[发明专利]一种玉米芯水解得到木糖水解液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木糖制备工艺，具体涉及一种玉米芯水解得到木糖水解液的方法。

背景技术

木糖是一种戊醛糖。天然D-木糖是以多糖的形态存在于植物中，玉米芯含量最高，目前木糖的生产工艺主要是以玉米芯为原料，经水解、中和、脱色、离交、浓缩、结晶、分离等工序，玉米芯水解是制备木糖的最关键工序，水解工艺的好坏直接关系到玉米芯的产糖率。传统玉米芯水解工艺都是液相水解，玉米芯经水洗、酸水预处理后加酸、水进行升温水解，使玉米芯中的多缩戊糖转化为木糖，得到的水解液糖度Bx为7-9％，过程中产生大量酸性污水，增加污水处理生产成本。

例如申请号为CN 201010274189.5的专利文献公开了一种玉米芯的制备方法，具体涉及一种利用玉米芯生产木糖的制备方法，通过对玉米芯预处理、酸法水解、中和、脱色去杂质、浓缩、结晶、分离干燥处理，得木糖。申请号为CN200910018484.1的专利文献公开了一种玉米芯的常压水解方法，其方法步骤为：(1)酸洗：将玉米芯破碎至1-2cm大小，放入水解釜中，按固液比1∶5-1∶10加入质量浓度为0.1-1.0％的硫酸溶液，升温至90-110℃，保温20-60分钟后，将废液排掉；(2)水洗：按酸洗后玉米芯干物质的1∶5-1∶10加入纯水，升温至80-100℃，保温20-60分钟后，将废液排掉；(3)常压水解：按预处理好玉米芯干物质的1∶8-1∶12加入质量浓度为1.0-2.0％的硫酸溶液，常压下升温至100℃，使其保持沸腾状态，保温2-6小时后排出木糖水解液，检测其指标为：干物浓度5-9％、透光度20-40％、木糖含量50-70％。

由上述分析可知，现有文献中报道的玉米芯制备木糖的方法中，木糖水解前需要进行预处理，以除去玉米芯表面夹杂的杂质等，预处理一般采用酸液，在预处理完成后会产生大量的废酸液。而且，上述文献中玉米芯的水解均在酸液中进行，导致最后也会产生大量废酸液。由此可知，采用传统方法进行水解过程时，无法避免大量废酸液的排出。采用传统制备工艺，企业需要投入大量购置盐酸或流程的资金，同时，在处理大量废液的过程中，需要耗费企业大量的人力和物力。

发明内容

本发明提供了一种玉米芯水解得到木糖水解液的方法，该方法采用气相水解，省了水洗、酸预处理过程，降低了废酸液的排放量，降低了企业成本。

一种玉米芯水解得到木糖水解液的方法，包括：

(1)将玉米芯除尘破碎成3-5mm的颗粒；

(2)将破碎好的玉米芯颗粒加入到质量百分比含量为1.5-0.5％硫酸或盐酸水溶液中浸泡；

(3)将浸泡完成的固体物料加热至120-150℃进行气相水解反应；

(4)水解完成后，物料经洗涤液洗涤得到质量百分比含量为12-15％的木糖水解液。

步骤(1)中，采用在浸泡前将玉米芯破碎至3-5mm，大大增加了玉米芯的比表面积，保证在后续浸泡过程中，酸液与玉米芯物料之间能够充分接触，提高后续水解过程的水解效率。从而保证经后续的气相水解后，水解液内木糖的含量为12-15％，远远高于传统工艺得到酸解液中木糖的含量。

步骤(2)中浸泡的时间需要根据物料的浸渍情况确定，一般情况当物料全部浸湿后即可完成浸泡，为节约时间，作为优选所述浸泡时间为0.5-1.5小时。可根据物料的干湿状态不同适当调整浸泡时间。另外，采用在气相水解前进行浸泡，也能将玉米芯内的少量杂质去除，免去传统工艺中的水洗和预处理作业，避免酸液的浪费和大量废酸液的产生。实际操作过程中，浸泡液可重复利用，避免产生大量的废酸液，实际使用过程中可根据实际需要添加盐酸或硫酸以调整浸泡液的浓度。

为保证气相水解的正常进行，一般情况下，所述水解反应在水解锅中进行，水解锅内通过饱和蒸汽加热。利用饱和蒸汽加热，保证水解锅内的物料受热均匀，快速进行水解反应，且水解反应温度容易控制，能避免水解锅内因局部物料过热导致产生副产物。

步骤(3)中的水解过程中，为避免由于温度过高产生糠醛等副产物，作为优选，所述水解反应温度为140-150℃；所述水解压力为0.2-0.4MPa。当水解反应温度大于等于170℃时，系统中会产生大量的糠醛副产物；当水解反应温度小于120℃时，水解反应很难进行完全。所述的水解时间可根据实际水解程度确定，作为优选，所述水解时间一般为1-3小时。