專利名稱：非木質性生物堆積物的去木質素的制作方法
技術領域：
本發明涉及通過擠壓技術破壞復合生物堆積物材料以使非木質性生物堆積物去木質素的方法和裝置。具體地說，本發明涉及利用過氧化氫和堿，通過擠壓技術使非木質性農業生物堆積物廢物去木質素。本發明特別涉及用于食品的特定化學物質和食用纖維的生成。本發明還涉及制備反芻動物之有用飼料的方法和裝置。
不能過分強調用于人和非人系統之食物纖維的重要性。食物纖維在健康和抗病能力、生理代謝、和在預防醫學方面起很大作用。為了使該系統從食用纖維獲得收益，在開發含纖維食物中已作了很大的努力。
另外，有許多材料可用作反芻動物的有效碳水化合物和能量來源。然而，為了更好地利用這些優點，必須將殘留物中的木質纖維素類材料轉化成可被動物代謝的材料。具體地說，須將這些農業殘留物的多糖部分轉化成了單糖。
為了實現這一目的，重要的是破壞殘留物中的木質素以釋放出植物細胞壁內的有用多糖。
原來，去木質素方法是使用硫酸和氯作為主要試劑。然而，由于環境控制方面的問題，現在硫酸已被氫氧化鈉和氧所取代。
作為木質纖維的例子，Papageorges等人在美國專利4,459,174號公開了去木質素的方法和漂白化學和半化學纖維素紙漿的方法，其中紙漿受到氧的處理，然后再經受過氧化物處理。用過氧化物處理的流出物至少有一部分再循環以經受氧的處理。
Annergren等人的美國專利4,451,332號涉及含纖維素材料之木質纖維素去木質素的方法，包括使含氧氣體與纖維素纖維材料混合，以使氣體霧化并形成氣體和纖維素纖維材料的泡沫。該方法提供了一種漂白、去木質素的纖維素纖維，而沒有漂白從材料中提取出來的木質素物質。
Phillips等人的美國專利4,372,812號涉及一種木質纖維素紙漿的無氯漂白方法。該方法特征在于包括一系列過氧化物漂白步驟，以及至少一個臭氧漂白步驟。
Akerlund等人的美國專利4,311,553號涉及一種用含有螯合劑的硅酸鹽水溶液浸漬木質纖維素纖維材料以生產過氧化物漂白之紙漿的方法。包括用飽和蒸汽預加熱纖維材料，并在100-170℃的飽和蒸汽環境下，在兩個研磨盤間磨漿。
Ranzen等人的美國專利4,298,425號涉及從含木質纖維材料(如木屑等)生產改良成紙特性之纖維紙漿的方法和裝置。
Berger的美國專利4,214,947號涉及木屑形成的纖維素材料的處理方法，不經機械研磨就能至少部分地除去木質素。該材料與試劑如蒸汽或化學試劑接觸，并交替增加和降低壓力。
Ahrel的美國專利4,187,141號涉及從木屑產生改善了光亮度和光散射性質之機械紙漿的方法，其中木屑是在一對盤之間研磨的。將木屑浸入堿溶液中并引入與研磨帶相聯通的壓力容器中。
Lindahl的美國專利4,444,141號涉及向紙漿中加入堿，連同足夠的氧化漂白劑，以使纖維素紙漿脫膠脂并改善白度的方法和裝置。
雖然上述方法主要是涉及木質類材料的去木質素作用，但本領域中已知的其他一些方法則公開了適于產生人和動物食物之非木質性生物堆積物的去木質素方法。例如，Bender的美國專利4,136,207號公開了使用反應器和酸水解手段使非木質性底物去木質素和分級分離的方法。該方法的第一步是pH1.5下加熱加壓，保留時間6-13分鐘。從殘留物中提取半纖維素，并水解殘留物以進一步發酵產生乙醇、丁醇、乙酸、糠醛和木糖醇。然后用堿溶液處理纖維素和木質素并分離之，以分別單獨使用之。
