CN103012506A

CN103012506A - 从木糖母液中提取结晶木糖和阿拉伯糖的节能工艺

Info

Publication number: CN103012506A
Application number: CN201210329044XA
Authority: CN
Inventors: 信成夫; 景文利; 于丽; 刘海良
Original assignee: SHANDONG LVJIAN BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANDONG LVJIAN BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明属于生物化工领域，特别涉及一种从木糖母液中提取结晶木糖和阿拉伯糖的节能工艺。本发明的工艺路线同原工艺路线相比，原料木糖母液只需将浓度从60%稀释至50%左右，在进模拟移动床时不需蒸发；而原工艺路线必须将浓度从60%稀释至20%左右，在进模拟移动床时必须将浓度蒸发至50%。改进后的工艺比原工艺至少节省50%的蒸汽，节省150~200%的工艺用水。本发明步骤简单，处理成本低，分离精度高，分离效果好，产品收率高，大大降低了生产过程中的蒸汽用量，节能降耗，适于广泛推广应用。

Description

从木糖母液中提取结晶木糖和阿拉伯糖的节能工艺

（一）技术领域

本发明属于生物化工领域，特别涉及一种从木糖母液中提取结晶木糖和阿拉伯糖的节能工艺。

（二）背景技术

木糖产品主要是以玉米芯、甘蔗渣等为原料，经水解、净化、蒸发、结晶、离心、烘干等工序制成的白色结晶体，在轻工、食品、化工行业中具有广泛的用途。木糖母液是生产木糖时必不可少的副产品，木糖母液浓度在60%左右，其中木糖占40~50%，另外，含葡萄糖15~20%、阿拉伯糖15~30%、半乳糖8~12%，由于这些组分的存在，木糖母液无法结晶，只能作为副产品出售。

随着各种提取技术的不断发展，目前可以利用模拟移动床分离技术将木糖母液中的木糖分离出来，然后进行结晶，提高了木糖生产的收率。这种分离技术虽然已经在工业化生产中应用，但是，因木糖母液中葡萄糖的存在，影响了模拟移动床的分离效率。专利号为200710014175.8的专利公布了一种利用酵母发酵出去木糖母液中的葡萄糖的方法，但这种工艺发酵时木糖母液的浓度在15~25%左右，而木糖母液的浓度在60%左右，发酵前需要加入约2倍体积的水进行稀释；而发酵完成后，模拟移动床的进料浓度在50~60%，又必须将加入的水蒸发掉，这一过程极大地增加了能源的消耗；申请号为201210056432.5的专利公开了一种提高木糖母液中木糖结晶效率的方法，有效的去除了木糖母液中存在的胶体、蛋白等杂志，解决了木糖母液脱色过滤难的问题，并在一定程度上提高了木糖的结晶效率，但未对节能提供有效的措施。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种步骤简单、节能降耗的从木糖母液中提取结晶木糖和阿拉伯糖的节能工艺。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种从木糖母液中提取结晶木糖和阿拉伯糖的节能工艺，以木糖母液为原料，包括如下步骤：

（1）将木糖母液稀释至45~60%的质量浓度，于35~80℃下经错流管式膜过滤，采用膜孔径为1000Da~0.1微米的超滤膜，过滤出的超滤清液收集入超滤液罐；

（2）将超滤清液脱色、离交处理后，直接作为模拟移动床进料，模拟移动床采用两组分顺序式模拟移动床分离，将按顺序分离出的甲组分和乙组分分别收集，甲组分为木糖、葡萄糖和半乳糖的混合液，质量浓度为15~25%，乙组分为阿拉伯糖溶液，浓度为10~20%，料水比为1~2.5:1；

