[发明专利]一种利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的系统和方法

权利要求书

1.一种利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的系统，其特征在于，包括通过管路依次连通的原料罐、过滤器、纳滤膜装置、第一离子交换装置、色谱分离装置、精制氢化组件和褐变反应组件，原料罐用于储存木糖母液，过滤器用于过滤木糖母液中的杂质，纳滤膜装置用于将流经的木糖母液脱色处理后分别得到截留液和透过液，截留液为色素液，透过液为脱色液，第一离子交换装置用于将流经的脱色液脱盐，得到离交液，色谱分离装置用于将流经的离交液分离出木糖组分含量高的提取液和木糖组分含量低的提余液，精制氢化组件用于将提取液精制氢化处理以制备晶体木糖醇，褐变反应组件用于提余液进行褐变反应处理以制备焦糖色素。

2.如权利要求1所述的利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的系统，其特征在于，所述精制氢化组件包括蒸发浓缩装置、结晶罐、木糖晶体储罐、溶解罐、氢化反应釜、第二离子交换装置和真空结晶组件，蒸发浓缩装置用于将提取液进一步浓缩，结晶罐用于结晶木糖，木糖晶体储罐用于储存晶体木糖，溶解罐用于将晶体木糖溶解为液体并储存，氢化反应釜用于木糖液的加氢还原反应生成木糖醇，第二离子交换装置用于脱除木糖醇液体中的阴阳离子，真空结晶组件用于将离子交换装置处理后的料液进行结晶处理以得到晶体木糖醇。

3.如权利要求1所述的利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的系统，其特征在于，所述褐变反应组件包括浓缩罐、褐变反应釜和褐变过滤器，浓缩罐用于将提余液进行浓缩至一定浓度并存储，褐变反应釜用于提余液褐变反应制得焦糖色素，褐变过滤器用于过滤焦糖色素中的固体杂质。

4.一种利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的方法，其特征在于，其使用了如权利要求1至3中任意一项所述的利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的系统，所述方法包括如下步骤：

步骤一、将原料罐中的木糖母液原料通过管路输送到过滤器进行一次过滤除杂处理，然后再将其送入纳滤膜装置中进行脱色处理；

步骤二、将纳滤处理后的料液送入第一离子交换装置中进行脱盐处理，得到离交液；

步骤三、将离交液送入色谱分离装置中进行色谱分离处理，色谱分离处理后得到的木糖组分含量高的提取液和木糖组分含量低的提余液，提取液送去精制氢化组件处理后得到纯度99%的木糖醇晶体，提余液通过褐变反应组件处理后制备焦糖色素。

5.如权利要求4所述的利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的方法，其特征在于，在步骤一中，木糖母液的干物质量百分比浓度即糖浓度为50~60wt%，其中，在干物中，葡萄糖含12~18wt%，木糖含40~50%wt，阿拉伯糖含17~23wt%，甘露糖含10~22wt%，半乳糖含0~6wt%。

6.如权利要求4所述的利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的系统，其特征在于，在步骤一中，在纳滤脱色处理时，纳滤膜装置的运行温度40~48℃，运行压力25bar~35bar，收率可达90%~98%。

7.如权利要求4所述的利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的方法，其特征在于，在步骤二中，在离子交换脱盐处理时，控制电导率＜50us/cm，收率可达90%~98%。

8.如权利要求4所述的利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的方法，其特征在于，在步骤三中，用水溶解木糖，折光控制在50%~60%，pH为5.00~7.00，添加质量百分比为0.01%~0.02%的镍催化剂，控制反应温度130℃~140℃，蒸汽压力0.4MPa以上，氢化反应的压力控制在7.0MPa~9.5MPa，氢化反应时间60分钟~120分钟；提余液浓缩至折光75%~85%，调节pH为7.00~9.00，添加质量百分比为6%~12%的复配氨基化合物作催化剂，控制褐变反应温度120℃~140℃，褐变反应时间60分钟~240分钟。