CN1112543A - 从海带浸泡液中提取甘露醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用膜分离组合工艺和工艺 水运用相配合成为闭路循环条件下从海带浸泡液中 提取甘露醇的方法。方法中主要通过对离子交换膜 电渗析除盐工艺，超滤或微滤膜分离除杂工艺，反渗 透膜浓缩工艺和离子交换树脂除盐工艺之间的合理 组织以及工艺介质(主要是水)的路线安排达到了降 低水耗、能耗，提高产品得率和品位质量，改善劳动条 件的良好效果。本方法适用于以分离提取为内容的 化工生产，具有一定的普遍意义。

Description

本发明涉及膜分离化工技术，具体地说是一种从海藻、特别是海带浸泡液中膜法提取甘露醇的方法。

现有技术用水重结晶法从海藻浸泡液中提取甘露醇，其结晶浓度在15%以上，而通常海带浸泡水甘露醇的含量均在2%以下，为此生产中必须进行浓缩，在浓缩过程中则要消耗大量的蒸汽或能源;在反复离心水洗过程中，也会使甘露醇流失，影响到得率。另外，单一使用离子交换膜电渗析法也无法解决能耗大，得率低的问题。

要解决降低能耗，提高得率和质量问题，必须解决好提纯和浓缩两个问题。本发明通过加强对原液的处理和净化，通过膜分离组合技术进行浓缩，以及工艺中水的循环运用，找到了一条解决问题的合理途径。

本发明的目的是要提供一种以膜分离组合工艺为基础的从海带浸泡中提取甘露醇的方法，它在采用膜分离组合技术的同时，设置闭路循环的工艺流程，它具有明显降低能耗，提高得率，提高产品质量的效果。

本发明提出的从海带浸泡液中提取甘露醇的方法，其工艺步骤包括浸泡、原液预处理，再经过调PH值及氧化、提碘、然后再除盐、脱色、除杂、浓缩和收集生成物，其特征在于：全部工艺在常温、常压、无相变的条件下进行，上述除杂、浓缩、除盐工艺为组合的膜分离工艺，工艺用水为闭路循环，将水充分加以利用再利用，具体包括：

a、膜分离除盐工艺。其中一级是对料液进行的离子交换电渗析除盐;一级是对浓缩料液进行离子交换膜电渗析和离子交换树脂联合除盐;

b、使用膜分离方法的超滤或微滤除杂工艺;

c、反渗透膜的浓缩工艺;以及

d、除杂工艺排出的含杂质浓缩液返回到原液预处理段再作处理;

e、反渗透浓缩工艺的透过液（纯水）引向除杂工艺、反渗透工艺本身作清洗的反冲水用，引向电渗析工艺作浓水用。

本发明的方法可以在常温、常压、无相变的条件下进行物质分离和浓缩，与现有的工艺相比，还具有以下的优点：

1、节省蒸汽，降低能耗。由于采用组合膜分离技术提高了效率，和水液在闭路循环中得到了充分的利用，节省蒸汽、降低能耗。每生产一吨甘露醇可以节省蒸汽44.3吨，折合费用成本为2200元。

2、提高了产品得率。产品得率从目前的9.7%提高到10.94%，提高了12.8%的甘露醇得率。

3、提高了产品质量。由于产品中糖胶、有机物等杂质含量明显降低，产品的纯度和品位提高，可直接作为药用。

4、减轻了劳动强度，改善了生产环境。

本发明的工艺方法也适用于其它类似化学工业中的分离和提取，如甜菊甙，木糖醇的生产。

以下结合实施例工艺框图作进一步说明：

附图为膜分离组合工艺制取甘露醇的闭路循环工艺流程示意框图。

框图中1为浸泡工艺，用水对原料进行浸泡，浸出物液，浸泡后的原液进入予处理工艺2，去除杂质，料液进入电渗析除盐工艺3，通常在提取甘露醇工艺前是首先经过提碘再进入，即先经过2.1调PH值、氧化、使碘离子形成碘分子，再经2，2提出碘，余液用来提取甘露醇。通过对此料液除盐，可以使料液中的无机盐含量从15000-20000毫克/升下降到≤350毫克/升，（氯根含量≤170毫克/升），接着进入脱色4用活性炭或树脂脱色4，然后泵入超滤或微滤膜分离装置进行膜分离除杂5，进一步去除料液中残存的少量胶体、有机物、微粒、细菌或病毒等杂质，净化甘露醇水溶液，为后工序反渗透膜浓缩6准备条件，防止污染。该装置可使用管式、板式、中空纤维式和卷式，以前者的内压管式和可拆卸的板式膜组件形式为最好，膜的截留分子量范围1-10万，优先2-5万。之后膜分离除杂质后的料液进入反渗透膜浓缩工艺6进行浓缩使甘露醇浓缩3倍以上，经浓缩后的料液含盐量将增加3倍以上，因此再利用离子交换膜电渗析除盐工艺7进行除盐，使含盐量降至≤50毫克/升，其水温≤30℃，操作电流密度≤200安培/平方米。剩余的含盐量用离子交换树脂除盐工艺8除去。最后进行蒸发9，干燥10，获甘露醇成品。超滤或微滤除杂的膜分离除杂工艺设在离子交换膜电渗析和反渗透膜分离工艺段之间。

