专利名称：木糖生产工艺的制作方法木糖主要以富含多缩戊糖的玉米芯、甘蔗渣等农业废弃物为原料，先后经水解、中和、脱色、离子交换、浓缩、结晶工序制得。目前，现有的木糖生产工艺中的浓缩工序是采用多效蒸发器进行高温浓缩，由于木糖是一种含有醛基的五碳糖，容易发生美拉德反应，形成色素物质，使后续的产品提取困难，产品品质难以保证；另外，由于煤炭价格的增长，蒸汽的价格也一路飙升，多效蒸发器蒸发I吨水的蒸汽耗用量都在O. 25吨以上，每生产I吨木糖需要除水47. 5吨，若用多效蒸发器至少需要11. 875吨蒸汽，这样造成了木糖生产成本居高不下。膜浓缩工艺，就是在高压下使物料经过膜后，将作为溶剂的水和作为溶质的物料实现物理分离，膜浓缩工艺的温度一般都比较低，所以对物料尤其是酶等生物活性物质的浓缩十分有利。中国专利CN1186498介绍了一种“蛋白质溶液的铝/铁处理和膜浓缩方法”、中国专利CN200910015165. 5提到一种“膜浓缩结合气流干燥法提取微生物多糖絮凝剂的方法”，其中都提到用超滤膜(UF)技术对絮凝的蛋白、微生物多糖进行浓缩的技术，但是蛋白和微生物多糖的分子量一般都比较大，膜浓缩的难度较小，但是木糖是一种五碳单糖，分子量小，用超滤等孔径较大的膜会发生漏糖情况；中国专利CN200310107556. 2提到一种“反渗透膜浓缩氯化铵废液的方法”，氯化铵是一种无机盐，这样就类似于用反渗透膜将海水或地下水中的盐类除掉，降低电导率，由于无机盐对膜的污染小，有利于保证膜的寿命，但是木糖是一种有机糖，若采用循环膜浓缩工艺，很容易造成膜污染及损坏，不但起不到降低成本的作用，还会影响生产。
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种木糖生产工艺，以解决目前木糖浓缩工序采用多效蒸发器进行浓缩存在的弊端，克服木糖在膜浓缩工艺中漏糖、膜易污染、通量易衰减的问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是采用膜浓缩技术，对木糖生产工艺中的一次离子交换液进行处理，其中膜系统的膜芯采用物料反渗透膜或纳滤膜，防止漏糖；料液经膜系统浓缩后不循环浓缩，其具体的生产工艺方法如下(O水解将硫酸加入到清洗干净的玉米芯中进行水解，调节其中的无机酸浓度为O.5-3. 0%，硫酸溶液用量与玉米芯的质量比为1:5-1:12，水解温度控制在90-140°C，经过 60-180分钟的水解得到水解液；(2)中和在80°C下，在40-60分钟内，边搅拌边将一定量的轻质碳酸钙加入到步骤(I) 得到的水解液中进行中和，将水解液pH值中和至2. 0-3. 3，然后在80°C下保温40-80分钟， 然后过滤得到中和液；(3)一次脱色向步骤(2)制得的中和液中加入粉末活性炭，粉末活性炭加入量为中和液干物质质量的5%-15%，在75°C下，保温脱色40-60分钟，过滤得到脱色液，脱色液透光率彡 75% ；(4)一次离子交换步骤(3)得到的脱色液通过离子交换树脂进行脱色、脱盐处理得到糖液，糖液的Brix值为3%-8%，得到离子交换液；(5)膜浓缩将步骤(4)得到的离子交换液经聚丙烯滤芯液体过滤器过滤后，进入膜分离系统，经过二级浓缩之后，料液不循环浓缩而是直接分为浓缩液和透析液，膜系统的浓缩液和透析液的体积流量比为1:2-1: 5，膜前压力< 4Mpa，透析液和浓缩液的Brix值分别为 0%、9%-15%，透析液作为工艺水回步骤(I)水解工序中使用；
(6)多效浓缩将步骤(5)得到的膜浓缩液经多效蒸发器浓缩至Brix值为16%-22%的糖液；
(7)二次脱色向步骤(6)得到的多效浓缩后的糖液中加入活性炭，活性炭加入量为糖液干物质质量的1%_5%，在75°C下，保温搅拌40分钟，然后过滤得到脱色液；
(8)二次离子交换将步骤(7)得到的脱色液经离子交换树脂进行离子交换，得到离子交换后的糖液的Brix为15%-21%，透光度为100% ；
(9)真空浓缩将步骤(8)得到的离子交换液，经真空浓缩得到Brix为80%-86%的真空浓缩糖液，真空度为9. 7 X 104Pa ；
(10)结晶离心将步骤(9)得到的真空浓缩糖液转至结晶槽，在70-80°C保温I小时， 然后以1°C /h的速度降温结晶，降至30°C进行离心分离，得到晶体木糖和木糖母液；
(11)干燥、筛分和包装将晶体木糖干燥、筛分、包装后，入库保存。本发明的积极效果在于
