CN102676706A - 还原醣的制造方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种还原醣的制造方法及设备，其先将一含木质纤维素的生质物与一溶剂混合后，再通过一高温高压反应釜进行降解反应，而能够有效提升制造过程中的固液比，以制得高浓度的还原醣溶液，同时，因为该含木质纤维素的生质物在经过降解后不需要使用高温蒸气蒸洗，所以与现有制程相较，本发明所使用的水量及能源会较少，此外，因为该高温高压反应釜为一般常见设备，所以本发明更具有设备取得容易、生产成本较低等优点，而容易商业化推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种还原醣的制造方法及设备。
背景技术
随着石化能源的日益枯竭，科学家们莫不倾力研发新的替代能源，诸如太阳能、风能、水力、地热能及生质能源等，其中，生质能源因为原料取得容易，所以广受人们青睐，被列为积极开发的对象，如生质酒精即是利用醣类发酵所制成，而其所使用的醣类则最常由谷类作物及蔗糖中所提炼，但因为使用谷类作物及蔗糖来提炼生质酒精，容易影响粮食的供需平衡，所以未来产制生质酒精所使用的醣类，将采用由硬木、软木等含木质纤维素的生质物所提炼的还原醣为主，而现行的还原醣制造技术，主要是将该含木质纤维素的生质物先利用双轴挤压机进行挤压混酸，再配合热水溶洗前程序进行高温蒸气蒸洗，以溶洗出该含木质纤维素的生质物内的还原醣，然而，该现有还原醣制造技术因为其必须使用130℃的水蒸气，对降解后的该含木质纤维素的生质物进行20分钟蒸洗，所以会使用较多的水及能源，非常的耗能与不环保，同时，该双轴挤压机为特殊设备，取得不易、建构成本高，并不利于商业化推广。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种耗能低、效率高的还原醣制造方法及设备。
本发明所提供的一种还原醣的制造方法，其先将一含木质纤维素的生质物与一溶剂混合后，再通过一高温高压反应釜进行降解反应，以取得高浓度的还原醣溶液。
作为优选方案，其中，该含木质纤维素的生质物可为硬木、软木、禾本科植物、竹子、水生物种以及含木质纤维素的农工业废弃物中的一种。
作为优选方案，其中，该溶剂为水，且该含木质纤维素的生质物除以水的质量比为0.1至1.0。
作为优选方案，其中，该溶剂中还添加有催化剂，且该催化剂除以该含木质纤维素的生质物的质量比为0.5％至10％。
作为优选方案，其中，所加入的催化剂为硫酸、硝酸及盐酸的其中一种。
作为优选方案，其中，进行降解反应的温度为100至200℃。
作为优选方案，其中，达到进行降解反应温度前的升温速率为1至20℃/min。
作为优选方案，其中，达到降解反应温度后的反应时间为15分钟至5小时。
作为优选方案，其中，该高浓度的还原醣溶液的浓度为3至113.8g/L。
作为优选方案，其中，该含木质纤维素的生质物先经过破碎处理，使该含木质纤维素的生质物的颗粒粒径小于5mm。
作为优选方案，其中，经降解反应后所生成的产物，会再利用离心脱水处理固液分离出该还原醣溶液以及一固态残余生质物。
作为优选方案，其中，该固态残余生质物可混入水，并经离心脱水处理以将该固态残余生质物内残余的还原醣予以洗出。
作为优选方案，其中，该还原醣溶液可应用于生物发酵，以产制生质乙醇、生质丁醇、乳酸、甲烷与生质氢气。
作为优选方案，其中，该还原醣溶液可先经由过碱处理，以移除不利于发酵反应的生质物，并提升发酵反应的效率。
为达上述目的，本发明所提供的一种还原醣的制造设备，包含有一高温高压反应釜，可供容置一含木质纤维素的生质物及一溶剂，并施以压力范围在5～30个大气压使该含木质纤维素的生质物产生降解反应；以及一脱水单元，可供对降解反应后所生成的产物进行脱水处理，以固液分离出一高浓度的还原醣溶液及一固态残余生质物。
作为优选方案，其中，该制造设备更包含有一破碎单元，可供将该含木质纤维素的生质物进行破碎处理，使该含木质纤维素的生质物的颗粒粒径小于5mm。
作为优选方案，其中，该溶剂为水，且该含木质纤维素的生质物除以水的质量比为0.1至1.0。
作为优选方案，其中，该溶剂中更添加有催化剂，且该催化剂除以该含木质纤维素的生质物的质量比为0.5％至10％。
作为优选方案，其中，所加入的催化剂可为硫酸、硝酸及盐酸的其中一种。
作为优选方案，其中，该高温高压反应釜内的降解反应温度为100至200℃。
