一种木糖醇发酵液的精制处理系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种木糖醇发酵液的精制处理系统，包括通过管道连通的发酵罐、发酵后罐、陶瓷膜过滤器、纳滤膜过滤器、活性炭过滤器、离子交换柱、蒸发罐、结晶罐、离心机以及干燥器，发酵后罐用于储存发酵罐得到的发酵液并静置得到上清发酵液，陶瓷膜过滤器、纳滤膜过滤器、活性炭过滤器和离子交换柱用于对上清发酵液除杂后得到木糖醇离交液，蒸发罐和结晶罐用于对木糖醇离交液进行蒸发结晶处理得到木糖醇糖膏，离心机用于将木糖醇糖膏进行分离得到晶体木糖醇，干燥器用于对晶体木糖醇进行干燥得到木糖醇晶体。本发明专利技术还公开使用该系统的方法。本发明专利技术明显降低活性炭使用量，还可提高料液的pH，显著降低电导率，减少后续离交过程负荷。减少后续离交过程负荷。减少后续离交过程负荷。

【技术实现步骤摘要】
一种木糖醇发酵液的精制处理系统及其方法


[0001]本专利技术属于木糖醇制备
，特别涉及一种木糖醇发酵液的精制处理系统及其方法。

技术介绍

[0002]木糖醇是一种五碳糖醇，目前工业化生产多以木糖化学加氢制得，生物法转化虽然反应条件温和，但目前仍存在一些技术瓶颈。目前生物法制备木糖醇，一般是采用玉米芯、秸秆等生物质资源为原料，经酸水解后得到半纤维素水解液。由于酸解后，水解液中的木糖浓度较低，不能直接作为生物发酵的原料，因此必须要对原料水解液进行浓缩，常采用的工艺为蒸发浓缩。在这一过程中，原料中的糖、蛋白类及其他物质可能会发生美拉德反应导致原料液的颜色加深。以该工艺制备出的原料进行发酵，也导致最后发酵液的颜色很深，对后续发酵液的精制过程有很大的阻碍。公开号CN108949839A的专利介绍了一种高纯度木糖醇及其制备方法，发酵液经过除菌、脱色、离交、浓缩、结晶干燥最后得到木糖醇晶体产品，然而其脱色工艺采用活性炭脱色，添加量为20%，是化学法添加量近100倍，工业化生产成本过高，同时产生大量废炭。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种木糖醇发酵液的精制处理系统及其方法，在保证脱色透光的条件下，可明显降低活性炭使用量，还可提高料液的pH，显著降低电导率，减少后续离交过程负荷。
[0004]本专利技术是这样实现的，提供一种木糖醇发酵液的精制处理系统，所述系统包括依次通过管道连通的发酵罐、发酵后罐、陶瓷膜过滤器、纳滤膜过滤器、活性炭过滤器、离子交换柱、蒸发罐、结晶罐、离心机以及干燥器，发酵后罐用于储存发酵罐得到的木糖醇发酵液并静置分层处理分别得到沉淀物和上清发酵液，陶瓷膜过滤器、纳滤膜过滤器、活性炭过滤器和离子交换柱依次用于对上清发酵液进行过滤除杂后得到木糖醇离交液，蒸发罐和结晶罐用于对木糖醇离交液进行蒸发结晶处理得到木糖醇糖膏，离心机用于将木糖醇糖膏进行分离分别得到晶体木糖醇和母液，干燥器用于对晶体木糖醇进行干燥得到精制后的木糖醇晶体产品。
[0005]进一步地，所述离子交换柱包括阴离子交换柱和阳离子交换柱。
[0006]本专利技术是这样实现的，提供一种木糖醇发酵液的精制处理方法，其使用了如前所述木糖醇发酵液的精制处理系统，所述方法包括如下步骤：步骤一、以玉米芯为原料，经过除杂、漂洗、酸解处理后得到发酵原料液，将发酵原料液浓缩至木糖浓度>500g/L后，采用基因工程菌进行发酵得到木糖醇发酵液；木糖醇发酵液经过静置处理后分别得到沉淀物和上清发酵液。
[0007]步骤二、上清发酵液经陶瓷膜过滤处理得到不含菌体及大颗粒杂质的陶瓷膜出料液，该步骤工艺参数为进料温度36℃~48℃、过滤压力0.2MPa~0.4MPa。
[0008]步骤三、将陶瓷膜出料液输送至纳滤过滤器中进行纳滤膜过滤处理，以截留分子量>400Da的杂质分子，得到透光在20%~40%的纳滤液，纳滤处理的进料温度36℃~48℃，过滤压力2.5MPa~3.3MPa。
[0009]步骤四、将得到的纳滤液采用活性炭进行活性炭过滤处理，然后依次经过阳离子交换柱、阴离子交换柱进行离子交换处理，得到木糖醇离交液，活性炭使用量在0.5%~1.0%，离交液电导率<20μs/cm。
[0010]步骤五、将木糖醇离交液蒸发浓缩处理至折光78%~82%，然后降温结晶处理得到木糖醇糖膏，将糖膏离心处理后得到晶体木糖醇和母液，晶体木糖醇干燥处理后的得到精制后的木糖醇晶体产品。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的木糖醇发酵液的精制处理系统及其方法具有以下特点：1.经该过程处理后，脱色段透光可达90%以上。
[0012]2.可提高处理料液的pH，吸附部分离子显著降低电导率，减少后续离交过程负荷。
