專利名稱：一種處理木糖母液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及處理木糖母液并從木糖母液中制備木糖c12_14 酰羥丙基醚表面活性劑的方法。
背景技術(shù)：
木糖是由農(nóng)業(yè)廢棄物玉米芯、甘蔗渣等制備出得低熱值新型功能甜味劑，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)，特別適用作糖尿病患者的甜味劑，也是生產(chǎn)木糖醇的主要原料。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前，在正常狀態(tài)下，生產(chǎn)I噸木糖要產(chǎn)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(yán)重污染環(huán)境，僅少量用于制取焦糖色素等，利用率很低，嚴(yán)重影響木糖生產(chǎn)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效果。因此，研究木糖母液的處理方法，變廢為寶，保護(hù)環(huán)境，提高木糖生產(chǎn)行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，是非常重要的課題?，F(xiàn)有的處理木糖母液的方法，如2010年5月12日公布的公布號(hào)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(jīng)過(guò)酒精酵母菌種發(fā)酵，木糖母液中的葡萄糖蒸餾制備酒精；然后利用木糖醇酵母菌種發(fā)酵木糖母液中的木糖， 經(jīng)過(guò)過(guò)濾、脫色、離子交換、濃縮、結(jié)晶制備木糖醇；最后經(jīng)過(guò)模擬移動(dòng)床、濃縮、結(jié)晶提取阿拉伯糖。該方法的主要缺點(diǎn)是①用該方法必須經(jīng)過(guò)菌種發(fā)酵等預(yù)處理步驟，對(duì)生產(chǎn)條件要求較高，操作條件苛刻。并且在工藝過(guò)程中需要消耗大量水。②用模擬移動(dòng)床的投資大，導(dǎo)致其生產(chǎn)成本高,產(chǎn)品缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)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(chǎn)中產(chǎn)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(yīng)生成木糖母液-c12_14酰羥丙基醚表面活性劑。本發(fā)明方法具有工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備簡(jiǎn)單實(shí)用，節(jié)約能源，資源綜合利用率高等特點(diǎn)。采用本發(fā)明方法制備出的表面活性劑木糖母液-c12_14酰羥丙基醚是具有多種成分的混合物，能夠有效利用木糖結(jié)晶母液中的多種糖類，并且對(duì)環(huán)境安全、溫和、可生物降解。本發(fā)明的原理游離羥基在適當(dāng)條件下，可與環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生醚化反應(yīng)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(huán)氧基團(tuán)和疏水烴基，在適當(dāng)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。由于單糖、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(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種處理木糖母液的方法，以木糖生產(chǎn)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(guò)濾,后加入市售c12_14烷基縮水甘油醚制得木糖C12_14酰羥丙基醚粗品，再經(jīng)分離純化而得產(chǎn)品。其具體方法步驟如下(I)配制木糖稀釋凈化液以木糖生產(chǎn)中廢棄的木糖母液為原料，用純凈水作溶劑，按照木糖母液的質(zhì)量 (g)純凈水溶劑的體積(HiL)比為I : 2 10的比例，在純凈水溶劑中加入木糖母液攪拌混合均勻后將溶液置于真空過(guò)濾器中，進(jìn)行真空過(guò)濾，分別收集濾過(guò)液和濾渣。收集的濾渣，另作它用；收集的濾過(guò)液，即為木糖稀釋凈化液。(2)制備木糖母液_C12_14酰羥丙基醚粗品第(I)步完成后，以市售C12_14烷基縮水甘油醚為原料，按第(I)步收集的濾過(guò)液 (即木糖稀釋凈化液)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(guò)液中，并用NaOH調(diào)節(jié)溶液pH為7. 