一种制浆预水解液水热酸解制备低聚木糖溶液的方法技术

本发明专利技术涉及一种制浆预水解液水热酸解制备低聚木糖溶液的方法。包括以下步骤：(1)酸化：向制浆预水解液中加入酸性溶液，使预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)所得预水解液调整至水热反应温度，使预水解液发生水热酸解反应制备低聚木糖溶液。本发明专利技术以造纸企业制浆预水解液为生产原料，利用水热酸解法处理制浆预水解液制备低聚木糖溶液，制备工艺简单，耗时短，生产成本低，产物附加值高，便于工业化生产，可广泛应用于生产溶解浆的造纸企业。

【技术实现步骤摘要】
一种制浆预水解液水热酸解制备低聚木糖溶液的方法
本专利技术涉及一种制浆预水解液水热酸解制备低聚木糖溶液的方法，属于化工、食品

技术介绍
低聚木糖是由2～7个木糖分子以β-1，4糖苷键连接而成的低聚糖。低聚木糖耐热、耐酸，具有促进人体内双歧杆菌等有益菌的增殖，改善人体胃肠道，促进机体细胞健康，增强机体免疫力，防龋齿，促进人体对钙的吸收等保健功能，是广泛应用于食品、药品和化妆品等工业的一种重要的功能性低聚糖。低聚木糖与其他功能性低聚糖(例如，大豆低聚糖、低聚果糖以及低聚异麦芽糖等)相比，具有使用方便、安全、稳定、经济价值高等特点。目前，将半纤维素降解为低聚木糖的水解方法主要为酶法水解、酸法水解和自水解三种。其中因酶法水解反应条件温和以及所得糖液中杂质少而成为了制备低聚木糖的主要方法。然而，酶法水解生产低聚木糖在工业生产中也暴露出很多缺点，比如，反应过程中条件难以控制导致酶失活，生产成本增加，酶与糖的结合位点不足造成低聚木糖得率较低等。酸法降解较为彻底，成本较低且易于操作，但是反应时间、温度、酸浓度成为降解的关键因素，条件太过剧烈容易造成大部分木聚糖降解为木单糖。因此，探索出合适的酸水解条件对于高效生产低聚木糖至关重要。在制浆企业制备纸浆的过程中，需要通过高温水热预水解将木质纤维原料中的大部分半纤维素去除。预水解得到的固相物质中主要含有纤维素，用于进一步制备纸浆。然而，预水解得到的液相在碱回收系统中被烧掉，造成了预水解液中大量半纤维素资源的浪费。由于制浆预水解液中木聚糖含量占预水解液中总糖含量的80％以上，因此以造纸企业制浆预水解液为生产原料，利用水热酸解法处理制浆预水解液制备低聚木糖溶液，制备工艺简单，生产成本低，产物附加值高。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述制浆预水解液的合理利用问题，提供一种制浆预水解液水热酸解制备低聚木糖溶液的方法。通过水热酸解的方法使制浆预水解液中的木聚糖高效地降解为低聚木糖。利用制浆预水解液中富含半纤维素的特征将其中的木聚糖有效降解为低聚木糖，以期实现预水解液的增值利用。本专利技术采用的技术方案如下：一种制浆预水解液水热酸解制备低聚木糖溶液的方法，包括以下步骤：(1)酸化：向制浆预水解液中加入酸性溶液，使预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)所得预水解液调整至水热反应温度，使预水解液发生水热酸解反应制备低聚木糖溶液。所述步骤(1)中的酸性溶液包括有机酸溶液和无机酸溶液，其中有机酸溶液包括甲酸、乙酸等溶液，无机酸溶液包括硫酸、盐酸、硝酸等溶液。酸性溶液的加入量为制浆预水解液质量分数的0.1％～3％(以不含水的溶液计)。所述步骤(2)中的水热酸解温度为100～180摄氏度，反应时间为0～3.5小时。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)本专利技术利用水热酸解法处理制浆预水解液制备低聚木糖溶液，制备工艺简单，耗时短，生产成本低，便于工业化生产。(2)本专利技术以造纸企业制浆预水解液为生产原料制备低聚木糖溶液，产物附加值高，解决了制浆预水解液的处理问题，具有良好的经济效益。具体实施方式下面结合实施例，对专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1(1)酸化：向盛有50mL制浆预水解液的反应容器中加入0.1％的硫酸(以不含水的硫酸计)，搅拌均匀，使制浆预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)中酸化的制浆预水解液升温至120摄氏度，反应1.0小时；(3)测试本实施例的低聚木糖得率列于表1。