[發(fā)明專利]木糖生產(chǎn)工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210082007.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN102586496A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫魯;邱學(xué)良;高永旭;杜瑞峰;王學(xué)敏;張亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東福田藥業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C13K13/00
• 分類號(hào): C13K13/00
• 代理公司: 德州市天科專利商標(biāo)事務(wù)所 37210
• 代理人: 房成星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能糖生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

木糖主要以富含多縮戊糖的玉米芯、甘蔗渣等農(nóng)業(yè)廢棄物為原料，先后經(jīng)水解、中和、脫色、離子交換、濃縮、結(jié)晶工序制得。目前，現(xiàn)有的木糖生產(chǎn)工藝中的濃縮工序是采用多效蒸發(fā)器進(jìn)行高溫濃縮，由于木糖是一種含有醛基的五碳糖，容易發(fā)生美拉德反應(yīng)，形成色素物質(zhì)，使后續(xù)的產(chǎn)品提取困難，產(chǎn)品品質(zhì)難以保證；另外，由于煤炭?jī)r(jià)格的增長(zhǎng)，蒸汽的價(jià)格也一路飆升，多效蒸發(fā)器蒸發(fā)1噸水的蒸汽耗用量都在0.25噸以上，每生產(chǎn)1噸木糖需要除水47.5噸，若用多效蒸發(fā)器至少需要11.875噸蒸汽，這樣造成了木糖生產(chǎn)成本居高不下。

膜濃縮工藝，就是在高壓下使物料經(jīng)過膜后，將作為溶劑的水和作為溶質(zhì)的物料實(shí)現(xiàn)物理分離，膜濃縮工藝的溫度一般都比較低，所以對(duì)物料尤其是酶等生物活性物質(zhì)的濃縮十分有利。中國(guó)專利CN1186498介紹了一種“蛋白質(zhì)溶液的鋁/鐵處理和膜濃縮方法”、中國(guó)專利CN200910015165.5提到一種“膜濃縮結(jié)合氣流干燥法提取微生物多糖絮凝劑的方法”，其中都提到用超濾膜（UF）技術(shù)對(duì)絮凝的蛋白、微生物多糖進(jìn)行濃縮的技術(shù)，但是蛋白和微生物多糖的分子量一般都比較大，膜濃縮的難度較小，但是木糖是一種五碳單糖，分子量小，用超濾等孔徑較大的膜會(huì)發(fā)生漏糖情況；中國(guó)專利CN200310107556.2提到一種“反滲透膜濃縮氯化銨廢液的方法”，氯化銨是一種無機(jī)鹽，這樣就類似于用反滲透膜將海水或地下水中的鹽類除掉，降低電導(dǎo)率，由于無機(jī)鹽對(duì)膜的污染小，有利于保證膜的壽命，但是木糖是一種有機(jī)糖，若采用循環(huán)膜濃縮工藝，很容易造成膜污染及損壞，不但起不到降低成本的作用，還會(huì)影響生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種木糖生產(chǎn)工藝，以解決目前木糖濃縮工序采用多效蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮存在的弊端，克服木糖在膜濃縮工藝中漏糖、膜易污染、通量易衰減的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用膜濃縮技術(shù)，對(duì)木糖生產(chǎn)工藝中的一次離子交換液進(jìn)行處理，其中膜系統(tǒng)的膜芯采用物料反滲透膜或納濾膜，防止漏糖；料液經(jīng)膜系統(tǒng)濃縮后不循環(huán)濃縮，其具體的生產(chǎn)工藝方法如下：

（1）水解：將硫酸加入到清洗干凈的玉米芯中進(jìn)行水解，調(diào)節(jié)其中的無機(jī)酸濃度為0.5-3.0%，硫酸溶液用量與玉米芯的質(zhì)量比為1:5-1:12，水解溫度控制在90-140℃，經(jīng)過60-180分鐘的水解得到水解液；

（2）中和：在80℃下，在40-60分鐘內(nèi)，邊攪拌邊將一定量的輕質(zhì)碳酸鈣加入到步驟（1）得到的水解液中進(jìn)行中和，將水解液pH值中和至2.0-3.3，然后在80℃下保溫40-80分鐘，然后過濾得到中和液；

（3）一次脫色：向步驟（2）制得的中和液中加入粉末活性炭，粉末活性炭加入量為中和液干物質(zhì)質(zhì)量的5%-15%，在75℃下，保溫脫色40-60分鐘，過濾得到脫色液，脫色液透光率≥75%；

（4）一次離子交換：步驟（3）得到的脫色液通過離子交換樹脂進(jìn)行脫色、脫鹽處理得到糖液，糖液的Brix值為3%-8%，得到離子交換液；

（5）膜濃縮：將步驟（4）得到的離子交換液經(jīng)聚丙烯濾芯液體過濾器過濾后，進(jìn)入膜分離系統(tǒng)，經(jīng)過二級(jí)濃縮之后，料液不循環(huán)濃縮而是直接分為濃縮液和透析液，膜系統(tǒng)的濃縮液和透析液的體積流量比為1:2-1:5，膜前壓力＜4Mpa，透析液和濃縮液的Brix值分別為0%、9%-15%，透析液作為工藝水回步驟（1）水解工序中使用；

（6）多效濃縮：將步驟（5）得到的膜濃縮液經(jīng)多效蒸發(fā)器濃縮至Brix值為16%-22%的糖液；

（7）二次脫色：向步驟（6）得到的多效濃縮后的糖液中加入活性炭，活性炭加入量為糖液干物質(zhì)質(zhì)量的1%-5%，在75℃下，保溫?cái)嚢?0分鐘，然后過濾得到脫色液；

（8）二次離子交換：將步驟（7）得到的脫色液經(jīng)離子交換樹脂進(jìn)行離子交換，得到離子交換后的糖液的Brix為15%-21%，透光度為100%；

（9）真空濃縮：將步驟（8）得到的離子交換液，經(jīng)真空濃縮得到Brix為80%-86%的真空濃縮糖液，真空度為9.7×104Pa；

(10)結(jié)晶離心：將步驟(9)得到的真空濃縮糖液轉(zhuǎn)至結(jié)晶槽，在70-80℃保溫1小時(shí)，然后以1℃/h的速度降溫結(jié)晶，降至30℃進(jìn)行離心分離，得到晶體木糖和木糖母液；

（11）干燥、篩分和包裝：將晶體木糖干燥、篩分、包裝后，入庫(kù)保存。

本發(fā)明的積極效果在于：