一種高濃度木糖水解液的制備方法技術

一種高濃度木糖水解液的制備方法，屬于功能糖生產技術領域。該方法通過玉米芯水解前用硫酸溶液預先浸泡工藝及利用逆流提取工藝提取水解后玉米芯中的木糖，讓物料與提取劑在浸出容器中沿相反方向運動，連續而充分地進行接觸提取；采用正向進料、反向進水，物料與水的流動為逆向連續動態流動，使物料和水能保持相對運動，并且物料中有效成分和提取劑始終存在一個較大的濃度差，使料液濃度擴散更新持續作用，進而保證了有效成分提取速度快和提取液濃度高。其制備方法工藝步驟包括：（1）預處理、（2）浸泡、（3）水解、（4）逆流提取；水解后的玉米芯利用連續逆流提取裝置提取其中的木糖，得到水解液。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于功能糖生產
，具體涉及一種利用玉米芯、蔗渣、竹屑等富含多縮戊糖的農、林業廢棄物為原料制備高濃度木糖水解液的方法。
技術介紹
木糖是一種五碳糖，分子式C5HltlO5,以多縮戊糖的形式存在于玉米芯、蔗渣、竹屑等農、林業廢棄物中。木糖是生產木糖醇的主要原料，因木糖醇具有低熱量、攝入不提高血糖值、能改善肝功能、預防齲齒和減肥等功能性作用而廣泛應用于糖尿病人的甜味劑、營養補充劑和輔助治療劑和無糖或低糖食品中。目前，從玉米芯、蔗渣、竹屑等農、林業廢棄物中提取木糖的制備方法主要是硫酸水解法，硫酸為催化劑。硫酸水解法的主要工藝方法為玉米芯等原料經過預處理后，按固液比1:8加入I. 2%的硫酸在120°C條件下保溫水解150分鐘,然后利用水解罐內的過濾裝置分離水解液和水解渣。為了能完全提取玉米芯中的木糖，需要在水解排液后再次向水解罐內加入玉米芯質量4倍體積的去離子水，100°C保溫30分鐘，排液得到二次水解液，和第一次的水解液混合后得到混合水解液，水解液濃度一般在6-8% ;然后再分兩次各加入4倍體積的去離子水進行洗滌，洗滌水用于調配硫酸溶液。整個水解工藝不僅操作繁瑣，生產周期也很長，完成整個流程需要12-15小時。這樣做雖然可以從玉米芯中將木糖完全提取出來，但由于要經過兩次水解，兩次洗滌，從而造成水解工序存在操作復雜、生產周期長、設備利用率低、水消耗量大、水解液濃度低以及由水消耗量大導致的水解升溫過程蒸汽消耗量大和水解液濃縮蒸汽消耗量大等問題。水解工序是木糖生產的第一道工序，是關系到成品木糖的質量和后序工序加工成本的關鍵。如何解決目前水解工藝中存在的問題直接影響到未來木糖行業的發展。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，以解決現有技術水解工藝操作復雜，生產周期長，設備利用率低，水消耗量大，水解液濃度偏低，蒸汽消耗量大等問題。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案采用玉米芯在水解前用硫酸溶液預先浸泡的工藝和利用逆流提取工藝提取水解后玉米芯中的木糖，讓水解后玉米芯與提取劑在提取容器中沿相反方向運動，連續而充分地進行接觸提??；采用正向進料、反向進水，物料與水的流動為逆向連續動態流動，使物料和水能保持相對運動，并且物料中有效成分和提取劑始終存在一個較大的濃度差，使料液濃度擴散更新持續作用，進而保證了有效成分提取速度快和提取液濃度高。其制備方法工藝步驟如下 I、預處理利用清篩機去塵土、細碎雜物，采用滾筒式清洗機水機，使原料玉米芯上的灰塵、雜物、色素清洗掉，食指見本色、無雜物。2、浸泡 將預處理過的玉米芯用濃度O. 5-2.0%硫酸溶液完全浸沒。浸泡時間2-8小時。浸泡溫度20°C -100°C。硫酸溶液吸入量是玉米芯重量的I. 5-3倍。 3、水解 將用硫酸溶液浸泡過的玉米芯浙去表面溶液，在105-130°C溫度下水解90-180分鐘。利用玉米芯在浸泡過程中吸入的硫酸做催化劑對多縮戊糖進行水解得到單分子的木糖。4、逆流提取 水解后的玉米芯利用連續逆流提取裝置提取其中的木糖，得到水解液。水解液濃度12-18%。具體操作方式為將水解后的玉米芯通過進料口送入連續逆流提取裝置，玉米芯在螺旋推進器的推動下與從進液口通入的溫度為20-80°C的去離子水形成逆向運動，處理過的玉米芯在出料口排出而廢酸液從排液口排出。玉米芯的推進速度和水的推進速度之比為O. 3-0. 8 (m3/m3)。采用本專利技術的積極效果是利用硫酸溶液浸泡處理玉米芯能夠降低水消耗和催化劑硫酸的消耗，而利用連續逆流提取工藝提取玉米芯中的木糖也可以降低水消耗和提高水解液濃度?？