CN109384819A - 木糖母液杂质的去除方法 - Google Patents

木糖母液杂质的去除方法 Download PDF

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李勉
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Abstract

本发明涉及一种木糖母液杂质的去除方法，以木糖生产过程产生的木糖母液为原料，通过使用溶解性多糖单加氧酶（LPMO）及铜乙二胺溶液，对木糖母液进行前期处理，使得木糖母液的粘度大大降低，然后再通过利用碳酸法处理木糖母液，调节其pH至偏酸性，从而除去胶体类杂质净化木糖母液，使得木糖母液顺利通过色谱分离装置，得到高纯度的木糖。本发明通过使用糖基水解复配酶与碳酸法结合使用，达到木糖母液中杂质去除的目的，降低生产成本，提高木糖母液的利用率，有效的去除木糖母液中的胶体类杂质，使得木糖母液顺利通过色谱分离装置，得到纯度较高的木糖，提高木糖母液利用价值。

Description

木糖母液杂质的去除方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种木糖母液杂质的去除方法。
背景技术
木糖母液是利用化学法生产木糖后剩余的废糖液，其主要成分为木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖成分，同时还含有一些胶体、色素等杂质。一般地，每生产一吨晶体木糖得到将近一吨的木糖母液。如何有效的分离木糖母液中的木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖等成分，并有效去除木糖母液中的胶体色素类杂质，已经成为木糖行业发展的挑战和机遇。如果将木糖母液中的有效成分提取出来，去除杂质，将大大提高木糖母液的利用价值，变废为宝，创造效益。
现有技术中有各种利用木糖母液的技术。在专利公开号为CN101705253A中公开了一种木糖母液的处理方法，其以木糖母液为原料，通过酒精酵母利用葡萄糖发酵制备酒精，然后通过利用木糖醇酵母菌株发酵木糖母液的木糖制备木糖醇的方法。该方法的主要缺点：（1）发酵用的酵母菌株昂贵，投资成本较大，回报率小；（2）发酵的工艺条件比较苛刻，发酵效率较低。而在专利公开号为CN102580611A中公开了一种处理木糖母液的方法，利用木糖母液中多种单糖分子与C12-14烷基缩水甘油醚反应生成木糖母液-C12-14酰羟丙基醚表面活性剂。该方法主要的缺点是：（1）使用C12-14烷基缩水甘油醚化学试剂，价格昂贵；（2）生产过程中消耗的水、蒸汽、能耗较高，投资成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种木糖母液杂质的去除方法，可以有效的去除木糖母液中的胶体类杂质，使得木糖母液顺利通过色谱分离装置，得到纯度较高的木糖，对木糖母液进行再利用，提高木糖母液利用价值。
本发明是这样实现的，提供一种木糖母液杂质的去除方法，包括如下步骤：
步骤一、将木糖母液配制成浓度为50%~55%的木糖母液稀释液；
步骤二、向木糖母液稀释液中加入溶解性多糖单加氧酶（LPMO）0.1%~0.5%（重量比）及5mmol/l~15mmol/l铜乙二胺溶液，并对木糖母液稀释液进行加热和保温处理；
步骤三、再向木糖母液稀释液中加入浓度为7‰~9‰的氢氧化钙，并搅拌，然后向木糖母液稀释液中通入CO2气体，使其pH值为6.6~7.0；
步骤四、将木糖母液稀释液加热并保温50℃~55℃，静置15min~60min；
步骤五、再将木糖母液稀释液进行滤饼抽滤，然后将得到的滤液经过滤膜过滤，得到滤膜过滤的木糖母液；
步骤六、再将滤膜过滤的木糖母液通过色谱分离装置后得到木糖母液提取液，完成木糖母液去除杂质过程。