Gould美國專利4,649,113號公開了使農業殘余物去木質素，以通過分離這些成分產生家畜飼料，化學飼料或食物纖維。在控制pH大約11.2至11.8條件下，用過氧化氫處理農作物殘留物及其他非木質性木質纖維素植物底物。底物被部分地去木質素。該方法并不使用反應器或機械剪切及壓縮裝置，但利用pH范圍大約11.2至11.8及過氧化氫液體。在大約4至6小時內打碎細胞壁。產物可用作動物飼料。如果期望得到食物纖維產品，也可能從細胞壁中分離出液體。
雖然已有這些可用的使木質性和非木質性纖維素材料去木質素的方法及裝置，但這些方法均有其固有的缺陷。例如，使用Gould的專利中公開的方法，在溫度大約50-12的儲存罐內，使用相當大量的大約pH11.5的過氧化氫水溶液方可達到生物堆積物或非木質性纖維素材料的最大去木質素作用。使用這種方法，為使纖維去木質素必須使用大量的化學物質。
本發明的一個目的是提供一種去木質素方法，從而得以有效地利用非木質性農業殘余物。
本發明的另一個目的是提供一種使廢物或低價值農業生物堆積物或工業廢物去木質素，以產生較高價值食物、溶劑或聚合物的方法。
本發明的另一個目的是建立一種可產生多種醇類或聚合物如甲醇、丁醇、丁二醇、2-3-L丙三醇、乙酸、糠醛、木糖醇或單細胞蛋白的方法。
本發明的再一個目的是為谷物及種子加工廠提供適用于它們的加工系統的非木質性農業殘留廢物如谷殼或其他廢棄部分的新的應用途徑。
本發明的再一個目的是產生可在食品級食物纖維中有至少80％纖維素的并得到FDA批準的無毒性材料。
本發明的這些及其他目的是公開了連續處理非木質性木質纖維素底物的方法，該方法是使底物在pH在10.5和12.5之間的含強堿水溶液的反應介質中反應。然后向底物中加入足可螯合底物內金屬離子的有效量的螯合劑，然后將底物連續送入溫度約150至315且壓力約250至450pis的氧氣氛的加壓反應器中。反應器在過氧化氫中發生作用，其中過氧化氫以基于每噸干底物約20至40磅的過氧化氫加到擠壓機中。
該方法為混合、研碎和消毒非木質性農業底物提供了一個機械擠壓系統，同時使它們在熱、壓力及過氧化氫存在下與氫氧化鈉，氫氧化鉀或其他緩沖劑混合。擠壓反應之后，底物可通入冷卻滾筒裝袋或裝車，或通入酶或發酵罐中生產乙醇、乙酸或發酵成2，3-丁二醇或丙三醇、或者底物可被進一步產生高質量食用纖維。
該方法可使谷物，蔬菜和水果或這些植物某部分的混合物一起被加工，并可分別得到適當比例的不可消化的或可溶的食物纖維。
雖然并不希望限制于一種解釋，但據信本發明的方法可破壞構成植物細胞壁基本部分的木質素和纖維素，后者可使氧排出。這種情況是由于氫和氧之間的鍵合。水和氧以蒸汽的形式留下。隨著壓力釋放和因水水解半纖維素或其他多糖，氫被氧化并被排除，而且木質素按預期比例被加工成有不同用途的纖維。可用較少過氧化氫和相應較少的堿緩沖劑如氫氧化鈉或氫氧化鉀處理生物堆積物，使pH大約保持在11.5，而無須處理廢液流。
可使用擠壓機，通過在特定點向筒內注入化學物質，以產生一種底物，然后被水解和/或漂白，并分離成適于面包業和食品加工工業明確要求的所需比例，從而由許多非木質性生物堆積物源中的任何一種產生食物纖維。
使用耐腐蝕的擠壓機，可以用比以前發明少的化學物質與底物磨碎并混合。例如，本發明的方法優于Gould的4,649,113號專利中所述方法，該專利方法中每噸干生物堆積物的過氧化氫用量為200磅，而本發明方法在產生更好去木質素效果的情況下可使化學物質成本節省10倍，即只需20至40磅過氧化氫以及相應較少量的氫氧化鈉或其他緩沖劑。該方法可望發酵或消化85-90％的糖、熱量、木糖或葡萄糖。