作为优选方案，其中，该高温高压反应釜的升温速率为1至20℃/min。
作为优选方案，其中，达到降解反应温度后的反应时间为15分钟至5小时。
作为优选方案，其中，该固态残余生质物可混入水，并通过该脱水单元再次进行脱水，以将该固态残余生质物内残余的还原醣予以洗出。
本发明所提供的一种还原醣的制造方法及设备，不仅能够有效提升该还原醣溶液在制造过程中的固液比，以制得高浓度的还原醣溶液，且因为该含木质纤维素的生质物在经过降解后不需要使用高温蒸气蒸洗，所以与现有制造技术相较，本发明具有用水量少、耗费能源低的优势，同时，由于该高温高压反应釜、该脱水单元等为一般常见设备，因此与现有技术相较，本发明更具有设备取得容易、生产成本较低等优点，而容易商业化推广使用。
附图说明
图1为本发明目前可行实施例的还原醣溶液制造流程图。
图2为本发明目前可行实施例的制造设备连接示意图。
图3为本发明目前可行实施例的还原醣溶液后制流程图。
附图标记说明：
10破碎单元
20高温高压反应釜
30脱水单元
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
请参阅图1所示，为本发明目前可行实施例还原醣溶液制造流程图，其揭露有一种还原醣的制造方法，该制造方法包含有下列步骤：
破碎处理：将一含木质纤维素的生质物进行破碎处理，使该含木质纤维素的生质物的颗粒粒径会小于5mm，其中，该含木质纤维素的生质物可为硬木、软木、禾本科植物、竹子、水生物种(如藻类、布袋莲等)以及含木质纤维素的农工业废弃物的其中一种。
混合溶剂：将破碎处理后的该含木质纤维素的生质物混入溶剂，其中，该溶剂为水，且该含木质纤维素的生质物除以水的质量比会控制在介于0.1至1.0，同时，该溶剂中更可添加催化剂以加速反应，且该催化剂除以该含木质纤维素的生质物的质量比会被控制在介于0.5％至10％，值得一提的是，所加入的催化剂可为硫酸、硝酸及盐酸的其中一种。
高温高压降解：将混合溶剂后的该含木质纤维素的生质物置放于一高温高压反应釜(Autoclave)内进行降解反应，其中，进行降解反应的温度控制在介于100至200℃，且达到进行降解反应温度前的升温速率为1至20℃/min，达到降解反应温度后的反应时间为15分钟至5小时。
脱水处理：将降解反应后所生成的产物，利用离心脱水处理固液分离出一高浓度的还原醣溶液以及一固态残余生质物，其中，该高浓度的还原醣溶液的浓度介于3至113.8g/L。
二次脱水：将该固态残余生质物混入水，并经离心脱水处理以将该固态残余生质物内残余的还原醣予以洗出，其中，二次脱水步骤所加入的水量会较一次脱水步骤时为少，以期使二次脱水步骤所获得的还原醣溶液的浓度会相近于一次脱水步骤所产生的还原醣溶液。
请再同时参阅图2所示，为本发明目前可行实施例制造设备连接示意图，其揭露有一种还原醣制造设备，该制造设备包含有：
一破碎单元10，可供对该含木质纤维素的生质物进行破碎处理，使该含木质纤维素的生质物的颗粒粒径会小于5mm，且于本实施例中，该破碎单元10为一碾压机。
一高温高压反应釜20，可供容置该含木质纤维素的生质物以及该溶剂，并施以高温及压力范围在5～30个大气压使该含木质纤维素的生质物产生降解反应，其中，该高温高压反应釜20内以1至20℃的升温速率，将降解反应温度控制在100至200℃，且达到该降解反应温度后的反应时间会被控制在介于15分钟至5小时。
一脱水单元30，可供对降解反应后所生成的产物进行脱水处理，以固液分离出该高浓度的还原醣溶液与该固态残余生质物，于本实施例中，该脱水单元30为一离心式脱水机。
请再同时参阅图3所示，为本发明目前可行实施例的还原醣溶液后制流程图，通过上述还原醣制造方法及设备，使用者只要将该含木质纤维素的生质物先借由该破碎单元10进行破碎处理，再与溶剂及催化剂充分混合，并置入该高温高压反应釜20内，于高温高压环境进行降解反应，最后再通过该脱水单元30进行离心脱水，便可取得高浓度还原醣溶液，请同时参阅下列表一所示，为本发明目前可行实施例的实验数据表：
