[发明专利]一种木糖的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能糖生产技术领域，具体涉及一种木糖的制备方法。

背景技术

木糖是一种戊糖，从玉米芯、甘蔗渣、棉籽壳、造纸废水等含纤维素、半纤维素的农业废弃物提取木糖，经中和-脱色-阳、阴、阳的一次净化提纯-一次蒸发浓缩-阴、阳、阴的二次净化提纯-二次蒸发浓缩-结晶-离心-烘干等工序制备的白色结晶体，按此工艺制备木糖产品，工艺流程长，消耗水、电、汽、酸、碱等辅料多，尤其是产生的污水量大，对环境造成一定的危害，其中的中和工序由于在添加轻质碳酸钙时，容易形成过碱区，导致木糖异构化和色素、杂质的产生，影响木糖液的产品质量。中国专利201210263396.X公开一种木糖精制提纯工艺，木糖水解液经过纳滤膜除去色素、胶体、蛋白大分子杂质，将木糖液透光率提高到70-80%，再经过一次纳滤膜，除去木糖液中的钙离子、硫酸根离子、氯离子等无机杂质离子，用纳滤部分替代脱色和离子交换，但是使用过程中，纳滤膜很快被污染，因为木糖液首先利用轻质碳酸钙中和，木糖液中含有大量的钙离子，钙离子对膜有致命伤害，再纳滤膜除杂质时，钙离子很快导致膜损坏，严重缩短了膜的寿命，并且产生的硫酸钙难以处理，污染环境。中国专利201210151705.4公开了一种高效节能的木糖生产工艺，玉米芯经水解、石灰中和、保安过滤、膜连续除杂、膜连续浓缩、一次离子交换、一次蒸发、二次离子交换、二次蒸发、三次蒸发、浓缩结晶得到木糖晶体，其工艺采用石灰中和，仍然在木糖液中引入了大量钙离子，严重影响后续工艺中膜的寿命；工艺采用两次离子交换，会消耗大量的酸碱，产生大量含酸碱的废水，给污水处理含环境保护造成很大压力；其工艺三次蒸发木糖液，需要消耗大量的蒸汽，能源消耗大；并且此工艺流程很长，生产周期也会很长，因此此工艺不能真正实现高效节能生产。中国专利201210082007.3公开一种木糖生产工艺，采用水解、中和、一次脱色、一次离交、膜浓缩、多效浓缩、二次脱色、二次离交、真空浓缩、结晶离心得到木糖晶体，工艺采用在一次离交后采用膜浓缩部分替代了一次蒸发器蒸发，节约了一部分蒸汽，同时避免了钙离子污染膜，但是采用碳酸钙中和木糖液，产生大量的硫酸钙沉淀，难以处理，并且中和过程中，容易形成过碱区，造成糖分解、变性，同时工艺中有两次离交，消耗大量的酸碱，产生大量污水，因此此工艺也没有达到减少污水排放、清洁生产、节能的目的。因此，积极开发一种节约水源、节约蒸汽、清洁、高效的木糖生产制备工艺，是木糖生产行业亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有木糖制备方法中，用水量大、污水排放量大、蒸汽消耗高等问题，提供一种节约水源、降低消耗、减少污染、清洁高效的木糖制备方法。

本发明提供了一种木糖的制备方法，主要包括如下步骤：

（1）处理含纤维素、半纤维素的原料，得到含木糖的溶液；

（2）含木糖的溶液经过经过提纯后，再经一次蒸发浓缩、活性炭脱色、离子交换、二次蒸发浓缩、结晶、离心得到木糖晶体或者木糖溶液。

根据本发明，所述含纤维素、半纤维素的原料为玉米芯、蔗渣、蔗髓、造纸废水、农作物秸秆、毛竹、竹屑中的一种或多种。

根据本发明实施方式之一，所述处理含纤维素、半纤维素的原料，其处理方法为酸性条件下加热处理，得到含木糖的溶液。

优选的，酸性条件下加热处理是指利用硫酸、盐酸、草酸、固体酸作催化剂，加热加压处理含纤维素、半纤维素的原料，得到含木糖的溶液。

根据本发明另一实施方式，所述处理含纤维素、半纤维素的原料，其处理方法为用蒸汽爆破酸浸泡过的含纤维素、半纤维素的原料，得到含木糖的溶液，所述酸包括但不限于盐酸、草酸、硫酸。

根据本发明，所述含木糖的溶液提纯前，先经过活性炭脱色，得到脱色液。

优选的，所述脱色条件为30-85℃保温20-80min，得到的脱色液透光度不低于50%。

根据本发明，所述脱色液经一次蒸发浓缩之前，经过电渗析设备除盐，得到电渗析液。

根据本发明实施方式之一，所述脱色液经过电渗析设备除盐之前，经过保护过滤，除去大分子或者固体杂质，保护电渗析膜。

根据本发明另一实施方式，所述脱色液经过电渗析设备除盐之前，经过卷式膜超滤，去除蛋白、胶体、色素、无机盐，保护电渗析膜，卷式膜的分子量为1000-8000Da。

根据本发明再一实施方式，所述脱色液经过电渗析设备除盐之前，经过保护过滤和卷式膜超滤，去除大分子或者固体杂质以及蛋白、胶体、色素、无机盐，保护电渗析膜，卷式膜的分子量为1000-8000Da。