該方法不利用形成酸的令人生厭的毒素，并且在不到2分鐘內在大約280F的溫度以及高達400磅的壓力下利用化學物質的自然組合。所得到的底物不合阻止酶或酵母發酵纖維素及半纖維素產生反芻動物飼料能源或產生用作生產乙醇、乙酸或丁二醇等化學物質所需之化學原料的抑制劑。
另外，在本發明的條件下處理底物可就地增加幾乎占干重90％之材料的正常可消化性。
再者，本發明的連續加工方法與分批加工方法相比可增加產品回收率，因為后者須間斷地停下來回收各批產物。
再者，本發明的方法不需要比在擠壓機前端預混合時間更花時間地預浸泡原料。擠壓機中的溫度范圍也可有效地殺死所有細菌如沙門氏菌，而達到消毒生物堆積物底物的目的。
本發明的方法有幾方面的應用。首先，作為食品加工廠，本發明可有效地將通常被丟棄的產物如蔬菜、谷物和水果的殼、皮和果漿加工成動物飼料、食用纖維、吸附劑材料或適用于新工業如組合工業的化學原料。
特別重要的是，本發明的方法可有效地從谷物殼或蔬菜材料產生只有很淺顏色的食用纖維，從而可改變可溶性部分與不溶性部分的比例。本發明的方法可產高比例的無毒、非木質性的、近于白色、松軟形式的食用纖維，所得纖維素材料可被研磨成120目的顆粒，其具有高度水溶性且吃起來沒有沙粒感。研磨這種纖維可用現有加工技術中加工同樣底物所需的三分之一馬力來完成(因除去了木質素)。另外，只有很少部分粘在裝置上。
已發現用本發明方法產生的食用纖維每百克只含有24卡熱量，并可用作某些食物成分如馬鈴薯泥、糕點、面包圈、餅干、薄烤餅、面包、肉糕、皮雜餅及勾芡痧痧等有效代用品或基質。例如，用本發明方法生產的食用纖維可代替白面包中多達33％的面粉和餅干及糕點中達40％的面粉。
另外，以本發明方法可生產出強吸附性的淺白色纖維，適用于生產食品、添加劑及醫藥。
再者，本發明生產的纖維具有松軟、輕、吸水性強等優點，適于吸收體液例如制作嬰兒尿布、衛生巾、襯里及軟墊。
本發明的方法還用于生產溫室或蘑茹床材料的預加工混合肥料，以加速各種室溫培養物的生長，并可使菌絲體在已殺死了所有線蟲或細菌的無菌環境中迅速生長。混合肥料可在冷卻后裝袋。
此外，本發明的方法可用作一種水果或疏菜工業中的便攜的廢物加工系統，在許多農業操作中降低其一次性成本，并使有價值的廢物轉變成可被某些菌株發酵的新的能源，以生產食用纖維產品、乙酸和乙醇等化學物質、家畜飼料及混合肥料等。
圖1是本發明的工藝流程圖，其中1為螺條摻合機；2為擠壓機和混合器；3為帶攪拌器的罐；4A和4B為分離器；5為水化脫水器；6為旋轉蒸煮器；7為帶攪拌器的罐；8為分離器；9為水化脫水器；10為干燥器；11為打包機或包裝管線；12為粉碎機；13為蒸煮轉筒；14為制粒系統或羊用小丸；15為帶泵的化學品儲存罐。
結合附圖所作的下列詳細描述，將會更清楚地了解本發明的進一步的目的、特征和優點。
本發明的方法涉及以方便且有效的方式連續處理生物堆積物，以產生食用纖維及其他有用產品的方法，使用加壓的擠壓機，可使非木質性生物堆積物底物以快速和有效的方式轉化成所需產品，同時大大降低為使生物堆積物產品去木質素所必須之化學物質的用量。本說明中使用的術語“非木質性”是指木質素含量不超過約20％的有機植物材料。
