[发明专利]一种玉米皮连续水解方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种玉米皮连续水解方法及设备，属于玉米深加工技术领域。

背景技术

玉米皮是玉米淀粉生产的副产物，其产量一般达到玉米总量的12.5％，产品的价值较低，主要作为饲料原料出售。玉米皮含有丰富的纤维素和半纤维素，以酸为催化剂水解后可以得到各种糖类，包括六碳糖和五碳糖，其中木糖30-35％，阿拉伯糖约20-23％，葡萄糖20-26％，因此可以作为生产木糖和阿拉伯糖的原料。

木糖是非常好的功能性食品添加剂，特别是进一步加氢成为木糖醇后，用途更为广泛。阿拉伯糖和木糖一样，都属于五碳糖，有类似蔗糖的甜味，阿拉伯糖是重要的医药中间体，可用来合成抗癌、抗病毒和治疗心血管疾病的药物。与木糖相比，作为五碳糖的阿拉伯糖具有的生理功能更为奇特。近年来国际生理学家和营养学家就阿拉伯糖在肠道内对糖类代谢的作用做了一系列深入研究，发现阿拉伯糖对蔗糖的代谢转化具有显著阻断作用，使得它在减肥、控制糖尿病等方面的应用前景看好。目前生产木糖、木糖醇以玉米芯为原料，采用间歇法水解，然后再精制而成，但由于玉米芯供应的的季节性强，并且难以储存，玉米芯的紧缺制约了木糖、木糖醇企业的进一步发展。而玉米皮对玉米深加工企业来说供应充足、稳定，特别是玉米皮水解后阿拉伯糖的含量大大高于其他原料，是生产阿拉伯糖的最好原料，因此以玉米皮为原料生产木糖和阿拉伯糖是今后玉米皮深加工的发展方向。

水解方法和工艺是以玉米皮为原料生产木糖和阿拉伯糖的关键技术之一，水解工艺直接关系到木糖和阿拉伯糖的收率，而水解方法和装置直接影响到大生产的成本。目前我国玉米芯水解均采用反应釜间歇水解，生产效率低、能耗高，并且质量不稳定，不便于自动化、流水线操作。玉米皮水解的研究才刚刚起步，也是采用间歇工艺及设备，因此玉米皮连续水解工艺及装置的实现，能够提高水解生产效率、降低能耗、提高水解液质量，同时能实现和后道浆渣分离工序连续操作，对我国以玉米皮为原料生产木糖和阿拉伯糖具有重要的意义，对以玉米芯水解方法及设备也有重要的借鉴意义。

公开号为CN 101824055A的中国专利申请，公开了一种玉米皮为原料制备L-阿拉伯糖的方法，属于功能糖技术领域。它包括：蒸煮：将原料玉米皮加入碱液蒸煮；酸处理：用草酸处理蒸煮过的玉米皮，收集水解液；中和：加入碳酸钙水溶液，中和、保温、抽滤、得中和液。脱色：将中和液用活性炭脱色，得脱色液；脱盐除杂：将脱色液经过阳离子和阴离子交换树脂脱盐除杂，得到一次交换液；减压浓缩：将一次交换液减压浓缩，得一次蒸发液；二次脱色：脱色后抽滤，得二次脱色液。二次脱盐：将二次脱色液经过阳离子和阴离子交换树脂二次脱盐除杂，得到二次交换液；色谱分离：将二次交换液蒸发浓缩，进行色谱分离；将色谱分离后的交换液减压浓缩，自然降温至室温；离心烘干：离心、烘干，得晶体阿拉伯糖。该工艺通过先将物料升温后，再通过酸处理来水解，得到水解液，属于间歇水解工艺，不仅能耗高，而且水解液质量和生产效率均较低。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种玉米皮连续水解方法及设备。

一种玉米皮连续水解方法，包括以下步骤：

(1)将玉米皮与水解酸混合、预浸5-10min；

(2)将步骤(1)混合、预浸后的物料加热至115-125℃后，水解2.5-3.5h，得水解液；

(3)将步骤(2)制得的水解液降温后，分离水解液和料渣；

(4)当步骤(3)分离出的水解液中成分含量符合要求时，水解液导出，进行糖分离操作，当步骤(3)分离出的水解液中成分含量低于要求时，水解液进入步骤(1)，与玉米皮混合、预浸5-10min，进行循环操作。

所述的水解酸为浓度为1.2-1.8％的硫酸，添加量为每单位重量玉米皮添加8-10单位重量的水解酸。

优选的，硫酸浓度为1.5％，添加量为每单位重量玉米皮添加9单位重量的水解酸。

所述步骤(2)中的物料加热方式为以蒸汽为热源的喷射瞬间加热。

所述步骤(2)中的水解温度为118℃，水解时间为3h。

所述步骤(3)中的水解液降温的方式采用闪蒸降温；分离水解液和料渣的方式采用螺旋压榨机压榨分离。