CN104357493A - 一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法 - Google Patents
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Abstract
<b/>本发明提供了一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，具体工艺步骤如下：A、膜浓缩，粘胶纤维生产的压榨碱液先经预过滤除去大颗粒杂质，透过液经加水稀释后，进入一级纳滤膜处理，所得一级浓缩液加水稀释后进入二级纳滤膜处理，所得二级浓缩液加水稀释后进入陶瓷膜处理，所得浓缩液即为压榨碱液的浓缩液；B、提取半纤，将压榨碱液的浓缩液加酸中和，得到半纤液体。C、酶解，在半纤液体中加入复合酶，发生酶解反应得到酶解液；D、发酵，酶解液在假丝酵母菌的作用下发酵，50-60℃下发酵0.5-2h；E、提纯，发酵液经过超滤除杂，透过液经纳滤膜脱盐，所得浓缩液为木糖醇的纯化液，经离子交换、活性碳处理、浓缩结晶、分离，得到木糖醇。
Description
技术领域
本发明涉及木糖醇制备领域，具体涉及一种以粘胶纤维压榨碱液为原料生产食品级低聚木糖的工艺。
背景技术
木糖醇的甜度相当于蔗糖,热量相当于葡萄糖，木糖醇能调整糖代谢的异常，是糖尿病人的营养剂和治疗剂。木糖醇有较强的抗酮体作用，可用以抢救酮体病人。木糖醇能减慢血浆中产生脂肪酸的速度，但不会使血糖上升，也是肝炎病人的保肝药物。木糖醇热稳定性好，和氨基酸一起加热不产生化学反应，可以和氨基酸配制各种制剂，作为营养药物。木糖醇作为食品还具有特殊的防龋功能。但木糖醇是价格贵的多元醇之一，生产成本过高是推广其应用的主要障碍。每年农林业生产都会产生大量含半纤维素(约20%~40%)的废料。利用半纤维素水解得到的木糖转化生产木糖醇，不仅具有良好的经济效益，还有重要的环保意义。
在以化学浆（木浆、棉浆、草浆、芦苇浆等植物纤维素）为原料的粘胶纤维生产过程中，采用碱液对纤维素进行处理（浸渍、压榨）是制造粘胶纤维的第一步。半纤维素浓度高，对粘胶纤维生产工艺和成品质量产生极其不利的影响，因此必须在浸渍工艺中用碱液将半纤维素溶出，才能获得高强度的纤维素，所以在上述过程中会产生大量的富含半纤维素的高浓度碱压榨液。
碱压榨液中的主要成分为氢氧化钠和半纤维素。现有的压榨碱液的处理方法多采用纳滤技术将半纤维素从中分离出来，得到较为纯净的碱液。经过净化的碱液可以直接回用到工艺中，但是纳滤膜仅能将部分碱实现回用，其截留液中的半纤维素经过浓缩后得到的浓缩液中依然含有大量的碱。目前该部分料液作为废碱用于中和工艺，半纤维素进入废水处理，或者采用灼烧回收氢氧化钠，半纤维素被燃烧。从以上现有工艺可知，半纤维素并没有得到充分利用。
201210104647.X，名称为“一种利用粘胶纤维生产过程中压榨废碱液制备木糖的方法”的发明专利。通过膜过滤制备半纤维素溶液、半纤维素的提取、半纤维素的水解、中和脱酸、预浓缩、脱色、离子交换以及常规浓缩、结晶、分离、干燥工序得到木糖成品。该专利采用工业乙醇提取半纤维素，成本高。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法。得到的木糖醇盐分低，纯度高，工艺运行效率高，适应于大规模生产。
为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：
一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：具体工艺步骤如下：
A、膜浓缩
粘胶纤维生产的压榨碱液先经预过滤除去大颗粒杂质，透过液经加水稀释后，进入一级纳滤膜处理，所得一级浓缩液加水稀释后进入二级纳滤膜处理，所得二级浓缩液加水稀释后进入陶瓷膜处理，所得浓缩液即为压榨碱液的浓缩液；
B、提取半纤
将压榨碱液的浓缩液加酸中和，得到半纤液体。
C、酶解
在半纤液体中加入复合酶，发生酶解反应得到酶解液；
D、发酵
酶解液在假丝酵母菌的作用下发酵，50-60 ℃下发酵0.5-2h；
E、提纯
发酵液经过超滤除杂，透过液经纳滤膜脱盐，得到浓缩液为木糖醇的纯化液，经离子交换、活性碳处理、浓缩结晶、分离，得到木糖醇。
本发明所述的A步骤，一级纳滤膜的截留分子量为200-300，二级纳滤膜的截留分子量为300-400，陶瓷膜截留分子量为800-1500。
200-300的截留分子量，使碱从透过液分离出去；略提高截留分子量至300-400，逐步减低碱浓，且允许一定的半纤透过，降低由于半纤堵塞引起的纳滤膜损伤；陶瓷膜的截留分子量为800-1500，可截留半纤，提高产品的纯度。