上述工艺5的含杂质水回到工艺2的予处理段除杂，排除杂质，水回用;工艺6排出的纯水回到浸泡池回用，其中小部分用作自身的反冲清洗液和工艺5的反冲清洗液，含杂质反冲清洗排出液回到工艺2前再处理;还用作工艺3、7的浓水，而浓水又作为极水，经极室流出再排放。

实施例1。

利用一台外型尺寸200×600毫米，100对膜按一级一段组装的电渗析器，一套4″卷式超滤组件和一套4″卷式反渗透组件按本发明组成组合工艺。其中离子交换膜为聚乙烯异相膜，超滤膜为聚砜酰胺材质，截留分子量2万，反渗透膜为醋酸纤维素材质。

在电渗析除盐水箱中放入经过予处理的海带浸泡水，浓水箱和极水箱中放入经反渗透处理过的自来水。极水中加入氯化钠，浓度3000毫克/升。控制电渗析除盐隔室流速≥6厘米/秒进行循环除盐。至海带浸泡水含盐量低于350毫克/升后放入储槽，启动超滤泵进行超滤运行，其含杂质的浓缩液返回前面予处理工序，其透过液则放入反渗透进料液槽。保持进水压力≤0.22MPa，出水压力≤0.2MPa，测得超滤起始通量500升/小时，透过液水质污染指数F₁≤4.0。在反渗透进料液箱水位升到适当位置后，启动高压泵。通过热交换器控制水温≤30℃，调节进口压力2.5MPa，出口压力2.45MPa。测得透过水起始通量150升/平方米·小时，其中甘露醇含量≤0.01%。循环30分钟后，测得浓缩液中甘露醇含量≥5%。浓缩液经后工序处理后所得甘露醇比现有技术工艺所得产品的色泽好，纯度高。

实施例2。

采用外形尺寸为400×1600毫米，按一级一段200对膜组装的电渗析器、组装10平方米膜面积的薄页式超滤器和2″卷式反渗透器按本发明的工艺组成膜组合工艺。其中离子交换膜为聚乙烯异相膜;超滤膜为丙烯睛荷电膜，截留分子量3万;反渗透膜为芳香聚酰胺复合膜。操作程序同实施例1。循环30分钟后，测得电渗析产水量10立方米/小时，产水含盐量≤350毫克/升，超滤进口压力0.21MPa，出口压力0.20MPa产水通量1200升/小时，透过液FI≤3;反渗透进口压力2.5MPa，出口压力2.4MPa，其适用工作范围的运行压力在2.0-3.5MPa之间，产水通量25升/小时，透过液甘露醇含量测不出，浓缩液甘露醇浓度6%，为原海带浸泡液的5倍。浓缩液经后续工序处理后与现有技术相比产品色泽增白，纯度提高。

Claims (9)

1、一种从海带浸泡液中提取甘露醇的方法，其工艺步骤包括浸泡(1)，原液予处理(2)，或调PH值及氧化(2、1)、提碘(2、2)，除盐(3、7、8)，脱色(4)，除杂(5)，浓缩(6)和收集生成物，其特征在于：全部工艺以常温、常压为条件，上述除杂、浓缩、除盐工艺为组合的膜分离工艺，工艺用水为闭路循环，具体包括：

a、膜分离除盐工艺，其中一级为料液离子交换膜电渗析除盐，一级为浓缩料液离子交换膜电渗析和离子交换树脂联合除盐；

b、膜分离方法的超滤或微滤除杂工艺(5)；

c、反渗透膜法浓缩工艺(6)；以及

d、除杂工艺排出的含杂质浓缩液返回到原液予处理段再处理；

e、反渗透膜浓缩工艺(6)的透过液(纯水)引向除杂工艺(5)、反渗透膜浓缩工艺(6)本身作清洗反冲水用和电渗析除盐工艺(3、7)的浓水用。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于常温条件下的离子交换膜电渗析除盐工艺（3、7），其水温≤30℃。操作电流密度≤200安培/平方米。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于膜分离除杂工艺（5）中的膜组件形式为管式、或可拆卸的板式，膜的截留分子量为1-10万。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于膜的截留分子量2-5万。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于利用超滤或微滤除杂的膜分离工艺（5）设在离子交换膜电渗析除盐（3）和反渗透膜分离工艺段（6）之间上下对接。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于反渗透膜浓缩工艺（6）中使用的膜为复合膜。

7、如权利要求1或6所述的方法，其特征在于反渗透膜的工作运行压力为2.0-3.5MPa。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于反渗透浓缩工艺的透过液（纯水）返回到原料浸泡工艺段（1）再利用。

9、如权利要求1所述的方法，其特征在于电渗透析除盐工艺（3、7）的浓水引作极水使用。

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