一種處理木糖母液的方法
2023-09-15 05:15:50 2
專利名稱：一種處理木糖母液的方法
技術領域：
本發明屬於生化技術領域，具體涉及處理木糖母液並從木糖母液中製備木糖c12_14 醯羥丙基醚表面活性劑的方法。
背景技術：
木糖是由農業廢棄物玉米芯、甘蔗渣等製備出得低熱值新型功能甜味劑，廣泛應用於食品、醫藥、化工等行業，特別適用作糖尿病患者的甜味劑，也是生產木糖醇的主要原料。據統計目前，在正常狀態下，生產I噸木糖要產生I噸廢棄的木糖母液。在廢棄的木糖母液中，還有豐富的葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和半乳糖。目前，廢棄的木糖母液大部分直接排放，嚴重汙染環境，僅少量用於製取焦糖色素等，利用率很低，嚴重影響木糖生產行業的經濟效果。因此，研究木糖母液的處理方法，變廢為寶，保護環境，提高木糖生產行業經濟效益，是非常重要的課題。現有的處理木糖母液的方法，如2010年5月12日公布的公布號為CN101705253A 的「一種木糖母液的處理方法」專利，公開的是以木糖母液為原料，先經過酒精酵母菌種發酵，木糖母液中的葡萄糖蒸餾製備酒精；然後利用木糖醇酵母菌種發酵木糖母液中的木糖， 經過過濾、脫色、離子交換、濃縮、結晶製備木糖醇；最後經過模擬移動床、濃縮、結晶提取阿拉伯糖。該方法的主要缺點是①用該方法必須經過菌種發酵等預處理步驟，對生產條件要求較高，操作條件苛刻。並且在工藝過程中需要消耗大量水。②用模擬移動床的投資大，導致其生產成本高,產品缺乏市場競爭力。
發明內容
本發明的目的是針對現有處理木糖母液方法的不足，提供一種處理木糖母液的方法。以木糖生產中產生大量廢棄的木糖母液為原料，利用木糖母液中的多種單糖分子與 c12_14烷基縮水甘油醚反應生成木糖母液-c12_14醯羥丙基醚表面活性劑。本發明方法具有工藝簡單，設備簡單實用，節約能源，資源綜合利用率高等特點。採用本發明方法製備出的表面活性劑木糖母液-c12_14醯羥丙基醚是具有多種成分的混合物，能夠有效利用木糖結晶母液中的多種糖類，並且對環境安全、溫和、可生物降解。本發明的原理游離羥基在適當條件下，可與環氧基團發生醚化反應生成醚化物。 木糖母液總糖濃度約為75%左右，主要由木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、山梨醇、木糖醇、赤蘚酸、 半乳糖、甘露糖等組成。單糖含有大量游離羥基，C12_14烷基縮水甘油醚含有環氧基團和疏水烴基，在適當條件下可脫水縮合，形成單糖-羥丙基_C12_14烷基醚。單糖-羥丙基-C12_14 烷基醚分子中，單糖為親水基，羥丙基_C12_14烷基為疏水基，因此，是兩親性分子-表面活性劑。由於單糖、醚鍵、羥丙基及C12_14烷基均可生物降解，因此，該表面活性劑為非離子型的可降解的綠色表面活性劑。實現本發明目的的技術方案是一種處理木糖母液的方法，以木糖生產中廢棄的木糖母液和市售c12_14烷基縮水甘油醚為原料，先將木糖母液稀釋過濾,後加入市售c12_14烷基縮水甘油醚製得木糖C12_14醯羥丙基醚粗品，再經分離純化而得產品。其具體方法步驟如下(I)配製木糖稀釋淨化液以木糖生產中廢棄的木糖母液為原料，用純淨水作溶劑，按照木糖母液的質量 (g)純淨水溶劑的體積(HiL)比為I : 2 10的比例，在純淨水溶劑中加入木糖母液攪拌混合均勻後將溶液置於真空過濾器中，進行真空過濾，分別收集濾過液和濾渣。收集的濾渣，另作它用；收集的濾過液，即為木糖稀釋淨化液。(2)製備木糖母液_C12_14醯羥丙基醚粗品第(I)步完成後，以市售C12_14烷基縮水甘油醚為原料，按第(I)步收集的濾過液 (即木糖稀釋淨化液)的體積(HiL)市售C12_14縮水甘油醚的體積(mL)比為I : 2 5 的比例，將市售C12_14縮水甘油醚加入到所述的濾過液中，並用NaOH調節溶液pH為7. 