本发明所述的A步骤，一级纳滤膜和二级纳滤膜过滤前，加水稀释的量为原料液体积的1倍，所得浓缩液的体积与原料液体积相同。保证过滤效率的同时，对纳滤膜的损伤小。
优选地，所述的透过液含碱200-300g/l，含半纤40-80 g/l；一级浓缩液含碱100-150g/l，含半纤40-80 g/l；二级浓缩液含碱50-75g/l，含半纤40-80g/l。减低碱浓的前提下，保证膜的过滤效率。
本发明所述的A步骤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。保证过滤效率的同时，对陶瓷膜的损伤小。
优选地，所述陶瓷膜过滤的浓缩液中含碱2-4g/l，含半纤40-80 g/l。将碱浓降至最低，半纤液内的盐分就低，不会影响酶的活性，最终产品木糖醇的纯度高；半纤的浓度高，保证了最终产品木糖醇的得率。
本发明所述的预过滤是指，压榨碱液依次经过转鼓过滤、板框过滤、微滤膜过滤除去大颗粒杂质。预过滤是使压榨碱液不含5微米以上的固体杂质，保护后面的膜不被固体杂质损伤。
本发明所述的A步骤，纳滤膜过滤的温度为40-60℃，陶瓷膜过滤的温度为60-80℃，过滤温度高，液体粘度较低，有利于过滤效率提高。
本发明所述的A步骤，纳滤膜的过膜压差为3-4bar，陶瓷膜的过膜压差为5-6bar。针对粘胶压榨碱液粘度较高的特点，采用较高的压差进行过滤，可以保证碱液中的半纤浓度达到工艺要求。
本发明所述的A步骤，料液在纳滤膜中的流量为25-40m3/h，陶瓷膜中的流量为200-250m3/h。保证单支膜的表面流速较高，使膜不容易被污染。
本发明所述的A步骤，纳滤膜的单支过滤面积是26.8m2，陶瓷膜的单支过滤面积是0.6m2，单支膜在占用较小的空间的前提下具有较大的过滤面积。
本发明所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为4-5。加盐酸的优点是形成的盐分子量较低，有利于后期的脱盐，pH值为4-5，适应酶解的pH值要求。
本发明所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，在木聚糖酶中加入适量的纤维素酶和果胶后能提高糖结合键对酶水解的敏感性。
优选地，所述木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶的比例为3：2：1，采用该比例的复合酶进行降解可使低聚木糖的产量最大化，半纤维素的水解率高达95%以上。
优选地，所述酶解反应的酶解时间为0.5-2h，温度为50-60℃，酶解反应的pH值为 4-5，该条件下酶的活性最高。
优选地，所述酶解反应的加酶量为0.5-1.5%，此时酶的催化效果最好。
本发明所述的D步骤，加入假丝酵母菌的量为0.5-1%，提高酶的酶解效率。
本发明所述D步骤的酶解液中加入木糖，加入量为1-1.5%，能提高木糖的转化率，使转化率最大化。
本发明所述的E步骤，所述的超滤膜的孔径为0.001-0.005微米，分离发酵液中的木糖醇液和酶。
优选地，所述的酶解液通过超滤膜的流量为60-80m3/h，温度为30-40℃，过膜压差为2-3bar。
本发明所述的D步骤，所述纳滤膜的截留分子量为100-200。由于采用盐酸中和，生成的盐是氯化钠，氯化钠的分子量比较小，远低于100，木糖醇分子量大于100。可以有效地实现盐和木糖醇的分离。
优选地，所述的纳滤膜脱盐，过膜压差为3-4bar，温度为30-40℃，单支过滤面积是26.8 m2，适应低截留分子量的变化，保证盐和木糖醇的分离。
优选地，所述纳滤膜浓缩前的料液体积为浓缩液体积的10-15倍，有利于降低木糖醇中的盐分含量。
本发明的有益效果在于：
1、本发明采用纳滤膜和陶瓷膜组合过滤浓缩半纤，由于纳滤膜的过滤效率要高于陶瓷膜，先采用多级纳滤膜过滤把碱浓度逐步降到一定的程度；同时略提高截留分子量浓缩半纤，允许一定的半纤透过，降低对膜的损伤，再采用陶瓷膜过滤；陶瓷膜适用于过滤后期低碱浓高半纤的料液运行，是低碱浓的有力保障。纳滤膜和陶瓷膜相互配合，优势互补，使最终浓缩液中含碱2-4g/l，含半纤40-80 g/l，实现了低碱浓，高半纤；且工艺运行效率高，对膜的损伤小，成本低。
2、本发明的纳滤膜过滤加水稀释的量为原料液体积的1倍，每次过滤得到的浓缩液体积与原料液体积相同；陶瓷膜过滤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。本工艺可实现纳滤膜每小时过水10m3左右，陶瓷膜每小时过水45m3左右，保证了过滤效率；同时，对膜的损伤小，使用寿命可以达到其质保期的2-3倍，很大程度上降低了成本，适应于工业化大规模生产。
