专利名称：一种从稀酸预处理植物纤维原料废液中回收木糖的方法
技术领域：
本发明涉及一种从稀酸预处理植物纤维原料废液中回收木糖的方法。
背景技术：
植物纤维原料是世界上最为丰富的可再生资源，利用植物纤维原料生产燃料酒精是解决 人类所面临能源和环境问题，保持社会可持续发展的一条有效途径。植物纤维原料生产燃料 酒精包括3个子过程植物纤维原料的预处理，酶水解和酒精发酵。稀酸预处理植物纤维原 料是一种有效的植物纤维原料预处理方法。目前稀酸预处理植物纤维原料废液有两种在利用 途径， 一种是对其进行适当的处理，用于酒精发酵另一种是回收其中的木糖。将稀酸预处 理植物纤维原料废液进行适当的处理用于酒精发酵存在两个方面的问题 一是稀酸预处理植 物纤维原料废液的某些成分对酒精发酵有抑制作用，另外是目前工业酒精发酵菌种不能利用 木糖，从而限制了工业上利用稀酸预处理植物纤维原料废液发酵生产酒精。从稀酸预处理植 物纤维原料废液中回收木糖是稀酸预处理植物纤维原料废液资源化利用的一种有效途径，但 目前在该方面的报道很少。Curreli等(Process Biochem, 37: 937-941)对稀酸预处理麦草生 产燃料酒精过程中预处理废液木糖回收进行了研究，木糖的得率只有理论得率的50%。他们 在木糖回收过程中需要采用离子交换，难于工业化生产，另外经过离子交换后木糖的浓度低， 在浓缩结晶的过程中要消耗大量的能量。未见其它从稀酸预处理植物纤维原料废液中回收木 糖的报道。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种从稀酸预处理植物纤维原料废 液中回收木糖的方法，其木糖得率高，能耗小，工业化可行。
本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为 一种从稀酸预处理植物纤维原料废液 中回收木糖的方法，其不同之处在于包括有以下步骤
(1) 首先将稀酸预处理植物纤维原料废液经活性炭脱色，得到第一次滤液；
(2) 将步骤(1)脱色后所得第一次滤液在115 1251C下水解50 70分钟得水解液；
(3) 然后用氧化钙悬浮液中和步骤(2)所得水解液至p朋 8;
(4) 再次用活性炭对步骤(3)所得中和后的水解液进行脱色，得到第二次滤液；
(5) 通过反渗透浓缩步骤(4)所得第二次滤液至木糖浓度11 12.5% (重量体积百分浓度)；
(6)最后进行真空浓缩得白色粉末，在95%的工业酒精中重结晶，得白色晶状木糖。 按上述方案，所述的稀酸预处理植物纤维原料废液木糖浓度为1.5 2.5% (重量体积百 分浓度)。
按上述方案，所述的植物纤维原料为麦草、稻草或锯末中的任意一种。 按上述方案，步骤(5)所述的反渗透浓縮的操作压力为2. 5 4Mpa,温度为25 35TC, 膜表面流速为0.8~1.2m/s。 本发明的优点
(1) 稀酸预处理植物纤维原料废液先经活性炭脱色，然后水解，可以减小水解过程中 副产物的形成，从而提高木糖的回收得率；
(2) 能有效地回收稀酸预处理植物纤维原料废液中的木糖，且木糖的回收得率较高， 可以达到理论得率的73%，减少环境污染，实现资源的有效利用；
(3) 采用反渗透浓縮，可以减少真空浓缩过程中的能耗。
具体实施例方式
实施例l
100L稀酸预处理麦草生产燃料酒精过程中预处理废液(木糖浓度2.12%,重量体积百分 浓度，下同)，加入活性炭0.3Kg,过滤，滤澄弃去。滤液在1201C下水解1小时，用氧化钙 悬浮液中和至pH-6.8，加入活性炭0.3Kg，过滤，滤渣弃去。滤液在操作压力为3.5Mpa, 温度为28",膜表面流速为0.8m/s反渗透浓縮至木糖浓度12.2% (重量体积百分浓度，下 同)，最后真空浓缩至干，得白色粉末1.65Kg,加入10L95W的工业酒精，加热搅拌至701C， 白色粉末全部溶解，冷却至室温结晶，得白色晶状木糖1.55Kg,得率为73.1%。
