一種精制木糖水解液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能糖技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種精制木糖水解液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)行的木糖水解液去除雜質(zhì)離子及色素的方法有離子交換法和電滲析法。
[0003]離子交換原理借助于固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進(jìn)行交換，以達(dá)到提取或去除溶液中某些離子的目的，是一種屬于傳質(zhì)分離過(guò)程的單元操作。離子交換是可逆的等當(dāng)量交換反應(yīng)，需要用酸堿進(jìn)行再生。
[0004]木糖水解液中的雜質(zhì)離子含量很高，電導(dǎo)率高達(dá)15000 us/cm，木糖精制過(guò)程中必須采用的多套離子交換工藝，陽(yáng)-陰-陽(yáng)，陰-陽(yáng)陰的。電導(dǎo)率較高，離子交換柱交換負(fù)擔(dān)重，再生頻繁，浪費(fèi)大量的酸堿，產(chǎn)生大量的廢水，樹(shù)脂凈化法屬于深度交換法，最終的離子交換指標(biāo)電導(dǎo)能達(dá)到小于5uS/cm，但是用離子交換樹(shù)脂法處理高雜質(zhì)離子的水解液既不經(jīng)濟(jì)，也給污水處理很重的負(fù)擔(dān)，而且也造成了資源浪費(fèi)。離子交換柱只適合深度的離子交換。
[0005]電滲析是在外加直流電場(chǎng)的作用下，當(dāng)含鹽分的水流經(jīng)陰、陽(yáng)離子交換膜和隔板所構(gòu)成的隔室時(shí)，水分中的陰離子和陽(yáng)離子就開(kāi)始做定向運(yùn)動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極方向移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極方向移動(dòng)。由于離子交換膜具有選擇性透過(guò)性能，陽(yáng)離子交換膜的固定交換基團(tuán)帶負(fù)電荷，因此允許水中陽(yáng)離子通過(guò)而阻擋陰離子；陰離子交換膜(簡(jiǎn)稱陰膜)的固定交換基團(tuán)帶正電荷，因此允許水中的陰離子通過(guò)而阻擋陽(yáng)離子，致使料液隔室中的離子迀移到濃水隔室中去，從而達(dá)到去離子的目的。但是，木糖水解液中含有大量的鈣鎂離子，在電滲析的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)濃水室內(nèi)的電極膜堆堵塞、泄漏、電極板結(jié)垢、斷損、水耗量大等問(wèn)題。維修保養(yǎng)費(fèi)用較，所以電滲析不適合高鹽的水解液的處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種精制木糖水解液的方法。
[0007]本發(fā)明所述方法主要包括如下步驟:
(1)在模擬移動(dòng)床的分離室中裝填吸附樹(shù)脂；
(2)取木糖水解液，按照程序進(jìn)放料；在模擬移動(dòng)床中，循環(huán)流量為39.1mVh進(jìn)水量為7m3/h，進(jìn)料量為4m3/h，折光率45% ;提取液出液量為3.75m3/h，折光率為26% ;殘液出液量為7.25 m3/h，折光率為16% ;步進(jìn)時(shí)間為297s ;收集提取液，即得精制后的木糖提取液。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，所述吸附樹(shù)脂包括鈉型，鉀型，鈣型，氫型，鉛型吸附樹(shù)脂。
[0009]該樹(shù)脂對(duì)糖類、色素類和無(wú)機(jī)離子的吸附力強(qiáng)弱程度明顯。根據(jù)糖類及雜質(zhì)離子和色素的在樹(shù)脂中保留時(shí)間的差異性從而達(dá)到脫雜質(zhì)離子的目的。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)所述程序?yàn)?