3、本发明对得到的浓缩液加盐酸中和，再采用截留分子量为100-200的纳滤膜脱盐。盐酸中和生成的盐是氯化钠，氯化钠的分子量较小，远低于100，而木糖醇分子量远大于100，可以有效地实现盐和木糖醇的分离。有利于后期的脱盐，进一步提高了木糖醇的纯度。
4、本发明将发酵液先用超滤分离发酵液中的木糖醇液和酶，保证产品纯度，透过液再进入纳滤膜脱盐，从而有效地实现了盐和木糖醇的分离，最终得到木糖醇的电导率为8000-10000μs/cm ，灼烧残渣为3-6%。灼烧残渣是衡量无机盐的直接指标，说明了木糖醇中无机盐所占的质量分数仅为3-6%；电导率是反应液体中存在的电解质的程度，木糖醇的主要电解质就是无机盐类，所以这个指标也可以反应出产品中盐分的多少。低电导率和灼烧残渣说明了采用本发明方法得到的木糖醇盐分低，纯度高达85%以上。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
实施例1
一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，具体工艺步骤如下：
A、膜浓缩
粘胶纤维生产的压榨碱液先经预过滤除去大颗粒杂质，透过液经加水稀释后，进入一级纳滤膜处理，所得一级浓缩液加水稀释后进入二级纳滤膜处理，所得二级浓缩液加水稀释后进入陶瓷膜处理，所得浓缩液即为压榨碱液的浓缩液；
B、提取半纤
将压榨碱液的浓缩液加酸中和，得到半纤液体。
C、酶解
在半纤液体中加入复合酶，发生酶解反应得到酶解液；
D、发酵
酶解液在假丝酵母菌的作用下发酵，50℃下发酵2h；
E、提纯
发酵液经过超滤除杂，透过液经纳滤膜脱盐，所得浓缩液为木糖醇的纯化液，经离子交换、活性碳处理、浓缩结晶、分离，得到木糖醇。
实施例2
一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，具体工艺步骤如下：
A、膜浓缩
粘胶纤维生产的压榨碱液先经预过滤除去大颗粒杂质，透过液经加水稀释后，进入一级纳滤膜处理，所得一级浓缩液加水稀释后进入二级纳滤膜处理，所得二级浓缩液加水稀释后进入陶瓷膜处理，所得浓缩液即为压榨碱液的浓缩液；
B、提取半纤
将压榨碱液的浓缩液加酸中和，得到半纤液体。
C、酶解
在半纤液体中加入复合酶，发生酶解反应得到酶解液；
D、发酵
酶解液在假丝酵母菌的作用下发酵，60 ℃下发酵0.5h；
E、提纯
发酵液经过超滤除杂，透过液经纳滤膜脱盐，所得浓缩液为木糖醇的纯化液，经离子交换、活性碳处理、浓缩结晶、分离，得到木糖醇。
实施例3
一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，具体工艺步骤如下：
A、膜浓缩
粘胶纤维生产的压榨碱液先经预过滤除去大颗粒杂质，透过液经加水稀释后，进入一级纳滤膜处理，所得一级浓缩液加水稀释后进入二级纳滤膜处理，所得二级浓缩液加水稀释后进入陶瓷膜处理，所得浓缩液即为压榨碱液的浓缩液；
B、提取半纤
将压榨碱液的浓缩液加酸中和，得到半纤液体。
C、酶解
在半纤液体中加入复合酶，发生酶解反应得到酶解液；
D、发酵
酶解液在假丝酵母菌的作用下发酵，55℃下发酵1h；
E、提纯
发酵液经过超滤除杂，透过液经纳滤膜脱盐，所得浓缩液为木糖醇的纯化液，经离子交换、活性碳处理、浓缩结晶、分离，得到木糖醇。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同，在此基础上：
所述的A步骤，一级纳滤膜的截留分子量为200，二级纳滤膜的截留分子量为300，陶瓷膜截留分子量为800。
实施例5
本实施例与实施例2基本相同，在此基础上：
所述的A步骤，一级纳滤膜的截留分子量为300，二级纳滤膜的截留分子量为400，陶瓷膜截留分子量为1500。
实施例6
本实施例与实施例3基本相同，在此基础上：
所述的A步骤，一级纳滤膜的截留分子量为250，二级纳滤膜的截留分子量为350，陶瓷膜截留分子量为1000。
实施例7
本实施例与实施例4基本相同，在此基础上：
所述的A步骤，一级纳滤膜和二级纳滤膜过滤前，加水稀释的量分别为原料液体积的1倍，所得浓缩液的体积分别与原料液体积相同。
所述的A步骤，透过液含碱200g/l，含半纤40g/l；一级浓缩液含碱100g/l，含半纤40g/l；二级浓缩液含碱50g/l，含半纤40g/l。
实施例8
本实施例与实施例5基本相同，在此基础上：
所述的A步骤，一级纳滤膜和二级纳滤膜过滤前，加水稀释的量分别为原料液体积的1倍，所得浓缩液的体积分别与原料液体积相同。
所述的A步骤，透过液含碱300g/l，含半纤80 g/l；一级浓缩液含碱150g/l，含半纤80 g/l；二级浓缩液含碱75g/l，含半纤80g/l。
实施例9
本实施例与实施例6基本相同，在此基础上：
