[發(fā)明專利]醣類的分離方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410004830.1
• 申請(qǐng)日: 2014-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN104060000A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊子岳;施瑞虎;陳志豪;萬皓鵬;李宏臺(tái)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C13K1/02
• 分類號(hào): C13K1/02;C13K13/00
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是涉及醣類的分離方法，更具體而言是涉及將醣類由水解醣類溶液中分離出來的方法。

背景技術(shù)

全世界正面臨石油蘊(yùn)藏量漸被開采枯竭，與地球大氣溫室效應(yīng)將持續(xù)擴(kuò)大問題，為確保人類的永續(xù)生存，逐漸減少使用化石能源與石油原料，開發(fā)利用新的可再生形式的能源與原材料是最近的世界潮流。

木質(zhì)纖維素是生質(zhì)物最主要的成分，為地球上最豐富的有機(jī)物質(zhì)。木質(zhì)纖維素的組成以纖維素、半纖維素、及木質(zhì)素為主，其重量含量比例依序約為：38-50%、23-32%、及15-25%。纖維素被水解后可以生成葡萄糖，但是由于纖維素分子間及分子內(nèi)存在強(qiáng)烈的氫鍵作用及凡德瓦力，以及纖維素聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，具有高結(jié)晶度，使化學(xué)藥劑很難進(jìn)入纖維素分子內(nèi)部發(fā)生解聚作用。纖維素水解最主要的方法為酶水解與傳統(tǒng)酸水解兩種，這兩種技術(shù)都存在諸多不完善之處，難以大規(guī)模應(yīng)用。

一般而言，酶水解可于常溫下反應(yīng)，水解副產(chǎn)物少，不會(huì)產(chǎn)生抑制醣發(fā)酵的物質(zhì)，可以和發(fā)酵制程搭配整合，屬于環(huán)境友好的方法。但這種方法需要復(fù)雜的預(yù)處理制程、水解活性低、速度慢，而且纖維素水解酶的價(jià)格昂貴。稀酸水解通常以相對(duì)便宜的硫酸為催化劑，但需要在耐腐蝕的壓力容器中高溫(大于200℃)操作，設(shè)備等級(jí)要求高；同時(shí)稀酸水解溫度高，副產(chǎn)物多，且醣產(chǎn)率低。濃酸水解可在較低溫度與常壓下進(jìn)行，但存在濃酸的強(qiáng)烈腐蝕性、水解液的后處理制程復(fù)雜、酸耗大、且回收困難等。

綜上所述，目前需要新的方法水解纖維質(zhì)生質(zhì)物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種醣類的分離方法，該方法基本上能克服現(xiàn)有技術(shù)采用酶水解法或與傳統(tǒng)酸水解法的種種缺陷。

本發(fā)明提供一種醣類的分離方法(method of separating carbohydrate)，包括：混合甲酸與雜多酸、鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的氯化鹽或溴化鹽、或上述的組合，以形成混合液；以該混合液溶解纖維質(zhì)生質(zhì)物，形成溶液；混合水與溶液以水解纖維質(zhì)生質(zhì)物，形成醣類溶液；混合萃取劑與醣類溶液，萃取出醣類溶液中的甲酸；以及離子排斥分離出醣類溶液中的雜多酸、鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的氯化鹽或溴化鹽、或上述的組合，以獲得醣類。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的方法以甲酸(弱酸)與雜多酸、鋰、鎂、鈣、鋅或鐵的氯化鹽或溴化鹽、或上述的組合的混合液溶解纖維質(zhì)生質(zhì)物，具有低溫(<90℃)與快速(<6小時(shí))形成勻相液體的特性。本發(fā)明的這一溶解及水解纖維質(zhì)生質(zhì)物以形成醣類產(chǎn)物的方法，具有低溫、快速、高產(chǎn)糖率、且不須使用抗強(qiáng)酸腐蝕材質(zhì)反應(yīng)器等特性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中，以鋅離子置換的陽離子型樹脂分離葡萄糖與鋅離子的濃度/流出液體積曲線圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中，以陽離子型樹脂分離葡萄糖與導(dǎo)電度/流出液體積曲線圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中，以陽離子型樹脂分離還原醣與導(dǎo)電度/流出液體積曲線圖；

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中，以陽離子型樹脂分離還原醣與導(dǎo)電度/流出液體積曲線圖；

圖5是本發(fā)明一實(shí)施例中，以陽離子型樹脂分離葡萄糖與導(dǎo)電度/流出液體積曲線圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明一實(shí)施例中，提供醣類的分離方法。首先，混合甲酸與雜多酸、鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的氯化鹽或溴化鹽、或上述的組合，以形成混合液。接著以混合液溶解纖維質(zhì)生質(zhì)物，形成溶液。接著混合水與溶液，以水解纖維質(zhì)生質(zhì)物形成醣類溶液。上述甲酸于混合液中的重量百分比約介于60wt%至99wt%之間。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，混合液包含甲酸與雜多酸。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，混合液包含甲酸與鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的氯化鹽或溴化鹽。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，混合液包含甲酸、上述氯化鹽或溴化鹽、以及雜多酸。

上述雜多酸可為H₃PW₁₂O₄₀、H₄SiW₁₂O₄₀、H₃PMo₁₂O₄₀、H₄SiMo₁₂O₄₀、或上述的組合。在本發(fā)明一實(shí)施例中，雜多酸于混合液中的重量百分比約介于1wt%至5wt%之間，或介于2wt%至5wt%之間。