[發明專利]以粘膠纖維壓榨液為原料生產木糖醇的膜濃縮工藝

有效

• 申請號: 201410622101.2
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104311391A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 鄧傳東;馮濤;孫毅;唐孝兵;莫世清;周林;羅紅梅
• 申請（專利權）人: 宜賓雅泰生物科技有限公司
• 主分類號: C07C31/18
• 分類號: C07C31/18;C07C29/141
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 鄒翠

技術領域

本發明涉及木糖醇制備領域，具體涉及以粘膠纖維壓榨液為原料生產木糖醇的膜濃縮工藝。

背景技術

木糖醇的甜度相當于蔗糖,熱量相當于葡萄糖，木糖醇能調整糖代謝的異常，是糖尿病人的營養劑和治療劑。木糖醇有較強的抗酮體作用，可用以搶救酮體病人。木糖醇能減慢血漿中產生脂肪酸的速度，但不會使血糖上升，也是肝炎病人的保肝藥物。木糖醇熱穩定性好，和氨基酸一起加熱不產生化學反應，可以和氨基酸配制各種制劑，作為營養藥物。木糖醇作為食品還具有特殊的防齲功能。但木糖醇是價格貴的多元醇之一，生產成本過高是推廣其應用的主要障礙。每年農林業生產都會產生大量含半纖維素(約20%~40%)的廢料。利用半纖維素水解得到的木糖轉化生產木糖醇，不僅具有良好的經濟效益，還有重要的環保意義。

在以化學漿（木漿、棉漿、草漿、蘆葦漿等植物纖維素）為原料的粘膠纖維生產過程中，采用堿液對纖維素進行處理（浸漬、壓榨）是制造粘膠纖維的第一步。半纖維素濃度高，對粘膠纖維生產工藝和成品質量產生極其不利的影響，因此必須在浸漬工藝中用堿液將半纖維素溶出，才能獲得高強度的纖維素，所以在上述過程中會產生大量的富含半纖維素的高濃度堿壓榨液。

堿壓榨液中的主要成分為氫氧化鈉和半纖維素。現有的壓榨堿液的處理方法多采用納濾技術將半纖維素從中分離出來，得到較為純凈的堿液。經過凈化的堿液可以直接回用到工藝中，但是納濾膜僅能將部分堿實現回用，其截留液中的半纖維素經過濃縮后得到的濃縮液中依然含有大量的堿。目前該部分料液作為廢堿用于中和工藝，半纖維素進入廢水處理，或者采用灼燒回收氫氧化鈉，半纖維素被燃燒。從以上現有工藝可知，半纖維素并沒有得到充分利用。

201210104647.X，名稱為“一種利用粘膠纖維生產過程中壓榨廢堿液制備木糖的方法”的發明專利。通過膜過濾制備半纖維素溶液、半纖維素的提取、半纖維素的水解、中和脫酸、預濃縮、脫色、離子交換以及常規濃縮、結晶、分離、干燥工序得到木糖成品。該專利采用工業乙醇提取半纖維素，成本高。

文獻“低聚木糖的膜分離濃縮工藝研究”（《食品工業》，2012年09期），采用中試試驗裝置對低濃度低聚木糖溶液的分離濃縮進行中試試驗，比較研究聚酰胺類納濾和反滲透兩種膜技術的效果，確定了納濾膜分離濃縮低聚木糖溶液的最佳工藝操作條件。該工藝納濾膜濃縮溫度低，膜過濾效率較低。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了以粘膠纖維壓榨液為原料生產木糖醇的膜濃縮工藝。得到的木糖醇鹽分低，純度高，工藝運行效率高，適應于大規模生產。

為實現上述發明目的，本發明采用如下的技術方案：

以粘膠纖維壓榨液為原料生產木糖醇的膜濃縮工藝，其特征在于：具體工藝步驟如下：

A、膜濃縮

將粘膠纖維生產的壓榨堿液先經預過濾除去大顆粒雜質，進入微濾膜處理，透過液經納濾膜循環濃縮2-4次，將最后一次的濃縮液加水稀釋后送入陶瓷膜過濾，所得濃縮液即為壓榨堿液的濃縮液；所述的納濾膜循環濃縮2-4次，在每次過濾前，料液都經加水稀釋后進入納濾膜。

B、提取半纖

將壓榨堿液的濃縮液加酸中和，得到半纖液體。

C、水解

在半纖液體中加入稀硫酸，發生水解反應；

D、純化

水解液經陶瓷膜過濾，透過液進入納濾膜脫鹽，濃縮液經活性炭脫色，得到木糖的純化液；

E、氫化

木糖的純化液中通入氫氣，在鎳的催化作用上發生氫化反應，得到木糖醇。

本發明所述的A步驟，所述的微濾膜孔徑為5微米，所述納濾膜的截留分子量為200-400，陶瓷膜的截留分子量為800-1500。

微濾膜過濾量大，有利于提高過濾效率；200-400的截留分子量，使堿從透過液分離出去，逐步減低堿濃，提升半纖濃度，同時截留一部分單糖；陶瓷膜的截留分子量為800-1500，可截留半纖，提高產品的純度。

本發明所述的A步驟，每次納濾膜過濾前，加水稀釋的量為原料液體積的1倍，過濾得到的濃縮液體積與原料液體積相同。保證過濾效率的同時，對納濾膜的損傷小。

優選地，所述的透過液含堿200-300g/l，含半纖40-80?g/l，經納濾膜循環濃縮后，得到濃縮液含堿12-75g/l，含半纖40-80g/l。減低堿濃的前提下，保證膜的過濾效率。

本發明所述的A步驟，料液先經加水稀釋進入陶瓷膜裝置，循環過程中向料液分次加水，總加水量為料液體積的5倍，所得濃縮液體積與原料液體積相同。保證過濾效率的同時，對陶瓷膜的損傷小。