一種從稀酸預處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法
2023-05-18 23:11:51
專利名稱：一種從稀酸預處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法
技術領域：
本發明涉及一種從稀酸預處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法。
背景技術：
植物纖維原料是世界上最為豐富的可再生資源，利用植物纖維原料生產燃料酒精是解決 人類所面臨能源和環境問題，保持社會可持續發展的一條有效途徑。植物纖維原料生產燃料 酒精包括3個子過程植物纖維原料的預處理，酶水解和酒精發酵。稀酸預處理植物纖維原 料是一種有效的植物纖維原料預處理方法。目前稀酸預處理植物纖維原料廢液有兩種在利用 途徑， 一種是對其進行適當的處理，用於酒精發酵另一種是回收其中的木糖。將稀酸預處 理植物纖維原料廢液進行適當的處理用於酒精發酵存在兩個方面的問題 一是稀酸預處理植 物纖維原料廢液的某些成分對酒精發酵有抑制作用，另外是目前工業酒精發酵菌種不能利用 木糖，從而限制了工業上利用稀酸預處理植物纖維原料廢液發酵生產酒精。從稀酸預處理植 物纖維原料廢液中回收木糖是稀酸預處理植物纖維原料廢液資源化利用的一種有效途徑，但 目前在該方面的報導很少。Curreli等(Process Biochem, 37: 937-941)對稀酸預處理麥草生 產燃料酒精過程中預處理廢液木糖回收進行了研究，木糖的得率只有理論得率的50%。他們 在木糖回收過程中需要採用離子交換，難於工業化生產，另外經過離子交換後木糖的濃度低， 在濃縮結晶的過程中要消耗大量的能量。未見其它從稀酸預處理植物纖維原料廢液中回收木 糖的報導。
發明內容
本發明所要解決的問題是針對上述現有技術而提出一種從稀酸預處理植物纖維原料廢 液中回收木糖的方法，其木糖得率高，能耗小，工業化可行。
本發明為解決上述提出的問題所採用解決方案為 一種從稀酸預處理植物纖維原料廢液 中回收木糖的方法，其不同之處在於包括有以下步驟
(1) 首先將稀酸預處理植物纖維原料廢液經活性炭脫色，得到第一次濾液；
(2) 將步驟(1)脫色後所得第一次濾液在115 1251C下水解50 70分鐘得水解液；
(3) 然後用氧化鈣懸浮液中和步驟(2)所得水解液至p朋 8;
(4) 再次用活性炭對步驟(3)所得中和後的水解液進行脫色，得到第二次濾液；
(5) 通過反滲透濃縮步驟(4)所得第二次濾液至木糖濃度11 12.5% (重量體積百分濃度)；
(6)最後進行真空濃縮得白色粉末，在95%的工業酒精中重結晶，得白色晶狀木糖。 按上述方案，所述的稀酸預處理植物纖維原料廢液木糖濃度為1.5 2.5% (重量體積百 分濃度)。
按上述方案，所述的植物纖維原料為麥草、稻草或鋸末中的任意一種。 按上述方案，步驟(5)所述的反滲透濃縮的操作壓力為2. 5 4Mpa,溫度為25 35TC, 膜表面流速為0.8~1.2m/s。 本發明的優點
(1) 稀酸預處理植物纖維原料廢液先經活性炭脫色，然後水解，可以減小水解過程中 副產物的形成，從而提高木糖的回收得率；
(2) 能有效地回收稀酸預處理植物纖維原料廢液中的木糖，且木糖的回收得率較高， 可以達到理論得率的73%，減少環境汙染，實現資源的有效利用；
(3) 採用反滲透濃縮，可以減少真空濃縮過程中的能耗。
具體實施例方式
實施例l
100L稀酸預處理麥草生產燃料酒精過程中預處理廢液(木糖濃度2.12%,重量體積百分 濃度，下同)，加入活性炭0.3Kg,過濾，濾澄棄去。濾液在1201C下水解1小時，用氧化鈣 懸浮液中和至pH-6.8，加入活性炭0.3Kg，過濾，濾渣棄去。濾液在操作壓力為3.5Mpa, 溫度為28",膜表面流速為0.8m/s反滲透濃縮至木糖濃度12.2% (重量體積百分濃度，下 同)，最後真空濃縮至幹，得白色粉末1.65Kg,加入10L95W的工業酒精，加熱攪拌至701C， 白色粉末全部溶解，冷卻至室溫結晶，得白色晶狀木糖1.55Kg,得率為73.1%。
