從農作物秸稈中提取木糖及木糖醇的方法技術

本發明專利技術涉及的是一種從農作物秸稈中提取木糖及木糖醇的方法。以農作物秸稈為原料；將原料粉碎，加入原料重量４－６倍的水，在１２５－１３５℃溫度下蒸煮１．５－２．５小時；用７５－８５℃的熱水洗滌３－５次；加入原料重量２－４倍的濃度為０．６５－０．７５％的酸溶液，在１０５－１１５℃溫度進行水解處理，至木糖濃度達到８－１０％；過濾；采用樹脂進行脫色；采用離子交換樹脂進行離子交換處理；在０．０９Ｍｐａ、小于等于７５℃的條件下進行蒸發濃縮處理；冷卻至６０℃，噴霧干燥得到產品。本發明專利技術的方法具有產品的質量好、產量高、生產成本低、投資少等優點。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
(一)、所屬領域本專利技術涉及的是一種農作物秸稈的利用方法，具體地說是一種提取農作物秸稈中的有效成份的方法。(二)、
技術介紹
農作物秸稈的主要化學成份是纖維素、多縮戊糖、木質素等。不同的農作物秸稈中各化學成份的含量有所不同。但上述三種物質的總量基本保持在70％左右。隨著科學技術的發展，已經出現了多種農作物秸稈的利用方法。其中利用農作物秸稈提取木糖和木糖醇就是其中的一種。但是已有的利用農作物秸稈提取木糖和木糖醇的方法存在著多種不足之處，主要體現在1、農作物秸稈中不僅含纖維素、多縮戊糖、木質素等有利用價值的成份，還含有蛋白質、淀粉、脂肪、果膠、色素、金屬離子、無機鹽、單寧以及化肥和農藥等成份，已有的利用方法，不能將這些成份去除，得到的產品的質量低、生產成本高。2、由于不能將淀粉等成份去除，淀粉在高溫下會轉化成葡萄糖而影響木糖的質量，所以已有的方法采用的都是低溫水解方法，不僅水解效果差、速度慢，而且必須加入高濃度的酸液才能進行水解，這樣又帶來了水解液中酸液的處理問題，由此在水解后必須進行中和處理，增加了成本。3、水解不能連續進行，效率低。以及采用活性炭脫色成本高等。(三)、
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種可以使木糖和木糖醇產品的質量大大提高，生產成本大大降低的。本專利技術的目的是這樣實現的以農作物秸稈為原料；將原料粉碎，加入原料重量4-6倍的水，在125-135℃溫度下蒸煮1.5-2.5小時；用75-85℃的熱水洗滌3-5次；加入原料重量2-4倍的濃度為0.65-0.75％的酸溶液，在105-115℃溫度進行水解處理，至木糖濃度達到8-10％；過濾；采用樹脂進行脫色；采用離子交換樹脂進行離子交換處理；在0.09Mpa、小于等于75℃的條件下進行蒸發濃縮處理；冷卻至60℃，噴霧干燥得到木糖產品。本專利技術的方法還可以包括這樣一些技術特征1、在水解之后向其中通入高壓氫氣。使木糖轉化成木糖醇。2、所述的農作物秸稈是玉米芯。3、所述的水解處理是3-4個串聯的水解罐中進行的連續水解處理，經沅滌后的原料先加入到初級水解罐在一次轉運到下一級水解罐，水解液從末級水解罐依次向上一級水解罐回轉，從初級水解罐引出的水解液進入過濾工序。4、所述的過濾是真空吸濾與板框過濾機相結合。各種農作物秸稈中纖維素、多縮戊糖、木質素等的總含量在70％左右，但不同的農作物秸稈中各種具體成份的含量是有所區別的。固雖然多種農作物秸稈均可作為提取木糖和木糖醇的原料，但不同的農作物秸稈所得到的效果會有所不同。玉米芯中多縮戊糖的含量可達到一個新的水平5-40％，而稻殼、稻草中多縮戊糖的含量只在22％與19％，所以本專利技術將玉米芯作為提取木糖和木糖醇的優選原料。本專利技術的高溫水蒸煮和高溫水洗工序，可將農作物秸稈中所含有的蛋白質、淀粉、脂肪、果膠、色素、金屬離子、無機鹽、單寧以及化肥和農藥的殘留物等對提取木糖和木糖醇無用或者是不利的物質清除，特別是去除了其中的淀粉，避免了在解過程中淀粉轉化成葡萄糖，便于采用高溫、低酸濃度的水解工藝；采用了高溫、低酸度連續水解工藝，使多縮戊糖的水解率大大提高，減少木糖的損失，提高木糖的提取率，特別是省略了水解后的中和工序，簡化了工藝、降低了成本、減少了環境污染；本專利技術采用樹脂脫色、樹脂離子交換，減少了其它提取方法中的中和工序；采用了噴霧干燥的干燥方法，用清潔干燥的熱風帶走水份，得到顆粒細小的木糖產品，結晶速度快，可以節省結晶時間30小時以上。本專利技術通過對提取工藝的優化選擇、調配，使產品質量大大提高，得到的木糖純度可達到90％以上，且其中不含有葡萄糖，可達到國際標準木糖標準。水解后可以采用高壓加氫工藝可以將水解得到的木糖轉化成木糖醇。