进一步地，在步骤一中，所述木糖母液为木糖生产过程中产生的木糖母液，所述木糖母液稀释液的配制方法是：向所述木糖母液中直接加入纯净水进行稀释并搅拌处理。
进一步地，在步骤二中，所述木糖母液稀释液的加热温度为50℃~55℃，其保温时间为1.0h~3.0h。
进一步地，在步骤三中，在木糖母液稀释液中氢氧化钙后其pH值为8.8~9.2，加入的CO2气体为99%高纯度气体，通入CO2气体的流量为2l/min。
进一步地，在步骤五中，滤饼过滤速度大于80ml/min，滤膜过滤速度大于70ml/min。
与现有技术相比，本发明的木糖母液杂质的去除方法，以木糖生产过程产生的木糖母液为原料，通过使用溶解性多糖单加氧酶（LPMO）及铜乙二胺溶液，对木糖母液进行前期处理，使得木糖母液的粘度大大降低，然后再通过利用碳酸法处理木糖母液，调节其pH至偏酸性，从而除去胶体类杂质净化木糖母液，使得木糖母液顺利通过色谱分离装置，得到高纯度的木糖。本发明方法的使用的设备简单，工艺流程简单，工艺条件易控制，对木糖母液中杂质去除效果明显，清洁效率高，对产品的质量无影响。
本发明方法对木糖母液中杂质的去除的原理是：首先，利用溶解性多糖单加氧酶（LPMO）及铜乙二胺溶液，降解木糖母液中的高分子物质，使得木糖母液的粘度降低。然后，利用石灰乳和二氧化碳生成大量带正电荷的碳酸钙沉淀吸附去除木糖母液中的胶体、色素等杂质，从而达到去除木糖母液杂质的目的。生成的碳酸钙沉淀除带有正电荷外，还具有很大比表面积，这有利于吸附带负电的胶体颗粒并将其团聚在一起沉降下来，从而得到纯度较高的木糖母液提取液。采用本发明方法去除木糖母液中的胶体、色素等杂质后，木糖母液中的澄清度基本没有变化。
本发明还具有以下特点：
1、本发明通过使用溶解性多糖单加氧酶（LPMO）及铜乙二胺溶液与碳酸法结合使用，达到木糖母液中杂质去除的目的，降低生产成本，提高木糖母液的利用率，工艺流程简单。
2、本发明是通过使用木糖生产的木糖母液为原料，使得资源得到合理利用，实现资源利用最大价值化，减少环境污染，为木糖行业找到了新的发展方向。
3、本发明方法为木糖母液的深度利用提供了有效的方法。
4、本发明方法通过木糖母液杂质的清除，能够使得木糖母液顺利通过色谱分离装置，从而得到高纯度的木糖。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明木糖母液杂质的去除方法的较佳实施例，包括如下步骤：
步骤一、将木糖母液配制成浓度为50%~55%的木糖母液稀释液。
步骤二、向木糖母液稀释液中加入溶解性多糖单加氧酶（LPMO）0.1%~0.5%（重量比）及5mmol/l~15mmol/l铜乙二胺溶液，并对木糖母液稀释液进行加热和保温处理。
步骤三、再向木糖母液稀释液中加入浓度为7‰~9‰的氢氧化钙，并搅拌，然后向木糖母液稀释液中通入CO2气体，使其pH值为6.6~7.0。
步骤四、将木糖母液稀释液加热并保温50℃~55℃，静置15min~60min。
步骤五、再将木糖母液稀释液进行滤饼抽滤，然后将得到的滤液经过滤膜过滤，得到滤膜过滤的木糖母液。
步骤六、再将滤膜过滤的木糖母液通过色谱分离装置后得到木糖母液提取液，完成木糖母液去除杂质过程。
在步骤一中，所述木糖母液为木糖生产过程中产生的木糖母液，所述木糖母液稀释液的配制方法是：向所述木糖母液中直接加入纯净水进行稀释并搅拌处理。
在步骤二中，所述木糖母液稀释液的加热温度为50℃~55℃，其保温时间为1.0h~3.0h。
在步骤三中，在木糖母液稀释液中氢氧化钙后其pH值为8.8~9.2，加入的CO2气体为99%高纯度气体，通入CO2气体的流量为2l/min。
在步骤五中，滤饼过滤速度大于80ml/min，滤膜过滤速度大于70ml/min。
下面结合具体实施例进一步说明本发明的方法。
实施例一。
第一种木糖母液杂质的去除方法，包括如下步骤：
A1、将218ml纯净水加入至782ml、浓度69%的木糖母液中并搅拌，得到浓度为55%的木糖母液稀释液。
