糖产物及其制备方法技术

本发明专利技术的一实施例，提供一种糖产物及其制备方法，该制备方法包括：混合酸类化合物与锂、镁、钙、锌或铁的氯化盐或溴化盐或杂多酸，以形成一混合液；加入一纤维素生物质至该混合液中，以进行一溶解反应；以及加入水至该混合液中，以进行一水解反应，获得一糖产物。本发明专利技术另提供一种由上述方法所制备的糖产物。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的一实施例，提供一种，该制备方法包括：混合酸类化合物与锂、镁、钙、锌或铁的氯化盐或溴化盐或杂多酸，以形成一混合液；加入一纤维素生物质至该混合液中，以进行一溶解反应；以及加入水至该混合液中，以进行一水解反应，获得一糖产物。本专利技术另提供一种由上述方法所制备的糖产物。【专利说明】
本专利技术是有关于一种糖产物的制备方法，特别是有关于一种低温、快速且高产率的糖产物的制备方法。
技术介绍
全世界正面临石油蕴藏量渐被开采枯竭，与地球大气温室效应持续扩大的问题，为确保人类永续生存，逐渐减少使用化石能源与石油原料，开发新的可再生形式能源与原材料是世界潮流。木质纤维素是生物质最主要成分，为地球上最丰富的有机物质。木质纤维素组成以纤维素、半纤维素及木质素为主，其比例依序约为:38~50%、23~32%及15~25%。木质纤维素可以水解方法生产葡萄糖与木糖等可发酵糖，以应用于发酵工艺转换为生物乙醇或生物丁醇等生质燃料，或应用于产制丙二醇、味精、柠檬酸、乳酸、琥珀酸等的生质化工原料。但由于纤维素分子间及分子内存在强烈氢键作用及凡德瓦尔力，以及纤维素聚集态结构复杂，具有高结晶度，致化学药剂难以进入纤维素分子内部发生解聚作用。水解纤维素的最主要方法为酶水解与传统酸水解两种，然，此两种技术均存在诸多不完善之处，难以大规模应用。一般而言，酶水解可于常温下反应，水解副产物少，不会产生抑制糖发酵物质，可与发酵工艺搭配整合，属于环境友好方法。但，此种方法需复杂预处理工艺、水解活性低、速度慢，且纤维素水解酶价格昂贵。稀酸水解通常以相对便宜的硫酸为触媒，但需在耐腐蚀的压力容器中以高温(大于200°C)进行操作，设备等级要求高；同时，稀酸水解温度高，副产物多，糖产率低。浓酸水解可在较低温度与常压下进 行，但，存在浓酸强烈腐蚀性、水解液后处理工艺复杂、酸耗大、回收困难等问题。
技术实现思路
本专利技术的一实施例，提供一种糖产物，包括:一糖类混合物，所述糖类混合物的重量百分比介于2~15%(重量)，包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖与其寡聚糖；一酸类化合物，所述酸类化合物的重量百分比介于48~97%(重量)；以及一盐类化合物，所述盐类化合物的重量百分比介于I~50%(重量)。本专利技术的一实施例，提供一种糖产物的制备方法，包括:混合甲酸或乙酸与锂、镁、钙、锌或铁的氯化盐或溴化盐或杂多酸，以形成一混合液；加入一纤维素生物质至该混合液中，以进行一溶解反应；以及加入水至该混合液中，以进行一水解反应，获得一糖产物。为让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附的图式，作详细说明如下。【具体实施方式】本专利技术的一实施例，提供一种糖产物，包括一糖类混合物、一酸类化合物以及一盐类化合物。上述糖类混合物包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖与它们的寡聚糖，所述糖类混合物于糖产物中的重量百分比大体介于2~15%(重量)。上述酸类化合物可包括甲酸或乙酸，所述酸类化合物于糖产物中的重量百分比大体介于48~97% (重量)。上述盐类化合物可包括锂、镁、钙、锌或铁的氯化盐或溴化盐，所述盐类化合物于糖产物中的重量百分比大体介于I~50% (重量)。本专利技术的一实施例，提供一种糖产物的制备方法，包括下列步骤。首先，混合甲酸(formic acid)或乙酸与锂、镁、钙、锌或铁的氯化盐或溴化盐或杂多酸，以形成一混合液。加入一纤维素生物质(cellulosic biomass)至混合液中，以进行一溶解反应。加入水至混合液中，以进行一水解反应，获得一糖产物。上述甲酸于混合液中的重量百分比大体介于50~97%(重量)。上述锂的氯化盐或溴化盐于混合液中的重量百分比大体介于5~20%(重量)，或10~20% (重量)。