實施例2
100L稀酸預處理稻草生產燃料酒精過程中預處理廢液(木糖濃度1.96%)，加入活性炭 0.3Kg，過濾，濾渣棄去。濾液在1151C下水解70分鐘，用氧化鈣懸浮液中和至pH=7.1， 加入活性炭0.3Kg,過濾，濾渣棄去。濾液在操作壓力為4.0Mpa，溫度為35^0,膜表面流 速為1.05m/s反滲透濃縮至木糖濃度11.6W，最後真空濃縮至幹，得白色粉末1.51Kg，加入 10L 95%的工業酒精，加熱攪拌至701C,白色粉末全部溶解，冷卻至室溫結晶，得白色晶狀
木糖1.36Kg，得率69.4%。 實施例3
100L稀酸預處理鋸末生產燃料酒精過程中預處理廢液(木糖濃度1.56%)，加入活性炭 0.3Kg，過濾，濾渣棄去。濾液在125"下水解50分鐘，用氧化鈣懸浮液中和至pH6.5，加 入活性炭0.3Kg,過濾，濾渣棄去。濾液在操作壓力為2,5Mpa,溫度為25"C,膜表面流速 為1.18m/s反滲透濃縮至木糖濃度11.39d，最後真空濃縮至幹，得白色粉末1.16Kg，加入8L 95%的工業酒精，加熱攪拌至70*C，白色粉末全部溶解，冷卻至室溫結晶，得白色晶狀木糖 1.06Kg,得率67.9%。
權利要求
1、一種從稀酸預處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法，其特徵在於包括有以下步驟(1)首先將稀酸預處理植物纖維原料廢液經活性炭脫色，得到第一次濾液；(2)將步驟(1)脫色後所得第一次濾液在115～125℃下水解50～70分鐘得水解液；(3)然後用氧化鈣懸浮液中和步驟(2)所得水解液至pH6～8；(4)再次用活性炭對步驟(3)所得中和後的水解液進行脫色，得到第二次濾液；(5)通過反滲透濃縮步驟(4)所得第二次濾液至木糖濃度11～12.5％(重量體積百分濃度)；(6)最後進行真空濃縮得白色粉末，在95％的工業酒精中重結晶，得白色晶狀木糖。
2、 按權利要求1所述的從稀酸預處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法，其特徵在 於所述的稀酸預處理植物纖維原料廢液木糖濃度為1. 5 2. 5% (重量體積百分濃度)。
3、 按權利要求1或2所述的從稀酸預處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法，其特 徵在於所述的植物纖維原料為麥草、稻草或鋸末中的任意一種。
4、 按權利要求1或2所述的從稀酸預處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法，其特 徵在於步驟(5)所述的反滲透濃縮的操作壓力為2.5 4Mpa,溫度為25 35匸，膜表面流 速為0.8 1.2m/s。
全文摘要
本發明涉及一種從稀酸預處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法，包括有以下步驟(1)首先將稀酸預處理植物纖維原料廢液經活性炭脫色；(2)將步驟(1)所得第一次濾液水解50～70分鐘得水解液；(3)用氧化鈣懸浮液中和所得水解液至pH6～8；(4)再次用活性炭進行脫色；(5)通過反滲透濃縮所得第二次濾液至木糖濃度11～12.5％；(5)最後進行真空濃縮得白色粉末，重結晶，得白色晶狀木糖。本發明的優點(1)減小水解過程中副產物的形成，提高木糖的回收得率；(2)木糖的回收得率較高，可以達到理論得率的73％，減少環境汙染，實現資源的有效利用；(3)採用反滲透濃縮，可以減少真空濃縮過程中的能耗。
文檔編號C07H3/00GK101200479SQ20071016895
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月20日 優先權日2007年12月20日
發明者伍昭化, 吳元欣, 喻子牛, 朱聖東, 趙玉鳳, 陳啟明 申請人:武漢工程大學