一种从含有多聚戊糖植物酸解液中去除催化剂的方法技术

本发明专利技术提供了一种从含有多聚戊糖植物酸解液中去除催化剂——硫酸的方法，先将含有多聚戊糖植物酸解液进行脱色和去除铁离子；然后通过电渗析装置去除硫酸，得到酸解液的净化液。本发明专利技术通过控制电渗析运行参数，不仅解决了酸解液中电解质的去除，而且该工艺能回收酸解反应的催化剂——硫酸，进入硫酸水解前的稀硫酸洗工序，做到电渗析工序无废水排放，单位产品的成本降低。解决了传统工艺中固体废弃物硫酸钙的排放，降低了离子交换树脂使用过程中酸碱的大量消耗和环保废水处理量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
木糖在我国已有四十多年的生产经验，技术上达到世界水平，已是世界木糖生产和出口大国，随着经济的发展和生活水平的提高，国内市场不断扩大，进一步发展木糖，具有十分优越的条件。我国是农业大国，年产玉米1.2亿吨，玉米芯的产量占玉米产量的四分之一，约3000万吨；我国年产蔗糖约800万吨，糖渣约900万吨；我国年产玉米秸秆1. 2亿吨；另外，竹子含有多聚戊糖20_25%，可以将竹材造纸和综合利用木糖相结合，这将是一种潜在的木糖资源。 目前，生产木糖普遍采用较为传统的生产工艺，主要是将含有多聚戊糖的原料经过洗涤、水解、脱色、中和、离子交换、浓縮、离子交换和浓縮等步骤精制木糖，之后生产结晶生产木糖产品。此种生产工艺，生产过程中酸碱消耗量大，存在三废排放污染环境等问题。由于国家提倡建立节能减排和环境友好型社会，于是对传统的生产工艺提出了严重的挑战。 因此，需要针对上述问题，对木糖生产的各个环节进行研究，减少排放，减少对环境的污染，降低成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，解决了传统工艺中固体废弃物硫酸钙的排放，降低了离子交换树脂使用过程中酸碱的大量消耗和环保废水处理量。 为了实现本专利技术目的，本专利技术的，其包括如下步骤 1)先将含有多聚戊糖植物酸解液进行脱色和去除铁离子； 2)然后通过电渗析装置去除硫酸，得到酸解液的净化液。 其中，所述含有多聚戊糖植物酸解液采用以玉米芯、秸秆、甘蔗渣、竹子等含有多聚戊糖植物的一种或两种以上(含两种)为原料，经过除杂、漂洗、热水洗、稀硫酸洗后，经过硫酸水解得到。 采用水解条件为硫酸加入量为原料量的0. 5-1. 5%，水解温度为90-13(TC，水解时间1-4小时。 所述脱色采用活性炭进行处理，活性炭选用氯化锌法生产的活性炭，加入量为酸解液体积的0. 1-0. 5% (质量体积比，g/100ml)，使其脱色液的透光率达到75-90% 。 所述去除铁离子采用加入有机络合剂，所述有机络合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、羟基乙叉二磷酸、氨三乙酸和氨基磺酸钠中的一种或几种，加入量为硫酸解液体积的0. 05-0. 5% (质量体积比，g/100ml)，脱色液中的铁离子的含量低于10卯m，保护电渗析不受污染，提高电渗析的工作效率，延长电渗析的使用寿命。 本专利技术通过电渗析脱除硫酸，采用低渗透的阴阳离子交换膜，以及严格控制作料过程中的工艺参数电压、电流、压力和温度，以提高木糖的得率。 所述电渗析装置中的阴阳膜采用的一种低渗透性的离子交换膜，控制戊糖的截留率在97%以上。其为电驱动膜，阳膜交换容量^ 2. 0mol/kg，阴膜交换容量^ 1. 8mol/kg，热稳定性《40。C，化学稳定性pHl-10，水透过率《0. 2ml/h. cm、选择透过率^ 90%。 所述电渗析装置的条件直流电压控制为0. 5-1. 0v/对膜，温度30-40°C，极水(极化水)电导率为5000-10000 ii s/cm，浓水罐中的自来水补充量为进料量的20-60% ，浓水罐中的电导率达到进料液电导率的3-5倍时排放。 经过电渗析处理的酸解液中的强电解质后，产生的浓水中主要为含量0. 6-1. 2 %的硫酸，还含有其它一些阴阳离子。 对电渗析产生的浓水集中回收，将回收的电渗析浓水配成0. 05-0. 2%的稀硫酸溶液，可用于对硫酸水解前的多聚戊糖植物原料进行稀硫酸预处理工艺，去除原料中夹带的灰分和部分胶体、蛋白质等，有利于原料硫酸水解液后道工艺的处理。 经过电渗析处理后，原料硫酸水解液中的硫酸根去除率达到95%以上，去除大部分硫酸根和无机盐的木糖液再经过浓縮，最后进行生物发酵得木糖醇产品，或再经过离子交换去除其中的弱电解质，最后浓縮、结晶得木糖产品。 本专利技术采用电渗析代替传统工艺中的中和和离子交换工艺，大大节省了固体废弃物和酸碱消耗，不仅生产环境清洁，而且生产过程中还节能减排，环境友好。 本专利技术通过控制电渗析运行过程中的工艺参数，解决了含有多聚戊糖植物转化为木糖中存在的环境污染问题。