由表一中即可明显看出，通过上述还原醣制造方法及设备，将可制得浓度高达113.8g/L的高浓度还原醣溶液，可供应用于生物发酵，以产制生质乙醇、生质丁醇、乳酸(后续可再加工成聚乳酸塑酯的生物可分解塑胶)、甲烷与生质氢气，值得一提的是，在进行生物发酵之前，该还原醣溶液还可先经由过碱处理(Overliming Treatment)，移除不利于发酵反应的生质物，并提升发酵反应的效率，借此，不仅能够有效提升该还原醣溶液在制造过程中的固液比，以制得高浓度还原醣溶液，且因为该含木质纤维素的生质物在经过降解后不需要使用高温蒸气蒸洗，所以与现有制造技术相较，本发明具有用水量少、耗费能源低的优势，同时，由于该破碎单元10、高温高压反应釜20及脱水单元30等皆为一般常见设备，因此与现有技术相较，本发明更具有设备取得容易、生产成本较低等优点，而容易商业化推广使用。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (23)
1.一种还原醣的制造方法，其特征在于，先将一含木质纤维素的生质物与一溶剂混合后，再通过一高温高压反应釜进行降解反应，以取得高浓度的还原醣溶液。
2.根据权利要求1所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，所述含木质纤维素的生质物为硬木、软木、禾本科植物、竹子、水生物种以及含木质纤维素的农工业废弃物中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，所述溶剂为水，且所述含木质纤维素的生质物除以水的质量比为0.1至1.0。
4.根据权利要求1所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，所述溶剂中还添加有催化剂，且该催化剂除以所述含木质纤维素的生质物的质量比为0.5％至10％。
5.根据权利要求4所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，所述催化剂为硫酸、硝酸及盐酸中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，进行降解反应的温度为100至200℃。
7.根据权利要求6所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，达到进行降解反应温度前的升温速率为1至20℃/min。
8.根据权利要求6所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，达到降解反应温度后的反应时间为15分钟至5小时。
9.根据权利要求1所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，所述高浓度的还原醣溶液的浓度为3至113.8g/L。
10.根据权利要求1所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，所述含木质纤维素的生质物会先经过破碎处理，使所述含木质纤维素的生质物的颗粒粒径小于5mm。
11.根据权利要求1所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，经降解反应后所生成的产物，利用离心脱水处理固液分离出所述还原醣溶液以及一固态残余生质物。
12.根据权利要求11所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，所述固态残余生质物混入水，并经离心脱水处理将所述固态残余生质物内残余的还原醣予以洗出。
13.根据权利要求1所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，所述还原醣溶液可应用于生物发酵，以生产制备生质乙醇、生质丁醇、乳酸、甲烷与生质氢气。
14.根据权利要求13所述的一种还原醣的制造方法，其特征在于，所述还原醣溶液可先经由过碱处理，以移除不利于发酵反应的生质物，并提升发酵反应的效率。
15.一种还原醣的制造设备，其特征在于，包含有：
一高温高压反应釜，供容置一含木质纤维素的生质物及一溶剂，并施以压力范围在5～30个大气压使该含木质纤维素的生质物产生降解反应；
一脱水单元，对降解反应后所生成的产物进行脱水处理，以固液分离出一高浓度的还原醣溶液及一固态残余生质物。
16.根据权利要求15所述的一种还原醣的制造设备，其特征在于，所述制造设备还包含有一破碎单元，将所述含木质纤维素的生质物进行破碎处理，使所述含木质纤维素的生质物的颗粒粒径小于5mm。
