CN113004121B - 一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法，原料液通过微滤‑超滤‑纳滤工艺将原料液中的糖醇进行提纯，通过除去料液中的蛋白杂质，提高纳滤浓缩倍数，降低化学清洗频率，提高糖醇的纯度；由于反渗透膜装置的产水回流至第二段微滤膜装置和第三段纳滤膜装置的进水，稀释了第一段微滤膜装置和第二纳滤膜装置的浓水，而第二段微滤膜装置的产水又稀释了第一段纳滤膜装置的浓水，不仅进一步增加了糖醇的透过率，减轻了纳滤的浓缩负荷，同时极大的降低了资源消耗，形成了完整内循环；本发明所述方法为糖醇的提纯提供了一种高效的无批次切换运行工艺，在进一步提高产品收率和纯度的情况下，最大化工艺线的稳定性和持续性。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域，涉及一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法。
背景技术
糖醇作为新兴的甜味剂已逐渐被食品生产商广泛使用。糖醇本身与糖及其相近的甜味和其较高的热稳定性让它成为了食糖完美的替代品被加入到低热值食品配方中。随着健康饮食理念的快速传播，糖醇的需求量与日俱增，而糖醇是通过将不同类型的糖中的醛基或酮基还原成羟基而获得的，在生产工艺中，产品收率和纯度作为核心指标极大的影响了其最终品质，膜技术能够有效经济的完成糖醇的提纯工艺，传统方法大多采用陶瓷膜加纳滤膜的单线工艺完成对糖醇的提纯，糖醇收率在86-94％之间，纯度<95％，随着糖醇市场的竞争加剧，传统单线工艺已不能够满足生产需求，所以如何更高效的完成对糖醇的提纯成为了食品生产行业和膜技术领域在该工艺上发展的突破点。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中存在的缺陷，提供一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法。
为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：
一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法，其特征在于：所述提取纯化方法采用稀释浓缩的工艺将产品收率和纯度最大化，具体步骤包括：
所述原料液中，原料液为含15-20％糖醇、少量的无机盐和1-10％的杂蛋白的混合溶液，糖醇纯度为70-90％，具体操作步骤为：
先将原料液通过过滤器进行粗滤，除去料液中的废渣和可见杂质；将除渣后的原料液通过微滤膜装置A进一步去除杂质，微滤膜装置A的产水进入超滤膜装置对料液中的杂蛋白进行过滤，超滤膜装置的产水进入纳滤膜装置A中进行循环浓缩；微滤膜装置A的浓水通入微滤膜装置B，微滤膜装置B的产水和纳滤膜装置A的浓水混合后一并通入纳滤膜装置B进行水洗浓缩，纳滤膜装置B的浓水通入纳滤膜装置C进行二次浓缩，纳滤膜装置B和C的产水混合后通入反渗透膜装置进行高倍浓缩；
将纳滤膜装置A的产水和反渗透膜装置的浓水混合后作为最终产水进行结晶提取，反渗透膜装置的产水作为水洗水源，一部分与纳滤膜装置B的浓水混合后一并通入纳滤膜装置C，另一部分与微滤膜装置A的浓水混合后一并通入微滤膜装置B。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：
作为本发明的优选技术方案：所述微滤膜装置A中采用孔径50-150nm的陶瓷或管式微滤膜，微滤膜装置B中采用孔径30-100nm的陶瓷或管式微滤膜。
作为本发明的优选技术方案：所述超滤膜装置中采用截留分子量在1000-10000Da的PES或PVDF超滤膜。
作为本发明的优选技术方案：所用纳滤膜对氯化钠的截留率≥20％且硫酸镁截留率≥99％。
作为本发明的优选技术方案：所述反渗透膜装置中包含一套反渗透膜组件，所用反渗透膜的溶质透过率≤0.1％。
作为本发明的优选技术方案：所述纳滤膜装置A的产水和反渗透膜装置的浓水混合后所得的最终产水中糖醇纯度≥95％，糖醇收率≥98％。
本发明提供一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法，原料液先通过微滤-超滤-纳滤工艺将原料液中的糖醇进行部分提纯，超滤膜的应用通过除去料液中的蛋白杂质，达到提高纳滤浓缩倍数，降低化学清洗频率，提高糖醇的纯度的作用；将上述第一段微滤膜装置和第一段纳滤膜装置的浓水分别再次导入至第二段微滤膜装置和第二段纳滤膜装置中对料液进行循环浓缩，并将第二段纳滤膜装置的浓水通入第三段纳滤膜装置再次浓缩，由于反渗透膜装置的产水回流至第二段微滤膜装置和第三段纳滤膜装置的进水，稀释了第一段微滤膜装置和第二纳滤膜装置的浓水，而第二段微滤膜装置的产水又稀释了第一段纳滤膜装置的浓水，所以不仅进一步增加了浓缩过程中糖醇的透过率，减轻了二三段纳滤的浓缩负荷，同时极大的降低了资源消耗，形成了完整内循环；本发明所述方法为糖醇的提纯提供了一种高效的无批次切换运行工艺，在进一步提高产品收率和纯度的情况下，最大化工艺线的稳定性和持续性。
附图说明
图1为本发明所提供的一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法的工艺线路图。
具体实施方式