就非木質性木質纖維素底物或生物堆積物是指本發明可處理的非木質性材料包括樹木果實如蘋果、杏、櫻桃、桃、梨及李子；柑桔類水果如檸檬、萊母酸橙、桔子及柚；以及灌木漿果類如黑漿果、樹莓、草莓及紫黑漿果等的任何非木質性材料。另外，還可處理谷物如大麥、玉米、燕麥、稻米、裸麥和小麥，以及加工這些材料后留下的廢棄材料。換句話說，玉米稈、麥稈、牧草、谷物殼及麥等農業廢棄物均屬于本發明可利用的底物。
最好將生物堆積物底物切碎，使其長度不超過半英寸，并送入預水解罐內以軟化并增溶生物堆積物。預水解罐內含有包括強堿的反應介質，用以在pH為10.5-12.5之間，溫度在130至160F的條件下使生物堆積物軟化。
反應介質中的堿較好是氫氧化鈉或氫氧化鉀。在某些情況下，特別是在生產食品級產品的情況下最好能降低鈉的水平。可使用氫氧化鉀代替氫氧化鈉以降低鈉水平。可通過在繼后階段水解預水解罐的反應介質，然后使一部分含有氫氧化鉀的流出物再循環到預水解罐內，從而進一步降低氫氧化鉀的水平。這一再循環過程可以進行7至10次，直到緩沖液失效為止。最好使生物堆積物底物在預水解罐內在大約130至160F下至少保留20分鐘，已表明這一時間對于產生用于下一步驟的足夠軟化并增溶的生物堆積物是有效的。必要時，可將反應介質的溫度降至室溫；但反應時間將相應地增加。
混合器的作用是使底物加濕達到一個預期的濕度，一般為30％至50％；并加入足夠量最好2.5％至4％(V/V)的螯合劑如硅酸鈉，其可有效地螯合溶液中的金屬離子，并將裝置或代用物中的各種金屬包圍住。
為了防止不需要的不溶性沉積物如金屬或金屬離子的沉淀，有必要加入硅酸鈉或其他螯合劑。這些不溶性沉積物可在本發明裝置之下游的任何部分形成沉淀，然后可用過氧化物進行漂白處理并獲得令人滿意的結果。向底物中加入合劑也可束縛底物和水中的金屬離子，防止了由于與金屬接觸受到過氧化氫的不必要氧化。這樣反過來又可減少過氧化氫的不完全氧化，使過氧化氫用量至少減少10-20％，并有助于對底物的漂白，而漂白對于生產食用纖維或吸附產品的近白色纖維素是很重要的。另外，螯合劑包被下游擠壓機桶中的刀具或盤可防止產生粘著在表面上。
來自管線的底物一般在大約300至400psi的壓力和190至280F的溫度下通過混合器處理大約2至5分鐘。必要時，可從緩沖溶液儲存罐經輸送管線加入氫氧化鈉或其它堿性化合物，以便將pH調到大約11.2至12.2。如果在生產食用纖維的情況下保留半纖維素，則應將pH調到11.4到11.8之間。通過管路從儲存罐加入螯合劑。在離開混合器之前，螯合劑可與緩沖劑同時加入。
底物中加入足夠量的螯合劑和緩沖劑之后，將底物通過管路送入擠壓反應器。
擠壓反應器允許在較高固體水平上用過氧化氫有效地處理底物。這樣便可排除大量的必需之液體流并改善用作動物飼料之碳水化合物產品的回收率。擠壓機中的磨擦力和壓力的影響可加速反應并降低過氧化氫的用量，同時使底物的pH保持在大約11.2至12.2之間，最好在11.4至11.8之間。理想的情況是擠壓反應器會連續地加工底物。使用擠壓反應器的優點在于它可代替分批工藝中的蒸汽冷卻，從而使整個工藝更為有效。
擠壓反應器是由不銹鋼或其他非腐蝕材料制成的，并被改進以將濕度為40-50％的已切碎的生物堆積物充入裝有含4％螯合劑之水溶液的壓縮室內。經加入氫氧化鈉、氫氧化鉀或其他緩沖劑改變溶液的pH。反應在大約250-450pis，最好是300-400psi的壓力下，并在大約150-315F，較好190-280F，更好215-275的溫度下進行大約1.5至5分鐘。有利的是，通過擠壓機的每噸干重底物可用少至20-40磅，較好25磅的過氧化氫去木質素。