所述的A步骤，一级纳滤膜和二级纳滤膜过滤前，加水稀释的量分别为原料液体积的1倍，所得浓缩液的体积分别与原料液体积相同。
所述的A步骤，透过液含碱280g/l，含半纤70g/l；一级浓缩液含碱140g/l，含半纤70g/l；二级浓缩液含碱70g/l，含半纤70g/l。
实施例10
本实施例与实施例7基本相同，在此基础上：
所述的A步骤的陶瓷膜过滤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。
所述的A步骤，陶瓷膜过滤的浓缩液中含碱2g/l，含半纤40g/l。
所述的预过滤是指，压榨液依次经过转鼓过滤、板框过滤和微滤膜过滤除去大颗粒杂质。
实施例11
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述A步骤的陶瓷膜过滤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。
所述的A步骤，陶瓷膜过滤的浓缩液中含碱4g/l，含半纤80 g/l。
所述的预过滤是指，压榨液依次经过转鼓过滤、板框过滤和微滤膜过滤除去大颗粒杂质。
所述的A步骤，纳滤膜过滤的温度为40-60℃，陶瓷膜过滤的温度为60-80℃。
实施例12
本实施例与实施例9基本相同，在此基础上：
所述A步骤的陶瓷膜过滤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。
所述的A步骤，陶瓷膜过滤的浓缩液中含碱3g/l，含半纤60g/l。
所述的预过滤是指，压榨液依次经过转鼓过滤、板框过滤和微滤膜过滤除去大颗粒杂质。
所述的A步骤，纳滤膜过滤的温度为40℃，陶瓷膜过滤的温度为60℃。
实施例13
本实施例与实施例9基本相同，在此基础上：
所述A步骤的陶瓷膜过滤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。
所述的A步骤，陶瓷膜过滤的浓缩液中含碱2.5g/l，含半纤55g/l。
所述的预过滤是指，压榨液依次经过转鼓过滤、板框过滤和微滤膜过滤除去大颗粒杂质。
所述的A步骤，纳滤膜过滤的温度为60℃，陶瓷膜过滤的温度为80℃。
所述的A步骤，纳滤膜的过膜压差为4bar，陶瓷膜的过膜压差为6bar。
实施例14
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述A步骤的陶瓷膜过滤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。
所述的A步骤，陶瓷膜过滤的浓缩液中含碱3.5g/l，含半纤45 g/l。
所述的预过滤是指，压榨液依次经过转鼓过滤、板框过滤和微滤膜过滤除去大颗粒杂质。
所述的A步骤，纳滤膜过滤的温度为50℃，陶瓷膜过滤的温度为70℃。
所述的A步骤，纳滤膜的过膜压差为3bar，陶瓷膜的过膜压差为5bar。
所述的A步骤，料液在纳滤膜中的流量为25m3/h，陶瓷膜中的流量为200m3/h。
实施例15
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述A步骤的陶瓷膜过滤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。
所述的A步骤，陶瓷膜过滤的浓缩液中含碱3.7g/l，含半纤65g/l。
所述的预过滤是指，压榨液依次经过转鼓过滤、板框过滤和微滤膜过滤除去大颗粒杂质。
所述的A步骤，纳滤膜过滤的温度为45℃，陶瓷膜过滤的温度为65℃。
所述的A步骤，纳滤膜的过膜压差为3.2bar，陶瓷膜的过膜压差为5.2bar。
所述的A步骤，料液在纳滤膜中的流量为40m3/h，陶瓷膜中的流量为250m3/h。
所述的A步骤，纳滤膜的单支过滤面积是26.8m2，陶瓷膜的单支过滤面积是0.6m2。
实施例16
本实施例与实施例9基本相同，在此基础上：
所述A步骤的陶瓷膜过滤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。
所述的A步骤，陶瓷膜过滤的浓缩液中含碱3.2g/l，含半纤75g/l。
所述的预过滤是指，压榨液依次经过转鼓过滤、板框过滤和微滤膜过滤除去大颗粒杂质。
所述的A步骤，纳滤膜过滤的温度为55℃，陶瓷膜过滤的温度为75℃。
所述的A步骤，纳滤膜的过膜压差为3.5bar，陶瓷膜的过膜压差为5.2bar。
所述的A步骤，料液在纳滤膜中的流量为30m3/h，陶瓷膜中的流量为220m3/h。
所述的A步骤，纳滤膜的单支过滤面积是26.8m2，陶瓷膜的单支过滤面积是0.6m2。
实施例17
本实施例与实施例7基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为4。
