[发明专利]一种木糖水解液的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及木糖生产技术领域，尤其涉及一种木糖水解液的处理方法。

背景技术

目前，木糖多从农林废弃物(如玉米芯、甘蔗渣、竹子、桦树皮、稻草等)中提取，具体工艺是，通过酸解法或发酵法，将农林废弃物中的半纤维素水解成单糖后，进行精制提纯。而这些农林废弃物中的半纤维素链中通常含有半乳糖基，因此水解后在水解液中不可避免的生成了杂糖半乳糖。众所周知，结晶时溶质纯度越高，结晶收率越高，而半乳糖的存在会降低木糖的纯度，使木糖结晶收率降低。通常农林废弃物水解液中含有约3％-7％的半乳糖，木糖纯度约为75％-80％，而木糖结晶收率较低，约为50％。

另外，在木糖生产过程中，中间料液存在染菌的问题，大量的滋生物富集在精制后的木糖液中，且生长繁殖较快，使得木糖精制液粘度变大，影响了木糖结晶收率，增加了清除滋生物的工作量。如果添加杀菌剂来抑制滋生物的生长，则有食品安全方面的限制，且增加了生产成本。

专利《一种利用生物处理提高结晶木糖收率的方法》(专利申请号201310333481.3)中记载了一种利用酵母发酵法去除半乳糖的方法，但实际上并未产业化，原因是酵母发酵降解半乳糖同时酵母发酵条件较难控制，一旦条件控制不好，易导致酵母死亡，且存在染菌的隐患，同时还存在过滤困难、半乳糖去除不彻底的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种木糖水解液的处理方法，克服现有技术中存在的杂质半乳糖影响木糖纯度使木糖结晶收率低、木糖水解液精制后易染菌导致产生滋生物、工艺条件较难控制、半乳糖去除不彻底、发酵液难过滤等问题。

为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种木糖水解液的处理方法，具体步骤为：

(1)一次精制：取木糖水解液，经过预脱色、阴离子交换树脂-阳离子交换树脂-阴离子交换树脂进行离子交换，浓缩，然后用活性炭进行一次脱色，得到一次精制液；

(2)除杂：将步骤(1)获得的一次精制液放入酶解罐中，通入压缩空气，加入液体酶进行酶解，得到除杂液；

(3)二次精制：向步骤(2)的除杂液中加入絮凝剂A，搅拌均匀后继续加入絮凝剂B，进行絮凝沉淀，然后加入活性炭进行二次脱色，过滤得到二次脱色液，将二次脱色液经过阳离子交换树脂-阴离子交换树脂进行离子交换，得到二次精制液；

(4)结晶：将步骤(3)得到的二次精制液浓缩，冷却降温结晶，离心烘干后得到晶体木糖。

进一步地，本发明中所述木糖水解液为通过酸解或发酵的方法将农林废弃物水解，得到的富含木糖的料液。

所述农林废弃物为玉米芯、甘蔗渣、毛竹渣或桦树皮。

所述酸解或发酵的方法是指使用硫酸、盐酸或酵母作为催化剂进行水解反应。

进一步地，步骤(1)中采用废弃活性炭进行预脱色，能够充分回收利用废弃活性炭残余的脱色能力，提高活性炭利用率，同时对料液进行预脱色，滤除木糖水解液中的部分杂质，保护后续的离交步骤不被污染。

进一步地，为除去木糖水解液中的硫酸根，步骤(1)中将木糖水解液预脱色后经过阴离子交换树脂-阳离子交换树脂-阴离子交换树脂进行离子交换，其中，阴离子交换树脂为大孔弱碱性树脂，优选型号D301树脂。阳离子交换树脂是凝胶型强酸树脂，优选型号001×7树脂。

进一步地，步骤(1)中浓缩至折光率20％-30％、一次脱色至透光率40％-70％。

更进一步地，步骤(1)中一次脱色后产生的废弃活性炭可回收，用于预脱色步骤中，进行循环利用。

进一步地，步骤(2)中压缩空气每小时通入的量是一次精制液体积的1-7倍。

进一步地，步骤(2)中所述液体酶是半乳糖氧化酶或半乳糖氧化酶与过氧化物酶的混合物。所述半乳糖氧化酶在酶解过程中产生过氧化氢，有效抑制了滋生物的生长，起到杀菌剂的效果，防止木糖水解液精制后易染菌，产生滋生物。

优选地，所述液体酶是指半乳糖氧化酶和过氧化物酶，其中半乳糖氧化酶的重量份是0.5-2份，过氧化物酶重量份是0.5-1份。

进一步地，步骤(2)中液体酶添加量为一次精制液质量的0.5‰-2‰。优选地，步骤(2)中液体酶添加量为一次精制液质量的1‰。

进一步地，步骤(2)中酶解温度为20-50℃，酶解时间为5-24h，酶解结束后得到去除半乳糖的除杂液。

由于步骤(1)获得的一次精制液经过阴离子树脂交换后料液成中性偏碱，因此，步骤(2)的酶解过程不需调整pH。