雖然擠壓反應器可以選用雙螺旋，但最好還是帶有蒸汽套、能夠進行食品級產品生產的單一螺旋不銹鋼桶。節流孔由液壓操作控制。擠壓機有一個供料裝置，以保證以均勻和控制的給料速率向擠壓機內送料。
擠壓機上裝有壓力表，以指示在整個加工過程中的壓力和熱量變化。如上所述，反應器的材料應該是不銹鋼或類似的非腐蝕材料。可用變速或相似類型的減速電機驅動。從下文的描述就會看出，擠壓機需要有幾個入口，以使高壓泵將堿、過氧化氫、硅酸鈉或其他螯合劑以液體形式在加工的任何預定時間引入其中。
如果要保留半纖維素，應將擠壓機內的pH維持在11.2至11.8之間。如果pH高于11.8，則會使幾乎所有半纖維素都因水解作用而降解。因此，纖維的溶解性將會降低。如果期望保留半纖維素，最好使pH盡可能地保持在11.4左右。反應器和繼后的水解罐中配有pH監測裝置，最好由計算機操作以控制擠壓機的工作水平。
運轉中，擠壓機最好配有進料部件以驅動生物堆積物底物通過擠壓機的狹窄部分。在擠壓加工期間，可連同緩沖劑、氧或某種適當氣體及過氧化氫一起注入硅酸鈉或其他螯合劑。生物堆積物以35-45％固體底物的形式進入擠壓機。
當然，本發明的工藝也可連結其他氧生成系統。
通入氧氣后，通過管路加入來自儲存罐的過氧化氫。過氧化氫在細胞壁上引起反應，使半纖維素和木質素增溶并通過繼后的水解過程被除去。通過擠壓機加工1噸底物共需大約20至40磅過氧化氫。通入氧之后，再以相近方式向反應器系統中注入過氧化氫。過氧化氫一般被稀釋至10％或更低濃度，以防止輸送中發生事故。加工過程中需有足夠的濕度，以防止形成太多的熱量引起材料碳化。可調整過氧化氫的引入口，以使大多數過氧化氫在生物堆積物冒出反應器時即已被分解。過氧化氫流最好在壓力作用下通過一個貴金屬網篩，以直接活化過氧化氫。優選的貴金屬包括鉑和鈀，最好是鈀。
本發明的一個實質性好處是，用于本發明的過氧化氫的量低于現有技術中的用量。這有幾個原因首先，材料是在升高的溫度和壓力下在擠壓機中加工的。另外，防止了材料表面與多價螯合劑接觸，后者可引起過氧化氫的過早降解。再者，本發明裝置的暴露的表面都是不銹鋼或其他耐腐蝕材料。
更有利的是，所有過氧化氫都在處理24小時內收集的樣品中散除，這對于使產品得以按FDA要求其含量低于3ppm以下這一GILAS標準被批準是很重要的。特別重要的是，當其達到這一標準時才能供人食用。
擠壓機可分為8個部分，每個部分都由氣流閥分隔開。第一個部分是進料器，以將材料挖取并送入壓縮區。這個部分以300RPM的速度運轉，帶有一個單螺旋以對抗剪切阻礙造成的壓力。設計下一個部分旨在再吸附已在反應器中部向下部位被乙酸金屬鹽催化的氧化劑，過氧化氫，這樣可使氧化過程進行足夠長的時間。最后一個部分是通過一個蒸汽閥延伸2-3英寸的ancular模。