实施例18
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为5。
所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
实施例19
本实施例与实施例9基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为4.5。
所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
所述酶解反应的酶解时间为0.5h，温度为60℃，酶解反应的pH值为 4.5。
实施例20
本实施例与实施例15基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为4.6。
所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
所述酶解反应的酶解时间为2h，温度为50℃，酶解反应的pH值为 4.6。
所述酶解反应的加酶量为0.5%。
实施例21
本实施例与实施例16基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值4。
所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
所述酶解反应的酶解时间为1h，温度为52℃，酶解反应的pH值为 4。
所述酶解反应的加酶量为1.5%。
所述的D步骤，加入假丝酵母菌的量为1%。
实施例22
本实施例与实施例16基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为5。
所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
所述酶解反应的酶解时间为1.5h，温度为55℃，酶解反应的pH值为 5。
所述酶解反应的加酶量为1%。
所述的D步骤，加入假丝酵母菌的量为0.8%。
所述D步骤的酶解液中加入木糖，加入量为1.2%。
实施例23
本实施例与实施例16基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为4.2。
所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
所述酶解反应的酶解时间为0.6h，温度为52℃，酶解反应的pH值为 4.2。
所述酶解反应的加酶量为0.6%。
所述的D步骤，加入假丝酵母菌的量为0.5%。
所述D步骤的酶解液中加入木糖，加入量为1%。
所述的E步骤，所述的超滤膜的孔径为0.001微米。
所述的D步骤，纳滤膜的截留分子量为100。
所述纳滤膜的过膜压差为3bar，温度为30℃，单支过滤面积是26.8 m2。
实施例24
本实施例与实施例16基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为4.5。
所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
所述酶解反应的酶解时间为1.5h，温度为58℃，酶解反应的pH值为 4.5。
所述酶解反应的加酶量为0.8%。
所述的D步骤，加入假丝酵母菌的量为0.6%。
所述D步骤的酶解液中加入木糖，加入量为1.5%。
所述的E步骤，所述的超滤膜的孔径为0.005微米。
酶解液通过超滤膜的流量为60m3/h，温度为30℃，过膜压差为2bar。
所述的D步骤，纳滤膜的截留分子量为120。
所述纳滤膜的过膜压差为4bar，温度为40℃，单支过滤面积是26.8 m2。
所述的D步骤，纳滤膜浓缩前的料液体积为浓缩液体积的10倍。
实施例25
本实施例与实施例16基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为4。
所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
所述酶解反应的酶解时间为0.7h，温度为52℃，酶解反应的pH值为 4。
所述酶解反应的加酶量为0.8%。
所述的D步骤，加入假丝酵母菌的量为0.7%。
所述D步骤的酶解液中加入木糖，加入量为1.3%。
所述的E步骤，所述的超滤膜的孔径为0.002微米。
酶解液通过超滤膜的流量为80m3/h，温度为40 ℃，过膜压差为3bar。
所述的D步骤，纳滤膜的截留分子量为150。
所述纳滤膜的过膜压差为3.5bar，温度为32℃，单支过滤面积是26.8 m2。
所述的D步骤，纳滤膜浓缩前的料液体积为浓缩液体积的15倍。
