[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

说明书

本发明涉及一种利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的系统，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，色谱分离装置用于将流经的木糖母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。本发明还公开一种使用该系统进行利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的方法。本发明采用木糖母液经提纯结晶木糖后再制备木糖醇及离心后木糖色谱分离提余液制备焦糖色素，提高了木糖母液的利用价值。

技术领域

本发明属于木糖母液利用技术领域，特别涉及一种利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的系统和方法。

背景技术

木糖醇的生产多以玉米芯、玉米秸秆等为原料，提取其中的木糖，再将木糖加氢制得木糖醇。而提取木糖之后得到的木糖母液中木糖组分含量仍旧很高，如果可以将木糖母液中木糖组分再次提取制备木糖醇，并将产生的色谱分离提余液制备成焦糖色素，将更有利于资源和能源的利用。公开号CN109503676A的专利介绍了一种从木糖母液中制备木糖醇和混合糖浆的方法，将木糖母液通过预处理、色谱分离、活性炭脱色、离子交换脱盐、蒸发结晶、加氢精制等工艺制得木糖醇晶体和混合糖浆，但并没有将混合糖浆再利用，降低了木糖母液的应有价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的系统和方法，采用纳滤膜分离脱色、离子交换脱盐，提高了木糖收率，另外通过对木糖色谱分离提余液的再利用得到了焦糖色素附加产品，提高了木糖母液的利用价值。

本发明是这样实现的，提供一种利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的系统，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

本发明是这样实现的，提供一种利用木糖母液联产木糖醇和焦糖色素的方法，其使用了如前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。

进一步地，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%。