優選的擠壓反應器包括一個直徑約為5-16英寸，更好為5-51英寸，長度為6-8英尺的單螺栓不銹鋼桶。擠壓機桶應由高碳合金或不銹鋼制成，強度要能耐受500psi的壓力和260F以上的溫度。擠壓機的動力源為200馬力的，位于擠壓機入口附近的三相電機。用6∶1減速齒輪使擠壓機速度由1800RPM減為300RPM。一個由變速液壓電機帶動的送料漏斗將不同粘度的材料送到擠壓機桶的咽喉狀部分。第二個送料漏斗或混合泵將稀釋的堿溶液如氫氧化鈉或氫氧化鉀與擠壓機桶中的底物合并。然后將稀釋的過氧化氫注入底物中。用排氣扇除去產生的蒸汽。然后將加工材料送到冷卻鼓裝袋，進入酶或發酵罐，或者送入酸浴中作進一步加工制成食用或吸附性纖維。位于遠處的安全傳感裝置記錄擠壓機桶的最高壓力和溫度。整個系統上都裝有手動或自動停機裝置。作為安全措施，通常用一個不銹鋼制的屏板罩在擠壓機周圍。屏板包括一個連續監測排出之蒸汽的毒性水平的裝置。系統的這一安全裝置可以在沒有關閉蒸汽排出系統的情況下發出信號或關掉機器，直到毒性水平達到正常控制的標準。
離開擠壓機的生物堆積物應有大約30-50％，較好40％的濕度。此處生物堆積物的溫度一般應為195-200F。如前面提到的，在生物堆積物離開擠壓機時，所有過氧化氫都應已被分解。此外，此時生物堆積物的pH應在11.5左右。
在擠壓機中反應后，底物通過管路被送到冷卻鼓中，在那里冷卻并干燥。產品可用作反芻動物如牛、羊的飼料。該產品還可在加入適當的真菌纖維素酶復合物如Trichederma reesel(其對于反芻動物消化酶是天然的)轉化成化學飼料。加入這些酶可使纖維素和半纖維素轉化成葡萄糖和木糖以生產甲醇、乙酸、丁醇及其他化學衍生物。
另外，反應器的擠壓物可通過水解器，即一個溫度至少140F的帶攪拌的水罐來加工。水解器的目的是洗出半纖維素。
然后將水解器內的產物通過管路轉移到過濾器上。濾除水解溶液。然后將過濾的產物通過管路轉移到轉化罐內，以與前述在冷卻鼓內相似方式將產物轉化成木糖或其他化學飼料。
另外，過濾的產物應至少洗一次，且最好洗兩次。
調整pH之后，通過管路使產物轉移到壓濾機中。最好是液壓過濾，使底物的濕度降低到55-65％。然后可將從底物中壓出的水通過管路再循環到洗滌器，以降低碳酸鈣和碳酸氫鈉的費用。
然后通過管路使來自壓濾機的壓縮的底物進入疏松機，以便將壓縮成硬餅的底物破碎分離。再通過管路將此材料送入干燥機(流化床干燥機)，將疏松的材料干燥到含水量約3-8％。流化床干燥機的溫度應不超過180F，以使纖維底物保有最好的顏色。
干燥后，通過管路將產物送入切磨機，將底物纖維研磨到最好能通過60目網篩的粒度。雖然也可使用杵錘或球磨機等其他切碎機，但最好是使用切磨機。這是因為杵錘和球磨機易于將疏松纖維素壓實，并能減小纖維蓬松度或吸收性質。
留在切磨機內的終產品通過管道進入粉末罐，以待在裝袋機上裝袋。
本發明的整個系統，可根據所用底物，所用水量及預期的去木質素量，由液壓裝置控制以保持一定壓力、溫度及滯留時間。當然整個系統可以用計算機管理并根據壓力、熱量或所需的結果及能力來控制。該裝備可用紫油機作動力并帶有通過紫油發動機部件的循環水，用作鍋爐，借其這一功能在擠壓機內提供熱和蒸煮。可將多余熱量再循環到加水套的預碎漿罐去，然后回到紫油發動機部分。紫油機推動擠壓機和液壓系統，以控制擠壓機上的小孔。
本發明終產品應有足夠小的可通過100目網篩的顆粒粒度。這樣的顆粒可作為食品級總食用纖維材料。另外，這種纖維由通用電子白度計測量時應有80GE單位以上的白度。該食用纖維也符合FDA對食品的其他要求。
因此，應用本發明的方法可滿足生產幾乎為白色的高比例的食用纖維，該方法包括使底物去木質素、漂白、剪切、除菌及液化，同時除去木質素和半纖維素。而在終產品中留下80％或更多的纖維素。終產品無毒的、非木質性的白色疏松的纖維素材料，其可被研磨成120目大小的顆粒，并且是強可溶性和沒有沙質口感的纖維素。
