CN107459447A - 一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法 - Google Patents

一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明解决的技术问题是，采用化学方法处理葡萄糖酸钠废母液。一定温度下，将葡萄糖酸钠废母液在5%wt～100%wt之间的任意浓度下，加入易溶于水的极性有机溶剂，以此区分、提纯废液中的残留物与水；采用结晶、固液分离、干燥等工艺，得到葡萄糖酸钠；利用精馏装置回收极性有机溶剂，同时得到再生水和糖类物质；极性有机溶剂循环利用；再生水用于生产；糖类物质用作饲料；解决葡萄糖酸钠废母液对环境的污染问题，做到处理过程零排放。

Description

一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法
技术领域
本发明涉及环保领域，特别涉及一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法。
背景技术
葡萄糖酸钠是一种白色或淡黄色结晶颗粒或粉末，易溶于水，微溶于醇，不溶于醚，有咸味，化学名称：五羟基己酸钠，分子式：C6H11NaO7。
葡萄糖酸钠由于其自身具有的优良螯合作用，在食品、医药、化工和建筑等领域具有巨大的市场潜力。据2013年的统计数据显示，我国的葡萄糖酸钠产能为147.46万吨。随着葡萄糖酸钠新用途的不断出现，生产技术的不断发展，生产成本的持续降低，葡萄糖酸钠的需求量将会继续增长，预计到2017年全球葡萄糖酸钠的需求量将达到294.07万吨。其中中国作为全球最大的葡萄糖酸钠生产国和出口国，到2017年国内的葡萄糖酸钠产品将达到182.34万吨。
目前，我国葡萄糖酸钠生产的主要方法为生物发酵法，是以玉米淀粉为主要原料，在黑曲霉菌种的作用下，采用深层发酵工艺生成葡萄糖酸钠溶液，经过滤、浓缩、结晶、分离和二次浓缩、结晶分离后，再烘干制成结晶葡萄糖酸钠成品。工艺过程中，把浓缩结晶后的物料，经离心机分离后得到粗品结晶葡萄糖酸钠，为进一步提高产品质量，要将晶体重新溶晶后再浓缩、结晶提纯，部分母液返回浓缩重复使用，而部分结晶后剩下的不能再利用的母液就是葡萄糖酸钠废母液。
葡萄糖酸钠废母液为棕黑色液体，是多种残留物与水相互溶的废液，其组成为，水：60%wt；残留物40%wt，其中，葡萄糖酸钠：20%wt～25%wt，糖类物质（单糖、低聚糖、多糖等）：15%wt～20%wt。
作为废弃物，葡萄糖酸钠废母液已经失去使用价值，由于其成分复杂，如果处理不当，极易造成环境污染。因此，如何经济有效地处理葡萄糖酸钠废母液，是生物发酵法生产葡萄糖酸钠企业亟待解决的问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是，采用化学方法处理葡萄糖酸钠废母液，利用易溶于水的极性有机溶剂区分、提纯废母液中的多种残留物和水，在处理过程中得到葡萄糖酸钠、饲料和再生水；进而解决葡萄糖酸钠废母液对环境的污染问题，做到处理过程零排放。
本发明的技术解决方案：根据葡萄糖酸钠废母液（以下简称废液）组分，本发明提出如下技术解决方案：
一定温度下，将葡萄糖酸钠废母液在5%wt～100%wt之间的任意浓度下，加入易溶于水的极性有机溶剂，以此区分、提纯废液中的残留物与水；采用结晶、固液分离、干燥等工艺，得到葡萄糖酸钠；利用精馏装置回收极性有机溶剂，同时得到再生水和糖类物质；极性有机溶剂循环利用；再生水用于生产；糖类物质用作饲料。
根据本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，包括如下步骤：
步骤1），制取悬浮液。一定温度下，在葡萄糖酸钠废母液中加入与水互溶的极性有机溶剂，经充分混合、搅拌使废液结晶，结晶过程结束后，停止加入有机溶剂，得到悬浮液；
步骤2），制取葡萄糖酸钠。将步骤1）的悬浮液做固液分离，得到葡萄糖酸钠滤饼和母液；将滤饼干燥，得到葡萄糖酸钠；母液备用；
步骤3），制取饲料。将步骤2）的母液进入精馏装置，得到极性有机溶剂、再生水和糖类物质；极性有机溶剂循环利用；再生水用于生产；糖类物质用作饲料。
根据本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，所述方法的步骤1）中，一定温度下，是指葡萄糖酸钠废母液的温度为5℃～60℃。
根据本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，所述方法的步骤1）中，葡萄糖酸钠废母液在5%wt～100%wt之间的任意浓度下，优选废液的浓度为30%wt～80%wt，加入易溶于水的极性有机溶剂。
