[发明专利]一种木糖醇制备新工艺

摘要

一种木糖醇制备新工艺，属于功能糖醇生产技术领域。本发明是将玉米芯或甘蔗渣等含半纤维素的农业废料进行预处理、水解、中和、脱色、离子交换、蒸发浓缩、色谱分离，收集高含量的木糖液馏分，然后对其连续氢化，使木糖液转化为木糖醇液，最后经精制、浓缩、结晶、离心、烘干，得到木糖醇晶体，其工艺流程包括：玉米芯→预处理→水解→中和、脱色→离子交换→蒸发浓缩→色谱分离→收集高含量的木糖液馏分→加氢→精制→浓缩→结晶→离心→烘干→获得晶体木糖醇成品。本发明省去了木糖结晶工序和木糖晶体化糖过程，缩减了生产工序；采用色谱分离技术提高了木糖液的含量，经加氢后便于得到高含量的木糖醇液，可以制备高品质的木糖醇产品；采用连续加氢工艺，提高了加氢效率，降低了工人的劳动强度，节约了生产成本。

主权项

一种木糖醇制备新工艺，工艺流程主要包括预处理、水解、中和、脱色、离子交换、蒸发浓缩、色谱分离、加氢、精制、浓缩、结晶、离心、烘干；其特征是将玉米芯或甘蔗渣含半纤维素的农业废料进行预处理、水解、中和、脱色、离子交换、蒸发浓缩、色谱分离，收集高含量的木糖液馏分，然后对其连续氢化，使木糖液转化为木糖醇液，最后经精制、浓缩、结晶、离心、烘干，得到木糖醇晶体，其工艺步骤如下：(1)预处理取一定量玉米芯或甘蔗渣或其它含半纤维素的农业纤维废料，按其重量的5-10倍加入质量浓度为0-1％的硫酸溶液，升温至80-100℃，并保温30-60分钟后，排掉废液，以去除掉玉米芯表面的尘土和其中的胶体、蛋白质等杂质；(2)水解按预处理后玉米芯干重的5-10倍加入质量浓度为1.1-2.8％的硫酸溶液，升温至90-130℃，水解2-6小时，使其中的多缩戊糖水解为单个的木糖分子，得到木糖水解液，其干物浓度为5-9％，酸度为1.1-1.5％，木糖含量为40-60％；(3)中和、脱色在木糖水解液中缓慢加入一定量质量浓度为10-30％的碳酸钙溶液，将其酸度降低到0.4-0.8％，并于60-90℃下搅拌、保温一小时，然后按其干物质量的2-10％加入粉末活性碳，于60-80℃下搅拌20-50分钟，过滤，得到木糖中和脱色液，其透光度为70-80％；(4)离子交换将木糖中和脱色液打入装有离子交换树脂的离子交换柱中，利用离子交换树脂的脱酸、吸附、交换性能，降低木糖液的酸度，去除掉钙、镁等阳离子和氯离子、硫酸根等阴离子，使木糖液得到净化提纯，得到木糖净化液，其木糖含量为75-85％，电导率小于10us/cm；(5)蒸发浓缩利用蒸汽蒸发器将木糖净化液蒸发浓缩至质量浓度为40-50％；(6)色谱分离将上述木糖液打入模拟移动床的色谱分离装置中，以水为洗脱剂，控制分离温度为40-80℃，分离压力为0.2-0.5MPa，将木糖液分离成木糖馏分和杂糖馏分两部分，收集木糖馏分，其干物浓度为20-35％，木糖含量为95-100％；(7)加氢将色谱分离出的木糖馏分连续注入装有催化剂的加氢反应釜内，控制加氢压力为8.0-12.0MPa、加氢温度为100-160℃，使木糖液转化为木糖醇液；(8)精制采用活性炭对木糖醇液进行脱色，阴阳离子交换树脂去除木糖醇液中的杂质离子，达到精制木糖醇液的目的，使其电导率在5us/cm以下，透光度为100％；(9)浓缩利用蒸发器将精制木糖醇液蒸发浓缩至质量浓度为75-90％；(10)结晶采用梯度降温结晶的方式，利用饱和木糖醇液随着温度的降低而溶解度也随之降低的原理，对木糖醇液进行结晶，并在60-69℃之间按干物含量的1-5‰加入木糖醇晶种，使木糖醇晶体不断生长和析出，约15-30小时，结晶完成；(11)离心通过离心机设备，使木糖醇晶体与母液分离，得到木糖醇晶体，其水分含量为5-10％：(12)烘干利用蒸汽加热的方法去除木糖醇晶体中的水分，控制加热温度为50-70℃，木糖醇晶体水分在1％以下，得到成品木糖醇晶体。