一種玉米芯水解得到木糖水解液的方法技術

本發明專利技術公開了一種玉米芯水解得到木糖水解液的方法，包括：(1)將玉米芯除塵破碎成3-5mm的顆粒；(2)將破碎好的玉米芯顆粒加入到質量百分比含量為1.5-0.5％硫酸或鹽酸水溶液中浸泡；(3)將浸泡完成的固體物料加熱至120-150℃進行氣相水解反應；(4)水解完成后，物料經洗滌液洗滌得到質量百分比含量為12-15％的木糖水解液。本發明專利技術采用氣相水解，將玉米芯除塵、破碎、混酸后裝鍋進行直接水解、水解后再加水進行洗糖得到水解液，水解液的糖度Bx在12-15％，大大提高了玉米芯水解的產糖率，工藝過程節省了水洗、酸預處理過程，水解工序生產實現污水零排放，同時降低了生產成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種木糖制備工藝，具體涉及。
技術介紹
木糖是一種戊醛糖。天然D-木糖是以多糖的形態存在于植物中，玉米芯含量最高，目前木糖的生產工藝主要是以玉米芯為原料，經水解、中和、脫色、離交、濃縮、結晶、分離等工序，玉米芯水解是制備木糖的最關鍵工序，水解工藝的好壞直接關系到玉米芯的產糖率。傳統玉米芯水解工藝都是液相水解，玉米芯經水洗、酸水預處理后加酸、水進行升溫水解，使玉米芯中的多縮戊糖轉化為木糖，得到的水解液糖度Bx為7-9%，過程中產生大量酸性污水，增加污水處理生產成本。例如申請號為CN 201010274189. 5的專利文獻公開了一種玉米芯的制備方法， 具體涉及一種利用玉米芯生產木糖的制備方法，通過對玉米芯預處理、酸法水解、中和、 脫色去雜質、濃縮、結晶、分離干燥處理，得木糖。申請號為CN200910018484.1的專利文獻公開了一種玉米芯的常壓水解方法，其方法步驟為(I)酸洗將玉米芯破碎至l-2cm 大小，放入水解釜中，按固液比1: 5-1 10加入質量濃度為O. 1-1.0%的硫酸溶液， 升溫至90-110°C，保溫20-60分鐘后，將廢液排掉；(2)水洗按酸洗后玉米芯干物質的 1:5-1: 10加入純水，升溫至80-100°C，保溫20-60分鐘后，將廢液排掉；(3)常壓水解 按預處理好玉米芯干物質的1: 8-1 12加入質量濃度為1. 0-2.0%的硫酸溶液，常壓下升溫至100°C，使其保持沸騰狀態，保溫2-6小時后排出木糖水解液，檢測其指標為干物濃度5-9%、透光度20-40%、木糖含量50-70%。 由上述分析可知，現有文獻中報道的玉米芯制備木糖的方法中，木糖水解前需要進行預處理，以除去玉米芯表面夾雜的雜質等，預處理一般采用酸液，在預處理完成后會產生大量的廢酸液。而且，上述文獻中玉米芯的水解均在酸液中進行，導致最后也會產生大量廢酸液。由此可知，采用傳統方法進行水解過程時，無法避免大量廢酸液的排出。采用傳統制備工藝，企業需要投入大量購置鹽酸或流程的資金，同時，在處理大量廢液的過程中，需要耗費企業大量的人力和物力。
技術實現思路
本專利技術提供了，該方法采用氣相水解，省了水洗、酸預處理過程，降低了廢酸液的排放量，降低了企業成本。，包括(I)將玉米芯除塵破碎成3_5mm的顆粒；(2)將破碎好的玉米芯顆粒加入到質量百分比含量為1. 5-0. 5%硫酸或鹽酸水溶液中浸泡；(3)將浸泡完成的固體物料加熱至120_150°C進行氣相水解反應；(4)水解完成后，物料經洗滌液洗滌得到質量百分比含量為12-15%的木糖水解液。步驟(I)中，采用在浸泡前將玉米芯破碎至3-5mm,大大增加了玉米芯的比表面積，保證在后續浸泡過程中，酸液與玉米芯物料之間能夠充分接觸，提高后續水解過程的水解效率。從而保證經后續的氣相水解后，水解液內木糖的含量為12-15%，遠遠高于傳統工藝得到酸解液中木糖的含量。步驟(2)中浸泡的時間需要根據物料的浸潰情況確定，一般情況當物料全部浸濕后即可完成浸泡，為節約時間，作為優選所述浸泡時間為O. 5-1. 5小時。可根據物料的干濕狀態不同適當調整浸泡時間。另外，采用在氣相水解前進行浸泡，也能將玉米芯內的少量雜質去除,免去傳統工藝中的水洗和預處理作業,避免酸液的浪費和大量廢酸液的產生。實際操作過程中，浸泡液可重復利用，避免產生大量的廢酸液，實際使用過程中可根據實際需要添加鹽酸或硫酸以調整浸泡液的濃度。為保證氣相水解的正常進行，一般情況下，所述水解反應在水解鍋中進行，水解鍋內通過飽和蒸汽加熱。利用飽和蒸汽加熱，保證水解鍋內的物料受熱均勻，快速進行水解反應，且水解反應溫度容易控制，能避免水解鍋內因局部物料過熱導致產生副產物。