[發(fā)明專利]一種木糖生產(chǎn)工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410274869.5
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104017917A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫魯;田強(qiáng);王成福;李毅;邱學(xué)良;曹玉華;梁學(xué)超
• 申請（專利權(quán)）人: 山東福田藥業(yè)有限公司
• 主分類號: C13K13/00
• 分類號: C13K13/00
• 代理公司: 德州市天科專利商標(biāo)事務(wù)所 37210
• 代理人: 呂玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能糖生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種木糖生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

木糖是一種天然存在的戊糖，多以縮聚狀態(tài)存在于植物中。在國內(nèi)，木糖生產(chǎn)以玉米芯為主要原料，但玉米芯在其他領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用，使得原料供不應(yīng)求，價格節(jié)節(jié)攀升，增加了木糖生產(chǎn)成本。在此背景下，迫切需要尋求其他玉米芯替代品。

目前，粘膠纖維的生產(chǎn)過程中對溶解漿通常用濃堿浸漬溶解其中的半纖維素，而后通過壓榨分離其中的短纖及半纖維素堿溶液，在半纖維素含量低時，該半纖維素堿溶液循環(huán)用于浸漬溶解，直到半纖維素含量較高，無法循環(huán)使用后直接排放。這部分廢水的直接排放，不僅造成了資源的浪費，還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此粘膠纖維廢水的合理利用是一個亟需解決的問題。目前還沒有利用粘膠纖維廢水生產(chǎn)木糖的報道。

目前木糖的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝均以玉米芯、樺樹皮等天然植物為原料直接水解而制得，眾所周知，植物中成分復(fù)雜，水解液中膠體蛋白、雜糖等雜質(zhì)含量高，所得到的水解液中木糖純度低，精制提純成本高，生產(chǎn)出的木糖晶體晶型差、無晶體光澤。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種木糖生產(chǎn)工藝，主要以粘膠纖維廢水為原料生產(chǎn)木糖。

本發(fā)明所述方法，主要步驟如下：

（1）濃堿回收：取堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%-30%的粘膠纖維廢水，通過納米級微孔膜過濾器過濾，未能透過微孔膜的截留液為半纖維素濃堿溶液；

（2）稀堿回收：向半纖維素濃堿溶液中加入純化水繼續(xù)通過納米級微孔膜過濾器過濾，收集截留液得到半纖維素稀堿溶液；

（3）水解：向半纖維素稀堿溶液中加入95%-98%的濃硫酸，使硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-5%，在95-135℃下水解65-175min，得到水解液；

（4）除雜：水解液依次通過一級微孔膜過濾器及二級微孔膜過濾器過濾，能透過二級微孔膜過濾器的為除雜水解液，一級及二級微孔膜過濾器的截留液混合后得到濃液；

（5）濃液回收：濃液經(jīng)管式離心機(jī)離心后，得到上清液及固體廢棄物，上清液返回步驟（3）中與水解液混合，固體廢棄物可用于鍋爐燃燒；

（6）脫色：向除雜水解液中加入粉末活性炭，加入量為除雜水解液干物質(zhì)量的1%-2%，在60-90℃下保溫30-60min，得到脫色液，脫色液T值≥75%；

（7）脫鹽及硫酸回收：利用雙極膜離子交換器及離子交換樹脂去除脫色液中的鹽分，得到脫鹽液，其木糖純度為85%-88%，κ值≤2×10^-3S/m，T值為100%；

（8）濃縮：脫鹽液經(jīng)單效蒸發(fā)器濃縮至Brix值為80%-85%，得到濃縮液；

（9）結(jié)晶：濃縮液置結(jié)晶槽中在70-80℃條件下保溫1h，然后以1℃/h梯度降溫至30-35℃，離心，得到木糖晶體和母液；

（10）干燥、篩分、包裝：將晶體木糖干燥、篩分、包裝后，入庫保存。

本發(fā)明所述“粘膠纖維廢水”是指在粘膠纖維生產(chǎn)工藝中，原料溶解漿（漿粕）經(jīng)堿液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為15%-30%）浸漬，溶解其中的半纖維素，壓榨后將浸漬液再次加入漿粕中溶解半纖維素，如此循環(huán)直至半纖維素含量高，影響漿粕中的半纖維素溶出后，直接排放的廢水。

本發(fā)明以粘膠纖維廢水為原料，經(jīng)堿回收、酸解、除雜、濃液回收、脫色、脫鹽及硫酸回收、濃縮、結(jié)晶、烘干等步驟制得木糖。首先，利用兩級微孔膜過濾器去除水解液中的固體懸浮物、雜質(zhì)，解決了粘膠纖維廢水中固體懸浮物、雜質(zhì)多，難以過濾的問題，得到的木糖中雜糖含量少，工藝簡單。

本發(fā)明利用粘膠纖維廢制取木糖，與傳統(tǒng)木糖生產(chǎn)工藝相比，具有以下優(yōu)勢：

（1）本發(fā)明濃堿回收和稀堿回收步驟的濾液均可回收再利用，濃堿回收步驟的濾液可用于粘膠纖維生產(chǎn)過程中的浸漬步驟，稀堿回收步驟的濾液可用于陰離子交換樹脂堿再生；

（2）本發(fā)明大大簡化了工藝，傳統(tǒng)工藝中，需要使用活性炭至少脫色2次，活性炭用量為待脫色液中干物質(zhì)量的7%，而本發(fā)明中使用活性炭脫色1次即可，而且活性炭用量僅為待脫色液中干物質(zhì)量的1%-2%；同樣，傳統(tǒng)工藝中由于木糖含量較低，需要反復(fù)多次濃縮，而本發(fā)明脫鹽后，僅需1次濃縮即可得到較高濃度的木糖濃縮液進(jìn)行結(jié)晶；

（3）傳統(tǒng)工藝采用碳酸鈣脫酸-陽-陰-陽-陰-陽-陰樹脂脫鹽，而本發(fā)明采用雙極膜離子交換器-陽樹脂-陰樹脂進(jìn)行脫鹽，回收的硫酸可用于玉米芯水解生產(chǎn)木糖；利用雙極膜離子交換器將原來的酸堿消耗轉(zhuǎn)化為電消耗，極大減少了酸堿污染排放，脫鹽液中木糖純度在85%以上。

具體實施方式

實施例1