一种利用白酒酒糟制备木糖的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用白酒酒糟制备木糖的方法，属于白酒加工业副产物综合利用技术领域。本发明专利技术方法包括白酒酒糟的预处理、白酒酒糟的酸水解、白酒酒糟的碱水解、调节滤液pH值、低温酶解、中和处理、活性炭脱色、脱色液除杂、超滤纳滤以及浓缩干燥步骤。本发明专利技术综合利用白酒酒糟中的纤维素类物质，能够将白酒酒糟中的半纤维素处理并转化为木糖，得到了市场价值较高的木糖产品，有效治理白酒生产中的白酒酒糟，同时对白酒企业生产过程中的固体废弃物质进行了有效利用。该方法可以节约大量的中和试剂，在不引入新的物质同时，还可最大限度的减少工艺设备与工艺成本，产品质量高，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备木糖的方法，更具体地说，本专利技术涉及，属于白酒加工业副产物综合利用

技术介绍
我国是世界上最大的白酒生产国和消费国，是白酒品种最全、酿造历史最长、产量规模最大的一个酿造大国，并且也从传统的小作坊过渡到了大规模化的生态酿造的过程，在企业规模、产品产量、产品效益和社会贡献等方面尤为显著。据国家统计局和中国酒业协会发布的数据显示:2014年，我国酿酒行业规模以上企业2602家，酿酒总产量7528.3万千升，产品销售收入8778.05亿元，产品利润总额976.17亿元。有些地方白酒行业也成为当地经济发展的主要支撑点，并且得到了当地政府的政策支撑，如泸州、怀仁和宜宾等地。然而，在白酒酿造生产过程中会产生大量的酒糟，据统计，每生产一吨白酒约产生三吨至五吨酒糟，该酒糟具有量大集中，容易腐败变质，不易储存，极易污染环境的特点，严重制约了酒糟中高价值物质的提取、利用和应用研究。在我国，酒糟的用途一是用作饲料原料生产和直接饲喂畜禽；二是气化生产新能源；三是有机复合肥厂和蘑菇生产；四是当作燃料燃烧和废弃。其中，主要是用途是作为农业饲料和农用燃料，大大降低了它的使用价值，导致白酒酒糟的经济直接利用率低和直接价值低。实际上，白酒酒糟中除含大量的水分外，还含有丰富的纤维素和半纤维素、大量的氨基酸、酸、酯、醇、羰基化合物等有机物质和其它无机物质，是一种非常好的可再生原料，可广泛应用于食品、化工、纺织、印刷、医药卫生等行业，具有非常高的实用价值和研究价值，而结构分析结果进一步表明，酒糟中含有约10-12%的多缩戊糖类物质，如不加以利用，会导致原料的浪费。因此如何对酒糟进行高效提取利用，使其变废为宝，越来越受到成广大研究者的关注。目前，国内外研究白酒酒糟原料的如何利用主要集中在制备燃料乙醇、二氧化硅、吸附剂等的制备上，获得了很多的科研成果，但一直没有实现工业化。CN101935717A《一种从啤酒糟中高效分离木糖的方法》采用硫酸水解乙醇沉淀的技术路线处理啤酒糟，得到收率较高(36.07%)的木糖。该方法过于追求木糖的收率，导致工艺过于简单，除杂不完善，所制备的木糖产品不容易合格。CN103695571A《利用亚临界水处理酒糟制备木糖及水解蛋白的方法》采用硫酸、盐酸或二氧化碳在亚临界水的条件下玉米酒糟制备木糖的方法，该方法需要在高温高压条件下进行，处理量较少，能耗较大，而且对设备要求较高，不容易大规模化工业运用。国家知识产权局于2013.5.8公开了一件公开号为CN103088166A，名称为“一种利用浓香型固态白酒酒糟提取木糖的方法”的专利技术，该专利技术涉及一种利用浓香型固态白酒酒糟提取木糖的方法，包括酒糟的预处理、酒糟的水解、水解液的除杂纯化和酸解液浓缩、木糖结晶步骤，其特征在于:通过对酒糟的预处理除去部分杂质后，控制温度120°C，用2%稀硫酸提取出木糖，提取液经CaC03中和，活性炭脱色，酸解液先后过732#阳离子交换树脂、D301阴离子交换树脂除杂，并经过酵母发酵除杂，最后浓缩结晶得到木糖晶体。本专利技术以白酒产业废弃物酒糟为原料提取木糖，木糖提取率高，达到8%以上(对酒糟干基)，提高了酒糟的利用价值，对我国酒糟及其他纤维素类废弃物的综合利用的发展具有重大意义，具有良好的推广应用前景。国家知识产权局于2012.4.4公开了一件公开号为CN102399826A，名称为“一种甜高粱杆的综合利用方法”的专利技术，该专利技术包括如下步骤:1)将甜高粱杆固态发酵，蒸馏得到乙醇溶液和酒糟；2)将上述酒糟在酸性条件下水解，固液分离得到木糖溶液和酸解渣；3)将上述酸解渣水洗，作为酶解底物，加入酶解缓冲液，加入酶进行酶解后固液分离得到酶解混合液和酶解木质素；4)将上述酶解混合液接种酵母发酵产生乙醇溶液。本专利技术不但为酒糟的利用找到了新途径，而且得到了高附加值的木糖，同时提高了酸解渣中的纤维素含量和纤维素酶可及度，实现纤维素酶解糖化的高转化率。该方法使得高含糖量的木质纤维素原料的利用率提高，单位作物乙醇产量提高，纤维素乙醇的生产成本下降。第一篇专利技术采用硫酸水解、CaC03中和、离子交换树脂与酵母发酵除杂的技术路线处理浓香型固态白酒酒糟，得到了提取率为8%以上的木糖。