根据本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，所述方法的步骤1）中，加入的与水互溶的极性有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃、1-丙醇、2-丙醇，或选自上述两种，或两种以上有机溶剂；优选为甲醇。
根据本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，所述方法的步骤1）中，在葡萄糖酸钠废母液中加入与水互溶的极性有机溶剂为50%wt～100%wt的甲醇，优选为工业用甲醇或无水甲醇。
根据本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，所述方法的步骤1）中，在葡萄糖酸钠废母液中加入甲醇的质量，按照废液与甲醇的质量比为：废液∶甲醇（100wt%计）=1∶（0.2～7）。
根据本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，所述方法的步骤1）中，废液中不再有葡萄糖酸钠晶体析出时，为结晶过程结束。
根据本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，所述方法的步骤3）中，将步骤2）的母液进入精馏装置，得到的轻组分为无水甲醇，并循环利用。
根据本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，所述方法的步骤3中，将步骤2）的母液进入精馏装置，得到的水相为再生水，用作生产用水。
根据本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，所述方法的步骤3）中，将步骤2）的母液进入精馏装置，得到的精馏残液为糖类物质，用作饲料。
本发明的有益效果
（一）本发明经济有效地区分、提纯葡萄糖酸钠废母液中的残留物和水，彻底解决葡萄糖酸钠废母液对环境的污染问题。
（二）本发明从葡萄糖酸钠废母液中得到葡萄糖酸钠工业品、再生水和糖类物质，再生水用于生产，糖类物质用作饲料，具有较好的经济效益。
（三）本发明从葡萄糖酸钠废母液中得到葡萄糖酸钠工业品、再生水和糖类物质，再生水用于生产，糖类物质用作饲料，具有较好的经济效益。
图1为本发明主要工艺流程框图。
具体实施方式
以下列举实例，对本发明的技术解决方案作进一步说明：
实施例一：
（一）、制取悬浮液。在1000克温度为40℃、含量为50wt%的葡萄糖酸钠废母液中，加入工业用甲醇，经充分混合、搅拌，开始有葡萄糖酸钠晶体析出，随着甲醇的加入，当不再有晶体析出时，停止加入甲醇，测得消耗工业用甲醇800克，得到悬浮液1800克；
（二）、制取葡萄糖酸钠。将1800克悬浮液做固液分离，得到葡萄糖酸钠滤饼330 克；母液1470克；将滤饼干燥，得到葡萄糖酸钠295克；
（三）、制取饲料。将1470克母液进入精馏装置，得到轻组分720克，为无水甲醇；得到水相490克，为再生水；得到精馏残液190克，为糖类物质；无水甲醇循环利用；再生水用于生产；糖类物质用作饲料。
实施例二：
（一）、制取悬浮液。在1000克温度为40℃、含量为40wt%的葡萄糖酸钠废母液中，加入工业用甲醇，经充分混合、搅拌，开始有葡萄糖酸钠晶体析出，随着甲醇的加入，当不再有晶体析出时，停止加入甲醇，测得消耗工业用甲醇1000克，得到悬浮液2000克；
（二）、制取葡萄糖酸钠。将2000克悬浮液做固液分离，得到葡萄糖酸钠滤饼310 克；母液1690克；将滤饼干燥，得到葡萄糖酸钠275克；
（三）、制取饲料。将1690克母液进入精馏装置，得到轻组分950克，为无水甲醇；水相550克，为再生水；精馏残液115克，为糖类物质；无水甲醇循环利用；再生水用于生产；糖类物质用作饲料。
实施例三：
（一）、制取悬浮液。在1000克温度为40℃、含量为30wt%的葡萄糖酸钠废母液中，加入工业用甲醇，经充分混合、搅拌，开始有葡萄糖酸钠晶体析出，随着甲醇的加入，当不再有晶体析出时，停止加入甲醇，测得消耗工业用甲醇1200克，得到悬浮液2200克；
（二）、制取葡萄糖酸钠。将2200克悬浮液做固液分离，得到葡萄糖酸钠滤饼200克；母液2000克；将滤饼干燥，得到葡萄糖酸钠180克；
（三）、制取饲料。将2000克母液进入精馏装置，得到轻组分1080克，为无水甲醇；水相630克，为再生水；精馏残液120克，为糖类物质；无水甲醇循环利用；再生水用于生产；糖类物质用作饲料。
综上，本发明达到了预期的发明目的。

