[發明專利]一種粘膠纖維壓榨堿液制備飼料級低聚木糖的方法

在審

• 申請號: 201510934817.0
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN105420313A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 鄧傳東;唐孝兵;莫世清;周林;羅紅梅;程德華
• 申請（專利權）人: 宜賓雅泰生物科技有限公司
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/04
• 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

本發明涉及低聚木糖制備領域，具體涉及一種粘膠纖維壓榨堿液制備飼料級低聚木糖的方法。

背景技術

低聚木糖以富含木聚糖的植物為原料，通過生物化學的方法生產。目前低聚木糖的生產多以玉米芯為原料，生產工藝復雜，成本較高。而在化學漿（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?，F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。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，半纖維素并沒有得到充分利用。

201410622157.8，名稱為“一種粘膠纖維生產壓榨液制備飼料級低聚木糖的膜濃縮工藝”的發明專利申請，具體工藝步驟如下：粘膠纖維生產的壓榨液先經預過濾除去大顆粒雜質，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；將濃縮液加酸中和，得到半纖液體；在半纖液體中加入復合酶，發生酶解反應得到酶解液；酶解液經陶瓷膜過濾，透過液進入納濾膜脫鹽，所得濃縮液經活性炭脫色，樹脂離子交換后得到低聚木糖的純化液，再經蒸發、烘干得到飼料級低聚木糖。該專利采用的酶解方法，為了提高低聚木糖的質量，需要純化木聚糖酶系，純化過程需要消耗大量的化學藥品，增加設備投資，生產成本高；同時，由于木聚糖在堿壓榨過程中有相當部分與木質素以復合體結構被壓榨出來，包裹和纏繞木聚糖的木質素結構阻礙了木聚糖酶對木聚糖的作用，存在酶解反應的低聚木糖得率低，木聚糖的利用率低的問題。

201410570771.4，名稱為“一種利用粘膠纖維壓榨廢堿液制備低聚木糖的方法”的發明專利申請，以粘膠纖維廠壓榨廢堿液為原料，先進行超濾膜分離，透過液回用，濃縮液再進行中和、木聚糖酶解、活性炭脫色、離子交換樹脂脫鹽以及冷凍干燥，最終制得低聚木糖。該專利同樣存在生產成本高和低聚木糖得率低的問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種粘膠纖維壓榨堿液制備飼料級低聚木糖的方法。本方法采用高溫預熱和定向酶解相結合的方法大副度提高了木聚糖的利用率，減少生產廢料，降低了生產成本。

本發明為了實現上述發明目的，采用以下技術方案：

一種粘膠纖維壓榨堿液制備飼料級低聚木糖的方法，其特征在于：具體操作如下：

A、膜濃縮

粘膠纖維生產的壓榨液經膜過濾，取濃縮液加酸中和，得到木聚糖溶液；

B、酶解

木聚糖溶液與復合酶發生酶解反應，得到酶解液和酶解渣，所述酶解渣經加水稀釋、預熱后離心分離，取上清液即木聚糖溶液，在復合酶的作用下得到二次酶解液；

C、提純

將B步驟得到的酶解液合并，進入納濾膜脫鹽，所得濃縮液即為低聚木糖的純化液，再經蒸發、烘干得到飼料級低聚木糖。

由于一次酶解后的酶解渣中存在大量木質素和木聚糖的高聚合度復合體，本發明對酶解渣先進行預熱，使高聚合度的酶解渣降解，釋放出游離的聚合度低的木聚糖分子，對后續的再次酶解非常有利。

本發明所述B步驟的酶解反應在陶瓷膜反應器中進行，可獲得高于常規反應器的轉化率，省去木聚糖酶的純化過程，降低生產成本。

優選地，所述陶瓷膜的截留分子量為800-1500，有效分離低聚木糖和未降解的木聚糖，保證產品純度。

優選地，所述的酶解反應條件為：操作壓力10-20kPa，進料速度20-30m³/h，酶解溫度40-45℃，pH值4-5。陶瓷膜反應器的稀釋率為1h^-1。在木聚糖酶降解木聚糖產生低聚木糖的同時，能使低聚木糖分子及時通過陶瓷膜離開反應體系，而未酶解的木聚糖和木聚糖酶仍然返回到反應體系中，從而減少原酶液中β-木糖苷酶與低聚木糖的接觸機會，減少了低聚木糖進一步被降解成木糖的可能性。因此，木聚糖在陶瓷膜反應器中酶解時，低聚木糖得率和純度都較高。

優選地，所述酶解反應的酶用量為0.02-0.05%，酶解時間2-5h，保證酶解反應完全。

本發明所述A步驟的酸為鹽酸，形成的鹽分子量較低，有利于后期的脫鹽。