参照附图和具体实施例对本发明进行进一步地详细说明。
实施例1
一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法，包括如下步骤：
原料液成分为含20％的山梨糖醇、1.5％的硫酸镁、2％的蛋白杂质，糖醇纯度为85％。
先将原料液通过过滤器进行粗滤，除去料液中的废渣和可见杂质；将除渣后的原料液通过微滤膜装置A进一步去除杂质，微滤膜装置A采用100nm孔径的陶瓷膜，运行压力为10kg；微滤膜装置A的产水进入超滤膜装置对料液中的杂蛋白进行过滤，超滤膜装置采用截留分子量为1000Da的PES材质超滤膜，运行压力为10kg；超滤膜装置的产水进入纳滤膜装置A中进行循环浓缩，所用纳滤膜参数为NaCl截留率≥50％，MgSO4截留率≥99.2％，运行压力为20kg；微滤膜装置A的浓水通入微滤膜装置B，微滤膜装置B采用50nm孔径的陶瓷膜，运行压力为10kg；微滤膜装置B的产水和纳滤膜装置A的浓水混合后一并通入纳滤膜装置B进行循环浓缩，纳滤膜装置B的浓水通入纳滤膜装置C进行再次浓缩，纳滤膜装置B和C所用纳滤膜参数与纳滤膜装置A相同，纳滤膜装置B和C的产水混合后通入反渗透膜装置进行高倍浓缩，反渗透装置运行压力为40kg；反渗透膜装置的产水一部分与纳滤膜装置B的浓水混合后一并通入纳滤膜装置C，另一部分与微滤膜装置A的浓水混合后一并通入微滤膜装置B，对相应装置的进水进行稀释。
将纳滤膜装置A的产水和反渗透膜装置的浓水混合后作为最终产水进行结晶提取，最终产水中糖醇收率≥99％，纯度为≥96％。
实施例2
一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法，包括如下步骤：
原料液成分为含18％的木糖醇、0.8％的硫酸镁、5％的蛋白杂质，糖醇纯度为78％。
先将原料液通过过滤器进行粗滤，除去料液中的废渣和可见杂质；将除渣后的原料液通过微滤膜装置A进一步去除杂质，微滤膜装置A采用100nm孔径的陶瓷膜，运行压力为10kg；微滤膜装置A的产水进入超滤膜装置对料液中的杂蛋白进行过滤，超滤膜装置采用截留分子量为1000Da的PES材质超滤膜，运行压力为20kg；超滤膜装置的产水进入纳滤膜装置A中进行循环浓缩，所用纳滤膜参数为NaCl截留率≥50％，MgSO4截留率≥99.2％，运行压力为20kg；微滤膜装置A的浓水通入微滤膜装置B，微滤膜装置B采用50nm孔径的陶瓷膜，运行压力为10kg；微滤膜装置B的产水和纳滤膜装置A的浓水混合后一并通入纳滤膜装置B进行循环浓缩，纳滤膜装置B的浓水通入纳滤膜装置C进行再次浓缩，纳滤膜装置B和C所用纳滤膜参数与纳滤膜装置A相同，纳滤膜装置B和C的产水混合后通入反渗透膜装置进行高倍浓缩，反渗透装置运行压力为40kg；反渗透膜装置的产水一部分与纳滤膜装置B的浓水混合后一并通入纳滤膜装置C，另一部分与微滤膜装置A的浓水混合后一并通入微滤膜装置B，对相应装置的进水进行稀释。
将纳滤膜装置A的产水和反渗透膜装置的浓水混合后作为最终产水进行结晶提取，最终产水中糖醇收率≥98％，纯度为≥95％。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法，其特征在于：所述糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法包括：
原料液中，原料液为含15-20％糖醇、少量的无机盐和1-10％的杂蛋白的混合溶液，糖醇纯度为70-90％，具体操作步骤为：
先将原料液通过过滤器进行粗滤，除去料液中的废渣和可见杂质；将除渣后的原料液通过微滤膜装置A进一步去除杂质，微滤膜装置A的产水进入超滤膜装置对料液中的杂蛋白进行过滤，超滤膜装置的产水进入纳滤膜装置A中进行循环浓缩；微滤膜装置A的浓水通入微滤膜装置B，微滤膜装置B的产水和纳滤膜装置A的浓水混合后一并通入纳滤膜装置B进行水洗浓缩，纳滤膜装置B的浓水通入纳滤膜装置C进行二次浓缩，纳滤膜装置B和C的产水混合后通入反渗透膜装置进行高倍浓缩；
将纳滤膜装置A的产水和反渗透膜装置的浓水混合后作为最终产水进行结晶提取，反渗透膜装置的产水作为水洗水源，一部分与纳滤膜装置B的浓水混合后一并通入纳滤膜装置C，另一部分与微滤膜装置A的浓水混合后一并通入微滤膜装置B；
所述纳滤膜装置中所用纳滤膜对氯化钠的截留率≥20％且硫酸镁截留率≥99％， 所述纳滤膜装置A的产水和反渗透膜装置的浓水混合后所得的最终产水中糖醇纯度≥95％，糖醇收率≥98％。
2.根据权利要求1所述的一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法，其特征在于：所述微滤膜装置A中采用孔径50-150nm的陶瓷或管式微滤膜，微滤膜装置B中采用孔径30-100nm的陶瓷或管式微滤膜。
3.根据权利要求1所述的一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法，其特征在于：所述超滤膜装置中采用截留分子量在1000-10000Da的PES或PVDF超滤膜。
4.根据权利要求1所述的一种糖醇的高纯度高收率的提取纯化方法，其特征在于：所述反渗透膜装置中包含一套反渗透膜组件，所用反渗透膜的溶质透过率≤0.1％。
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