年产300吨低聚木糖工厂的设计

江 南 大 学

本科毕业论文

年产300吨低聚木糖工厂的设计

Design of a factory produced 300 t/a Xylooligosaccharides

学 生： 专 业： 指导老师：

二○○三年六月

年产300吨低聚木糖工厂的设计

目 录

第一章 绪论????????????????????????????1 第二章 全厂流程和生产工艺说明???????????????????3 第三章 全厂物料衡算????????????????????????6 3.1技术指标????????????????????????????6 3.2全厂物料衡算??????????????????????????6 3.3水电汽的耗量??????????????????????????7 第四章 全厂化工设备计算、设计及选型????????????????10 4.1原料处理工段??????????????????????????10 4.2酶制取工段??????????????????????????12 4.3寡糖制备提取工段????????????????????????25 第五章 工厂布置说明及环境说明???????????????????30 致谢???????????????????????????????32 附录一 全厂设备一览表???????????????????????33 附录二 主要参考文献????????????????????????34 附录三 开题报告??????????????????????????35 附录四 文献及翻译?????????????????????????37

年产300吨低聚木糖工厂的设计

摘 要

低聚木糖亦称木寡糖，属功能性低聚糖族，是目前发现的最好的功能性低聚糖，具有促使双歧杆菌增值，抑制病原菌，防止腹泻、便秘、增强机体免疫力，抵制肿瘤和分解致癌物等功能，与其他功能性低聚糖相比，用量少，效果好，可用于糖尿病、肥胖症、和高血压等患者食用，有利于口腔健康，不引起龋齿等特点，广泛用于食品、医药、和饲料工业。酶法制备低聚木糖的主要原料来源于农业废弃物，如玉米芯，实现了农副产品的深加工，提高农业附加值，而且保护了环境，促进了农业产业化结构调整和农村增收创收工作。

本次实验设计依据：年产量300t/a，全年生产天数300d/a,提取收率45%，木聚糖转化率45%，木寡糖提取收率65%，本设计采用酶解工艺，最终得到有效成分>80%的成品。

关键词: 玉米芯 木寡糖 低聚糖

年产300吨低聚木糖工厂的设计

Abstract

Xylooligosaccharides(sugar oligomers made up of xylose units) are useful for a variety of purposes. There are the best ones among the functional oligosacharides . Xylooligosaccharides shows a remarkable potential for practical utilization in many fields,including pharmaceuticals, feed formulations and agricultural applications, but their most important market developments correspond to food-related applications. Compared with other functional oligosaccharides, They have some peculiarity as follows: little dosage, effective, used to someone who get the disease such as diabetes, obesity, high blood pressure etc., benefited to the mouth cavity health, do not cause the tooth decayed and so on . It is extensive to used for the food, medicine and animal feed industry. This design is to uses the agriculture wastes——Corn stalk, manufacture xylooligosaccharide by chemical-enzymatic methods. It protects the environment, but also improves the farmers’ income.

The basis of this designs : the annual product is 300t, the annual production days are 300 .The rate of extraction is 45%. Xylan’s rate of conversion is 45%. Xylooligosaccharide’s rate of extraction is 65%. This design lay emphasis on the chemical-enzymatic methods, .Eventually we can gain the availability more than 80%.

key words: Xylooligosaccharide Corn stalk

146490059.doc

第一章 绪 论

1. 1木寡糖的总述

木寡糖是功能性低聚糖家族中功能较好的一种，具有广泛的工业应用。作为一种附加值高、市场前景看好的功能性食品添加剂，近年来引起了科技界和产业界的广泛的关注，是目前国内外竟相研究开发的功能性低聚糖之一[1]。一般认为，木寡糖是由木二糖至木十糖等组成的，其中以木二糖、木三糖为主要有效成分。木二糖（xylobiose）和木三糖（xyloteiose）分别由二个和三个木糖（D-xylose）以β-1，4糖苷键相连而成，两者均不能为人体消化吸收，但都是可发酵的糖类物质，皆具有双歧杆菌增殖功效。在自然界中，竹笋等天然植物中含有少量的木寡糖。另外，一部分植物半纤维素在人体大肠内也可以分解转化为木寡糖[2]。 1. 2国内外酶法制木寡糖工业概况

目前，世界上只有少数国家实现了木寡糖的工业化生产。在日本，木寡糖被认为是最有前途的功能性低聚糖之一[1]，已实现工业化生产并广泛应用，目前其产量已超过1500吨。经日本保健食品学术委员会审定，厚生省第64号许可证认定木寡糖为特定保健用食品添加剂。日本市场上销售的木寡糖产品是三得利公司酶法生产的木寡糖，有以下四种产品形式：木寡糖70（液体），2500日元/㎏；木寡糖35（粉末），3000日元/㎏；木寡糖20（粉末），1900日元/㎏；（数字表示木寡糖对总糖含量百分数），片剂（1.4gX48粒，木寡糖含量25%），每盒单价1580日元[14]，且已经应用于饮料和调味醋等产品。此外，三得利公司还有一种胶囊型产品名为OLIGO+C，即由木寡糖与维生素C复配而成的保健品。其他关于木寡糖的研究仍以日本为多。如野口等人用纸浆漂白用的芽孢杆菌木聚糖酶来制备木寡糖，又如荒木等用产碱杆菌（Alcaligenes）生产的β-1，3-木聚糖酶。其他国家的研究较少，法国Patrice Pellerin等用梭状芽孢杆菌（Clostridium）的木聚糖酶从玉米芯制备木寡糖[3]，最近在网上查到欧共体的一篇具体资助项目的木寡糖的研究发展计划（1998~2001），建议从农林业的废气物，如玉米芯、麸皮、啤酒糟、桉树中提取木聚糖，再用物理、化学或生物技术方法制备木寡糖和木糖醇，并开展应用于药物和食品工业的研究，特别提出了要进行木寡糖的纯化，结构特征及其作为抗炎药或抗肿瘤剂生物活性量化的研究。

我国木寡糖的生产总体还处于研制阶段，目前仅有小规模生产线进行少量产品的生产，但生产技术基本趋于成熟。1997年蔡静平[4]等报道了真菌分解玉米芯生产木寡糖的研究。1999~2000年吴克[5]，洪枫[6]，袁其朋[7]，杨瑞金[8]等陆续报道了他们制备木寡糖的研究结果。 1. 3制备木寡糖几种方法的比较

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