所述D步骤的活性炭脱色是指：调整pH值为4，加入活性炭，在50℃下吸附1h。
得到木糖醇的电导率为8500μs/cm ，灼烧残渣为4%。
实施例26
本实施例与实施例16基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为5。
所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
所述酶解反应的酶解时间为2h，温度为56℃，酶解反应的pH值为 5。
所述酶解反应的加酶量为1.2%。
所述的D步骤，加入假丝酵母菌的量为0.8%。
所述D步骤的酶解液中加入木糖，加入量为1.4%。
所述的E步骤，所述的超滤膜的孔径为0.003微米。
酶解液通过超滤膜的流量为70m3/h，温度为34℃，过膜压差为2.5bar。
所述的D步骤，纳滤膜的截留分子量为180。
所述纳滤膜的过膜压差为3.6bar，温度为35℃，单支过滤面积是26.8 m2。
所述的D步骤，纳滤膜浓缩前的料液体积为浓缩液体积的12倍。
所述D步骤的活性炭脱色是指：调整pH值为5，加入活性炭，在60℃下吸附0.5h。
得到木糖醇的电导率为9000μs/cm ，灼烧残渣为5%。
实施例27
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为4.3。
所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
所述酶解反应的酶解时间为0.9h，温度为53℃，酶解反应的pH值为 4.3。
所述酶解反应的加酶量为1.1%。
所述的D步骤，加入假丝酵母菌的量为0.9%。
所述D步骤的酶解液中加入木糖，加入量为1.1%。
所述的E步骤，所述的超滤膜的孔径为0.002微米。
酶解液通过超滤膜的流量为65m3/h，温度为32℃，过膜压差为2.3bar。
所述的D步骤，纳滤膜的截留分子量为105。
所述纳滤膜的过膜压差为3.6bar，温度为36℃，单支过滤面积是26.8 m2。
所述的D步骤，纳滤膜浓缩前的料液体积为浓缩液体积的13倍。
所述D步骤的活性炭脱色是指：调整pH值为4.5，加入活性炭，在52℃下吸附0.6h。
所述D步骤的离子交换是指：浓缩液先通过阳柱，再通过阴柱交换吸附掉带电杂质。
得到木糖醇的电导率为10000μs/cm ，灼烧残渣为6%。
实施例28
本实施例与实施例9基本相同，在此基础上：
所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为4.5。
所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
所述酶解反应的酶解时间为1.5h，温度为56℃，酶解反应的pH值为 4.5。
所述酶解反应的加酶量为0.8%。
所述的D步骤，加入假丝酵母菌的量为0.5-1%。
所述D步骤的酶解液中加入木糖，加入量为1.5%。
所述的E步骤，所述的超滤膜的孔径为0.005微米。
酶解液通过超滤膜的流量为75m3/h，温度为36℃，过膜压差为2.6bar。
所述的D步骤，纳滤膜的截留分子量为120。
所述纳滤膜的过膜压差为3bar，温度为32℃，单支过滤面积是26.8 m2。
所述的D步骤，纳滤膜浓缩前的料液体积为浓缩液体积的12倍。
所述D步骤的活性炭脱色是指：调整pH值为4.5，加入活性炭，在53℃下吸附0.6h。
所述D步骤的离子交换是指：浓缩液先通过阳柱，再通过阴柱交换吸附掉带电杂质。
得到木糖醇的电导率为8000μs/cm ，灼烧残渣为3%。
Claims (21)
1. 一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：具体工艺步骤如下：
A、膜浓缩
粘胶纤维生产的压榨碱液先经预过滤除去大颗粒杂质，透过液经加水稀释后，进入一级纳滤膜处理，所得一级浓缩液加水稀释后进入二级纳滤膜处理，所得二级浓缩液加水稀释后进入陶瓷膜处理，所得浓缩液即为压榨碱液的浓缩液；
B、提取半纤
将压榨碱液的浓缩液加酸中和，得到半纤液体；
C、酶解
在半纤液体中加入复合酶，发生酶解反应得到酶解液；
D、发酵
酶解液在假丝酵母菌的作用下发酵，50-60 ℃下发酵0.5-2h；
E、提纯
发酵液经过超滤除杂，透过液经纳滤膜脱盐，所得浓缩液为木糖醇的纯化液，经离子交换、活性碳处理、浓缩结晶、分离，得到木糖醇。
2.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的A步骤，一级纳滤膜的截留分子量为200-300，二级纳滤膜的截留分子量为300-400，陶瓷膜截留分子量为800-1500。
