果，研制了绿柔性一体化膜分离装备、淀粉糖专用顺序式模拟移动床谱分离装备 (SSMB)、固定满床连续离子交换装备等具有自主知识产权的先进分离装备，装备国产化率提高到100%，万吨产能固定资产投资节约35%，酸、碱、水消耗降低30%，综合能耗下降10%。

成果自2014年起在山东西王糖业有限公司等龙头企业实施产业化应用，近三年累计新增产值15亿元、利润1.8亿元（其中节能降耗等节支总额4000万元）、税收1.2亿元，出口创汇1500万美元。项目申请中国专利21项（授权19项），发表论文10篇，制订国家标准1项。经济和环保效益显著，提升了我国淀粉糖产业的技术水平和装备水平，实现了产业和技术升级。成果可以推广到其他轻化工及生物医药领域应用。

客观评价

（一）成果鉴定意见

本项目的技术创新点三通过了滨州市科技局组织的科技成果鉴定（滨科成鉴[2017]第003号）。与会专家的主要鉴定意见如下：

1、该项目对5-羟甲基糠醛（5-HMF）颗粒活性炭及离子交换脱除技术进行了系统的研究，优选了颗粒活性炭、离子交换树脂型号，确定了有效控制5-羟甲基糠醛形成的关键参数和颗粒活性炭及离子交换树脂脱除工艺，过程物料中5-HMF含量由900mg/kg降至20mg/kg，果糖结晶周期缩短30%，一次收率提高近10%。

2、该项目已获国家授权发明专利1项；产品经检测符合GB/T 26762-2011要求。

3、该项目符合国家产业政策和行业发展方向，对推动食品质量安全的提高具有重要的意义，经济社会效益显著。

该项目研究方案科学合理，工艺路线先进，具有创新性，综合技术达到国际先进水平。

（二）产品技术检测报告

经青岛市华测检测、英格尔检测技术服务（上海）有限公司第三方检测机构对西王药业、山东西王糖业有限公司等企业所生产的结晶葡萄糖、结晶果糖产品进行分析检测（附件30-32），所有产品的纯度及微生物等指标均高于国标、美国食品化学法典FCC（Food Chemicals Codex）和欧洲药典（第七版）等标准要求。

（三）科技查新结论

本项目技术经过山东省科学院情报所科技查新机构对“结晶果糖生产过程中脱除5-羟甲基糠醛的研究及产业化应用”技术进行科技查新，结论为“除查新委托单位的专利外，国内外未见采用颗粒碳、离子交换树脂吸附技术在结晶果糖生产过程中脱除5-羟甲基糠醛的文献报道”，为项目的技术创新点的国内外新颖性、创新性提供了证明。

（四）知识产权情况

本项目牵头制定国家标准1项（GB/T26762-2011），获得国家授权发明专利7件，获得实用新型专利12件，发表相关研究论文10篇。

（五）行业认可

山东西王糖业有限公司生产的结晶果糖、固体果葡糖和果葡糖浆产品被山东省质量强省及名牌战略推进工作领导小组评为山东名牌产品（编号2013-144）。

山东西王糖业有限公司被中国生物发酵产业协会评为“第五届全国淀粉糖行业二十强企业”（证书编号SS1201620001）。

推广应用情况

1．推广应用情况（限1页）单位：万元
应用单位名称	应用技术	应用起止时间	应用单位联系人/电话	经济效益
山东西王糖业有限公司	结晶果糖生产过程关键技术研究及产业化应用	2014.8-今	陶兴发/139********	92480
西王药业有限公司	结晶果糖生产过程关键技术研究及产业化应用	2014.10-今	夏颖颖/138********	58740
应用概述：本项目自2010年起系统研究淀粉糖生产过程所面临的技术瓶颈问题，开发了淀粉糖生产过程分离纯化关键技术，自2014年底起分别在西王集团下属子公司西王药业有限公司、山东西王糖业有限公司等企业应用于实际生产，所生产的结晶果糖与结晶葡萄糖产品质量优异，在食品加工及医药领域的市场竞争力大大增强。在项目实施过程中，项目累计投资2.6亿多元用于技术研发和生产线建设与改造工作，其中投资17000万元在西王药业有限公司改造并建成了年产5万吨的结晶果糖绿制造生产示范线；山东西王糖业有限公司则投资约9000万元对已有的果糖及结晶葡萄糖生产线进行了相应的技术改造，建成了年产30万吨药用葡萄糖生产线，项目实施以来近三年（2015至2017年）上述企业累计新增营业收入15.12亿元，新增利润18400万元，新增税收12000万元，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。

主要知识产权证明目录

序号	知识产权名称	知识产权类别	发明人	知识产权人	知识产权号	取得日期	国（区）别
1	一种单糖的纳滤分离方法	发明专利	赵黎明；赵鹤飞；杨杨；夏泉鸣	华东理工大学	ZL 201310006970.8	2016.03.16	中国
2	一种结晶果糖结晶工艺	发明专利	王棣；吉小兵；苏新军；陶兴发；葛金华；徐传娟	山东西王糖业有限公司	ZL 201310454153.9	2015.07.22	中国
3	单糖多糖分离用膜过滤装置	实用新型	王兆光	山东兆光谱分离技术有限公司	ZL201720186333.7	2017.09.22	中国
4	一种利用模拟移动床处理葡萄糖母液的方法	发明专利	王棣；李伟；王一；谢登玉；唐海静；高保军；夏颖颖；孙学谦；崔强；曹大勇	山东西王糖业有限公司	ZL 201210541668.8	2015.04.22	中国
5	纳滤膜分离系统	实用新型	王兆光	山东兆光谱分离技术有限公司	ZL 201620823954.7	2017.02.08	中国
6	果葡糖浆生产过程中pH调节方法	发明专利	王棣；吉小兵；陶兴发；毕景辉；葛金华；王非；徐传娟	山东西王糖业有限公司	ZL 201310453193.1	2015.09.02	中国
7	一种果葡糖浆母液、洗液回收工艺	发明专利	王棣；张健；刘剑侠；由秀厚；张全刚；李柯；康钰娟	西王药业有限公司	ZL201310453563.1	2015.04.22	中国
8	一种提高无水葡萄糖和一水葡萄糖产品品质的工艺	发明专利	王棣；张健；李伟；王岩；唐海静；张全刚；杨如玉；李柯；王茜	西王药业有限公司	ZL 201210543323.6	2016.04.27	中国
9	一种低水耗谱分离装置	实用新型	王兆光	山东兆光谱分离技术有限公司	ZL 201720186334.1	2017.09.22	中国
10	一种果糖生产用辅料添加装置	实用新型	王棣；由秀厚；葛金华；赵连县	山东西王糖业有限公司	ZL201520203115.0	2015.04.07	中国

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