该方法需要大量CaC03来调节硫酸水解后滤液的PH，再有调节后滤液的pH不一定适合后续的活性炭脱色、离子交换树脂与酶解等工艺的除杂，此外还会增加设备的腐蚀与保养及后续工艺运行的成本等问题。第二篇专利技术采用硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、草酸中的一种或者几种酸来水解甜高粱酒糟制备得到木糖溶液的技术。该技术酸解对象为糖质甜高粱杆酒糟，其中高含量的多品种的酵母蛋白容易在高温下分解成多种氨基酸，使木糖溶液成份复杂，不容易提纯。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述利用酒糟制备木糖工业化过程中出现的问题，提供了，综合利用白酒酒糟中的纤维素类物质，能够将白酒酒糟中的半纤维素处理并转化为木糖，得到了市场价值较高的木糖产品，达到白酒酒糟的再利用目的。该方法可以节约大量的中和试剂，在不引入新的物质同时，还可最大限度的减少工艺设备与工艺成本，产品质量高，适合工业化生产。为了实现上述专利技术目的，其具体的技术方案如下: ，其特征在于:包括以下工艺步骤: A、白酒酒糟的预处理 对白酒酒糟进行预处理，得到经过预处理的白酒酒糟； B、白酒酒糟的酸水解 将步骤A中经过预处理的白酒酒糟在酸浓度为0.1-3%、料液质量体积比1:3-1:30 (白酒酒糟与酸液的质量体积比，即g/ml)、酸水解温度40-100°C、酸水解时间0.5_6h的条件下，用功率120-200W的超声波进行水解过滤，得酸性滤液备用； C、白酒酒糟的碱水解 将步骤A中经过预处理的白酒酒糟在碱浓度为1_10%、料液质量体积比1:3-1:30(白酒酒糟与碱液的质量体积比，即g/ml )、碱水解温度100-140°C、碱水解时间l_10h的条件下，用功率120-200W的超声波进行水解过滤，得碱性滤液备用； D、调节滤液pH值 将步骤B得到的酸性滤液与步骤C得到的碱性滤液混合，使混合滤液的pH值为3.0-7.0 ； E、低温酶解 对步骤D得到的混合滤液进行酶解，所用酶为木糖酶，酶用量为5-200IU/g白酒酒糟，酶解温度为30-70°C，酶解时间为4-48h，得到酶解液； F、中和处理 对步骤E得到的酶解液进行中和处理，中和酶解液中残余的酸，得到中和滤液； G、活性炭脱色 对步骤F得到的中和滤液进行活性炭脱色处理，得到脱色液； H、脱色液除杂 将步骤G得到的脱色液进行常规的离子交换树脂处理，得到的木糖纯度为92-95%，电导率小于等于12us/cm的木糖溶液； 1、超滤纳滤 对步骤Η得到的木糖溶液进行超滤及钠滤膜提纯，得到超滤纳滤液； J、浓缩干燥 将步骤I得到的超滤纳滤液进行真空浓缩处理，然后干燥、粉碎、包装得到木糖成品。上述利用白酒酒糟制备木糖的方法为基本技术方案，其中的白酒酒糟的预处理、中和处理、活性炭脱色、超滤纳滤和浓缩干燥步骤采用本领域的常规技术手段即可，更优的，可以采用以下技术方案: 本专利技术在步骤Α中，所述的白酒酒糟的预处理具体为:将新鲜的白酒酒糟于200-3000r/min条件下室温离心15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用白酒酒糟制备木糖的方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：A、白酒酒糟的预处理对白酒酒糟进行预处理，得到经过预处理的白酒酒糟；B、白酒酒糟的酸水解将步骤A中经过预处理的白酒酒糟在酸浓度为0.1‑3%、料液质量体积比1:3‑1:30、酸水解温度40‑100℃、酸水解时间0.5‑6h的条件下，用功率120‑200W的超声波进行水解过滤，得酸性滤液备用；C、白酒酒糟的碱水解将步骤A中经过预处理的白酒酒糟在碱浓度为1‑10%、料液质量体积比1:3‑1:30、碱水解温度100‑140℃、碱水解时间1‑10h的条件下，用功率120‑200W的超声波进行水解过滤，得碱性滤液备用；D、调节滤液pH值将步骤B得到的酸性滤液与步骤C得到的碱性滤液混合，使混合滤液的pH值为3.0‑7.0；E、低温酶解对步骤D得到的混合滤液进行酶解，所用酶为木糖酶，酶用量为5‑200IU/g白酒酒糟，酶解温度为30‑70℃，酶解时间为4‑48h，得到酶解液；F、中和处理对步骤E得到的酶解液进行中和处理，中和酶解液中残余的酸，得到中和滤液；G、活性炭脱色对步骤F得到的中和滤液进行活性炭脱色处理，得到脱色液；H、脱色液除杂将步骤G得到的脱色液进行常规的离子交换树脂处理，得到的木糖纯度为92‑95%，电导率小于等于12us/cm的木糖溶液；I、超滤纳滤对步骤H得到的木糖溶液进行超滤及钠滤膜提纯，得到超滤纳滤液；J、浓缩干燥将步骤I得到的超滤纳滤液进行真空浓缩处理，然后干燥、粉碎、包装得到木糖成品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王兵，张宜明，郭五林，周旺，赖春秀，张子麒，
申请(专利权)人：宜宾学院，
类型：发明
国别省市：四川;51