分離室I進(jìn)水，分離室3出提取液，分離室7進(jìn)料，分離室9出殘液；
分離室2進(jìn)水，分離室4出提取液，分離室8進(jìn)料，分離室10出殘液； 分離室3進(jìn)水，分離室5出提取液，分離室9進(jìn)料，分離室I出殘液；
分離室4進(jìn)水，分離室6出提取液，分離室10進(jìn)料，分離室2出殘液；
分離室5進(jìn)水，分離室7出提取液，分離室I進(jìn)料，分離室3出殘液；
分離室6進(jìn)水，分離室8出提取液，分離室2進(jìn)料，分離室4出殘液；
分離室7進(jìn)水，分離室9出提取液，分離室3進(jìn)料，分離室5出殘液；
分離室8進(jìn)水，分離室10出提取液，分離室4進(jìn)料，分離室6出殘液；
分離室9進(jìn)水，分離室I出提取液，分離室5進(jìn)料，分離室7出殘液；
分離室10進(jìn)水，分離室2出提取液，分離室6進(jìn)料，分離室8出殘液。
[0011]提取液中含有木糖、阿拉伯糖、葡萄糖。
[0012]本發(fā)明利用吸附樹(shù)脂對(duì)糖類和離子吸附能力的不同，將糖與雜質(zhì)離子分離，分離后料液電導(dǎo)從20000us/cm降到1000us/cm左右。糖液中的雜質(zhì)離子越多，脫鹽效果就會(huì)更好，本發(fā)明尤其適合高電導(dǎo)料液的分離。而且，本發(fā)明中，糖的回收率不低于95%，比傳統(tǒng)的工藝相比較，節(jié)省大量的酸堿消耗和水耗，而且維修保養(yǎng)費(fèi)用較低。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1模擬移動(dòng)床的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中I為水罐、2為料液罐、3為提取液罐、4為殘液罐、5流量計(jì)、6分離室；
圖2為圖1的局部放大圖(I放大)；
圖3為采用本發(fā)明精制的單柱效果評(píng)價(jià)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]采用10個(gè)獨(dú)立的分離室串聯(lián)(如圖1所示)，如圖1所示，自左向右分別是分離室1-10，每個(gè)分離室都有獨(dú)立的進(jìn)料、進(jìn)水、出提取液、出殘液的管道和閥門(分離室I和2的局部放大圖見(jiàn)圖2，其他分離室的管道和閥門與分離室I和2基本相同)。在正常的生產(chǎn)過(guò)程中是在整個(gè)系統(tǒng)中首先進(jìn)料，通過(guò)循環(huán)泵形成分離曲線圖，在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)流量為39.1mVh進(jìn)水量為7m3/h，進(jìn)料量為4m3/h，折光(等同干物質(zhì)量濃度)45% ;提取液(溶液中的富集含糖部分)出液量為3.75m3/h，折光為26% ;殘液(溶液中富集雜質(zhì)離子的部分)出液量為7.25 m3/h，折光為16%，整個(gè)系統(tǒng)是連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料的。系統(tǒng)在循環(huán)過(guò)程中的形成穩(wěn)定的分離曲線，該曲線在循環(huán)泵的作用下在系統(tǒng)中運(yùn)行提取液量和殘液量是在分離峰值的部分被分離出去，進(jìn)水量在折光最低處、進(jìn)料量在曲線和料液成分相同的地方，補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，整個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)入部分和分離部分在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中的比例很小，不足影響系統(tǒng)中的分離曲線。步進(jìn)時(shí)間(指閥門切換時(shí)間，也叫板閥時(shí)間，即上一個(gè)程序到下一個(gè)程序的間隔時(shí)間)為297s，閥門開(kāi)啟程序:
分離室I進(jìn)水，分離室3出提取液，分離室7進(jìn)料，分離室9出殘液；
分離室2進(jìn)水，分離室4出提取液，分離室8進(jìn)料，分離室10出殘液；
分離室3進(jìn)水，分離室5出提取液，分離室9進(jìn)料，分離室I出殘液；
分離室4進(jìn)水，分離室6出提取液，分離室10進(jìn)料，分離室2出殘液；
