[發明專利]一種工業廢料聯產低聚木糖和木糖、木糖醇的方法

有效

• 申請號: 201811007718.8
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109439695B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 夏蕊蕊;肖林;李瑩;程少博
• 申請（專利權）人: 山東龍力生物科技股份有限公司
• 主分類號: C12P7/18
• 分類號: C12P7/18;C12P19/00;C12P19/02;C12P19/04;C12P19/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明屬于生物化工技術領域，具體涉及一種工業廢料聯產低聚木糖和木糖、木糖醇的方法。本發明利用造紙/粘膠纖維生產過程中的堿廢液通過濾袋—超濾膜—電滲析—納濾膜的膜間并?串聯相結合的工藝進行堿液回收，適量酸溶液調節溶液pH值，回收木纖懸濁液，采用木聚糖酶連續酶解，得到酶解液和酶解渣，其中酶解液經一系列凈化、濃縮、干燥制備不同品質的低聚木糖成品；酶解渣水解制備木糖及加氫制備木糖醇。本發明減少了工業廢料排放造成的環境污染，實現廢物的多級資源化利用。

技術領域

本發明屬于生物化工技術領域，具體涉及一種工業廢料聯產低聚木糖和木糖、木糖醇的方法。

背景技術

在以棉漿、木漿、草漿等植物纖維素為原料造紙或粘膠纖維生產過程中，采用堿液對漿粕進行浸漬反應。在此過程中，漿粕的半纖維素不斷溶出到堿液中，經壓榨后的回流堿液中含有濃度較高的半纖維素，而浸漬堿液中的半纖維素含量較高時，將影響漿粕的浸漬效果，因此需要對浸漬堿液中的半纖濃度進行控制以滿足工藝要求。現有技術將高濃度半纖堿液排入污水池，造成污水的環保處理技術困難和帶來較高的處理成本。

低聚木糖、木糖、木糖醇均屬于功能性糖，低聚木糖可以改善有機體(人和動物)消化道菌群平衡，促進消化道內有益細菌的生長，抑制有害微生物的繁殖，促進營養吸收，提高機體免疫力。木糖與食物配伍性很好，食物中添加少量木糖，能體現出很好的保健效果，木糖與鈣同時攝入，可以提高人體對鈣的吸收率和保留率，還能防止便秘。木糖醇它不易被胃酶分解而直接進入腸道，是一種具有營養價值的特殊甜味劑，溶于水吸熱，食用時口感清涼，且不致齲齒，是最適合糖尿病患者食用的營養性的食糖代替品。

專利申請201410570771.4名為“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，濃縮液進行中和、木聚糖酶酶解、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。在實際的工業化生產中，工業化生產產生的廢堿液量大而且雜質多，上述專利申請所用方法很難適應產業化需要。同時該方法僅制備低聚木糖，酶解渣仍被棄用，沒有實現植物資源的充分利用。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種工業廢料生產低聚木糖、木糖、木糖醇多聯產的方法。本方法運用超濾-電滲析-納濾的膜間并-串聯相結合的膜集成技術實現半纖維素和堿液的高效分離，半纖維素濃縮液采用生物酶解和稀酸水解相結合的方式實現低聚木糖、木糖、木糖醇的聯產。本發明一方面實現廢物的多級資源化利用，另一方面使生產過程得到連續高效進行，可實現植物纖維組分的充分有效利用，最終獲得最佳的資源利用率和生產效益。

為實現上述目的，本發明技術方案如下：

本發明提供一種工業廢料聯產低聚木糖和木糖、木糖醇的方法，采用紙/粘膠纖維產生的廢堿液生產低聚木糖和木糖、木糖醇，包括以下生產步驟：

(1)將收集的紙/粘膠纖維產生的廢堿液，采用濾袋過濾-超濾-電滲析-納濾膜過濾相結合的工藝進行半纖維素和堿液的分離，得半纖維素濃縮液，并回收堿液；

(2)將上述半纖維素濃縮液的pH值調節至3.5～6.5，添加木聚糖酶復合酶進行酶解，酶解結束后進行過濾，得酶解液和酶解渣；

(3)將酶解渣和酸溶液混合，攪拌充分后，加熱水解，水解結束后過濾，得富含木糖的水解液；

(4)將步驟(2)所得酶解液進行除雜、色譜分離、濃縮得低聚木糖糖漿；將步驟(3)所得木糖水解液進行除雜、濃縮、結晶得到木糖，木糖液經加氫處理獲得木糖醇。

在本發明優選的技術方案中，所述步驟(1)中造紙/粘膠纖維產生的廢堿液中半纖維素含量4％以上，其中的堿含量6％-15％。

在本發明優選的技術方案中，濾袋過濾、超濾、電滲析和納濾膜過濾為串聯處理，之間采用緩沖罐(槽)連接。

在本發明優選的技術方案中，所述濾袋采用丙綸、滌綸、芳綸其中一種。