[发明专利]一种疏/亲水型互贯网络树脂及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种利用疏/亲水型互贯网络树脂对木糖母液精制脱色的方法，所述疏/亲水型互贯网络树脂的制备方法包括如下步骤：(1)将油相混合物加入水相中制备大孔树脂；(2)将制备的大孔树脂溶胀后，投入到聚乙烯醇溶液中，反应后，水洗，提取致孔剂，干燥得双疏水型互贯网络树脂；(3)向步骤(2)制备的互贯网络树脂中加入盐酸三甲胺溶液进行胺化反应，淋洗后，水洗至中性即得疏/亲水型互贯网络树脂。本发明制备的疏/亲水型互贯网络树脂的吸附性能稳定，对木糖母液的脱色率可达97％以上，选择性强，还原糖的保留率在99％以上，操作简单、效果好、成本低。

技术领域

本发明涉及树脂制备技术领域，特别涉及一种疏/亲水型互贯网络树脂及其制备和应用。

背景技术

功能性糖，具有低热量、能提供营养、促进改善生理机能、提高人体免疫力等功效，以功能性糖醇，功能性膳食纤维和功能性低聚糖为主要代表。功能性糖醇中，木糖醇是最具代表性的物质，工业上一般由木糖经催化加氢后制得。用于生产还原木糖的生物质包括秸秆类农林废弃物、核壳类农林废弃物、农林茎块类物等，其中以秸秆类农林废弃物占比最大。

农林废弃物经稀酸水解或酶解获得木糖水解液，再经过精制、浓缩和结晶制取木糖，此过程中会产生大量剩余的深棕色粘稠液体即木糖母液。若按质量分数计，木糖母液中木糖含40％～52％、阿拉伯糖含25％～32％、葡萄糖含10％～18％、半乳糖含10％～16％和杂质含3％～7％。由于木糖母液中含有大量还原单糖且色泽较深，使所含木糖无法结晶或色谱分离回收，仅能以结晶木糖10％的价格出售给焦糖色素企业，大大降低了木糖生产的经济效益。鉴于此，有效去除木糖母液中的色源物，充分回收母液中的还原单糖组分，提高木糖生产效益，是功能糖产业必须要关注的问题。

木糖母液中的色素可用活性炭吸附、膜分离、离子交换树脂等方法去除。

活性炭是高度芳构化的碳质材料，具有发达的内部孔隙结构、较大的比表面积，能够有效、有选择性的消除水解液中的抑制剂，具有安全无毒、高吸附性等特点，对下游工段糖液的浓缩不会产生影响，是国内外制糖生产领域中重要的脱色剂。CN107893132A公开了一种木糖的生产方法及装置，以玉米芯、甘蔗渣等木质纤维为原料经酸水解得到木糖水解液，经活性炭脱色后，再通过色谱和纳滤膜进行水解液的二次除杂脱色。然而，所述工艺较为繁琐，水解液经活性炭脱色后，还需通过纳滤膜进行二次精制。

以孔径筛分机制为基础的膜分离是糖液脱色精制的新应用，在驱动力(如压力差、浓度差、电位差)作用下部分物质透过膜层、部分物质被截留，实现组分回收或料液提浓。该技术在脱色过程中避免了消耗酸或活性炭，在浓缩过程中避免了蒸发浓缩过程的大量相变能。CN111440903A公开了一种利用玉米芯生产木糖产品的工艺及系统，预处理的木糖水解液经过连续色谱分离和反渗透浓缩处理后，送入纳滤膜设备进行脱色除胶处理，得到的糖液透光率为65％～75％。所述方法及其所用装置虽可有效脱酸，但是工序较多，操作繁琐，且不能较好地除去色素及分离糖组分。

离子交换树脂是一种人工合成的球状聚合物，具表面上带有一定可交换的功能基团；当其表面与溶液接触时，由于表面能的作用，使溶质聚集到固液表面上产生吸附作用；具有稳定的机械强度、离子交换与吸附双重作用、再生性能良好等优势，是制糖领域精制脱色的主流方法。离子交换树脂孔径合适，又具有适当的功能基，与糖液中的色素既可通过化学吸附又可通过物理吸附(如疏水作用、π-π堆积作用等)，从而将有色物质除去。同时离子交换树脂还能吸附其它的杂质(如盐类物质、有机酸等)，使脱色后糖液的纯度提高。

CN 103614435 A公开了一种从甘蔗渣制备低聚木糖的方法，酶解处理得到粗木聚糖溶液，通过活性炭柱与阴阳离子交换柱串联的脱色脱盐系统，得到纯化的糖溶液。然而，所述方法需串联活性炭柱，存在固废处理问题，且未研究脱盐脱色中糖分损失的问题，也未给出再生树脂的性能衰减情况。