1、在木糖生产工艺的浓缩工序中采用膜浓缩工艺代替多效蒸发器浓缩，降低了能量消耗，大大降低了生产成本，同时膜系统分离出来的水电导率为250 μ s/cm左右,可以作为工艺水重新回收利用，节能降耗，实现了木糖的绿色生产；
2、膜浓缩过程中，进入系统的物料采用恒定的进料工艺，即料液经膜进行二级浓缩之后，不再循环浓缩而是直接分为浓缩液和透析水从系统中移走，使膜表面的物料浓度总是处于恒定的状态，保证了膜运行物料环境的稳定性，这样延长了膜的使用寿命。3、膜分离系统采用的是物料反渗透膜或纳滤膜，解决了因木糖分子量小而漏糖的问题。
具体实施例下面结合具体实施例对本发明进一步说明。例I
Cl)水解取清洗干净的玉米芯800kg，将硫酸加入到玉米芯中进行水解，调节其中的无机酸浓度为O. 9%，硫酸溶液用量与玉米芯的质量比为1:7，水解温度控制在110°C，经过 120分钟的水解得到水解液；
(2)中和在80°C下，40分钟内，边搅拌边将一定量的轻质碳酸钙加入到步骤(I)得到的水解液中进行中和，将水解液pH值中和至2. 2，然后在80°C下保温50分钟,然后过滤得到中和液；(3)一次脱色向步骤(2)制得的中和液中加入粉末活性炭，粉末活性炭加入量为中和液干物质质量的7%，在75°C下，保温脱色40分钟，过滤得到脱色液，脱色液透光率81% ；
(4)一次离子交换使用D301型大孔阴离子交换树脂和001X7型阳离子交换树脂对步骤(3)得到的脱色液进行脱色、脱盐处理得到糖液，糖液的Brix值为3. 8%，得到离子交换液；
(5)膜浓缩将步骤(4)得到的离子交换液经聚丙烯滤芯液体过滤器过滤后，进入膜分离系统，经过二级浓缩之后，料液不循环浓缩而是直接分为浓缩液和透析液，通过调节浓缩液阀门控制膜系统的浓缩液和透析液的体积流量比为1:3，调节供压泵变频器控制膜前压力在3. 4Mpa，透析液和浓缩液的Brix值分别为0%、11%，透析液作为工艺水回步骤(I)水解工序中使用；
(6)多效浓缩将步骤(5)得到的膜浓缩液经多效蒸发器浓缩至Brix值为17%的糖液;
(7)二次脱色向步骤(6)得到的多效浓缩后的糖液中加入活性炭，活性炭加入量为糖液干物质质量的1%，在75°C下，保温搅拌40分钟，然后过滤得到脱色液；
(8)二次离子交换使用D301型大孔阴离子交换树脂和001X7型阳离子交换树脂对对步骤(7)得到的脱色液进行离子交换，得到离子交换后的糖液的Brix为15%，透光度为 100% ；
(9)真空浓缩将步骤(8)得到的离子交换液，经真空浓缩得到Brix为81%的真空浓缩糖液，真空度为9. 7X104Pa；
(10)结晶离心将步骤(9)得到的真空浓缩糖液转至结晶槽，在75°C保温I小时，然后以1°C /h的速度降温结晶，降至30°C进行离心分离，得到晶体木糖和木糖母液；
(11)干燥、筛分和包装将晶体木糖干燥、筛分、包装，经金属检测及质检合格后，入库保存。金属检测及质检结果如下金属检测合格，纯度为99. 6%，透光率为98. 4%，水分含量为O. 22%，灼烧残渣为O. 02%,比旋光度为19. 3，PH值为6. 4，氯化物含量为O. 002%，硫酸盐含量为O. 002%。例2
(1)水解取清洗干净的玉米芯1030kg，将硫酸加入到玉米芯中进行水解，调节其中的无机酸浓度为1.2%，硫酸溶液用量与玉米芯的质量比为1:12，水解温度控制在90°C，经过 180分钟的水解得到水解液；
(2)中和在80°C下，45分钟内，边搅拌边将一定量的轻质碳酸钙加入到步骤(I)得到的水解液中进行中和，将水解液PH值中和至2，然后在80°C下保温45分钟，然后过滤得到中和液；
(3 一次脱色向步骤(2)制得的中和液中加入粉末活性炭，粉末活性炭加入量为中和液干物质质量的5%，在75°C下，保温脱色45分钟，过滤得到脱色液，脱色液透光率78% ；
(4)一次离子交换使用D301型大孔阴离子交换树脂和001X7型阳离子交换树脂对步骤(3)得到的脱色液进行脱色、脱盐处理得到糖液，糖液的Brix值为4. 5%，得到离子交换液；
(5)膜浓缩将步骤(4)得到的离子交换液经聚丙烯滤芯液体过滤器过滤后，进入膜分离系统，经过二级浓缩之后，料液不循环浓缩而是直接分为浓缩液和透析液，通过调节浓缩液阀门控制膜系统的浓缩液和透析液的体积流量比为1:3. 5，调节供压泵变频器控制膜前压力在3. 6Mpa，透析液和浓缩液的Brix值分别为0%、12. 3%，透析液作为工艺水回步骤(I) 水解工序中使用；
