[發明專利]一種資源化利用磷酸制備D-木糖、L-阿拉伯糖的方法

有效

• 申請號: 201310046944.8
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103074454A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 雷光鴻;魏承厚;姜毅;羅左青;姚曉麥;王元春;曹敏;梁智;李堅斌;扈勝祿
• 申請（專利權）人: 廣西輕工業科學技術研究院
• 主分類號: C13K13/00
• 分類號: C13K13/00;C07H3/02;C07H1/08
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 王素娥

技術領域

本發明屬于功能糖技術領域，尤其涉及甘蔗制糖產業環境保護和資源循環利用。具體是一種資源化利用磷酸制備D-木糖、L-阿拉伯糖的方法。

背景技術

D-木糖屬于五碳醛糖，具有很好的生物功能，如不被人體消化，無能量，可以作為無熱量甜味劑，適用于肥胖者和糖尿病患者，活化人體腸道內雙歧桿菌并促其生長，改善人體微環境，提高人體免疫力；不被口腔微生物利用，具有膳食纖維的部分生理功能，可降低血清膽固醇，具有很好的保健功能。L-阿拉伯糖也是一種稀有功能糖，具有抑制肥胖，輔助降血糖、降血脂等作用。

中國專利200910039185.6公開了一種制備植物半纖維素水解液及提取木糖和阿拉伯糖的方法，生產過程中使用了大量的有機溶劑，生產成本高，易對環境造成污染，且操作復雜，難以實現工業化。

國內制備D-木糖、L-阿拉伯糖現主要集中在北方，多以玉米芯、玉米皮等農作物廢棄料為原料，工業化酸法制備D-木糖、L-阿拉伯糖的水解用酸均為硫酸，目前由于環保壓力有改用鹽酸的趨勢，采用離子交換法脫鹽，需要經過多次陰、陽離子交換樹脂才能達到要求，樹脂需求量大，且清洗需大量純化水，再生需消耗大量的酸堿，產生廢液多，操作繁瑣。

因此需要一種工藝流程簡便、生產成本低、資源可循環利用，酸堿廢液少，適于工業化生產D-木糖、L-阿拉伯糖的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生產成本低，資源可循環利用，不形成水解酸污染，技術工藝簡便，原料來源廣泛的D-木糖、L-阿拉伯糖生產方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種資源化利用磷酸制備D-木糖、L-阿拉伯糖的方法按1.原料水解；2.水解液磷酸根沉淀；3.純化；4.純化洗脫液磷酸根沉淀；5.D-木糖、L-阿拉伯糖的制備；6.磷酸資源化再利用進行操作，具體步驟如下：

1.原料水解：

蔗渣、蔗髓或甘蔗葉加入質量百分濃度為3.0~8.0%的磷酸進行水解，蔗渣、蔗髓或甘蔗葉重量與磷酸體積的固液比kg/L為1∶1~1∶10，水解溫度為110~130℃，水解時間為1~5h；水解完成之后得到水解混合物，將水解混合物過濾，得到水解液。

2.水解液磷酸根沉淀：

向水解液中加入石灰乳進行中和沉淀，調節pH至4.5~7.2，待pH穩定后，得到中和后的水解液和磷酸根沉淀。進行固液分離，將磷酸根沉淀回收，對水解液進一步純化。

3.純化：

采用陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂，對水解液進行純化，得到純化后的水解液。

4.純化洗脫液磷酸根沉淀：

對純化所用的離子交換樹脂進行洗脫再生，得到洗脫液。在洗脫液中加石灰乳調節pH為7.2~9.0，待pH穩定后，進行固液分離，得到上清液和磷酸根沉淀。將磷酸根沉淀回收。

5.D-木糖、L-阿拉伯糖的制備：

純化后的水解液經過模擬流動床色譜分離、濃縮、結晶，制備得到D-木糖和L-阿拉伯糖晶體。

6.磷酸資源化再利用：

將步驟2和步驟4中的磷酸根沉淀加入磷酸、亞硫酸或硫熏至pH3.0~4.5，直到固體全部溶解，得到沉淀溶解液；

檢測沉淀溶解液的磷酸值，按實際需要調配后，加入到蔗汁中進行資源化再利用。

上述步驟6中磷酸根沉淀加入磷酸、亞硫酸或硫熏全部溶解，得到沉淀溶解液，回收后應用到甘蔗制糖的蔗汁澄清工藝中，磷酸根再次沉淀到濾泥中，濾泥作為肥料再次利用，實現資源循環利用。

上述步驟2中水解液磷酸根沉淀為向水解液中加入石灰乳進行中和沉淀，調節pH至4.8~5.0，得到中和后的水解液和磷酸根沉淀。

上述步驟4洗脫液磷酸根沉淀為對純化所用的離子交換樹脂進行洗脫再生，得到洗脫液；在洗脫液中加石灰乳調節pH為8.1，得到上清液和磷酸根沉淀。

上述步驟6磷酸資源化再利用方法為磷酸根沉淀加磷酸、亞硫酸或硫熏，調節pH至3.0將固體全部溶解，加入到甘蔗制糖的蔗汁中進行資源化利用。

本發明所取得的技術進步在于：

1.本發明水解所用磷酸根經沉淀、中和后，回收應用到甘蔗制糖的蔗汁澄清工藝中，磷酸根再次沉淀到濾泥作為肥料再次回收利用，實現資源循環利用。產生廢液少，對環境污染小，節約了酸堿消耗，降低生產成本。

2.本發明原料蔗渣、蔗髓和甘蔗葉來源廣泛，生產成本低，工藝條件成熟，操作簡便，設備穩定性高，不使用任何有機溶劑，產品純度高，適于工業化生產。

具體實施方式