[发明专利]一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及木糖醇制备领域，具体涉及一种以粘胶纤维压榨碱液为原料生产食品级低聚木糖的工艺。

背景技术

木糖醇的甜度相当于蔗糖,热量相当于葡萄糖，木糖醇能调整糖代谢的异常，是糖尿病人的营养剂和治疗剂。木糖醇有较强的抗酮体作用，可用以抢救酮体病人。木糖醇能减慢血浆中产生脂肪酸的速度，但不会使血糖上升，也是肝炎病人的保肝药物。木糖醇热稳定性好，和氨基酸一起加热不产生化学反应，可以和氨基酸配制各种制剂，作为营养药物。木糖醇作为食品还具有特殊的防龋功能。但木糖醇是价格贵的多元醇之一，生产成本过高是推广其应用的主要障碍。每年农林业生产都会产生大量含半纤维素(约20%~40%)的废料。利用半纤维素水解得到的木糖转化生产木糖醇，不仅具有良好的经济效益，还有重要的环保意义。

在以化学浆（木浆、棉浆、草浆、芦苇浆等植物纤维素）为原料的粘胶纤维生产过程中，采用碱液对纤维素进行处理（浸渍、压榨）是制造粘胶纤维的第一步。半纤维素浓度高，对粘胶纤维生产工艺和成品质量产生极其不利的影响，因此必须在浸渍工艺中用碱液将半纤维素溶出，才能获得高强度的纤维素，所以在上述过程中会产生大量的富含半纤维素的高浓度碱压榨液。

碱压榨液中的主要成分为氢氧化钠和半纤维素。现有的压榨碱液的处理方法多采用纳滤技术将半纤维素从中分离出来，得到较为纯净的碱液。经过净化的碱液可以直接回用到工艺中，但是纳滤膜仅能将部分碱实现回用，其截留液中的半纤维素经过浓缩后得到的浓缩液中依然含有大量的碱。目前该部分料液作为废碱用于中和工艺，半纤维素进入废水处理，或者采用灼烧回收氢氧化钠，半纤维素被燃烧。从以上现有工艺可知，半纤维素并没有得到充分利用。

201210104647.X，名称为“一种利用粘胶纤维生产过程中压榨废碱液制备木糖的方法”的发明专利。通过膜过滤制备半纤维素溶液、半纤维素的提取、半纤维素的水解、中和脱酸、预浓缩、脱色、离子交换以及常规浓缩、结晶、分离、干燥工序得到木糖成品。该专利采用工业乙醇提取半纤维素，成本高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法。得到的木糖醇盐分低，纯度高，工艺运行效率高，适应于大规模生产。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：具体工艺步骤如下：

A、膜浓缩

粘胶纤维生产的压榨碱液先经预过滤除去大颗粒杂质，透过液经加水稀释后，进入一级纳滤膜处理，所得一级浓缩液加水稀释后进入二级纳滤膜处理，所得二级浓缩液加水稀释后进入陶瓷膜处理，所得浓缩液即为压榨碱液的浓缩液；

B、提取半纤

将压榨碱液的浓缩液加酸中和，得到半纤液体。

C、酶解

在半纤液体中加入复合酶，发生酶解反应得到酶解液；

D、发酵

酶解液在假丝酵母菌的作用下发酵，50-60 ℃下发酵0.5-2h；

E、提纯

发酵液经过超滤除杂，透过液经纳滤膜脱盐，得到浓缩液为木糖醇的纯化液，经离子交换、活性碳处理、浓缩结晶、分离，得到木糖醇。

本发明所述的A步骤，一级纳滤膜的截留分子量为200-300，二级纳滤膜的截留分子量为300-400，陶瓷膜截留分子量为800-1500。

200-300的截留分子量，使碱从透过液分离出去；略提高截留分子量至300-400，逐步减低碱浓，且允许一定的半纤透过，降低由于半纤堵塞引起的纳滤膜损伤；陶瓷膜的截留分子量为800-1500，可截留半纤，提高产品的纯度。

本发明所述的A步骤，一级纳滤膜和二级纳滤膜过滤前，加水稀释的量为原料液体积的1倍，所得浓缩液的体积与原料液体积相同。保证过滤效率的同时，对纳滤膜的损伤小。

优选地，所述的透过液含碱200-300g/l，含半纤40-80 g/l；一级浓缩液含碱100-150g/l，含半纤40-80 g/l；二级浓缩液含碱50-75g/l，含半纤40-80g/l。减低碱浓的前提下，保证膜的过滤效率。

本发明所述的A步骤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。保证过滤效率的同时，对陶瓷膜的损伤小。

优选地，所述陶瓷膜过滤的浓缩液中含碱2-4g/l，含半纤40-80 g/l。将碱浓降至最低，半纤液内的盐分就低，不会影响酶的活性，最终产品木糖醇的纯度高；半纤的浓度高，保证了最终产品木糖醇的得率。