2 9. 2。再在63 93°C恆溫條件下，在轉速為100 180rpm下攪拌反應I 5h。收集反應液，就製備出糖基-C12_14醯羥丙基醚，即為木糖母液-c12_14醯羥丙基醚粗品。(3)製備木糖母液_C12_14醯羥丙基醚產品第⑵步完成後，將第⑵步收集的反應液(即木糖母液_(12_14醯羥丙基醚粗品) 泵入分液器中，靜置分離2 6h，反應液分相為三層，分別收集反應液分相的三層溶液(即下層的殘留的木糖稀釋淨化液，上層的殘留的C12_14縮水甘油醚，中間層的木糖母液-c12_14 醯羥丙基醚粗品產物)。對於收集的下層的木糖稀釋淨化液和上層的殘留C12_14縮水甘油醚，均用於下次製備木糖母液_C12_14醯羥丙基醚粗品；將收集的中間層木糖母液_C12_14醯羥丙基醚粗品產物泵入脫水釜中，在溫度為70 85°C、真空度為-O. 05 -O. 08MPa下進行真空濃縮直至濃縮物的水分為45% 50%時止。收集濃縮物，即製備出的木糖母液_(12_14醯羥丙基醚表面活性劑產品，產品的總收得率為85. 4 90. 6%。本發明採用上述技術方案後，主要有以下效果I、本發明僅採用真空過濾、恆溫攪拌反應等簡單工藝，總體節約能源、生產成本低。2、本發明是以木糖生產廢棄的木糖結晶母液為原料，變廢為寶；既減少了環境汙染，又提高了木糖行業的經濟性。為處理木糖母液提供了有效的方法。3、本發明方法在常溫常壓下進行，生產工藝簡單，生產過程中的物料循環利用，屬於綠色生物化工產品製備方法。4、採用本發明方法製備出的木糖母液_C12_14醯羥丙基醚表面活性劑中的單糖、醚鍵、羥丙基及C12_14烷基均具有生物降解的功能，該表面活性劑為非離子型的可降解的綠色表面活性劑，該非離子型表面活性劑在溶液中不以離子狀態存在，因此本發明的產物木糖母液-C12_14醯羥丙基醚穩定性高，不受酸、鹼的影響，與其他表面活性劑能混合使用，相容性較好。具有增溶、分散、洗滌、防腐、抗靜電等一系列物理化學性質，可以廣泛應用於食品、醫藥、保健品、農業等領域，安全性好。從而將木糖生產的廢棄木糖母液變廢為寶，為木糖母液的裡提供了理想的途徑。5、本發明製得的成品收得率高，木糖母液_C12_14醯羥丙基醚的總收得率高達 90. 6%。本發明可廣泛應用於木糖母液的再利用。採用本發明方法製備出的產品可廣泛用作食品、醫藥、保健品、化妝品、染料、農藥等行業中的表面活性劑，提高了木糖行業的經濟性。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
，進一步說明本發明。實施例I一種處理木糖母液的方法，其具體步驟如下(I)配製木糖稀釋淨化液以木糖生產中廢棄的木糖母液為原料，用純淨水作溶劑，按照木糖母液的質量 (g):純淨水溶劑的體積(HiL)比為I : 2的比例，在純淨水溶劑中加入木糖母液，攪拌混合均勻後將溶液置於真空過濾器中，進行真空過濾，分別收集濾過液和濾渣。收集的濾渣另作它用；收集的濾過液即為木糖稀釋淨化液。(2)製備木糖母液_C12_14醯羥丙基醚粗品第(I)步完成後，以市售C12_14縮水甘油醚為原料，按第(I)步收集的濾過液(即木糖稀釋淨化液)的體積(HiL)市售C12_14縮水甘油醚的體積(mL)比為I : 2的比例，將 C12_14縮水甘油醚加入到所述的濾過液中，並用NaOH調節溶液pH為7. 2。再在63°C恆溫條件下，在轉速為IOOrpm下攪拌反應lh。就製備出糖基_C12_14醯羥丙基醚，即為木糖母液_C12_14 醯羥丙基醚粗品。(3)製備木糖母液_C12_14醯羥丙基醚產品第⑵步完成後，將第⑵步收集的反應液(即木糖母液<12_14醯羥丙基醚粗品) 泵入分液器中，靜置分離2h，分別收集反應液分相的三層溶液(即下層的殘留的木糖稀釋淨化液，上層的殘留的C12_14縮水甘油醚，中間層的木糖母液_C12_14醯羥丙基醚粗品產物)。 