蔗渣开发木糖醇技术研发进展

高正卿,张跃彬

（1.云南省轻工研究所，昆明650043；2.云南省农业科学院甘蔗研究所，开远661600)

蔗渣开发木糖醇技术研发进展

高正卿1,张跃彬2

（1.云南省轻工研究所，昆明650043；2.云南省农业科学院甘蔗研究所，开远661600)

摘要:阐述了国外木糖醇开发的进展以及国内木糖醇生产开发的情况，探讨了利用蔗渣开发木糖（醇）的发展前景和需要解决的主要问题。

木糖醇（英文名Xylito)，又名戊五醇，它的分子式为C5H12O5，是一种五碳糖醇，是木糖代谢的正常中间产物，外形为结晶性白色粉末，广泛存在于果品、蔬菜、谷类、蘑菇之类食物和木材、稻草、玉米芯等植物中。

木糖醇在医药、减肥、食糖代用品，造纸工业、化学工业、塑料工业、油漆涂料工业、表面活性剂工业、皮革工业、蓄电池工业等行业有广泛的应用。据分析，今后3年国际市场木糖醇总需求量将达10万t以上，目前各国木糖醇总产量仅为6万t，市场缺口高达40%，因此发展木糖醇工业的前景广阔。我国多年来木糖醇产量的80%～90%均出口国外，大量用于食糖替代品，制取无糖糖果。国内木糖和木糖醇市场正悄然起动，我国近年市场上也出现了少量无糖口香糖和无糖月饼等食品。2004年其国内用量已达3000t，预计我国将从目前的世界木糖醇生产和出口大国逐渐变成木糖醇生产和消费大国。

1　木糖醇的开发

早在1931年,费歇尔和贝伦特借助于纳汞齐还原木糖获得了木糖醇，但得到的是浆状物,未获结晶。1942年华夫罗用木糖高压催化氢化,才得到结晶木糖醇。完成工业化生产的，是20世纪50年代由前苏联在中亚细亚的费尔干建成了世界上第一个木糖生产企业，1950年试生产共29t,至20世纪60年代形成年产1200t规模。该厂以棉子壳为原料，用水解氢化方法获得木糖醇，产品形成呈浆状，主要应用于工业代替甘油。在50年代末又建设了克拉斯诺达尔水解联合企业，生产糠醛、酵母、酒精和木糖醇、木质素压缩燃烧，原料为玉米芯（含五碳糖最高达38%～40%)、向日葵壳、单宁提取渣。木糖醇以玉米芯为原料，制取木糖醇后的残渣，进一步高压水解，所得水解液生产酒精。生产木糖醇的主要工序：五碳糖水解制取浓缩木糖浆，经脱色交换后，进行氢化，氢化液净化浓缩后，用于生产军民两用脱水木糖醇，可代替甘油，用作炸药原料，木糖醇设计能力3000t/年。1960年，全苏联生产木糖醇2200t。20世纪60年代，继续在钦根及扬其尤拉，新建两处木糖醇厂，设计能力各为3000t/年。计划1965年产木糖醇14500t。

由于20世纪60年代，科学家发现了木糖醇对糖尿病患者有医疗作用，木糖醇作为一种食品添加剂，先后又在日本、芬兰、意大利等国家投入生产。

2　中国木糖醇的发展

我国在20世纪50年代，由于油脂按计划配额，石油限量供应，因而工业用油脂不足，导致甘油供不应求，轻工业部决定学习苏联经验，开展从农业植物废料提取代甘油—木糖醇的研究。1965～1967年由国家科委投资110万元，在吉林第一化工厂，完成了玉米芯进厂到结晶木糖醇产品的中间试验，在此基础上，建成了我国第一个木糖醇生产企业。1971～1975年，轻工业部食品发酵研究所，完成了节约树脂的工艺改革，并于1975年建成了年产300t结晶木糖醇的生产车间。20世纪80年代，我国木糖醇开发技术水平提高，规模扩大，一批木糖醇新厂建成，主要有保定宝硕、禹城福田、开化华康、汤阴历豫鑫等，木糖醇年生产能力全国已超2万t，木糖年生产能力也超过3万t。