2 9. 2。再在63 93°C恒溫條件下，在轉(zhuǎn)速為100 180rpm下攪拌反應(yīng)I 5h。收集反應(yīng)液，就制備出糖基-C12_14酰羥丙基醚，即為木糖母液-c12_14酰羥丙基醚粗品。(3)制備木糖母液_C12_14酰羥丙基醚產(chǎn)品第⑵步完成后，將第⑵步收集的反應(yīng)液(即木糖母液_(12_14酰羥丙基醚粗品) 泵入分液器中，靜置分離2 6h，反應(yīng)液分相為三層，分別收集反應(yīng)液分相的三層溶液(即下層的殘留的木糖稀釋凈化液，上層的殘留的C12_14縮水甘油醚，中間層的木糖母液-c12_14 酰羥丙基醚粗品產(chǎn)物)。對(duì)于收集的下層的木糖稀釋凈化液和上層的殘留C12_14縮水甘油醚，均用于下次制備木糖母液_C12_14酰羥丙基醚粗品；將收集的中間層木糖母液_C12_14酰羥丙基醚粗品產(chǎn)物泵入脫水釜中，在溫度為70 85°C、真空度為-O. 05 -O. 08MPa下進(jìn)行真空濃縮直至濃縮物的水分為45% 50%時(shí)止。收集濃縮物，即制備出的木糖母液_(12_14酰羥丙基醚表面活性劑產(chǎn)品，產(chǎn)品的總收得率為85. 4 90. 6%。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，主要有以下效果I、本發(fā)明僅采用真空過(guò)濾、恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)等簡(jiǎn)單工藝，總體節(jié)約能源、生產(chǎn)成本低。2、本發(fā)明是以木糖生產(chǎn)廢棄的木糖結(jié)晶母液為原料，變廢為寶；既減少了環(huán)境污染，又提高了木糖行業(yè)的經(jīng)濟(jì)性。為處理木糖母液提供了有效的方法。3、本發(fā)明方法在常溫常壓下進(jìn)行，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程中的物料循環(huán)利用，屬于綠色生物化工產(chǎn)品制備方法。4、采用本發(fā)明方法制備出的木糖母液_C12_14酰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(tài)存在，因此本發(fā)明的產(chǎn)物木糖母液-C12_14酰羥丙基醚穩(wěn)定性高，不受酸、堿的影響，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(xué)性質(zhì)，可以廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、保健品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，安全性好。從而將木糖生產(chǎn)的廢棄木糖母液變廢為寶，為木糖母液的里提供了理想的途徑。5、本發(fā)明制得的成品收得率高，木糖母液_C12_14酰羥丙基醚的總收得率高達(dá) 90. 6%。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于木糖母液的再利用。采用本發(fā)明方法制備出的產(chǎn)品可廣泛用作食品、醫(yī)藥、保健品、化妝品、染料、農(nóng)藥等行業(yè)中的表面活性劑，提高了木糖行業(yè)的經(jīng)濟(jì)性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例I一種處理木糖母液的方法，其具體步驟如下(I)配制木糖稀釋凈化液以木糖生產(chǎn)中廢棄的木糖母液為原料，用純凈水作溶劑，按照木糖母液的質(zhì)量 (g):純凈水溶劑的體積(HiL)比為I : 2的比例，在純凈水溶劑中加入木糖母液，攪拌混合均勻后將溶液置于真空過(guò)濾器中，進(jìn)行真空過(guò)濾，分別收集濾過(guò)液和濾渣。收集的濾渣另作它用；收集的濾過(guò)液即為木糖稀釋凈化液。(2)制備木糖母液_C12_14酰羥丙基醚粗品第(I)步完成后，以市售C12_14縮水甘油醚為原料，按第(I)步收集的濾過(guò)液(即木糖稀釋凈化液)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(guò)液中，并用NaOH調(diào)節(jié)溶液pH為7. 2。再在63°C恒溫條件下，在轉(zhuǎn)速為IOOrpm下攪拌反應(yīng)lh。就制備出糖基_C12_14酰羥丙基醚，即為木糖母液_C12_14 酰羥丙基醚粗品。(3)制備木糖母液_C12_14酰羥丙基醚產(chǎn)品第⑵步完成后，將第⑵步收集的反應(yīng)液(即木糖母液<12_14酰羥丙基醚粗品) 泵入分液器中，靜置分離2h，分別收集反應(yīng)液分相的三層溶液(即下層的殘留的木糖稀釋凈化液，上層的殘留的C12_14縮水甘油醚，中間層的木糖母液_C12_14酰羥丙基醚粗品產(chǎn)物)。 