薯蕷皂素清潔生產及綜合利用的方法

2023-04-27 21:27:36 2

專利名稱：薯蕷皂素清潔生產及綜合利用的方法
技術領域：
本發明涉及化工產品生產領域，更具體地說，是涉及一種薯蕷皂素清潔生產及綜合利用的方法。
背景技術：
薯蕷皂素是合成可的松、強的松、地塞米松等上百種苗體藥物的基礎原料。薯蕷皂素是從野生植物薯領中提取的，以盾葉薯蕷為例，其中含植物纖維35-40％，澱粉45-50％，水溶物10％，皂素含量只佔到1-2.5％。常規工藝是將植物體全量投入水解，0.3N的鹽酸溶液，136℃條件下，85％的物質溶於酸水。生產1噸皂素平均用70噸薯蕷，耗鹽酸25噸，濾去酸液，用水將物料洗至中性，至少產生酸性(0.15當量)高濃度有機廢水(含有機物3.5％以上)1700多噸，處理廢水耗資巨大。我國生產薯蕷皂素已有四十多年的歷史，佔世界總產量的50％以上，但常規的生產方法有大量的有機廢水排放，嚴重汙染環境，也增加了生產的成本，已經成為影響我國薯蕷皂素行業發展的重要因素。在現有工藝方法中，將薯蕷磨成漿狀，在水中篩分，分離出纖維，為洗淨大量纖維中的皂甙，需用30多倍的水，雖經沉澱排去清液，但該澱粉的沉澱是膠體狀，體積很大，雖能提高皂素的收率和質量，但不能減少廢水的排放量，故汙染問題仍得不到解決。再有分離法生產薯蕷皂素的新工藝有其局限性，其比較適用於乾燥的薯蕷原料，新鮮的、尤其是生長期採挖的薯蕷中部分皂甙溶於其中的水分中，不適用這種工藝，目前市場原料絕大多數是新鮮薯領，對其進行乾燥處理將大大增加生產成本。
專利(03144208.0)雖然能夠大幅度地減少廢水的排放量，能源的消耗，提高經濟效益。可是由於仍然存在下述問題(1)在分離一步使用了過篩步驟，這樣需要使用大量的水，進而造成汙染，同時過篩過程也會有部分皂素損失；過篩之後接著使用了膜過濾分離工藝步驟，這項技術的能耗很大，並且不是十分適於大規模生產的要求。(2)在上述專利中，只是指出了實驗綜合利用的可能性，並沒有涉及如何具體實施；其實在實施的過程中還是存在許多具體問題的，比如在分離之後固體渣中多糖與單糖並存，給進一步利用帶來了困難。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術中存在的不足，提供一種低汙染、低能耗、高收率的薯蕷皂素清潔生產及綜合利用的方法。
本發明薯蕷皂素清潔生產及綜合利用的方法，通過下述步驟予以實現，①原料預處理用清水清洗新鮮薯蕷，並進行破碎和磨漿處理；②分離處理向上述漿液中加入乙醇，漿液與乙醇的質量比為12∶7，然後在分離裝置中進行分離，分別得到含皂甙的漿液和富含多糖等成分的漿液；③將上述富含多糖的漿液進入綜合利用環節，同時含皂甙的漿液進入皂素生產環節；所述綜合利用環節由下述步驟組成(1)濃縮蒸煮富含多糖的漿液進入釜式容器蒸出稀乙醇，直到容器溫度達到100℃為止；(2)糖化按130單位/g澱粉的比例加入市售糖化酶，按市售澱粉酶標準操作標準進行操作；(3)發酵按0.5kg/噸糖加入酵母，30℃下反應72小時；
(4)蒸餾蒸出稀乙醇，釜底出料液中含乙醇小於0.05％，蒸出乙醇進入精餾塔；(5)精餾塔底組分含乙醇小於0.05％，塔頂出乙醇產品；所述皂素生產環節由下述步驟組成(1)一次水解含皂甙的漿液用工業鹽酸調pH值至2以下並在壓力0.2Mpa條件下進行水解0.5小時；(2)一次過濾將上述水解液過濾，濾液進入綜合利用環節的步驟(3)中，(3)二次水解將上述步驟的濾餅用鹽酸配成0.2mol/L的鹽酸，並在壓力0.2Mpa條件下進行水解2小時；(4)二次過濾將上述水解液過濾，濾液經過液氨中和至中性，然後進入綜合利用環節的步驟(3)中，(5)水洗將上述步驟的濾餅水洗至中性，產生廢水進入綜合利用環節的步驟(1)中，(6)烘乾將上述步驟的濾餅在85℃下烘乾至含水量小於10％後進入傳統生產工藝。
本發明所述的新鮮薯蕷為鮮黃姜。
本發明與現有技術相比較具有如下有益效果1.充分利用了富含多糖等成分的漿液，完善了副產品-酒精生產工藝原工藝可以分離得到多糖，但因為其中伴有大約50％的還原性糖，因此綜合利用存在許多實際困難。本發明針對存在的困難，設計了一整套完整的適宜於黃姜澱粉生產乙醇的工藝方法。把原本廢棄的部分變成了具有工業價值的產品，既減少了對環境的汙染，也提高了企業的經濟效益。
2.將皂素生產中的廢水進行合理利用本發明依據皂素生產不同環節產生廢水的性質合理的將廢水引入酒精生產裝置不同位置，真正實現了工藝廢水的利用。具體如下
(1)一次水解後的濾液酸性不強，可以直接進入綜合利用環節發酵步驟；(2)二次水解後的濾液需用液氨中和後方可進入綜合利用環節發酵步驟；(3)水洗環節產生的接近中性廢水進入綜合利用環節濃縮蒸煮步驟。
3.原料預處理後分離使用新設備本發明分離裝置為分離機組(型號JN-6，陝西美樂機械廠)，配合該設備的使用，原料預處理就可以省去過篩一步，減少了工藝水的使用量進而減少了廢水的產生量，同時也減少了有效成分在該過程中的損失。與原生產工藝中膜過濾分離法相比，該設備既減少了能耗，又更適於產品的工業化生產。