17.根据权利要求15所述的一种还原醣的制造设备，其特征在于，所述溶剂为水，且所述含木质纤维素的生质物除以水的质量比为0.1至1.0。
18.根据权利要求15所述的一种还原醣的制造设备，其特征在于，所述溶剂中还添加有催化剂，且该催化剂除以所述含木质纤维素的生质物的质量比为0.5％至10％。
19.根据权利要求18所述的一种还原醣的制造设备，其特征在于，所加入的催化剂为硫酸、硝酸及盐酸中的一种。
20.根据权利要求15所述的一种还原醣的制造设备，其特征在于，所述高温高压反应釜内的降解反应温度为100至200℃。
21.根据权利要求15所述的一种还原醣的制造设备，其特征在于，所述高温高压反应釜的升温速率为1至20℃/min。
22.根据权利要求15所述的一种还原醣的制造设备，其特征在于，达到降解反应温度后的反应时间为15分钟至5小时。
23.根据权利要求15所述的一种还原醣的制造设备，其特征在于，所述固态残余生质物混入水，并通过所述脱水单元再次进行脱水，以将所述固态残余生质物内残余的还原醣予以洗出。
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| CN (1) | CN102676706A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101346476A (zh) * | 2006-10-26 | 2009-01-14 | 川崎成套设备股份有限公司 | 纤维素系生物物质的糖化分解方法以及糖化分解装置 |
| CN101586136A (zh) * | 2009-07-03 | 2009-11-25 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种生物质绿色高效预处理方法 |
| CN101798603A (zh) * | 2010-03-22 | 2010-08-11 | 华东理工大学 | 一种木质纤维素类生物质的水解方法 |
| CN101886143A (zh) * | 2010-07-13 | 2010-11-17 | 大连理工大学 | 一种超/亚临界水两步水解生物质制备还原糖的方法 |
| CN101974161A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-02-16 | 中国科学院西双版纳热带植物园 | 一种溶解和快速水解木质纤维素生物质的方法及其设备和应用 |
-
2011
- 2011-03-09 CN CN2011100558813A patent/CN102676706A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101346476A (zh) * | 2006-10-26 | 2009-01-14 | 川崎成套设备股份有限公司 | 纤维素系生物物质的糖化分解方法以及糖化分解装置 |
| CN101586136A (zh) * | 2009-07-03 | 2009-11-25 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种生物质绿色高效预处理方法 |
| CN101798603A (zh) * | 2010-03-22 | 2010-08-11 | 华东理工大学 | 一种木质纤维素类生物质的水解方法 |
| CN101886143A (zh) * | 2010-07-13 | 2010-11-17 | 大连理工大学 | 一种超/亚临界水两步水解生物质制备还原糖的方法 |
| CN101974161A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-02-16 | 中国科学院西双版纳热带植物园 | 一种溶解和快速水解木质纤维素生物质的方法及其设备和应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 《中国农业科技导报》 20071231 伯永科等 木质纤维素稀酸糖化研究初探 105-109页 1-23 , 第06期 * |
| 伯永科等: "木质纤维素稀酸糖化研究初探", 《中国农业科技导报》 * |
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