分離室5進(jìn)水，分離室7出提取液，分離室I進(jìn)料，分離室3出殘液；
分離室6進(jìn)水，分離室8出提取液，分離室2進(jìn)料，分離室4出殘液； 分離室7進(jìn)水，分離室9出提取液，分離室3進(jìn)料，分離室5出殘液；
分離室8進(jìn)水，分離室10出提取液，分離室4進(jìn)料，分離室6出殘液；
分離室9進(jìn)水，分離室I出提取液，分離室5進(jìn)料，分離室7出殘液；
分離室10進(jìn)水，分離室2出提取液，分離室6進(jìn)料，分離室8出殘液。
[0015] 通過(guò)以上的程序從實(shí)現(xiàn)兩相分離。提取液中含有木糖、阿拉伯糖、葡萄糖；殘液中含有雜質(zhì)離子，從而實(shí)現(xiàn)脫鹽目的。采用本發(fā)明精制的單柱效果評(píng)價(jià)圖見(jiàn)圖3，其中，豎坐標(biāo)是單位體積溶液中含有的物質(zhì)的質(zhì)量，橫坐軸代表的是時(shí)間，因樹(shù)脂的吸附作用，溶液中的不同組分在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)有不同的分布，雜質(zhì)離子富集在一個(gè)時(shí)間段，而糖類(木糖、葡萄糖和阿拉伯糖)富集在一時(shí)間段，從而把糖液和雜質(zhì)離子分開(kāi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種精制木糖水解液的方法，其特征在于，主要包括如下步驟: (1)在模擬移動(dòng)床的分離室中裝填吸附樹(shù)脂； (2)取木糖水解液，按照程序進(jìn)放料；在模擬移動(dòng)床中，循環(huán)流量為39.1mVh進(jìn)水量為7m3/h，進(jìn)料量為4m3/h，折光率45% ;提取液出液量為3.75m3/h，折光率為26% ;殘液出液量為7.25 m3/h，折光率為16% ;步進(jìn)時(shí)間為297s ;收集提取液，即得精制后的木糖提取液。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述吸附樹(shù)脂包括鈉型，鉀型，鈣型，氫型，鉛型吸附樹(shù)脂。
3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(2)所述程序?yàn)? 分離室I進(jìn)水，分離室3出提取液，分離室7進(jìn)料，分離室9出殘液； 分離室2進(jìn)水，分離室4出提取液，分離室8進(jìn)料，分離室10出殘液； 分離室3進(jìn)水，分離室5出提取液，分離室9進(jìn)料，分離室I出殘液； 分離室4進(jìn)水，分離室6出提取液，分離室10進(jìn)料，分離室2出殘液； 分離室5進(jìn)水，分離室7出提取液，分離室I進(jìn)料，分離室3出殘液； 分離室6進(jìn)水，分離室8出提取液，分離室2進(jìn)料，分離室4出殘液； 分離室7進(jìn)水，分離室9出提取液，分離室3進(jìn)料，分離室5出殘液； 分離室8進(jìn)水，分離室10出提取液，分離室4進(jìn)料，分離室6出殘液； 分離室9進(jìn)水，分離室I出提取液，分離室5進(jìn)料，分離室7出殘液； 分離室10進(jìn)水，分離室2出提取液，分離室6進(jìn)料，分離室8出殘液。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種精制木糖水解液的方法，利用吸附樹(shù)脂對(duì)糖類和離子吸附能力的不同，將糖與雜質(zhì)離子分離，分離后料液電導(dǎo)從20000us/cm降到1000us/cm左右。糖液中的雜質(zhì)離子越多，脫鹽效果就會(huì)更好，本發(fā)明尤其適合高電導(dǎo)料液的分離。而且，本發(fā)明中，糖的回收率不低于95%，比傳統(tǒng)的工藝相比較，節(jié)省大量的酸堿消耗和水耗，而且維修保養(yǎng)費(fèi)用較低。
【IPC分類】C07H1-06, C13K13-00, C07H3-02, C13K1-00, B01D15-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104587706
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410754825
【發(fā)明人】王星云, 趙靜靜, 孫魯, 王成福, 聶圣才, 劉曉娟, 張亮
【申請(qǐng)人】山東福田藥業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日