其可以减少环保废水处理量，还可以提高原料水解液后道工艺处理的成本和质量。具体实施例方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。 实施例1 1 、以玉米芯为原料，经过除杂、漂洗、80°C热水洗、加入0. 2%稀硫酸洗后，按固液比1 : 5进行硫酸水解，水解条件硫酸含量1.0%，水解温度120°C ，水解时间2小时，水解结束后进行固液分离，滤液即为硫酸水解液； 2、将硫酸水解液通过脱色和去除铁离子，粉碳选用氯化锌法生产的活性炭，粉碳加量为硫酸水解液体积的0. 3% (质量体积比，g/100ml)，使其脱色液的透光率达到75%，去除铁离子的有机络合剂为乙二胺四乙酸二钠，加量为硫酸水解液体积的O. 1% (质量体积比，g/100ml)，脱色液中的铁离子的含量低于10ppm，保护电渗析不受污染，提高电渗析的工作效率，延长电渗析的使用寿命； 3、通过电渗析去除硫酸水解液中的催化剂-硫酸，得到硫酸水解液的净化液； 电渗析装置中的阴阳膜是一种低渗透性的离子交换膜，控制戊糖的截留率在97%以上。 电渗析的操作条件直流电压0. 7v/对膜，温度40°C ，极水电导率为5000 y s/cm，浓水罐中的自来水补充量为进料量的40% ，浓水罐中的电导率达到料液电导率的3倍时排放。采用电渗析处理硫酸水解液中的强电解质后，产生的浓水中主要含量O. 7%的硫酸，还含有其它一些阴阳离子； 4、对电渗析产生的浓水集中回收，将回收的电渗析浓水配成0. 1%的稀硫酸溶液，用于对硫酸水解前的原料进行稀硫酸预处理工艺，去除原料中夹带的灰分和部分胶体、蛋白质等，有利于原料硫酸水解液后道工艺的处理。 经过电渗析处理后，原料硫酸水解液中的硫酸根去除率达到95%以上，去除大部分硫酸根和无机盐的木糖液再经过浓縮，最后进行生物发酵得木糖醇产品，或再经过离子交换去除其中的弱电解质，最后浓縮、结晶得木糖产品。 实施例2 1、以秸秆和甘蔗渣以1 : 1混合为原料，经过除杂、漂洗、10(TC热水洗、0.3^稀硫酸洗后，按固液比1 : 6进行硫酸水解，水解条件硫酸含量0. 9% ，水解温度115°C ，水解时间3h，水解结束后进行固液分离，滤液即为硫酸水解液； 2、将硫酸水解液通过脱色和去除铁离子，粉碳选用氯化锌法生产的活性炭，粉碳加量为硫酸水解液体积的0. 4% (质量体积比，g/100ml)，使其脱色液的透光率达到80%，去除铁离子的有机络合剂为羟基乙叉二磷酸，加量为硫酸水解液体积的0. 2% (质量体积比，g/100ml)，脱色液中的铁离子的含量低于10ppm，保护电渗析不受污染，提高电渗析的工作效率，延长电渗析的使用寿命； 3、通过电渗析去除硫酸水解液中的催化剂-硫酸，得到硫酸水解液的净化液； 电渗析装置中的阴阳膜是一种低渗透性的离子交换膜，控制戊糖的截留率在97%以上。 电渗析的操作条件直流电压0. 8v/对膜，温度3(TC，极水电导率为6000ii s/cm，浓水罐中的自来水补充量为进料量的50% ，浓水罐中的电导率达到料液电导率的4倍时排放。采用电渗析处理硫酸水解液中的强电解质后，产生的浓水中主要含量0. 8%的硫酸，还含有其它一些阴阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含有多聚戊糖植物酸解液中去除催化剂的方法，其特征在于，其包括如下步骤：　　１）先将含有多聚戊糖植物酸解液进行脱色和去除铁离子；　　２）然后通过电渗析装置去除硫酸，得到酸解液的净化液。

【技术特征摘要】
一种从含有多聚戊糖植物酸解液中去除催化剂的方法，其特征在于，其包括如下步骤1)先将含有多聚戊糖植物酸解液进行脱色和去除铁离子；2)然后通过电渗析装置去除硫酸，得到酸解液的净化液。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有多聚戊糖植物酸解液采用以玉 米芯、秸秆、甘蔗渣、竹子的一种或两种以上为原料，经过除杂、漂洗、热水洗、稀硫酸洗后， 经过硫酸水解得到。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述脱色采用活性炭进行处理，加入 量为酸解液体积的0. 1-0. 5%。4. 根据权利要求l-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述去除铁离子采用加入有 机络合剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣杰，邓远德，尚海涛，张雪锋，
申请(专利权)人：安徽丰原发酵技术工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]