[發明專利]一種磷酸法水解制備木糖的新方法

在審

• 申請號: 202110169721.5
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN113005234A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 包娜莎;楊健
• 申請（專利權）人: 濟南茂騰生物科技有限公司;浙江大學
• 主分類號: C13K13/00
• 分類號: C13K13/00
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 何碧珩;卓彩霞

本發明公開了一種磷酸法水解制備木糖的新方法，本發明中先把玉米芯粉和質量分數為1.5?3％磷酸水溶液按照質量比例1:6攪拌混合成懸浮液，然后用泵輸入增壓噴射器進入層流罐，再通過汽液分離器迅速釋放壓力，二次蒸汽回收用于后續物料的加熱，液體進入收集罐，然后再經過脫色、脫鹽、濃縮、結晶等工藝，污水量大幅度減少，汽液分離的余熱方便回收，能源消耗降低。本發明的方法中，酸水采用磷酸水溶液，中和時采用氫氧化鉀或碳酸鉀，與現有技術中的方案相比，本發明中的酸堿用量與之前相差不多，但是本發明能夠能生產價值高的副產品磷酸二氫鉀。

技術領域

本發明屬于生物化工技術領域，具體涉及一種磷酸法水解制備木糖的新方法。

背景技術

木糖是一種戊糖，天然D-木糖是以多糖的形態存在于植物中。因為它們在農產品的廢棄部分中(例如玉米的穗軸、秸稈、棉桃的外皮)含量很多，所以人們對它的利用方法就有很大興趣。

目前行業內生產木糖的原料是玉米芯、稻殼或木質半纖維素等農林廢棄物。

現有的木糖生產工藝流程：

玉米芯→預處理→水解(加硫酸)→中和→一次脫色→一次交換→膜濃縮→一次濃縮→二次脫色→二次交換→三次交換→二次濃縮→常壓降溫結晶→離心→干燥→包裝(木糖成品)；其中，所述膜濃縮采用納濾濃縮膜，一次交換指的是陽離子-陰離子-陽離子交換(即先進行陽離子交換再進行陰離子交換，再進行陽離子交換)，二次交換和三次交換均指的是陽離子-陰離子交換(即先進行陽離子交換再進行陰離子交換)；一次濃縮與二次濃縮均指的是：采用四效降膜蒸發器進行濃縮；中和時，采用氧化鈣或氫氧化鈣，調節pH值＝3-3.5。采用現有技術中的方法，以玉米芯來計算，木糖的折干收率最大為16％。

現有技術中存在的問題是：玉米芯中含有雜質多，脫鹽濃縮工藝不合理，導致酸堿消耗高，污水排放量大，間歇水解余熱不好回收，蒸汽消耗高，最終木糖收率低。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術的缺陷，本發明提供一種磷酸法水解制備木糖的新方法。

為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種磷酸法水解制備木糖的新方法，包括以下步驟：

(1)玉米芯粉與酸水的質量比例為1:6，所述酸水為質量分數為1.5-3％磷酸水溶液，然后升溫至80-90℃，攪拌混合均勻，形成玉米芯粉的懸浮液；

(2)把玉米芯粉的懸浮液輸送至增壓噴射器，同時打開增壓噴射器的蒸汽閥門，對物料進行蒸汽加熱，保證蒸汽壓力在0.1-0.2MPa，保持物料溫度在100-120℃，然后把物料輸送至層流罐，保證物料在罐內停留100-120min，最后進入汽液分離器；將氣液分離器閃蒸的二次蒸汽進行余熱回收；

(3)汽液分離后的液體進入收集罐，然后經過加氫氧化鉀或碳酸鉀中和，pH值控制在4-6，然后再進行板框過濾；

(4)步驟(3)得到的濾液加活性炭脫色過濾處理，控制透光率＞60％；

(5)脫色后的料液經過超濾，控制透光率＞70％；

(6)步驟(5)超濾后的料液再經過納濾膜濃縮，濃縮后的料液折光率為16-18％；

(7)將步驟(2)中回收的余熱，用于步驟(6)得到物料的濃縮，濃縮后料液的折光率40-50％；

(8)步驟(7)濃縮后的物料進入碳柱，出料的透光率＞80％；

(9)步驟(8)得到的料液再經過色譜脫鹽，同時進水，純水與物料的體積比為2:1，色譜后的料液的電導率小于1000μs/cm，將鹽液濃縮結晶，離心，干燥生產磷酸二氫鉀；本發明中，采用一定的降溫速率，進行降溫結晶；離心轉速是800-1000r/min，離心時間是30-60min；干燥溫度為140-160℃。