[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

说明书

本发明公开了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，通过提取、降解、净化等现代化工艺技术手段制备可食用功能性低聚合度糖类及可食用的功能性五碳糖类，实现非粮资源向粮食资源的转化。并对提取功能糖后剩余物进行深度分离纯化制备系列新材料、可食功能组合物、有机肥料、日用品等系列产品。实现非粮生物质的清洁型高附加值全组分利用，同时工艺大量引进节能环保设施，整体集成循环利用，实现“零排放”。

技术领域

本发明涉及非粮资源向粮食资源转化的技术领域，具体涉及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。

背景技术

随着全世界人民生活水平的不断提高，21世纪以来，全球粮食消费量不断提升，2020年全球主要粮食作物的表观消费量大约为27.35亿吨。自2004年以来，全球主要粮食作物人均消费量从313.76千克每年增长至2020年352.83千克每年，约967克每人每天，远高于正常人消费400-500克每天的水平，表明全球人民平均生活水平在不断提高。对粮食的需求量也在不断的增加。在耕地面积有限的情况下，发展科学种植水平，提高单产的同时，利用非粮资源开发系列功能性食品做为粮食的补充，利国利民，意义重大。

我国农作物种类丰富，收获粮食的同时产生大量非粮生物质资源。统计资料显示，目前，我国每年农作物秸秆的生产量约8亿吨左右，其中30％用作农用燃料，25％用作饲料，6％-7％直接还田，剩余大量秸秆未被合理利用。秸秆及其他非粮生物质焚烧不仅浪费了宝贵的资源，且造成了大气污染、土壤矿化、火灾和引发交通事故等。而目前，针对生物质的资源化利用主要集中在生产有机肥、饲料、菌类培养基、秸秆燃料、酒精、多元醇、汽油、柴油及用于造纸、发电等层面，附加值低，经济性差，且产业吸引力不强，其蕴藏的巨大价值未被充分挖掘出来。

发明内容

本发明提供了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，其对非粮生物质资源向粮食产品转化，同时对转化过程中的副产品进行综合利用，解决粮食问题的同时，解决了非粮生物质对环境污染问题，成本低，经济效益高，可广泛产业化生产形成产业集群。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明以制备功能性糖类为核心分为三个基本单元，第一单元为催化法制备功能性糖类的准备单元，清理、去除催化制糖的影响、抑制、干扰因子，保证制糖步骤物料的纯净。第二单元是功能性糖的制备单元，利用催化剂催化转化得到功能性低聚糖粗糖液，再对液体进行纯化得到系列目标功能糖产品，第三单元是对前两单元剩余物的转化与应用。通过三个单元的协同作用，生物质得到完全综合利用，全部制备成产品，无剩余生物质固体、液体、气体的产生，环保、高效、高附加值，其具体技术方案如下：

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，包括以下步骤：

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、玉米皮等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按质量流量比1:5-12的速度同时

加入提取锅中，升温至80-180摄氏度反应0.5-2小时；

(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、灰分等物质的液相物料；固相物料高温分散储存，准备进入功能性低聚糖制备单元；液相产品进入本单元下一步骤；

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