3　利用蔗渣开发木糖（醇）的探讨

3.1蔗渣开发木糖醇的优势

从木糖醇生产技术来看，生产木糖的原料主要有两种：北方用玉米芯、南方用蔗渣，受技术、经济的制约，主要以玉米芯为主。但是，近年来，由于生产木糖的玉米芯供应日趋紧缺，国内已有转向使用其它原料生产开发木糖的趋势。蔗渣是制糖的主要副产物，量大且集中，经比较，蔗渣生产木糖醇的质量要好于玉米芯生产的木糖醇，据估计，用蔗渣生产1t木糖的成本在1.5万元左右，而木糖的售价在正常情况每吨在2万元以上，且市场需求旺盛，因此目前国内木糖（醇)的生产有向蔗渣方面发展的趋势。

3.2国内蔗渣开发木糖醇进展

我国利用蔗渣开发木糖醇起步较早，1969～1975年，轻工业部食品发酵工业科学研究所和漳州糖厂合作开展甘蔗渣人造纤维浆粕酸预处理废液提取木糖的工业试验，1975～1976年，轻工业部环保所和广东南海糖厂、福建漳州糖厂、保定化工厂合作进行了甘蔗渣酸水解制人造纤维浆粕抽丝和水解液制木糖醇的工业试验，1978年该项目还获得了国家科学大会奖，在此基础上，1979年由漳州糖厂李明杰同志带领的试验设计小组负责设计、设备制造、安装直至投产，建成了国内第一个年产量500t结晶木糖车间，并获得木糖和木糖醇行业第一个国家发明专利证书。2002年以来，云南省轻工研究所通过分析木糖生产工艺，对影响木糖生产成本的关键技术进行研究，采用强制循环水解的工艺，合理安排各工序，克服传统工艺的缺点，达到了充分利用资源、节能降耗的目标。2007年7月，云南永德糖业集团委托云南省轻工业科学研究所进行2000t木糖生产线的设计，于2008年底正式投产。

3.3蔗渣开发木糖醇还须解决的技术问题

3.3.1水解的关键环节技术水解是木糖生产的关键环节，提高水解效率是降低产品成本的关键。木糖生产的强制循环水解工艺主要研究开发内容：研究耐酸腐蚀、耐高温的外循环间接加热及强制循环系统，能够实现渣水分离、控制稳定、热量均衡的强制循环水解系统，降低料液比、提高木糖浓度的强制循环水解工艺参数等。3.3.2非晶态合金催化加氢技术木糖通过非晶态合金催化加氢技术生产木糖醇需要重点解决新型还原催化剂的选择研究问题，低温还原催化工艺配套设备及工艺参数进行选择和研究，控制催化剂流失及残留等。

参考文献：

［1]李梅.木糖醇的生产工艺进展［J].石油化工应用，2007（6)：8-11.

［2]孙昆山，夏黎明.玉米芯水解液发酵生产木糖醇的研究［J].木产化学与工业，2002（2)：26-30.

［3]王关斌，赵光辉.木糖醇的生产与发展趋势［J].浙江化工，2005，36（2)：25-26.

中图分类号:S566.1

文献标识码:B

收稿日期：2008-05-11

基金项目：云南省科技强省攻关课题研发内容（2008～2010)

作者简介：高正卿（1966-)，男，云南省轻工研究所所长，高级工程师。

通信作者：张跃彬，研究员，云南省建水县人，主要从事甘蔗综合技术研究开发

文章编号：1007-2624（2009)03-0063-02

Developm ental Progress of Xylitol Production by Canesugar Bagasse

GAO Zheng-qing1,ZHANG Yue-bin2
(1.Yunnan Light Industry Research Institute,Yunnan Kunming 650043,China; 2.Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kaiyuan 661600,China)

Abstract:The developmental progress of xylitol production was introduced in this paper.The prospectandmain technical problem of production xylose/xylitol for bagasse use were discussed.

Key words:Bagasse;Xylose/xylitol;Progess