A2、向木糖母液稀释液中加入溶解性多糖单加氧酶（LPMO）0.1%（重量比）及5mmol/l铜乙二胺溶液，给木糖母液稀释液加热至50℃，且保温3.0h。
A3、向木糖母液稀释液中加入9‰的氢氧化钙，进行搅拌处理，调节其pH值为9.2，然后通入99%高纯度的CO2气体，通入气体流量2l/min，使木糖母液稀释液的pH达到7.0。
A4、将木糖母液稀释液加热并保温50℃，静置60min。
A5、再将木糖母液稀释液进行滤饼抽滤，滤饼过滤速度达到80ml/min，然后将得到的滤液经过滤膜过滤，滤膜过滤速度达到70ml/min，得到滤膜过滤的木糖母液。
A6、再将滤膜过滤的木糖母液通过色谱分离装置后得到木糖母液提取液，完成木糖母液去除杂质过程。
经测定，在该实施例最后得到的木糖母液提取液中木糖纯度达到95%，对木糖母液中杂质去除效果明显，清洁效率高，对产品的质量无影响，可以得到高纯度的木糖。
实施例二。
第二种木糖母液杂质的去除方法，包括如下步骤：
B1、将275ml纯净水加入至725ml、浓度69%的木糖母液中并搅拌，得到浓度为50%的木糖母液稀释液。
B2、向木糖母液稀释液中加入溶解性多糖单加氧酶（LPMO）0.3%（重量比）及10mmol/l铜乙二胺溶液，给木糖母液稀释液加热至55℃，且保温1.0h。
B3、向木糖母液稀释液中加入7‰的氢氧化钙，进行搅拌处理，调节其pH值为8.8，然后通入99%高纯度的CO2气体，通入气体流量2l/min，使木糖母液稀释液的pH达到6.6。
B4、将木糖母液稀释液加热并保温55℃，静置15min。
B5、再将木糖母液稀释液进行滤饼抽滤，滤饼过滤速度达到90ml/min，然后将得到的滤液经过滤膜过滤，滤膜过滤速度达到85ml/min，得到滤膜过滤的木糖母液。
B6、再将滤膜过滤的木糖母液通过色谱分离装置后得到木糖母液提取液，完成木糖母液去除杂质过程。
经测定，在该实施例最后得到的木糖母液提取液中木糖纯度达到95.8%，对木糖母液中杂质去除效果明显，清洁效率高，对产品的质量无影响，可以得到高纯度的木糖。
实施例三。
第三种木糖母液杂质的去除方法，包括如下步骤：
C1、将232ml纯净水加入至768ml、浓度69%的木糖母液中并搅拌，得到浓度为53%的木糖母液稀释液。
C2、向木糖母液稀释液中加入溶解性多糖单加氧酶（LPMO）0.5%（重量比）及15mmol/l铜乙二胺溶液，给木糖母液稀释液加热至52℃，且保温2.0h。
C3、向木糖母液稀释液中加入8‰的氢氧化钙，进行搅拌处理，调节其pH值为9.0，然后通入99%高纯度的CO2气体，通入气体流量2l/min，使木糖母液稀释液的pH达到6.8。
C4、将木糖母液稀释液加热并保温53℃，静置35min。
C5、再将木糖母液稀释液进行滤饼抽滤，滤饼过滤速度达到85ml/min，然后将得到的滤液经过滤膜过滤，滤膜过滤速度达到72ml/min，得到滤膜过滤的木糖母液。
C6、再将滤膜过滤的木糖母液通过色谱分离装置后得到木糖母液提取液，完成木糖母液去除杂质过程。
经测定，在该实施例最后得到的木糖母液提取液中木糖纯度达到95.4%，对木糖母液中杂质去除效果明显，清洁效率高，对产品的质量无影响，可以得到高纯度的木糖。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种木糖母液杂质的去除方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将木糖母液配制成浓度为50%~55%的木糖母液稀释液；
步骤二、向木糖母液稀释液中加入溶解性多糖单加氧酶0.1%~0.5%（重量比）及5mmol/l~15mmol/l铜乙二胺溶液，并对木糖母液稀释液进行加热和保温处理；
步骤三、再向木糖母液稀释液中加入浓度为7‰~9‰的氢氧化钙，并搅拌，然后向木糖母液稀释液中通入CO2气体，使其pH值为6.6~7.0；
步骤四、将木糖母液稀释液加热并保温50℃~55℃，静置15min~60min；
