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木糖产品为白色结晶或结晶性粉末,味甜,甜度相当于蔗糖的70%,没有能量值,不能为人体提供热量,对人体肠道内的双歧杆菌具有较高的增值作用,能改善人体的微生态环境,提高机体免疫力。木糖产品主要用于制备木糖醇,在食品加工、饮料添加、宠物食品制备等方面有广泛的应用,还可作为肉食品、粮食制品的风味改良剂和制备肉类香精、高档酱油色的原料,对改善和提高人们的生活品质具有重要功能和作用。
木糖的生产工艺步骤如下:
1)粉碎:取经除尘、除杂后的玉米芯1000kg,转入万能粉碎机中,开动电机,调节变频功率为50Hz,将玉米芯粉碎至2cm,备用;
2)高温水蒸煮:将粉碎后的玉米芯导入高温水蒸煮罐中,按玉米芯干物重量的1:5加入蒸发冷凝水,并开启搅拌装置,控制搅拌转速为100转/分钟,用蒸汽升温至80℃、保温3小时后送入履带式固液分离机进行固液分离,分离后的高温蒸煮液进入沉降池,其上清液用于玉米芯的罐外预处理,以节省工业水资源;分离后的高温蒸煮渣进入水解釜,进行水解操作;
3)水解:将高温蒸煮渣倒入水解釜中,按高温蒸煮渣干物重量的1:12加入经反渗透设备处理过的淡水,并加入320kg浓度为30%浓盐酸,使水解釜中混合液的盐酸浓度为0.8%,开动搅拌装置,控制搅拌转速为10转/分钟,然后通入蒸汽,升温至100℃、保温4小时后送入履带式固液分离机进行固液分离,分离后得到的木糖水解液的折光浓度为6%,透光率为36%,酸度为0.65%,然后进入水解液罐进行后续的精制处理;分离后的水解渣进入渣煤混烧生物质锅炉进行燃烧制备蒸汽,用于本发明工艺的蒸发浓缩用;上述水解过程重复1次,直到将玉米芯中的半纤维素充分转化为单个的木糖分子;
4)脱色:用泵将水解液罐中的木糖水解液打至脱色釜中,控制脱色温度为70℃、搅拌转速为200转/分钟、保温搅拌时间40分钟,利用其中的粉末活性炭将木糖水解液中的色素去除,得到透光率为70%的木糖脱色液;
5)精制:将木糖脱色液通过装有001×7型阳离子交换树脂、D301型阴离子交换树脂、001×7型阳离子交换树脂相串联的离子交换柱中,对木糖脱色液进行精制处理,使其电导率降低至50μs/cm以下,得到折光浓度为4%的木糖精制液;
6)连续膜浓缩:采用纳滤膜对木糖精制液进行浓缩,得到木糖膜浓缩液,其干物浓度为10%;
7)蒸汽蒸发浓缩:采用多效蒸汽蒸发器对木糖膜浓缩液进行再次蒸发浓缩,至干物浓度为80%,得到木糖糖膏;
8)结晶、离心、烘干:采用冷却降温结晶的方式,按1℃/h的降温速度进行降温结晶,使木糖糖膏由不饱和溶液变为饱和溶液再转化为过饱和溶液,其木糖晶粒不断长大并析出,通过三足式离心机将木糖晶体与母液分离,分别得到木糖晶体95kg和干物浓度为60%的木糖母液90kg,木糖晶体再通过蒸汽烘干装置将木糖晶体中的水分去除,得到结晶木糖成品,其水分质量百分比含量为0.35%;木糖母液作为副产品出售,用于制备焦糖色素产品的原料。
从木糖母液提取木糖技术的研究,包括步骤:
(1)木糖母液稀释至折光35%,其中木糖含量53.84%,葡萄糖含量20.16%,阿拉伯糖含量17.63%,半乳糖含量5.03%。按木糖母液体积加入0.4%活性炭脱色,脱色时间30min,脱色温度80℃。
(2)脱色后的木糖母液过板框滤网处理,压力0.2Mpa。
(3)过滤后的木糖母液进行离子交换处理,保证离子交换后的木糖母液电导≤20μs/cm,PH4-5。
(4)离交后的木糖母液进行浓缩,浓缩至折光50%。
(5)浓缩好的木糖母液过滤,过滤压力0.2Mpa。
(6)过滤好的木糖母液预热至62℃进行色谱分离,进料水料比为1:2.3,出料为富含木糖的提取液、富含阿拉伯糖的提余液A、提余液B。
(7)色谱分离后的提取液和提余液A分别进行预蒸处理,折光为52%。
(8)预蒸后的提取液和提余液A过活性炭柱脱色,透光88%。
(9)脱色后的提取液和提余液A蒸发浓缩,出料折光82%,温度70℃。
(10)浓缩好的提取液和提余液A进行降温结晶,按照1℃/h进行降温,降温至30℃停止。
(11)结晶好的木糖糖膏和阿拉伯糖糖膏进行离心,转速1000r/min,得到结晶木糖和结晶阿拉伯糖。
对于(11)中结晶木糖的纯度为98.13%,收率为47.33%。结晶阿拉伯糖的纯度为98.33%,收率为35.95%。
[1] [中国发明] CN201610300100.5 一种木糖的生产工艺
[2] [中国发明] CN202011238022.3 一种用于提取木糖的工艺