對(duì)于收集的下層的木糖稀釋凈化液和上層的殘留C12_14縮水甘油醚，均用于下次制備木糖母液_C12_14酰羥丙基醚粗品；將收集的中間層木糖母液_C12_14酰羥丙基醚粗品產(chǎn)物泵入脫水釜中，在溫度為70°C、真空度為-O. 05MPa下進(jìn)行真空濃縮直至濃縮物水分為45%時(shí)止。 收集濃縮物，即制備出的木糖母液_C12_14酰羥丙基醚表面活性劑產(chǎn)品，產(chǎn)品的總收得率為 85. 4%。實(shí)施例2一種處理木糖母液的方法，同實(shí)施例I,其中第⑴步中，木糖母液的質(zhì)量(g)純凈水溶劑的體積(mL)比為I : 5的比例。第⑵步中，第⑴步收集濾過(guò)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(yīng)液pH為8. 2，反應(yīng)溫度為80°C，轉(zhuǎn)速為140rpm，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。第(3)步中，靜置時(shí)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(shí)施例3一種處理木糖母液的方法，同實(shí)施例I,其中第⑴步中，木糖母液的質(zhì)量(g)純凈水溶劑的體積(mL)比為I : 10的比例。第⑵步中，第⑴步收集濾過(guò)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(yīng)液pH為9. 2，反應(yīng)溫度為93°C，轉(zhuǎn)速為180rpm，反應(yīng)時(shí)間為5小時(shí)。
第⑶步中，靜置時(shí)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(quán)利要求
1.一種處理木糖母液的方法，其特征在于所述方法的具體步驟如下(1)配制木糖稀釋凈化液以木糖生產(chǎn)中廢棄的木糖母液為原料，按照木糖母液的質(zhì)量純凈水溶劑的體積比為 Ig 2 IOmL的比例，在純凈水溶劑中加入木糖母液，攪拌混合均勻后將溶液置于真空過(guò)濾器中，進(jìn)行真空過(guò)濾，分別收集濾過(guò)液和濾渣；(2)制備木糖母液_(12_14酰羥丙基醚粗品第(I)步完成后，以市售C12_14縮水甘油醚為原料，按第(I)步收集的濾過(guò)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(guò)液中，并用NaOH調(diào)節(jié)溶液pH為7. 2 9. 2，再在63 93 °C恒溫條件下，在轉(zhuǎn)速為100 ISOrpm下攪拌反應(yīng)I 5h，收集反應(yīng)液，即為木糖母液_C12_14酰羥丙基醚粗品；(3)制備木糖母液_(12_14酰羥丙基醚產(chǎn)品第(2)步完成后，將第(2)步收集的反應(yīng)液，即木糖母液_(12_14酰羥丙基醚粗品泵入分液器中，靜置分離2 6h，分別收集反應(yīng)液分相的三層溶液，即下層的殘留的木糖稀釋凈化液，上層的殘留的C12_14縮水甘油醚，中間層的木糖母液_C12_14酰羥丙基醚粗品產(chǎn)物，將收集的中間層木糖母液_C12_14酰羥丙基醚粗品產(chǎn)物泵入脫水釜中，在溫度為70 85°C，真空度為-O. 05 -O. 08MPa下進(jìn)行真空濃縮直至濃縮物水分為45% 50%時(shí)止，收集濃縮物，即為制備出的木糖母液_C12_14酰羥丙基醚表面活性劑產(chǎn)品。
全文摘要
一種處理木糖母液的方法，涉及處理木糖母液并從木糖母液中制備木糖C12-14酰羥丙基醚表面活性劑的方法。本發(fā)明以木糖生產(chǎn)廢棄的木糖母液和市售C12-14烷基縮水甘油醚為原料，經(jīng)將木糖母液稀釋過(guò)濾，后加入C12-14烷基縮水甘油醚制得木糖C12-14酰羥丙基醚粗品，再經(jīng)分離，純化而得產(chǎn)品。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，在常溫常壓下進(jìn)行，節(jié)約能源，處理成本低；采用本發(fā)明方法制的木糖-C12-14酰羥丙基醚表面活性劑的穩(wěn)定性高，不受酸、堿的影響，與其他表面活性劑能混合使用，相容性好；生產(chǎn)過(guò)程中的物料循環(huán)利用，產(chǎn)品的收得率高達(dá)90.6％。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于木糖母液的再利用。
文檔編號(hào)B01F17/56GK102580611SQ201110420250
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者盧浩, 周小華, 王丹, 王孟, 黃小栩 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)