(6)多效浓缩将步骤(5)得到的膜浓缩液经多效蒸发器浓缩至Brix值为18%的糖液；
(7)二次脱色向步骤(6)得到的多效浓缩后的糖液中加入活性炭，活性炭加入量为糖液干物质质量的2%，在75°C下，保温搅拌40分钟，然后过滤得到脱色液；
(8)二次离子交换使用D301型大孔阴离子交换树脂和001X7型阳离子交换树脂对对步骤(7)得到的脱色液进行离子交换，得到离子交换后的糖液的Brix为17%，透光度为 100% ；
(9)真空浓缩将步骤(8)得到的离子交换液，经真空浓缩得到Brix为82%的真空浓缩糖液，真空度为9. 7X104Pa；
(10)结晶离心将步骤(9)得到的真空浓缩糖液转至结晶槽，在78°C保温I小时，然后以1°C /h的速度降温结晶，降至30°C进行离心分离，得到晶体木糖和木糖母液；
(11)干燥、筛分和包装将晶体木糖干燥、筛分、包装，经金属检测及质检合格后，入库保存。金属检测及质检结果如下金属检测合格，纯度为99. 3%，透光率为98. 2%，水分含量为O. 28%，灼烧残渣为O. 02%,比旋光度为18. 9，pH值为6. 5，氯化物含量为O. 002%，硫酸盐含量为O. 002%。例3
(1)水解取清洗干净的玉米芯1206kg，将硫酸加入到玉米芯中进行水解，调节其中的无机酸浓度为I. 1%，硫酸溶液用量与玉米芯的质量比为1:10，水解温度控制在125°C，经过 60分钟的水解得到水解液；
(2)中和在80°C下，55分钟内，边搅拌边将一定量的轻质碳酸钙加入到步骤(I)得到的水解液中进行中和，将水解液PH值中和至2. 6，然后在80°C下保温60分钟，然后过滤得到中和液；
(3)一次脱色向步骤(2)制得的中和液中加入粉末活性炭，粉末活性炭加入量为中和液干物质质量的5%，在75°C下，保温脱色60分钟，过滤得到脱色液，脱色液透光率79% ；
(4)一次离子交换使用D301型大孔阴离子交换树脂和001X7型阳离子交换树脂对步骤(3)得到的脱色液进行脱色、脱盐处理得到糖液，糖液的Brix值为4. 8%，得到离子交换液；
(5)膜浓缩将步骤(4)得到的离子交换液经聚丙烯滤芯液体过滤器过滤后，进入膜分离系统，经过二级浓缩之后，料液不循环浓缩而是直接分为浓缩液和透析液，通过调节浓缩液阀门控制膜系统的浓缩液和透析液的体积流量比为1:3，调节供压泵变频器控制膜前压力在3. 2Mpa，透析液和浓缩液的Brix值分别为0%、13. 6%，透析液作为工艺水回步骤(I)水解工序中使用；
(6)多效浓缩将步骤(5)得到的膜浓缩液经多效蒸发器浓缩至Brix值为19%的糖液;
(7)二次脱色向步骤(6)得到的多效浓缩后的糖液中加入活性炭，活性炭加入量为糖液干物质质量的I. 5%，在75°C下，保温搅拌40分钟，然后过滤得到脱色液；
(8)二次离子交换使用D301型大孔阴离子交换树脂和001X7型阳离子交换树脂对对步骤(7)得到的脱色液进行离子交换，得到离子交换后的糖液的Brix为18%，透光度为 100% ；
(9)真空浓缩将步骤(8)得到的离子交换液，经真空浓缩得到Brix为84%的真空浓缩糖液，真空度为9. 7X104Pa；
(10)结晶离心将步骤(9)得到的真空浓缩糖液转至结晶槽，在75°C保温I小时，然后以1°C /h的速度降温结晶，降至30°C进行离心分离，得到晶体木糖和木糖母液；
(11)干燥、筛分和包装将晶体木糖干燥、筛分、包装，经金属检测及质检合格后，入库保存。金属检测及质检结果如下金属检测合格，纯度为99. 2%，透光率为98. 6%，水分含量为O. 25%，灼烧残渣为O. 03%,比旋光度为18. 5，pH值为6. 3，氯化物含量为O. 002%，硫酸盐含量为O. 002%。


一种木糖生产工艺，属于功能糖生产技术领域，该工艺采用膜浓缩技术，对木糖生产工艺中的一次离子交换液进行处理，其中膜系统的膜芯采用物料反渗透膜或纳滤膜，防止漏糖；料液经膜系统浓缩后不循环浓缩，该工艺包括水解、中和、一次脱色、一次离子交换、膜浓缩、多效浓缩、二次脱色、二次离子交换、真空浓缩、结晶离心和干燥、筛分和包装工序，得到合格的木糖产品。本发明工艺节能降耗，大大降低了了木糖生产成本，实现了木糖的绿色生产；同时解决了木糖在膜浓缩工艺中漏糖、膜易污染、通量易衰减的问题。