[发明专利]低聚糖的制备及非粮生物质资源高值化清洁利用方法

权利要求书

1.一种低聚糖的制备及非粮生物质资源高值化清洁利用方法，其特征是：包括以下步骤：

（1）准备单元

（1.1）整粒：将玉米芯、秸秆、稻草、棉短绒、花生壳、玉米皮非粮生物质物料粉粹，控制粒径小于5厘米，清洗除杂；

（1.2）拌料：将步骤（1.1）所得物料与碱性溶液充分混合浸渍，得到碱性预提取物料；（1.3）提取：将步骤（1.2）所得碱性预提取物料与热水同时加入提取锅中，升温至80-180摄氏度反应0.5-2小时，所述碱性预提取物料与热水的质量流量比为1:5-12；

（1.4）分离：将步骤（1.3）所得物料经过分离、清洗得到富含木聚糖的纤维性固相物料，和富含果胶、淀粉、蛋白、木质素、灰分物质的液相物料；固相物料高温分散储存，准备进入功能性低聚糖制备单元；液相物料进入本单元下一步骤；

（1.5）沉降：将步骤（1.4）所得液相物料与酸性溶液混合后沉降；控制混合后pH值2-8；

（1.6）二次分离：将步骤（1.5）所得物料进行分离，固相部分富含木质素，经进一步纯化分离制备木质素高分子材料及系列产品，液相部分分离利用，回收工业盐或用于制备氮肥、氨肥产品；

（2）功能糖制备单元

（2.1）催化降解：将步骤（1.4）提取后的富含木聚糖的纤维性固相物料加入盛有木聚糖酶复合酶液的酶解锅中酶解；控制来料温度45-70摄氏度，木聚糖复合酶酶液温度35-60摄氏度，木聚糖复合酶酶液加酶量5IU/g～15IU/g；固液比为1:5-15进行酶解得到粗糖液，酶解温度35℃～65℃；每4小时取样利用高压液相色谱检测酶解液中低聚糖的组分情况，根据产品目标要求确定酶解终止时间；根据酶解终点低聚木糖粗糖液中低聚木糖纯度值将低聚木糖粗糖液分为甲级、乙级、丙级、丁级和X级，其中低聚木糖纯度大于等于80%为甲级；低聚木糖纯度70%-80%为乙级；低聚木糖纯度60%-70%为丙级；低聚木糖纯度50%-60%为丁级和低聚木糖纯度小于50%为X级，制备低聚木糖纯度50%以下粗糖液也可以通过化学催化的方式得到；

（2.2）净化：将步骤（2.1）降解后物料进行固液分离，所得固相富含纤维素物料进入第三单元利用；

（2.3）浓缩：（2.1）所得甲级、乙级粗糖液经过步骤（2.2）净化后浓缩、灌装得液体低聚木糖产品，干燥后得到固体低聚木糖产品；

（2.4）色谱分离：（2.1）所得丙级、丁级粗和X级粗糖液经过（2.2）净化后浓缩至固形物（50±5）%进行工业色谱进行三相分离，利用不同物料在分离色谱树脂中移动速度的不同，将混合糖液通过色谱树脂进行分离，得到A相；低聚木糖纯度达到甲级或乙级进入（2.3），通过色谱分离可以将低聚木糖纯度提高到99.5%以上进入步骤（2.3）制备超高纯度低聚木糖；B相木糖纯度达到75%以上；C相阿拉伯糖纯度达到65%以上；

（2.5）成品：步骤（2.4）所得B相、C相物料分别进行结晶、离心、干燥制备功能性木糖和功能性阿拉伯糖；

（3）剩余物转化与应用单元

（3.1）纤维素净化：将（2.2）所得固相富含纤维素物料加入反应釜按步骤（1.3）工艺进行处理，处理后首先对固相物料进行漂白处理；

（3.2）漂白后物料经过微粉、裂解制备膳食纤维；或通过醚化、酯化制备改性纤维素及系列纤维素衍生产品；

（3.3）步骤（2.2）所得纤维素也可经过干燥与PP、PE、PVC化工高分子材料复合，通过挤压、驰预、成型处理制备生物基高分子材料；

（3.4）步骤（2.2）所得纤维素也可稀释至固液比1:5-15，升温后加入纤维素酶，酶解生产粗葡萄糖液发酵制备乙醇、丙酮、丁醇产品。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述（1.2）中碱性溶液为氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的一种或几种组成，溶液浓度为2%-30%。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述（1.4）液相进入本单元下一步骤，控制液相物料温度50-100摄氏度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是：将步骤（1.4）所得液相产品打入喷射混合器与酸性溶液喷射混合后进入沉降罐沉降。