Claims (11)

1.一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，其特征在于，所述方法的技术方案为：一定温度下，将葡萄糖酸钠废母液在5%wt～100%wt之间的任意浓度下，加入易溶于水的极性有机溶剂，以此区分、提纯废液中的残留物与水；采用结晶、固液分离、干燥等工艺，得到葡萄糖酸钠；利用精馏装置回收极性有机溶剂，同时得到再生水和糖类物质；极性有机溶剂循环利用；再生水用于生产；糖类物质用作饲料。
2.根据权利要求1，本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，所述方法的技术方案，包括如下步骤：
步骤1），制取悬浮液；一定温度下，在葡萄糖酸钠废母液中加入与水互溶的极性有机溶剂，经充分混合、搅拌使废液结晶，结晶过程结束后，停止加入有机溶剂，得到悬浮液；
步骤2），制取葡萄糖酸钠；将步骤1）的悬浮液做固液分离，得到葡萄糖酸钠滤饼和母液；将滤饼干燥，得到葡萄糖酸钠；母液备用；
步骤3），制取饲料；将步骤2）的母液进入精馏装置，得到极性有机溶剂、再生水和糖类物质；极性有机溶剂循环利用；再生水用于生产；糖类物质用作饲料。
3.根据权利要求2，本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，其特征在于，所述方法的步骤1）中，一定温度下，是指葡萄糖酸钠废母液的温度为5℃～60℃时，加入与水互溶的极性有机溶剂。
4.根据权利要求2，本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，其特征在于，所述方法的步骤1）中，优选葡萄糖酸钠废母液的浓度为30%wt～80%wt，加入与水互溶的极性有机溶剂。
5.根据权利要求2，本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，其特征在于，所述方法的步骤1）中，一定温度下，在葡萄糖酸钠废母液中加入的与水互溶的极性有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃、1-丙醇、2-丙醇，或选自上述两种，或两种以上有机溶剂；优选为甲醇。
6.根据权利要求2，本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，其特征在于，所述方法的步骤1）中，在葡萄糖酸钠废母液中加入与水互溶的极性有机溶剂为50%wt～100%wt的甲醇，优选为工业用甲醇或无水甲醇。
7.根据权利要求2，本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，其特征在于，所述方法的步骤1）中，在葡萄糖酸钠废母液中加入甲醇的质量，按照废液与甲醇的质量比为：废液∶甲醇（100wt%计）=1∶（0.2～7）。
8.根据权利要求2，本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，其特征在于，所述方法的步骤1）中，废液中不再有葡萄糖酸钠晶体析出时，为结晶过程结束，停止加入甲醇。
9.根据权利要求2，本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，其特征在于，所述方法的步骤3）中，将步骤2）的母液进入精馏装置，得到的轻组分为无水甲醇，并循环利用。
10.根据权利要求2，本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，其特征在于，所述方法的步骤3中，将步骤2）的母液进入精馏装置，得到的水相为再生水，用作生产用水。
11.根据权利要求2，本发明提供的一种葡萄糖酸钠废母液的处理方法，其特征在于，所述方法的步骤3）中，将步骤2）的母液进入精馏装置，得到的精馏残液为糖类物质，用作饲料。
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