[發(fā)明專利]一種三區(qū)帶模擬移動(dòng)床除鹽以凈化木糖水解液的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010651976.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111705168A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張軍偉;袁苗新;賈彩敬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C13K13/00
• 分類號(hào): C13K13/00
• 代理公司: 無(wú)錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發(fā)明公開(kāi)了一種三區(qū)帶模擬移動(dòng)床除鹽以凈化木糖水解液的方法，屬于功能糖制取分離技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的方法以木糖水解液為對(duì)象，采用三區(qū)帶模擬移動(dòng)床色譜除去無(wú)機(jī)鹽以凈化木糖水解液，以去離子水為洗脫劑，工作溫度50～70℃，以鈉型或鈣型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂為色譜固定相，木糖水解液電導(dǎo)率大幅度降低，部分色澤物同時(shí)也被去除，糖組分保持較低損失率。本發(fā)明不僅能除去無(wú)機(jī)鹽以凈化木糖水解液，革新了離子交換除鹽的方法，降低了酸堿消耗和工藝廢水產(chǎn)生量，還將木糖生產(chǎn)工藝化繁為簡(jiǎn)，降低了后續(xù)濃縮成本和生產(chǎn)損耗，提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能糖制取分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種三區(qū)帶模擬移動(dòng)床除鹽以凈化木糖水解液的方法。

背景技術(shù)

糖類是細(xì)胞能量的主要來(lái)源，在細(xì)胞的構(gòu)建、生物合成和生命活動(dòng)的調(diào)控中，扮演重要角色。作為糖類中一類有特殊功效的功能糖，具有低熱量、能提供營(yíng)養(yǎng)、促進(jìn)改善人體生理機(jī)能等功效，以功能糖醇，功能膳食纖維和功能低聚糖為主要代表，最初用于營(yíng)養(yǎng)保健和食品工業(yè)，現(xiàn)在已經(jīng)用到化工、制藥、能源、石油等非食品領(lǐng)域。

目前，主要用玉米芯、秸稈和甘蔗渣等農(nóng)林廢棄物產(chǎn)品，經(jīng)稀無(wú)機(jī)酸催化水解、或生物法、或酶解法獲得初級(jí)木糖水液，經(jīng)過(guò)精制、濃縮和結(jié)晶制取木糖、阿拉伯糖等功能糖，其中稀無(wú)機(jī)酸水解法是當(dāng)今的主流方法。然而，現(xiàn)有生產(chǎn)無(wú)論采用何種工藝，木糖水解液只有經(jīng)過(guò)精制濃縮后，才能進(jìn)入結(jié)晶單元獲得功能糖結(jié)晶產(chǎn)品，因此木糖水解液精制是其生產(chǎn)制備過(guò)程中極為重要的環(huán)節(jié)，決定著生產(chǎn)效率和工藝經(jīng)濟(jì)性。

工業(yè)上，主要通過(guò)離子交換除去木糖水解中酸堿中和產(chǎn)生的、以及農(nóng)林廢棄物酸溶出的無(wú)機(jī)鹽離子，經(jīng)逐級(jí)離子交換形式(如混合離子交換→陰離子交換→陽(yáng)離子交換、或混合離子交換→陽(yáng)離子交換→陰離子交換)去除無(wú)機(jī)鹽離子，如圖1所示，如中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN102584907A、CN109503676A、CN109908977A等)，附帶除去部分色澤物。然而，每次離子交換需要消耗大量酸堿、產(chǎn)生大量廢水，工藝水耗和廢水處理費(fèi)用占比居高不下。為此，學(xué)者或發(fā)明人將逐級(jí)離子交換柱首尾相連成環(huán)、設(shè)功能分區(qū)、用陰或陽(yáng)離子交換樹(shù)脂裝填到對(duì)應(yīng)功能分區(qū)，以連續(xù)模式除去糖液的無(wú)機(jī)鹽離子，如圖2所示，以此減少酸堿消耗量和廢水產(chǎn)生量，如中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN209138051A、CN10714233A、CN209307258A等)。上述連續(xù)離子交換方法在一定程度上減少了酸堿消耗量和工藝廢水量，但是連續(xù)離子交換系統(tǒng)太過(guò)于復(fù)雜，固定相樹(shù)脂需求量同樣較大。

此外，有學(xué)者或發(fā)明人采用電滲析方式進(jìn)行除離子精制。中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN103409565A)公開(kāi)了一種超濾除雜和一次脫色后電滲析脫酸脫鹽方法，電導(dǎo)率控制在500μm/cm以下。中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN205868022A)公開(kāi)了一種木糖脫鹽濃縮裝置，電滲析除去木糖料液中無(wú)機(jī)鹽離子。中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN102597253A)公開(kāi)了一種用電滲析直接回收法從水解產(chǎn)物中提取木糖的方法，木糖電滲析液電導(dǎo)率低于1000μS/cm。中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN106187731A)公開(kāi)了一種電滲析脫鹽和酸轉(zhuǎn)化一步法制取木糖酸的方法，所獲得的產(chǎn)品溶液電導(dǎo)率可以降低到300μS/cm以下。

色譜分離是基于組分在流動(dòng)相與固定相兩相中的分配系數(shù)、吸附或親和作用力的差異性，組分在隨流動(dòng)相移動(dòng)過(guò)程中，發(fā)生多次再分配與再平衡，各組分在固定相上存在保留時(shí)間差以實(shí)現(xiàn)分離。色譜固定相樹(shù)脂對(duì)糖類、無(wú)機(jī)離子等吸附系數(shù)不同，各物質(zhì)在色譜系統(tǒng)中的保留時(shí)間不同。學(xué)者或發(fā)明人探索了利用色譜分離糖組分和無(wú)機(jī)鹽分離子。