CN109536645A - 回收短链碳水化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种回收短链碳水化合物的方法，包括以下步骤：将酒精糟液进行高温高压分解反应，得到含短链碳水化合物的产物。上述方法以酒精糟液为原料，利用高温高压将酒精糟液进行分解，将废液中的粗纤维、多糖等物质分解为短链碳水化合物，如葡萄糖和果糖等，实现酒精废水的减量化、资源化和无害化处理，具有广阔的应用前景。

Description

回收短链碳水化合物的方法
技术领域
本发明涉及废水资源化利用技术领域，具体而言，涉及一种回收短链碳水化合物的方法。
背景技术
酒精工业是国民经济重要的基础原料产业，酒精广泛应用于化工、食品工业、日化、医药卫生等领域，同时又是酒基、浸提剂、溶剂、洗涤剂和表面活性剂。酒精是以淀粉类谷物或植物根茎块如玉米、薯类和大米等为原料发酵酿制而成，生产过程中的废水主要来自蒸馏发酵成熟醪后排出的酒精糟，生产设备的洗涤水、冲洗水，以及蒸煮、糖化、发酵、蒸馏工艺的冷却水等。酒精废水是高浓度、高温度、高悬浮物的有机废水，处理技术起步较早，发展较快。废液中的废渣含有粉碎后的木薯皮、根茎等粗纤维，这类物质在废水中是不溶性的COD；木薯中的纤维素和半纤维素是多糖类物质，在酒精发酵中不能成为酵母菌的碳源而被利用，残留在废液中，表现为溶解性COD；无机灰分的泥砂杂质。这些物质增加了废水处理的难度。每生产1吨酒精约排放13～16吨酒精废水，酒精废水呈酸性，CODcr高达(5～7)×104mg/L，是酒精行业最主要的污染源。现阶段酒精废水主要利用厌氧-好氧-生物工艺方法处理，虽然达到净化水质的目的，但却造成大量优质资源的无端浪费。
碳水化合物是构成机体组织的重要物质，并参与细胞的组成和多种活动。每个细胞都有碳水化合物，其含量约为2％～10％。短链碳水化合物是提供能量的最基本和最重要的来源。每克碳水化合物氧化可以产生4kcal的能量。碳水化合物的功能特点主要有产生能量块、耗氧量低于蛋白质和脂肪、在缺氧时可通过无氧酵解供能等。酒精废水中含有大量多糖类物质，通过高温高压将多糖类物质分解为短链碳水化合物如单糖、寡糖等，可以用作污水生化处理中微生物摄入能量的来源。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种回收短链碳水化合物的方法，以解决现有技术中净化处理酒精废水过程中资源浪费的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种回收短链碳水化合物的方法，包括以下步骤：将酒精糟液进行高温高压分解反应，得到含短链碳水化合物的产物。
进一步地，高温高压分解的反应温度为220℃～280℃。
进一步地，高温高压分解的反应压强为5～20Mpa。
进一步地，高温高压分解的反应时间为10～600s。
进一步地，在高温高压分解反应的步骤之后，在高温高压分解反应的步骤之后，方法还包括以下步骤：将产物迅速冷却以终止反应。
进一步地，高温高压分解反应在压力反应器中进行。
进一步地，酒精废水选自以下废水中的一种或多种：酒精生产过程中蒸馏发酵成熟醪后排出的酒精糟；酒精生产过程中生产设备的洗涤水、冲洗水；酒精生产过程中蒸煮、糖化、发酵、蒸馏工艺的冷却水。
应用本发明的技术方案，提供了一种回收短链碳水化合物的方法，该方法以酒精废水为原料，利用高温高压法将酒精废糟液降解，将废液中的粗纤维、多糖等物质分解为短链碳水化合物，如葡萄糖和果糖等，实现酒精废水的减量化、资源化和无害化处理，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术所介绍的，现有技术中净化处理酒精废水过程中资源浪费。为了解决如上技术问题，本发明提出了一种回收短链碳水化合物的方法，包括以下步骤：将酒精废水进行高温高压分解反应，得到短链碳水化合物。
采用本发明提供的提取短链碳水化合物的方法，以酒精废水为原料，利用湿式氧化法将酒精废水氧化分解，将废液中的粗纤维、多糖等物质分解为短链碳水化合物，如单糖类和寡糖等，实现酒精废水的减量化、资源化和无害化处理，具有广阔的应用前景。
在一种优选的实施方式中，高温高压分解的反应温度为220℃～300℃；更为优选地，高温高压分解的反应压强为5～20Mpa；更为优选地，高温高压分解的反应时间为10～600s。在上述反应条件下，酒精废水的处理效率高，污染成分降解的比较好，在实现有机废水降解的同时，达到资源回收再利用的目的。
在上述优选的实施方式中，优选地，在高温高压分解反应的步骤之后，上述方法还包括以下步骤：将短链碳水化合物急速冷却并回收，更为优选地，冷却后通过离心回收产物。