实施例2
100L稀酸预处理稻草生产燃料酒精过程中预处理废液(木糖浓度1.96%)，加入活性炭 0.3Kg，过滤，滤渣弃去。滤液在1151C下水解70分钟，用氧化钙悬浮液中和至pH=7.1， 加入活性炭0.3Kg,过滤，滤渣弃去。滤液在操作压力为4.0Mpa，温度为35^0,膜表面流 速为1.05m/s反渗透浓缩至木糖浓度11.6W，最后真空浓缩至干，得白色粉末1.51Kg，加入 10L 95%的工业酒精，加热搅拌至701C,白色粉末全部溶解，冷却至室温结晶，得白色晶状
木糖1.36Kg，得率69.4%。 实施例3
100L稀酸预处理锯末生产燃料酒精过程中预处理废液(木糖浓度1.56%)，加入活性炭 0.3Kg，过滤，滤渣弃去。滤液在125"下水解50分钟，用氧化鈣悬浮液中和至pH6.5，加 入活性炭0.3Kg,过滤，滤渣弃去。滤液在操作压力为2,5Mpa,温度为25"C,膜表面流速 为1.18m/s反渗透浓缩至木糖浓度11.39d，最后真空浓縮至干，得白色粉末1.16Kg，加入8L 95%的工业酒精，加热搅拌至70*C，白色粉末全部溶解，冷却至室温结晶，得白色晶状木糖 1.06Kg,得率67.9%。
权利要求
1、一种从稀酸预处理植物纤维原料废液中回收木糖的方法，其特征在于包括有以下步骤(1)首先将稀酸预处理植物纤维原料废液经活性炭脱色，得到第一次滤液；(2)将步骤(1)脱色后所得第一次滤液在115～125℃下水解50～70分钟得水解液；(3)然后用氧化钙悬浮液中和步骤(2)所得水解液至pH6～8；(4)再次用活性炭对步骤(3)所得中和后的水解液进行脱色，得到第二次滤液；(5)通过反渗透浓缩步骤(4)所得第二次滤液至木糖浓度11～12.5％(重量体积百分浓度)；(6)最后进行真空浓缩得白色粉末，在95％的工业酒精中重结晶，得白色晶状木糖。
2、 按权利要求1所述的从稀酸预处理植物纤维原料废液中回收木糖的方法，其特征在 于所述的稀酸预处理植物纤维原料废液木糖浓度为1. 5 2. 5% (重量体积百分浓度)。
3、 按权利要求1或2所述的从稀酸预处理植物纤维原料废液中回收木糖的方法，其特 征在于所述的植物纤维原料为麦草、稻草或锯末中的任意一种。
4、 按权利要求1或2所述的从稀酸预处理植物纤维原料废液中回收木糖的方法，其特 征在于步骤(5)所述的反渗透浓縮的操作压力为2.5 4Mpa,温度为25 35匸，膜表面流 速为0.8 1.2m/s。
全文摘要
本发明涉及一种从稀酸预处理植物纤维原料废液中回收木糖的方法，包括有以下步骤(1)首先将稀酸预处理植物纤维原料废液经活性炭脱色；(2)将步骤(1)所得第一次滤液水解50～70分钟得水解液；(3)用氧化钙悬浮液中和所得水解液至pH6～8；(4)再次用活性炭进行脱色；(5)通过反渗透浓缩所得第二次滤液至木糖浓度11～12.5％；(5)最后进行真空浓缩得白色粉末，重结晶，得白色晶状木糖。本发明的优点(1)减小水解过程中副产物的形成，提高木糖的回收得率；(2)木糖的回收得率较高，可以达到理论得率的73％，减少环境污染，实现资源的有效利用；(3)采用反渗透浓缩，可以减少真空浓缩过程中的能耗。
文档编号C07H3/00GK101200479SQ20071016895
公开日2008年6月18日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者伍昭化, 吴元欣, 喻子牛, 朱圣东, 赵玉凤, 陈启明 申请人:武汉工程大学