上述镁的氯化盐或溴化盐于混合液中的重量百分比大体介于10~30%(重量)，或15~20% (重量)。上述钙的氯化盐或溴化盐于混合液中的重量百分比大体介于12~40%(重量)，或12~30% (重量)。上述锌的氯化盐或溴化盐于混合液中的重量百分比大体介于5~45% (重量),或20~30% (重量)。上述铁的氯化盐或溴化盐于混合液中的重量百分比大体介于I~50% (重量)，或5~10% (重量)。 上述杂多酸可包括H3PW1204q、H4Siff12O40, H3PMo12O40 或 H4SiMo12O4tl,所述杂多酸于混合液中的重量百分比大体介于I~5%(重量)，或2~5%(重量)。上述纤维素生物质可源自木、草、叶、水藻、废纸、玉米杆、玉米芯、稻杆、稻壳、麦杆、蔗渣、竹或农作物秸梗。上述纤维素生物质可包括纤维素、半纤维素或木质素，所述纤维素生物质于混合液中的重量百分比大体介于I~20% (重量)，或5~15% (重量)。上述溶解反应的温度大体介于40~90°C或50~70°C，时间大体介于20~360分钟或30~120分钟。上述水解反应中，水的添加量大于纤维素生物质水解为单糖的总摩尔当量。上述水解反应的温度大体介于50~150°C或60~105°C，时间大体介于30~180分钟或30~120分钟。由上述方法所制备的糖产物可包括一糖类混合物、一酸类化合物与一盐类化合物。上述糖类混合物可包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖与其寡聚糖，所述糖类混合物于糖产物中的重量百分比大体介于2~15%(重量)。上述酸类化合物可包括甲酸或乙酸，所述酸类化合物于糖产物中的重量百分比大体介于48~97%(重量)。上述盐类化合物可包括锂、镁、钙、锌或铁的氯化盐或溴化盐，所述盐类化合物于糖产物中的重量百分比大体介于I~50% (重量)。在一实施例中，本专利技术还包括于上述溶解反应前，加入无机酸至混合液中。上述无机酸可包括硫酸或盐酸，所述无机酸于混合液中的重量百分比大体介于I~2%(重量)。当添加无机酸时，可降低氯化盐或溴化盐的添加量，例如，氯化镁、溴化镁、氯化钙或溴化钙于混合液中的重量百分比可降低至约I~10%(重量)，以及氯化锂、溴化锂、氯化锌、溴化锌、氯化铁或溴化铁于混合液中的重量百分比可降低至约I~5%(重量)。本专利技术将甲酸或乙酸(弱酸)与锂、镁、钙、锌或铁的氯化盐或溴化盐混合作为溶剂，所述溶剂具有低温(<90°c )快速(〈6小时)溶解纤维素形成均匀相液体的特性。在本专利技术方法中，于40~150°C将纤维素溶解于氯化盐或溴化盐与甲酸或乙酸所形成的溶剂中形成一均匀相液体，并进一步加水水解获得糖产物，此方法可达低温常压、快速、高产糖率且不须使用抗强酸腐蚀材质反应器的技术指标。实施例1-1混合甲酸(formic acid)与氯化锌(ZnCl2)并加热之，以形成一混合液(甲酸60% (重量)，氯化锌 40% (重量))。加入 Avicel? 纤维素(Sigma 公司，Avicel-pH-105_27NI)至混合液(Avicel?纤维素15%(重量))，以进行一溶解反应(温度50°c，时间20分钟)，形成黄色均匀相透明液体，如表1所载。实施例1-2混合甲酸(formic acid)与氯化锌(ZnCl2)并加热之，以形成一混合液(甲酸60% (重量)，氯化锌40% (重量))。加入α -纤维素(Sigma公司，C8002)至混合液(α -纤维素15%(重量)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种糖产物，包括：一糖类混合物，包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖与其寡聚糖，所述糖类混合物重量百分比介于2～15%(重量)；一酸类化合物，所述酸类化合物的重量百分比介于48～97%(重量)；以及一盐类化合物，所述盐类化合物的重量百分比介于1～50%(重量)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：施瑞虎，陈嘉元，林惠聪，李宏台，万皓鹏，洪伟钧，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：台湾;71