在上述优选的实施方式中，优选地，分解反应在压力反应器中进行。压力反应器能够为酒精废水的分解反应提供高温高压的反应环境，从而实现酒精废水的减量化、资源化和无害化。
在上述优选的实施方式中，酒精废水选自以下废水中的一种或多种：酒精生产过程中蒸馏发酵成熟醪后排出的酒精糟；酒精生产过程中生产设备的洗涤水、冲洗水；酒精生产过程中蒸煮、糖化、发酵、蒸馏工艺的冷却水。酒精生产过程中产生的各种废水都可以作为提取短链碳水化合物的原料，采用本发明的提取短链碳水化合物的方法能够有效回收酒精废水氧化分解产生的短链碳水化合物，在实现有机废水降解的同时，达到资源回收再利用的目的。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。
实施例1
本实施例提取短链碳水化合物的方法包括以下步骤：
取一定量酒精糟液填充至内压力反应器内；然后将反应釜加热升温至280℃并加压至15Mpa对废水进行分解，反应30s后停止加热，待反应釜急速冷却后通过离心回收产物。
实施例2
本实施例提取短链碳水化合物的方法与实施例1的区别在于：
高温高压分解的反应温度为220℃。
实施例3
本实施例提取短链碳水化合物的方法与实施例1的区别在于：
高温高压分解的反应温度为300℃。
实施例4
本实施例提取短链碳水化合物的方法与实施例1的区别在于：
高温高压分解的反应压强为5Mpa。
实施例5
本实施例提取短链碳水化合物的方法与实施例1的区别在于：
高温高压分解的反应压强为20Mpa。
实施例6
本实施例提取短链碳水化合物的方法与实施例1的区别在于：
高温高压分解的反应时间为10s。
实施例7
本实施例提取短链碳水化合物的方法与实施例1的区别在于：
高温高压分解的反应时间为600s。
实施例8
本实施例提取短链碳水化合物的方法包括以下步骤：
取一定量酒精酒糟废液，填充至内压力反应器内；然后将反应釜加热升温至220℃并加压至10Mpa对废水进行分解，反应600s后停止加热，待反应釜后通过快速离心回收产物。
上述实施例1-8提取的短链碳水化合物占纤维素质量的百分比见表1。
表1
/ 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
产率 80％ 70％ 75％ 72％
/ 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
产率 77％ 65％ 71％ 60％
上述测试结果可以看出，采用上述实施例1至8中的方法能够实现对短链碳水化合物的较高产率的提取。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：采用本发明提供的提取短链碳水化合物的方法，以酒精酒糟废液为原料，利用高温高压法将酒精糟液分解，将废液中的粗纤维、多糖等物质分解为短链碳水化合物，如单糖类和寡糖等，实现酒精废水的减量化、资源化和无害化处理，具有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种回收短链碳水化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：将酒精糟液进行高温高压分解反应，得到含所述短链碳水化合物的产物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温高压分解的反应温度为220℃～280℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述高温高压分解的反应压强为5～20Mpa。
4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，所述高温高压分解的反应时间为10～600s。
5.根据权利要求1至4述的方法，其特征在于，在所述高温高压分解反应的步骤之后，所述方法还包括以下步骤：将所述产物迅速冷却以终止反应。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述高温高压分解反应在压力反应器中进行。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述酒精废水选自以下废水中的一种或多种：酒精生产过程中蒸馏发酵成熟醪后排出的酒精糟；酒精生产过程中生产设备的洗涤水、冲洗水；酒精生产过程中蒸煮、糖化、发酵、蒸馏工艺的冷却水。
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