改裝裝置以留下更多的木質素和半纖維素，或者通過簡單地改變加工過程中的pH水平達到更大產率，也在本發明的范圍之內。另外，可將該方法改為使用輕便設備，這樣可大大節省用于運輸家畜飼料底物的成本。
下列實施例用來具體說明本發明方法的某些優選實施方案。
實施例1本實施例舉例說明使非木質性的半纖維素生物堆積物底物去木質素，以得到適于反芻動物消化之飼料的方法。將生物堆積物底物切碎到不超過1英寸大小。將底物運到pH被調到11.5的混合器內，加入螯合劑至2.5-4％(V/V)。底物在大約300-400psi的壓力和大約190F的溫度下通過混合器加工大約21分鐘。
然后將底物送入擠壓反應器，再通入氧以造成氧氣氛圍。然后，通過高壓小孔，經鈀網將10％的過氧化氫溶液送入反應器內。以基于每噸干底物25磅的速率加入過氧化氫。反應約進行45-60秒鐘后，底物通過液壓控制閥進入擠壓反應器內。在這一點上，底物環境的溫度在大約200至260之間。
然后將底物轉運到冷卻鼓內冷卻并干燥。如此冷卻鼓內產物即可用作反芻動物的飼料。另外，可進一步加入適當的酶將產物轉化成化學原料。
實施例2本實施例舉例說明生產食用纖維的優選方法。按照實施例1的方法通過擠壓反應器加工。不同的是底物不進入冷卻鼓，而是在PH約為11.4至11.8的攪拌桶中將底物水解約30分鐘。然后使底物通過振動過濾器，以從反應液中分離出底物。其后可將液體泵回循環槽以濃縮糖和半纖維素，使總濕度達到70％以下，然后疏解并在流體桶式干燥器中干燥之，使其濕度不超過8％，最好為4％。然后將產品送入切碎機將纖維切至70到120目大小。最后可將制成的食用纖維裝袋運輸。
實施例3本實施例舉例說明工業生產用的吸附纖維的方法。該方法基本與實施例2所述的相同，不同的是在pH為11.8至12.8的攪拌的桶中水解留在擠壓反應器內的底物。在這一pH條件下，可除去大部分半纖維素，而底物中只留有纖維素。
應明確的是，本發明并不局限于本文舉例說明和描述的特定內容，而是包括了屬于下列權利要求范圍內的對上述內容的任何改動。
權利要求
1.根據權利要求1的方法，其中底物選自樹木果實、灌木漿果、谷物及農業殘留物。
2.權利要求1的方法，其中底物在反應介質中反應之前被減小到不超過半英寸大小的顆粒。
3.根據權利要求1的方法，其中堿選自氫氧化鈉和氫氧化鉀。
4.根據權利要求1的方法，其中在底物進入加壓的擠壓反應器之前將底物中的反應介質分離出。
5.根據權利要求1的方法，其中在pH約11.2至11.8的擠壓反應器中處理底物。
6.根據權利要求1的方法，其中還包括向擠壓反應器內的水溶液中加入螯合劑和緩沖劑。
7.連續制備適于作為食品級消耗品之近于白色的非木質性去木質素食用纖維的方法，其中纖維含有至少80％的纖維素。
全文摘要
利用過氧化氫和堿劑，通過擠壓技術破壞復合生物堆積物材料使非木質性的生物堆積物去木質素。該方法用于制備有強吸附力的纖維材料，以用作食用纖維或吸附纖維。另外，該方法可用于制備反芻動物飼料，以及從非木質纖維素生產多種醇類或聚合物。
文檔編號C12P7/10GK1083882SQ9211038
公開日1994年3月16日 申請日期1992年9月10日 優先權日1992年9月10日
發明者喬治·J·泰森 申請人:喬治·J·泰森