步骤五、再将木糖母液稀释液进行滤饼抽滤，然后将得到的滤液经过滤膜过滤，得到滤膜过滤的木糖母液；
步骤六、再将滤膜过滤的木糖母液通过色谱分离装置后得到木糖母液提取液，完成木糖母液去除杂质过程。
2.如权利要求1所述的木糖母液杂质的去除方法，其特征在于，在步骤一中，所述木糖母液为木糖生产过程中产生的木糖母液，所述木糖母液稀释液的配制方法是：向所述木糖母液中直接加入纯净水进行稀释并搅拌处理。
3.如权利要求1所述的木糖母液杂质的去除方法，其特征在于，在步骤二中，所述木糖母液稀释液的加热温度为50℃~55℃，其保温时间为1.0h~3.0h。
4.如权利要求1所述的木糖母液杂质的去除方法，其特征在于，在步骤三中，在木糖母液稀释液中氢氧化钙后其pH值为8.8~9.2，加入的CO2气体为99%高纯度气体，通入CO2气体的流量为2l/min。
5.如权利要求1所述的木糖母液杂质的去除方法，其特征在于，在步骤五中，滤饼过滤速度大于80ml/min，滤膜过滤速度大于70ml/min。
6.如权利要求1所述的木糖母液杂质的去除方法，其特征在于，包括如下步骤：
A1、将218ml纯净水加入至782ml、浓度69%的木糖母液中并搅拌，得到浓度为55%的木糖母液稀释液；
A2、向木糖母液稀释液中加入溶解性多糖单加氧酶0.1%（重量比）及5mmol/l铜乙二胺溶液，给木糖母液稀释液加热至50℃，且保温3.0h；
A3、向木糖母液稀释液中加入9‰的氢氧化钙，进行搅拌处理，调节其pH值为9.2，然后通入99%高纯度的CO2气体，通入气体流量2l/min，使木糖母液稀释液的pH达到7.0；
A4、将木糖母液稀释液加热并保温50℃，静置60min；
A5、再将木糖母液稀释液进行滤饼抽滤，滤饼过滤速度达到80ml/min，然后将得到的滤液经过滤膜过滤，滤膜过滤速度达到70ml/min，得到滤膜过滤的木糖母液；
A6、再将滤膜过滤的木糖母液通过色谱分离装置后得到木糖母液提取液，完成木糖母液去除杂质过程。
7.如权利要求1所述的木糖母液杂质的去除方法，其特征在于，包括如下步骤：
B1、将275ml纯净水加入至725ml、浓度69%的木糖母液中并搅拌，得到浓度为50%的木糖母液稀释液；
B2、向木糖母液稀释液中加入溶解性多糖单加氧酶0.3%（重量比）及10mmol/l铜乙二胺溶液，给木糖母液稀释液加热至55℃，且保温1.0h；
B3、向木糖母液稀释液中加入7‰的氢氧化钙，进行搅拌处理，调节其pH值为8.8，然后通入99%高纯度的CO2气体，通入气体流量2l/min，使木糖母液稀释液的pH达到6.6；
B4、将木糖母液稀释液加热并保温55℃，静置15min；
B5、再将木糖母液稀释液进行滤饼抽滤，滤饼过滤速度达到90ml/min，然后将得到的滤液经过滤膜过滤，滤膜过滤速度达到85ml/min，得到滤膜过滤的木糖母液；
B6、再将滤膜过滤的木糖母液通过色谱分离装置后得到木糖母液提取液，完成木糖母液去除杂质过程。
8.如权利要求1所述的木糖母液杂质的去除方法，其特征在于，包括如下步骤：
C1、将232ml纯净水加入至768ml、浓度69%的木糖母液中并搅拌，得到浓度为53%的木糖母液稀释液；
C2、向木糖母液稀释液中加入溶解性多糖单加氧酶0.5%（重量比）及15mmol/l铜乙二胺溶液，给木糖母液稀释液加热至52℃，且保温2.0h；
C3、向木糖母液稀释液中加入8‰的氢氧化钙，进行搅拌处理，调节其pH值为9.0，然后通入99%高纯度的CO2气体，通入气体流量2l/min，使木糖母液稀释液的pH达到6.8；
C4、将木糖母液稀释液加热并保温53℃，静置35min；
C5、再将木糖母液稀释液进行滤饼抽滤，滤饼过滤速度达到85ml/min，然后将得到的滤液经过滤膜过滤，滤膜过滤速度达到72ml/min，得到滤膜过滤的木糖母液；
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