專利名稱：一種從稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法。
背景技術(shù)：
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(chǎn)燃料酒精是解決 人類所面臨能源和環(huán)境問題，保持社會可持續(xù)發(fā)展的一條有效途徑。植物纖維原料生產(chǎn)燃料 酒精包括3個子過程植物纖維原料的預(yù)處理，酶水解和酒精發(fā)酵。稀酸預(yù)處理植物纖維原 料是一種有效的植物纖維原料預(yù)處理方法。目前稀酸預(yù)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?shù)奶幚?，用于酒精發(fā)酵另一種是回收其中的木糖。將稀酸預(yù)處 理植物纖維原料廢液進行適當?shù)奶幚碛糜诰凭l(fā)酵存在兩個方面的問題 一是稀酸預(yù)處理植 物纖維原料廢液的某些成分對酒精發(fā)酵有抑制作用，另外是目前工業(yè)酒精發(fā)酵菌種不能利用 木糖，從而限制了工業(yè)上利用稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液發(fā)酵生產(chǎn)酒精。從稀酸預(yù)處理植 物纖維原料廢液中回收木糖是稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液資源化利用的一種有效途徑，但 目前在該方面的報道很少。Curreli等(Process Biochem, 37: 937-941)對稀酸預(yù)處理麥草生 產(chǎn)燃料酒精過程中預(yù)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采用離子交換，難于工業(yè)化生產(chǎn)，另外經(jīng)過離子交換后木糖的濃度低， 在濃縮結(jié)晶的過程中要消耗大量的能量。未見其它從稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液中回收木 糖的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種從稀酸預(yù)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(yè)化可行。
本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用解決方案為 一種從稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液 中回收木糖的方法，其不同之處在于包括有以下步驟
(1) 首先將稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液經(jīng)活性炭脫色，得到第一次濾液；
(2) 將步驟(1)脫色后所得第一次濾液在115 1251C下水解50 70分鐘得水解液；
(3) 然后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)所得中和后的水解液進行脫色，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)最后進行真空濃縮得白色粉末，在95%的工業(yè)酒精中重結(jié)晶，得白色晶狀木糖。 按上述方案，所述的稀酸預(yù)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(fā)明的優(yōu)點
(1) 稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液先經(jīng)活性炭脫色，然后水解，可以減小水解過程中 副產(chǎn)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(yù)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(huán)境污染，實現(xiàn)資源的有效利用；
(3) 采用反滲透濃縮，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(yù)處理麥草生產(chǎn)燃料酒精過程中預(yù)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)，最后真空濃縮至干，得白色粉末1.65Kg,加入10L95W的工業(yè)酒精，加熱攪拌至701C， 白色粉末全部溶解，冷卻至室溫結(jié)晶，得白色晶狀木糖1.55Kg,得率為73.1%。
實施例2
100L稀酸預(yù)處理稻草生產(chǎn)燃料酒精過程中預(yù)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，最后真空濃縮至干，得白色粉末1.51Kg，加入 10L 95%的工業(yè)酒精，加熱攪拌至701C,白色粉末全部溶解，冷卻至室溫結(jié)晶，得白色晶狀
木糖1.36Kg，得率69.4%。 實施例3
100L稀酸預(yù)處理鋸末生產(chǎn)燃料酒精過程中預(yù)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，最后真空濃縮至干，得白色粉末1.16Kg，加入8L 95%的工業(yè)酒精，加熱攪拌至70*C，白色粉末全部溶解，冷卻至室溫結(jié)晶，得白色晶狀木糖 1.06Kg,得率67.9%。
權(quán)利要求
1、一種從稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法，其特征在于包括有以下步驟(1)首先將稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液經(jīng)活性炭脫色，得到第一次濾液；(2)將步驟(1)脫色后所得第一次濾液在115～125℃下水解50～70分鐘得水解液；(3)然后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)所得中和后的水解液進行脫色，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)最后進行真空濃縮得白色粉末，在95％的工業(yè)酒精中重結(jié)晶，得白色晶狀木糖。
2、 按權(quán)利要求1所述的從稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法，其特征在 于所述的稀酸預(yù)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(quán)利要求1或2所述的從稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法，其特 征在于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(quán)利要求1或2所述的從稀酸預(yù)處理植物纖維原料廢液中回收木糖的方法，其特 征在于步驟(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(fā)明涉及一種從稀酸預(yù)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(yù)處理植物纖維原料廢液經(jīng)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)最后進行真空濃縮得白色粉末，重結(jié)晶，得白色晶狀木糖。本發(fā)明的優(yōu)點(1)減小水解過程中副產(chǎn)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(huán)境污染，實現(xiàn)資源的有效利用；(3)采用反滲透濃縮，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(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者伍昭化, 吳元欣, 喻子牛, 朱圣東, 趙玉鳳, 陳啟明 申請人:武漢工程大學(xué)