[发明专利]含木聚糖的组合物和制备含木聚糖的组合物的方法

说明书

显示了含木聚糖的组合物(1)以及制备含木聚糖的组合物(1)的方法(100)，其中将酸(4)添加到含有半纤维素(3)的碱性水溶液(2)中并在此过程中从所得沉淀悬浮液(5)中沉淀出含木聚糖的沉淀物(6)。为了提高一开始提到的方法的收率，提议将酸(4)连续添加到碱性水溶液(2)中如此之久，直至沉淀悬浮液(5)中的pH值低于4，且在沉淀过程中沉淀悬浮液(5)的温度没有低于沉淀温度，其中所述沉淀温度为至少40℃。此外，显示了包含这样的方法(100)的浆粕或粘胶工艺(200)。

技术领域

本发明涉及制备含木聚糖的组合物的方法，其中将酸添加到含有半纤维素的碱性水溶液中并在此过程中从所得沉淀悬浮液中沉淀出含木聚糖的沉淀物。

现有技术

已知的是，在粘胶工艺中的浆粕制备和浆粕碱化中，都形成碱性水溶液作为富含半纤维素的材料流。

半纤维素通常被理解为是来自戊糖类和/或己糖类，如木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖或半乳糖的多糖类。半纤维素特别是指作为植物细胞壁的成分存在的所有非纤维素的多糖（其中植物细胞壁的基质由纤维状的部分结晶纤维素组成）以及可能在制浆过程中形成的纤维素的低分子量降解产物，例如羟基羧酸。不同于作为葡萄糖的非支化均聚物的纤维素，半纤维素通常是来自上文提到的戊糖类和己糖类的支化杂聚物。在大多数情况下，它们具有均聚物作为主链，其它糖的支链键合到其上并因此形成不规则大分子。与纤维素相比，半纤维素也具有明显更低的聚合度和链长。这样的半纤维素可以例如是木聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖或其它戊聚糖或己聚糖。在这方面，具有D-木糖作为主要重复单元（单体单元）的植物杂多糖被称为木聚糖。

在现有技术中，通过在17.5%氢氧化钠溶液中的溶解度界定纤维素（α-级分）和半纤维素（β-级分和γ-级分）之间的区别（WÜSTENBERG, Tanja. Cellulose undCellulosederivate: Grundlagen, Wirkungen und Applikationen. Hamburg: Behr'sVerlag, 2013.）。β-半纤维素和γ-半纤维素可溶解于17.5%氢氧化钠溶液，而α-纤维素不可溶。在后续中和中，β-半纤维素然后沉淀，而γ-半纤维素保持溶解。

从WO 2007/128025 A1中获知一种制备含木聚糖的组合物的方法，其中将稀硫酸添加到含有半纤维素的碱性水溶液中，由此在水溶液中调节到4至5的pH值。在此，在6-8小时后获得的沉淀物随后离心、洗涤和干燥。但是，这种方法的缺点是在半纤维素的沉淀过程中的低链长选择性和尺寸选择性，这导致收率降低。此外，漫长的沉淀过程导致降低的吞吐量和更高的制备成本。

发明公开

因此，本发明的目的是以可在更低制备成本下实现更高收率的方式改进一开始提到的类型的方法。

本发明通过如下方式实现所述目的：将酸连续添加到碱性水溶液中如此之久，直至沉淀悬浮液中的pH值低于4，且沉淀悬浮液的温度在沉淀过程中没有低于40℃。

如果将酸连续添加到沉淀悬浮液中如此之久，直至沉淀悬浮液中的pH值低于4，则可显著改进制成的沉淀物的收率和品质。这是因为在低于4的pH值下可建立对半纤维素的完全沉淀而言非常有利的条件。此外，如果在沉淀过程中沉淀悬浮液的温度没有低于至少40℃的沉淀温度，则也可确保沉淀过程中的最佳粒度分布。特别地，通过使沉淀悬浮液保持在提高的沉淀温度，可提高平均粒度，这能够改进沉淀物的可滤性。由此可实现具有更高收率和更高成本效率的一开始提到的类型的制备方法。

总体上发现，根据本发明的方法不依赖于用于制备碱性水溶液的浆粕的组成。如果使用来自山毛榉木浆的生产或山毛榉木浆的碱化的碱性水溶液，则可实现具有高品质和纯度的含木聚糖的组合物。

如果碱性水溶液具有至少8，特别是至少11的pH值，则可确保所有半纤维素以溶解状态存在于碱性水溶液中。这有助于该溶液的更易加工性，因为能够可靠地防止水溶液中不合意的沉淀物形成。由此可实现具有改进的收率的特别可靠的方法。