一种半纤维素水解制备木糖的方法及系统与流程

本发明实施例涉及植物生物技术领域，具体涉及一种半纤维素水解制备木糖的方法及系统。

背景技术：

木糖是一种天然存在的戊糖，以缩聚状态存在于植物中。成品木糖为白色结晶或结晶性粉末，易溶于水。木糖具有不被消化吸收，没有能量值；活化人体肠道内的双岐杆菌并促其生长；不被口腔内微生物所利用，具备膳食纤维的部分生理功能，可降低血清胆固醇的预防肠癌等；木糖与钙同时摄入，可以提高人体对钙的吸收率和保留率；能防止便秘等多种生理功能。木糖被广泛应用在制造木糖醇；食品、饮料；宠物饲料；烤制品；高档酱油色；轻工、化工等方面。尤其以木糖为原料制造的木糖醇，因其无糖、具备和蔗糖相似的口感和甜度、不影响血糖值，可以被糖尿病、肥胖病患者食用等诸多生理功能而被广泛应用。

现有木糖的生产工艺流程长、工艺复杂，能源消耗高，给人们的生产带来不便。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种半纤维素水解制备木糖的方法及系统，以解决现有技术中木糖的生产工艺流程长、工艺复杂，能源消耗高的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，一种半纤维素水解制备木糖的方法，包括以下步骤：

步骤一、选取物料，并将物料粉碎，将粉碎后的物料进行汽爆处理，备用；

步骤二、将汽爆处理后的物料送入水解罐中，在水解罐中加入生物酶和水进行水解反应，反应结束后收集产物；

步骤三、将步骤二收集的产物进行脱色处理，之后除去杂质，备用；

步骤四、将步骤三除去杂质后的产物降温结晶，之后进行离心，收集沉淀物，将沉淀物干燥后即制得所述的木糖。

进一步地，所述物料粉碎后的粒径为5—6mm。

进一步地，步骤一中粉碎后的物料送入汽爆机中进行处理，且汽爆机的压力为2MPa，保压时间为2min。

进一步地，步骤二中加入的生物酶和水的体积比为1:8。

进一步地，步骤二收集的产物经活性炭脱色，活性炭的加入量为步骤二收集的产物质量的3％。

进一步地，步骤三中脱色后的产物经离子交换设备处理以除去杂质。

进一步地，步骤四中的沉淀物进入流化床中进行干燥。

进一步地，所述的步骤四还包括将干燥后的沉淀物进行成品包装。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种应用于所述半纤维素水解制备木糖方法的控制系统，包括粉碎装置、汽爆机、水解罐、脱色装置、离子交换设备、结晶机、离心机、流化床、成品包装设备和中枢控制系统，物料依次经粉碎装置、汽爆机、水解罐、脱色装置、离子交换设备、结晶机、离心机、流化床和成品包装设备进行处理，所述的中枢控制系统控制粉碎装置、汽爆机、水解罐、脱色装置、离子交换设备、结晶机、离心机、流化床和成品包装设备的开启/关闭。

本发明实施例具有如下优点：本发明实施例提供一种半纤维素水解制备木糖的方法及系统，本发明实施例提供的半纤维素水解制备木糖的方法将破碎的物料送入汽爆机中，在0.1—2MPa压力范围内，以1/100秒的时间瞬间爆出物料，半纤维素会分解成不同成分的单糖及多糖的混合物，再向其中加入生物酶，整体工艺简单、能源消耗少，同时提高了木糖的转化效率，提高了收率，缩短了工艺流程。本发明实施例还提供一种应用于半纤维素水解制备木糖方法的系统，能够实现智能化生产，进一步提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例1提供的一种半纤维素水解制备木糖的工艺流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种半纤维素水解制备木糖的方法，包括以下步骤：

步骤一、选取物料，并将物料粉碎，将粉碎后的物料进行汽爆处理，备用；

步骤二、将汽爆处理后的物料送入水解罐中，在水解罐中加入生物酶和水进行水解反应，反应结束后收集产物；

步骤三、将步骤二收集的产物进行脱色处理，之后除去杂质，备用；

步骤四、将步骤三除去杂质后的产物降温结晶，之后进行离心，收集沉淀物，将沉淀物干燥后即制得所述的木糖。

优选地，所述物料粉碎后的粒径为5—6mm，但不限于此。

优选地，步骤一中粉碎后的物料送入汽爆机中进行处理，且汽爆机的压力为2MPa，保压时间为2min。

优选地，步骤二中加入的生物酶和水的体积比为1:8，步骤二收集的产物经活性炭脱色，活性炭的加入量为步骤二收集的产物质量的3％。

优选地，步骤三中脱色后的产物经离子交换设备处理以除去杂质。

优选地，步骤四中的沉淀物进入流化床中进行干燥，所述的步骤四还包括将干燥后的沉淀物进行成品包装。

本实施例提供的半纤维素水解制备木糖的方法将破碎的物料送入汽爆机中，在0.1—2MPa压力范围内，以1/100秒的时间瞬间爆出物料，半纤维素会分解成不同成分的单糖及多糖的混合物，再向其中加入生物酶，整体工艺简单、能源消耗少，同时提高了木糖的转化效率，提高了收率，缩短了工艺流程。

实施例2

本实施例提供一种应用于所述半纤维素水解制备木糖方法的控制系统，包括粉碎装置、汽爆机、水解罐、脱色装置、离子交换设备、结晶机、离心机、流化床、成品包装设备和中枢控制系统，物料依次经粉碎装置、汽爆机、水解罐、脱色装置、离子交换设备、结晶机、离心机、流化床和成品包装设备进行处理，所述的中枢控制系统控制粉碎装置、汽爆机、水解罐、脱色装置、离子交换设备、结晶机、离心机、流化床和成品包装设备的开启/关闭。

本实施例提供的应用于半纤维素水解制备木糖方法的系统，能够实现智能化生产，进一步提高了生产效率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。