圖1是本發明工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步描述。
①原料預處理用清水清洗鮮黃姜12噸，並進行破碎和磨漿處理；②分離處理向上述漿液中加入乙醇7噸，然後在分離裝置中進行分離，分別得到含皂甙的漿液和富含多糖等成分的漿液；③將上述富含多糖的漿液進入綜合利用環節，同時含皂甙的漿液進入皂素生產環節；所述綜合利用環節由下述步驟組成(6)濃縮蒸煮富含多糖的漿液進入釜式容器蒸出稀乙醇，直到容器溫度達到100℃為止；(7)糖化按130單位/g澱粉的比例加入市售糖化酶，加入1.43kg，按市售澱粉酶標準操作標準進行操作；(8)發酵按0.5kg/噸糖加入酵母，加入1.1kg，30℃下反應72小時；(9)蒸餾蒸出稀乙醇，釜底出料液中含乙醇小於0.05％，蒸出乙醇進入精餾塔；(10)精餾塔底組分含乙醇小於0.05％，塔頂出乙醇產品；所述皂素生產環節由下述步驟組成(6)一次水解含皂甙的漿液用工業鹽酸調pH值至2以下並在壓力0.2Mpa條件下進行水解0.5小時；(7)一次過濾將上述水解液過濾，濾液進入綜合利用環節的步驟(3)中，(8)二次水解將上述步驟的濾餅用鹽酸配成0.2mol/L的鹽酸，並在壓力0.2Mpa條件下進行水解2小時；(9)二次過濾將上述水解液過濾，濾液經過液氨中和至中性，然後進入綜合利用環節的步驟(3)中，(10)水洗將上述步驟的濾餅水洗至中性，產生廢水進入綜合利用環節的步驟(1)中，(6)烘乾將上述步驟的濾餅在85℃下烘乾至含水量小於10％後進入傳統生產工藝。
上面所述的實施例僅僅是對本發明優選實施方式進行描述，並非對本發明的構思和範圍進行限定，在不脫離本發明設計思想的前提下，本領域中普通工程技術人員對本發明的技術方案做出的各種變形和改進，均應屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種薯蕷皂素清潔生產及綜合利用的方法，其特徵是，由下述步驟組成①原料預處理用清水清洗新鮮薯蕷，並進行破碎和磨漿處理；②分離處理向上述漿液中加入乙醇，漿液與乙醇的質量比為12∶7，然後在分離裝置中進行分離，分別得到含皂甙的漿液和富含多糖等成分的漿液；③將上述富含多糖的漿液進入綜合利用環節，同時含皂甙的漿液進入皂素生產環節；所述綜合利用環節由下述步驟組成(1)濃縮蒸煮富含多糖的漿液進入釜式容器蒸出稀乙醇，直到容器溫度達到100℃為止；(2)糖化按130單位/g澱粉的比例加入市售糖化酶，按市售澱粉酶標準操作標準進行操作；(3)發酵按0.5kg/噸糖加入酵母，30℃下反應72小時；(4)蒸餾蒸出稀乙醇，釜底出料液中含乙醇小於0.05％，蒸出乙醇進入精餾塔；(5)精餾塔底組分含乙醇小於0.05％，塔頂出乙醇產品；所述皂素生產環節由下述步驟組成(1)一次水解含皂甙的漿液用工業鹽酸調pH值至2以下並在壓力0.2Mpa條件下進行水解0.5小時；(2)一次過濾將上述水解液過濾，濾液進入綜合利用環節的步驟(3)中，(3)二次水解將上述步驟的濾餅用鹽酸配成0.2mol/L的鹽酸，並在壓力0.2Mpa條件下進行水解2小時；(4)二次過濾將上述水解液過濾，濾液經過液氨中和至中性，然後進入綜合利用環節的步驟(3)中，(5)水洗將上述步驟的濾餅水洗至中性，產生廢水進入綜合利用環節的步驟(1)中，(6)烘乾將上述步驟的濾餅在85℃下烘乾至含水量小於10％後進入傳統生產工藝。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是，所述的新鮮薯蕷為鮮黃姜。
全文摘要
本發明公開了一種低汙染、低能耗、高收率的薯蕷皂素清潔生產及綜合利用的方法。本發明在皂素生產的工藝方法中充分利用了富含多糖等成分的漿液，完善了副產品——酒精生產工藝，把原本廢棄的部分變成了具有工業價值的產品，既減少了對環境的汙染，也提高了企業的經濟效益。本發明依據皂素生產不同環節產生廢水的性質合理的將廢水引入酒精生產裝置不同位置，真正實現了工藝廢水的利用。
文檔編號C07J71/00GK1970785SQ200610129629
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月28日 優先權日2006年11月28日
發明者周康, 周振起, 周航 申請人:周康, 周振起, 周航