（3）在甲组分中加入营养成分，灭菌后接种酵母进行发酵；

（4）发酵液离心分离出酵母后，发酵清液通过错流管膜过滤处理，最后得到只含木糖的超滤清液；

（5）木糖超滤清液经脱色、离交、蒸发、结晶，最后得到产品结晶木糖，乙组分经离交、蒸发、结晶，最后得到结晶阿拉伯糖。

本发明中，木糖母液只需将浓度从60%稀释至50%左右，在进模拟移动床时不需蒸发，从而节省了蒸汽和工艺用水，实现了生产上的节能降耗。

本发明的更优方案为：

步骤（1）中，木糖母液稀释后的质量浓度为48~50%，超滤膜孔径为100000Da，运行温度为35~40℃，过滤压力为0.05~0.3MPa，平均通量为25L/m²·h。

步骤（2）中，甲组分的质量浓度为19~22%，乙组分的质量浓度为17~19%，料水比为1.5:1。

本发明步骤简单，处理成本低，分离精度高，分离效果好，产品收率高，大大降低了生产过程中的蒸汽用量，节能降耗，适于广泛推广应用。

（四）附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的工艺流程示意图。

（五）具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。该实施例以木糖母液为原料，主要包括如下步骤：

（1）将木糖母液稀释至45~60%，经错流管式膜于35~80℃下过滤，采用膜孔径为1000Da~0.1微米的超滤膜，超滤清液收集入超滤液罐，超滤浓液可作为焦糖色素原料出售。采用超滤的目的是除去木糖母液中的胶体、蛋白等杂质，解决木糖母液过滤难的问题。

其中，木糖母液的最适浓度为48~50%，超滤膜孔径为100000Da，运行温度为35~40℃，过滤压力位0.05~0.3MPa，平均通量为25L/m²·h。

（2）将超滤液经脱色、离交处理后，直接作为模拟移动床进料，进行分离。模拟移动床采用两组分顺序式模拟移动床分离，将木糖和葡萄糖、半乳糖分在一起，作为甲组分，阿拉伯糖为乙组分；甲组分的浓度在15~25%，乙组分的浓度在10~20%，料水比1~2.5：1。

其中，优选甲组分的浓度在19~22%，乙组分的浓度为17~19%，料水比为1.5：1。

（3）本发明将甲组分不经稀释，直接加入营养成分，灭菌，然后接种酵母进行发酵，出去木糖母液中的葡萄糖和半乳糖。

（4）发酵液离心分离出酵母后，发酵清液通过错流管膜过滤处理，除去残留的菌体和发酵过程中产生的游离蛋白等发酵代谢产物，最后得到只含木糖的超滤清液，用于后续生产。

（5）木糖超滤液经脱色、离交、蒸发、结晶，最后得到产品结晶木糖；阿拉伯糖组分经离交、蒸发、结晶，最后得到产品结晶阿拉伯糖。

改进后的工艺路线同原工艺路线相比，原料木糖母液只需将浓度从60%稀释至50%左右，在进模拟移动床时不需蒸发；而原工艺路线必须将浓度从60%稀释至20%左右，在进模拟移动床时必须将浓度蒸发至50%。改进后的工艺比原工艺至少节省50%的蒸汽，节省150~200%的工艺用水，所以改进后路线实现了木糖母液生产结晶木糖上的节能。

Claims

1.一种从木糖母液中提取结晶木糖和阿拉伯糖的节能工艺，以木糖母液为原料，其特征为，包括如下步骤：

（3）在甲组分中加入营养成分，灭菌后接种酵母进行发酵；

2.根据权利要求1所述的从木糖母液中提取结晶木糖和阿拉伯糖的节能工艺，其特征在于：步骤（1）中，木糖母液稀释后的质量浓度为48~50%，超滤膜孔径为100000Da，运行温度为35~40℃，过滤压力为0.05~0.3MPa，平均通量为25L/m²·h。

3.根据权利要求1所述的从木糖母液中提取结晶木糖和阿拉伯糖的节能工艺，其特征在于：步骤（2）中，甲组分的质量浓度为19~22%，乙组分的质量浓度为17~19%，料水比为1.5:1。