本專利技術的方法的木糖得率可高達成25％以上，4噸玉米芯可產木糖1噸以上。生產成本低，比其它生產方法的生產成本下降2/3。本專利技術的方法同時可以使的建設投資大大降低。(四)、具體實施方案下面舉例對本專利技術做更詳細的描述以農作物秸稈為原料；將原料粉碎，加入原料重量4-6倍的水，在125-135℃溫度下蒸煮1.5-2.5小時；用75-85℃的熱水洗滌3-5次；加入原料重量2-4倍的濃度為0.65-0.75％的硫酸溶液，在105-115℃溫度進行水解處理，至木糖濃度達到8-10％。水解處理是3-4個串聯的水解罐中進行的連續水解處理，經洗滌后的原料先加入到初級水解罐在一次轉運到下一級水解罐，水解液從末級水解罐依次向上一級水解罐回轉，從初級水解罐引出的水解液進入過濾工序；過濾；采用樹脂進行脫色，樹脂最好采用大孔徑季胺型陰離子樹脂；采用離子交換樹脂進行離子交換處理，離子交換樹脂最好選用沈陽有機化工廠生產的MT1、MT2型木糖專用樹脂；在0.09Mpa、小于等于75℃的條件下進行蒸發濃縮處理；冷卻至60℃，噴霧干燥得到木糖產品。以玉米芯為原料；將原料粉碎至粒徑在1-3mm，加入原料重量4倍的水，在130℃溫度下蒸煮2小時；用80℃的熱水洗滌4次；加入原料重量3倍的濃度為0.70％的硫酸溶液作為水解液，在110℃溫度進行水解處理，至木糖濃度達到8-10％，水解處理是3個串聯的水解罐中進行的連續水解處理，經洗滌后的原料先加入到初級水解罐在一次轉運到下一級水解罐，水解液從末級水解罐依次向上一級水解罐回轉，從初級水解罐引出的水解液進入過濾工序；用真空吸濾與板框過濾機相結合進行過濾；采用樹脂進行脫色；采用離子交換樹脂進行離子交換處理；在0.09Mpa、小于等于75℃的條件下進行蒸發濃縮處理；冷卻至60℃，噴霧干燥得到產品。以玉米芯為原料；將原料粉碎至粒徑在1-3mm，加入原料重量4倍的水，在130℃溫度下蒸煮2小時；用80℃的熱水洗滌4次；加入原料重量3倍的濃度為0.70％的硫酸溶液作為水解液，在110℃溫度進行水解處理，至木糖濃度達到8-10％，水解處理是3個串聯的水解罐中進行的連續水解處理，經洗滌后的原料先加入到初級水解罐在一次轉運到下一級水解罐，水解液從末級水解罐依次向上一級水解罐回轉，從初級水解罐引出的水解液進入過濾工序；在水解之后向其中通入高壓氫氣，氫氣的溫度在70-75個大氣壓；用真空吸濾與板框過濾機相結合進行過濾；采用樹脂進行脫色；采用離子交換樹脂進行離子交換處理；在0.09Mpa、小于等于75℃的條件下進行蒸發濃縮處理；冷卻至60℃，噴霧干燥得到木糖醇產品。權利要求1.一種，其特征是1.1、以農作物秸稈為原料；1.2、將原料粉碎，加入原料重量4-6倍的水，在125-135℃溫度下蒸煮1.5-2.5小時；1.3、用75-85℃的熱水洗滌3-5次；1.4、加入原料重量2-4倍的濃度為0.65-0.75％的酸溶液，在105-115℃溫度進行水解處理，至木糖濃度達到8-10％；1.5、過濾；1.6、采用脫色樹脂進行脫色；1.7、采用離子交換樹脂進行離子交換處理；1.8、在0.09Mpa、小于等于75℃的條件下進行蒸發濃縮處理；1.9、冷卻至60℃，噴霧干燥得到木糖產品。2.根據權利要求1所述的，其特征是在水解之后向其中通入高壓氫氣。3.根據權利要求1、2所述的，其特征是所述的農作物秸稈是玉米芯。4.根據權利要求1、2所述的，其特征是所述的水解處理是在3-4個串聯的水解罐中進行的連續水解處理，經洗滌后的原料先加入到初級水解罐再依本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種從農作物秸稈中提取木糖及木糖醇的方法，其特征是：１．１、以農作物秸稈為原料；　１．２、將原料粉碎，加入原料重量４－６倍的水，在１２５－１３５℃溫度下蒸煮１．５－２．５小時；１．３、用７５－８５℃的熱水洗滌３－５次 ；１．４、加入原料重量２－４倍的濃度為０．６５－０．７５％的酸溶液，在１０５－１１５℃溫度進行水解處理，至木糖濃度達到８－１０％；１．５、過濾；１．６、采用脫色樹脂進行脫色；１．７、采用離子交換樹脂進行離子交 換處理；１．８、在０．０９Ｍｐａ、小于等于７５℃的條件下進行蒸發濃縮處理；１．９、冷卻至６０℃，噴霧干燥得到木糖產品。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭慶義，
申請(專利權)人：鄭慶義，翟毓禮，李長令，
類型：發明
國別省市：93[中國|哈爾濱]