對於收集的下層的木糖稀釋淨化液和上層的殘留C12_14縮水甘油醚，均用於下次製備木糖母液_C12_14醯羥丙基醚粗品；將收集的中間層木糖母液_C12_14醯羥丙基醚粗品產物泵入脫水釜中，在溫度為70°C、真空度為-O. 05MPa下進行真空濃縮直至濃縮物水分為45%時止。 收集濃縮物，即製備出的木糖母液_C12_14醯羥丙基醚表面活性劑產品，產品的總收得率為 85. 4%。實施例2一種處理木糖母液的方法，同實施例I,其中第⑴步中，木糖母液的質量(g)純淨水溶劑的體積(mL)比為I : 5的比例。第⑵步中，第⑴步收集濾過液體積(mL)市售C12_14縮水甘油醚體積(mL)比為I : 3的比例，反應液pH為8. 2，反應溫度為80°C，轉速為140rpm，反應時間為3小時。第(3)步中，靜置時間為4h，脫水釜溫度為78°C，真空度為_0.06MPa，水分為 47%，總收得率為87.8%。實施例3一種處理木糖母液的方法，同實施例I,其中第⑴步中，木糖母液的質量(g)純淨水溶劑的體積(mL)比為I : 10的比例。第⑵步中，第⑴步收集濾過液體積(mL)市售C12_14縮水甘油醚體積(mL)比為I : 5的比例，反應液pH為9. 2，反應溫度為93°C，轉速為180rpm，反應時間為5小時。
第⑶步中，靜置時間為6h，脫水釜溫度為85°C，真空度為_0.08MPa，水分為 50%，總收得率為90.6%。
權利要求
1.一種處理木糖母液的方法，其特徵在於所述方法的具體步驟如下(1)配製木糖稀釋淨化液以木糖生產中廢棄的木糖母液為原料，按照木糖母液的質量純淨水溶劑的體積比為 Ig 2 IOmL的比例，在純淨水溶劑中加入木糖母液，攪拌混合均勻後將溶液置於真空過濾器中，進行真空過濾，分別收集濾過液和濾渣；(2)製備木糖母液_(12_14醯羥丙基醚粗品第(I)步完成後，以市售C12_14縮水甘油醚為原料，按第(I)步收集的濾過液的體積市售C12_14縮水甘油醚的體積比為I : 2 5的比例，將市售C12_14縮水甘油醚加入到所述的濾過液中，並用NaOH調節溶液pH為7. 2 9. 2，再在63 93 °C恆溫條件下，在轉速為100 ISOrpm下攪拌反應I 5h，收集反應液，即為木糖母液_C12_14醯羥丙基醚粗品；(3)製備木糖母液_(12_14醯羥丙基醚產品第(2)步完成後，將第(2)步收集的反應液，即木糖母液_(12_14醯羥丙基醚粗品泵入分液器中，靜置分離2 6h，分別收集反應液分相的三層溶液，即下層的殘留的木糖稀釋淨化液，上層的殘留的C12_14縮水甘油醚，中間層的木糖母液_C12_14醯羥丙基醚粗品產物，將收集的中間層木糖母液_C12_14醯羥丙基醚粗品產物泵入脫水釜中，在溫度為70 85°C，真空度為-O. 05 -O. 08MPa下進行真空濃縮直至濃縮物水分為45% 50%時止，收集濃縮物，即為製備出的木糖母液_C12_14醯羥丙基醚表面活性劑產品。
全文摘要
一種處理木糖母液的方法，涉及處理木糖母液並從木糖母液中製備木糖C12-14醯羥丙基醚表面活性劑的方法。本發明以木糖生產廢棄的木糖母液和市售C12-14烷基縮水甘油醚為原料，經將木糖母液稀釋過濾，後加入C12-14烷基縮水甘油醚製得木糖C12-14醯羥丙基醚粗品，再經分離，純化而得產品。本發明工藝簡單，在常溫常壓下進行，節約能源，處理成本低；採用本發明方法制的木糖-C12-14醯羥丙基醚表面活性劑的穩定性高，不受酸、鹼的影響，與其他表面活性劑能混合使用，相容性好；生產過程中的物料循環利用，產品的收得率高達90.6％。本發明可廣泛應用於木糖母液的再利用。
文檔編號B01F17/56GK102580611SQ201110420250
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者盧浩, 周小華, 王丹, 王孟, 黃小栩 申請人:重慶大學