[0013]3.一次结晶制备的木糖醇晶体产品符合国标要求，且晶体表面规整光滑，纯度高。
附图说明
[0014]图1为本专利技术木糖醇发酵液的精制处理系统一较佳实施例的原理示意图；图2为本专利技术木糖醇发酵液的精制处理系统和方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例1制备的木糖醇晶体产品的HPLC纯度分析图谱。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0016]请同时参照图1和图2所示，本专利技术木糖醇发酵液的精制处理系统的较佳实施例，所述系统包括依次通过管道连通的发酵罐1、发酵后罐2、陶瓷膜过滤器3、纳滤膜过滤器4、活性炭过滤器5、离子交换柱6、蒸发罐7、结晶罐8、离心机9以及干燥器10。图中箭头所示为系统中物料的流动方向。
[0017]发酵后罐2用于储存发酵罐1得到的木糖醇发酵液并静置分层处理分别得到沉淀物和上清发酵液A。陶瓷膜过滤器3、纳滤膜过滤器4、活性炭过滤器5和离子交换柱6依次用于对上清发酵液A进行过滤除杂后得到木糖醇离交液，蒸发罐7和结晶罐8用于对木糖醇离交液进行蒸发结晶处理得到木糖醇糖膏，离心机9用于将木糖醇糖膏进行分离分别得到晶体木糖醇和母液，干燥器10用于对晶体木糖醇进行干燥得到精制后的木糖醇晶体B产品。
[0018]所述离子交换柱6包括阳离子交换柱61和阴离子交换柱62。
[0019]请再同时参照图1和图2所示，本专利技术还一种木糖醇发酵液的精制处理方法，其使用了如前所述木糖醇发酵液的精制处理系统，所述方法包括如下步骤：步骤一、以玉米芯等生物质资源为原料，经过除杂、漂洗、酸解处理后得到发酵原料液，将发酵原料液浓缩至木糖浓度>500g/L后，采用基因工程菌进行发酵得到木糖醇发酵液A；木糖醇发酵液A经过静置处理后分别得到沉淀物和上清发酵液。发酵原料液的固含量
为10%~13%，电导率为14000μs/cm~16000μs/cm，pH为6.0~6.8。沉淀物另处理。
[0020]步骤二、上清发酵液经陶瓷膜过滤处理得到不含菌体及大颗粒杂质的陶瓷膜出料液，该步骤工艺参数为进料温度36℃~48℃、过滤压力0.2MPa~0.4MPa。
[0021]步骤三、将陶瓷膜出料液输送至纳滤过滤器中进行纳滤膜过滤处理，以截留分子量>400Da的杂质分子，得到透光在20%~40%的纳滤液，纳滤处理的进料温度36℃~48℃，过滤压力2.5MPa~3.3MPa。
[0022]步骤四、将得到的纳滤液采用活性炭进行活性炭过滤处理，然后依次经过阳离子交换柱61、阴离子交换柱62进行离子交换处理，得到木糖醇离交液，活性炭使用量在0.5%~1.0%，离交液电导率<20μs/cm。
[0023]步骤五、将木糖醇离交液蒸发浓缩处理至折光78%~82%，然后降温结晶处理得到木糖醇糖膏，将糖膏离心处理后得到晶体木糖醇和母液，晶体木糖醇干燥处理后的得到精制后的木糖醇晶体B产品。
[0024]步骤六、将母液与木糖醇本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木糖醇发酵液的精制处理系统，其特征在于，所述系统包括依次通过管道连通的发酵罐、发酵后罐、陶瓷膜过滤器、纳滤膜过滤器、活性炭过滤器、离子交换柱、蒸发罐、结晶罐、离心机以及干燥器，发酵后罐用于储存发酵罐得到的木糖醇发酵液并静置分层处理分别得到沉淀物和上清发酵液，陶瓷膜过滤器、纳滤膜过滤器、活性炭过滤器和离子交换柱依次用于对上清发酵液进行过滤除杂后得到木糖醇离交液，蒸发罐和结晶罐用于对木糖醇离交液进行蒸发结晶处理得到木糖醇糖膏，离心机用于将木糖醇糖膏进行分离分别得到晶体木糖醇和母液，干燥器用于对晶体木糖醇进行干燥得到精制后的木糖醇晶体产品。2.如权利要求1所述的木糖醇发酵液的精制处理系统，其特征在于，所述离子交换柱包括阴离子交换柱和阳离子交换柱。3.一种木糖醇发酵液的精制处理方法，其特征在于，其使用了如权利要求1或2所述木糖醇发酵液的精制处理系统，所述方法包括如下步骤：步骤一、以玉米芯为原料，经过除杂、漂洗、酸解处理后得到发酵原料液，将发酵原料液浓缩至木糖浓度>500g/L后，采用基因工程菌进行发酵得到木糖醇发酵液；木糖醇发酵液经过静置处理后分别得到沉淀物和上清发酵液；步骤二、上清发酵液经陶瓷膜过滤处理得到不...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勉，甄妮，罗家星，胡昌辉，吴强，杨武龙，曾方明，
申请(专利权)人：浙江华康药业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：