傮w可以實現提高水解液濃度1-2倍，減少硫酸消耗50%，減少水消耗約60%，蒸汽消耗約60%，縮短水解時間6小時以上，提高了設備的利用率，可大幅度降低木糖的生產成本，預計每噸降低成本3000元。具體實施例方式下面結合具體實施例對本專利技術作進一步說明。實施例I I、預處理 利用清篩機去塵土、細碎雜物，采用滾筒式清洗機水機，使原料玉米芯上的灰塵、雜物、色素清洗掉，食指見本色、無雜物。2、浸泡 將預處理過的玉米芯用濃度1.0%硫酸溶液完全浸沒。浸泡時間5小時。浸泡溫度250C。硫酸溶液吸入量是玉米芯重量的2. 5倍。3、水解 將用硫酸溶液浸泡過的玉米芯浙去表面溶液，在115°C溫度下水解120分鐘。4、逆流提取 將水解后的玉米芯通過進料口送入連續逆流提取裝置，玉米芯在螺旋推進器的推動下與從進液口通入的溫度為30°C的去離子水形成逆向運動，處理過的玉米芯在出料口排出而廢酸液從排液口排出，得到水解液，玉米芯的推進速度和水的推進速度之比為O. 4 (m3/m3)。水解液濃度15%。實施例2 I、預處理 利用清篩機去塵土、細碎雜物，采用滾筒式清洗機水機，使原料玉米芯上的灰塵、雜物、色素清洗掉，食指見本色、無雜物。2、浸泡 將預處理過的玉米芯用濃度1.0%硫酸溶液完全浸沒。浸泡時間5小時。浸泡溫度500C。硫酸溶液吸入量是玉米芯重量的2. 6倍。3、水解 將用硫酸溶液浸泡過的玉米芯浙去表面溶液，在120°C溫度下水解150分鐘。4、逆流提取 將水解后的玉米芯通過進料口送入連續逆流提取裝置，玉米芯在螺旋推進器的推動下與從進液口通入的溫度為30°C的去離子水形成逆向運動，處理過的玉米芯在出料口排出而廢酸液從排液口排出，得到水解液，玉米芯的推進速度和水的推進速度之比為O. 6 (m3/m3)。水解液濃度12%。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高濃度木糖水解液的制備方法，其特征是通過玉米芯水解前用硫酸溶液預先浸泡工藝及利用逆流提取工藝提取水解后玉米芯中的木糖，讓物料與提取劑在浸出容器中沿相反方向運動，連續而充分地進行接觸提?。徊捎谜蜻M料、反向進水，物料與水的流動為逆向連續動態流動，使物料和水能保持相對運動，并且物料中有效成分和提取劑始終存在一個較大的濃度差，使料液濃度擴散更新持續作用，進而保證了有效成分提取速度快和提取液濃度高；其制備方法工藝步驟如下：（1）預處理：利用清篩機去塵土、細碎雜物，采用滾筒式清洗機水機，使原料玉米芯上的灰塵、雜物、色素清洗掉，食指見本色、無雜物；（2）浸泡：將預處理過的玉米芯用濃度0.5?2.0%硫酸溶液完全浸沒；浸泡時間2?8小時；浸泡溫度20℃?100℃；硫酸溶液吸入量是玉米芯重量的1.5?3倍；（3）水解：將用硫酸溶液浸泡過的玉米芯瀝去表面溶液，在105?130℃溫度下水解90?180分鐘；利用玉米芯在浸泡過程中吸入的硫酸做催化劑對多縮戊糖進行水解得到單分子的木糖；（4）逆流提取：水解后的玉米芯利用連續逆流提取裝置提取其中的木糖，得到水解液；水解液濃度12?18%；具體操作方式為：將水解后的玉米芯通過進料口送入連續逆流提取裝置，玉米芯在螺旋推進器的推動下與從進液口通入的溫度為20?80℃的去離子水形成逆向運動，處理過的玉米芯在出料口排出而廢酸液從排液口排出；玉米芯的推進速度和水的推進速度之比為0.3?0.8（m3/m3?）。...

【技術特征摘要】
1.一種高濃度木糖水解液的制備方法，其特征是通過玉米芯水解前用硫酸溶液預先浸泡工藝及利用逆流提取工藝提取水解后玉米芯中的木糖，讓物料與提取劑在浸出容器中沿相反方向運動，連續而充分地進行接觸提??；采用正向進料、反向進水，物料與水的流動為逆向連續動態流動，使物料和水能保持相對運動，并且物料中有效成分和提取劑始終存在一個較大的濃度差，使料液濃度擴散更新持續作用，進而保證了有效成分提取速度快和提取液濃度高；其制備方法工藝步驟如下 (1)預處理利用清篩機去塵土、細碎雜物，采用滾筒式清洗機水機，使原料玉米芯上的灰塵、雜物、色素清洗掉,食指見本色、無雜物； (2)浸泡將預處理過的玉米芯用濃度O.5-2. 0%硫酸溶液完全浸沒；浸泡時間2-8...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫魯，張念強，郭艷敏，劉曉娟，曹玉華，周娟，
申請(專利權)人：山東福田藥業有限公司，
類型：發明
國別省市：