3. 根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的A步骤，一级纳滤膜和二级纳滤膜过滤前，加水稀释的量为原料液体积的1倍，所得浓缩液的体积与原料液体积相同。
4.根据权利要求3所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的透过液含碱200-300g/l，含半纤40-80 g/l；一级浓缩液含碱100-150g/l，含半纤40-80 g/l；二级浓缩液含碱50-75g/l，含半纤40-80g/l。
5. 根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的A步骤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。
6.根据权利要求5所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述陶瓷膜过滤的浓缩液中含碱2-4g/l，含半纤40-80 g/l。
7. 根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于： 所述的A步骤，纳滤膜过滤的温度为40-60℃，陶瓷膜过滤的温度为60-80℃。
8. 根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的A步骤，纳滤膜的过膜压差为3-4bar，陶瓷膜的过膜压差为5-6bar。
9. 根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的A步骤，料液在纳滤膜中的流量为25-40m3/h，陶瓷膜中的流量为200-250m3/h。
10. 根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的A步骤，纳滤膜的单支过滤面积是26.8m2，陶瓷膜的单支过滤面积是0.6m2。
11. 根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的B步骤，浓缩液加酸中和，指的是加入盐酸中和，使pH值为4-5。
12. 根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的C步骤，复合酶为木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，比例为3：2：1。
13.根据权利要求12所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述酶解反应的酶解时间为0.5-2h，温度为50-60℃，酶解反应的pH值为 4-5。
14.根据权利要求12所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述酶解反应的加酶量为0.5-1.5%。
15.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的D步骤，加入假丝酵母菌的量为0.5-1%。
16.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述D步骤的酶解液中加入木糖，加入量为1-1.5%。
17.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的E步骤，所述的超滤膜的孔径为0.001-0.005微米。
18.根据权利要求17所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：酶解液通过超滤膜的流量为60-80m3/h，温度为30-40 ℃，过膜压差为2-3bar。
19. 根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的D步骤，纳滤膜的截留分子量为100-200。
20. 根据权利要求19所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述纳滤膜的过膜压差为3-4bar，温度为30-40℃，单支过滤面积是26.8 m2。
21. 根据权利要求1所述的一种粘胶纤维压榨碱液制备木糖醇的方法，其特征在于：所述的D步骤，纳滤膜浓缩前的料液体积为浓缩液体积的10-15倍。
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|---|---|---|---|---|
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