步驟(3)中的水解過程中，為避免由于溫度過高產生糠醛等副產物，作為優選，所述水解反應溫度為140-150°C ;所述水解壓力為O. 2-0. 4MPa。當水解反應溫度大于等于 170°C時，系統中會產生大量的糠醛副產物；當水解反應溫度小于120°C時，水解反應很難進行完全。所述的水解時間可根據實際水解程度確定，作為優選，所述水解時間一般為1-3 小時。為進一步提高資源利用率，降低后處理難度，作為優選，所述洗滌過程 為(i) 先用溫度為70-90°C的熱水作為洗滌液進行一次水洗，過濾得到木糖質量百分比含量為 12-15%的木糖水解液；(ii)將步驟(i)得到的固體進行二次水洗，過濾得到的固體為玉米芯渣，得到的二次濾液加熱至70-90°C回用至步驟(i)中作為洗滌液進行一次水洗。由于上述步驟(i)得到的木糖水溶液一般直接進入后續的活性炭脫色作業，活性炭脫色作業的操作溫度一般為80°C左右，為保證步驟(i)得到的木糖水溶液可直接進入活性炭脫色作業，免去額外的加入作業，上述步驟(i)中，采用溫度為70-90°C的熱水進行一次水洗。步驟(ii)中進行二次水洗的目的是進一步回收一次水洗得到料液中的木糖。為便于玉米渣的排出，滿足環保要求，同時進一步回收玉米芯渣中的木糖，作為優選，所述洗滌過程還包括向玉米芯渣中加入50-70°C的熱水，然后利用蒸汽反沖處理后進行渣液分離，得到的液體回用至所述步驟(ii)中作為洗滌液進行二次水洗。利用蒸汽反沖進一步打散堆積在一起的玉米渣，便于玉米渣順利的排出。上述一次水洗和二次水洗過程一般在水解鍋中直接進行，由于水解鍋溫度較高， 所以為避免二次水洗過程中直接采用涼水對水解鍋的損壞，作為優選，所述二次水洗所用洗滌液的溫度為50-90°C。與現有技術相比，本專利技術的有益效果為本專利技術采用氣相水解，將玉米芯除塵、破碎、混酸后裝鍋進行直接水解、水解后再加水進行洗糖得到水解液，水解液的糖度Bx在12-15%，大大提高了玉米芯水解的產糖率， 工藝過程節省了水洗、酸預處理過程，水解工序生產實現污水零排放，同時降低了生產成本。具體實施方式下面結合實施例，對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本專利技術，但不用來限制本專利技術的范圍。實施例11、將玉米芯除塵破碎，粒度為3_5mm。2、用質量百分比含量1. 5%的硫酸溶液浸泡40min，硫酸溶液的量以能夠浸沒所有物料為準。3、將浸泡好的玉米芯濾出，裝入24m3水解鍋，浸泡好的玉米芯重量為5000kg，向水解鍋中通飽和蒸汽，隨著飽和蒸汽的加入，水解鍋內壓力和溫度隨之增加，當水解鍋內升溫至140°C時停止加熱，該溫度下進行氣相水解反應，此時水解鍋內內壓力為O. 28MPa，反應時間3小時水解反應結束。4、用90°C的熱甜水(或者純熱水)9m3進行循環洗糖lh，排出水解液，糖度Bx為 14%，體積 10. 5m3，干糖量 1260kg。5、用80°C的熱水(或者熱甜水)7m3進行循環洗糖30min得到甜水，糖度Bx為 3. 2%,該甜水可加熱后回用至步驟4中循環利用。6、加入50°C的熱水5m3，然后利用蒸汽反沖物料，最后排出玉米芯渣，經板框過濾得甜水Bx為1. 6%，該甜水加熱后回用至步驟5中循環利用，實現污水零排放。實施例21、將玉米芯除塵破碎，粒度為3-5mm。2、用質量百分比含量1. 2%的硫酸溶液浸泡lh，硫酸溶液的量以能夠浸沒所有物料為準。 3、將浸泡好的玉米芯濾出，裝入24m3水解鍋，浸泡好的玉米本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種玉米芯水解得到木糖水解液的方法，包括：(1)將玉米芯除塵破碎成3?5mm的顆粒；(2)將破碎好的玉米芯顆粒加入到質量百分比含量為1.5?0.5％硫酸或鹽酸水溶液中浸泡；(3)將浸泡完成的固體物料加熱至120?150℃進行氣相水解反應；(4)水解完成后，物料經洗滌液洗滌得到質量百分比含量為12?15％的木糖水解液。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：方順成，廖承軍，夏安偉，陳德水，程新平，
申請(專利權)人：浙江華康藥業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：