实施例2(1)酸化：向盛有50mL制浆预水解液的反应容器中加入0.3％的盐酸(以不含水的盐酸计)，搅拌均匀，使制浆预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)中酸化的制浆预水解液升温至105摄氏度，反应2.0小时；(3)测试本实施例的低聚木糖得率列于表1。实施例3(1)酸化：向盛有50mL制浆预水解液的反应容器中加入1.0％的硝酸(以不含水的硝酸计)，搅拌均匀，使制浆预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)中酸化的制浆预水解液升温至120摄氏度，反应1.5小时；(3)测试本实施例的低聚木糖得率列于表1。实施例4(1)酸化：向盛有50mL制浆预水解液的反应容器中加入3.0％的磷酸(以不含水的磷酸计)，搅拌均匀，使制浆预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)中酸化的制浆预水解液升温至135摄氏度，反应0小时；(3)测试本实施例的低聚木糖得率列于表1。实施例5(1)酸化：向盛有50mL制浆预水解液的反应容器中加入0.2％的盐酸(以不含水的盐酸计)，搅拌均匀，使制浆预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)中酸化的制浆预水解液升温至100摄氏度，反应3.0小时；(3)测试本实施例的低聚木糖得率列于表1。实施例6(1)酸化：向盛有50mL制浆预水解液的反应容器中加入0.8％的硫酸(以不含水的硫酸计)，搅拌均匀，使制浆预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)中酸化的制浆预水解液升温至150摄氏度，反应2.5小时；(3)测试本实施例的低聚木糖得率列于表1。实施例7(1)酸化：向盛有50mL制浆预水解液的反应容器中加入0.1％的硝酸(以不含水的硝酸计)，搅拌均匀，使制浆预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)中酸化的制浆预水解液升温至180摄氏度，反应3.5小时；(3)测试本实施例的低聚木糖得率列于表1。实施例8(1)酸化：向盛有50mL制浆预水解液的反应容器中加入0.3％的硫酸(以不含水的硫酸计)，搅拌均匀，使制浆预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)中酸化的制浆预水解液升温至120摄氏度，反应2.0小时；(3)测试本实施例的低聚木糖得率列于表1。表1实施例1～8中制浆预水解液的低聚木糖得率。低聚木糖得率/g/L实施例17.23实施例28.25实施例36.04实施例46.84实施例58.82实施例6痕量实施例7痕量实施例811.63本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制浆预水解液水热酸解制备低聚木糖溶液的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)酸化：向制浆预水解液中加入酸性溶液，使预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)所得预水解液调整至水热反应温度，使预水解液发生水热酸解反应制备低聚木糖溶液。

【技术特征摘要】
1.一种制浆预水解液水热酸解制备低聚木糖溶液的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)酸化：向制浆预水解液中加入酸性溶液，使预水解液酸化；(2)水热酸解：将步骤(1)所得预水解液调整至水热反应温度，使预水解液发生水热酸解反应制备低聚木糖溶液。2.根据权利要求1所述的一种制浆预水解液水热酸解制备低聚木糖溶液的方法,其特征在于，所述的制浆预水解液包括预水解硫酸盐法制浆过程中所得预水解液以及其他化学浆制备过程中所得预水解液。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙润仓，曹学飞，陈雪，袁同琦，孙少妮，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11