一种净化木糖溶液的方法发明专利

专利名称：一种净化木糖溶液的方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202211607175.X

专利申请（专利权）人：河南豫鑫糖醇有限公司
权利人地址：河南省安阳市汤阴县众品大道中段

专利发明（设计）人：发明人:郝阳雪,刘慧敏,庞莹莹,李光

专利摘要：本发明公开了一种净化木糖溶液的方法，将木糖与纯水按照一定比例投入溶糖罐内，加热使木糖充分溶解，以获取溶解好的木糖溶液备用；然后将植物纤维素助滤剂溶液预涂到板框过滤机，形成一层植物纤维素助滤剂预涂层，木糖溶液通过植物纤维素助滤剂预涂层进行一次过滤，收集过滤后的一次滤后木糖溶液。本方法去除木糖溶液中的胶体等杂质，提高木糖溶液的净化度和过滤生产效率，以及增加木糖加氢反应的效率，达到节能降耗的目的。

主权利要求：
1.一种净化木糖溶液的方法，其特征在于，包括以下步骤：将结晶木糖加水溶解并稀释至折光为50—55%，并调节其温度处于50‑55℃，获取木糖溶液；
取50±10kg的植物纤维素植物纤维通过调浆罐混合于水中，以获取植物纤维素助滤剂溶液；
将植物纤维素助滤剂溶液预涂至板框上，以使植物纤维素助滤剂溶液在板框上形成植物纤维素助滤剂预涂层，其中预涂压力为0.3MPa或0.4MPa；
将木糖溶液通过植物纤维素助滤剂预涂层过滤，过滤压力0.2‑0.4Mpa，以收集一次滤后木糖溶液；
利用滤膜过滤滤后木糖溶液，所述滤膜的规格为0.45μm，得到二次滤后木糖滤液。
2.如权利要求1所述的净化木糖溶液的方法，其特征在于，所述调浆罐的搅拌速度为
100‑200r/min，搅拌时间为30‑60min。
3.如权利要求1所述的净化木糖溶液的方法，其特征在于，所述植物纤维素以天然植物纤维素为原材料、并通过研磨和分馏工序精制而成。 说明书 : 一种净化木糖溶液的方法技术领域[0001] 本发明涉及木糖溶液加工的技术领域，特别涉及一种净化木糖溶液的方法。背景技术[0002] 木糖是玉米芯或半纤维素经水解、中和、脱色、离子交换、浓缩、结晶得到的白色粉状固体，里面含有木糖和少量的L‑阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖等杂糖，此外还含有部分色素、单宁、胶体等杂质，木糖纯度约为98％‑99％，一般情况下，木糖作为原料，溶解后在高温高压条件下与氢气发生还原反应生成木糖醇，如果不对木糖溶液进行净化，溶液中的胶体、单宁等杂质会影响木糖的氢化反应，此话氢化反应后也会将部分杂质带入后工序，增加后续木糖醇净化的负荷。目前国内外净化木糖溶液的方法有很多，集中表现为普通助滤剂过滤。[0003] 传统的助滤剂一般包括珍珠岩助滤剂和硅藻土，但由于珍珠岩和硅藻土作为助滤剂使用时，吸附作用较差，因此在采用珍珠岩和硅藻土获得的滤液澄清度效果不好；其次，影响过滤效率，在一般过滤机中，珍珠岩和硅藻土滤层易龟裂，甚至使过滤无法进行，故而会大大降低了生产效率。[0004] 因此，如何提高木糖溶液的过滤效果和过滤生产效率，是本领域内技术人员亟需解决的技术问题。发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种净化木糖溶液的方法，去除木糖溶液中的胶体等杂质，提高木糖溶液的净化度和过滤生产效率，以及增加木糖加氢反应的效率，达到节能降耗的目的。[0006] 为实现上述目的，本发明提供一种净化木糖溶液的方法，包括以下步骤：[0007] 将结晶木糖加水溶解并稀释至折光为50—55％，并调节其温度处于50‑55℃，获取木糖溶液；[0008] 取一定量的植物纤维素混合于水中，以获取植物纤维素助滤剂溶液；[0009] 将植物纤维素助滤剂溶液涂至板框上，以使植物纤维素助滤剂溶液在板框上形成植物纤维素助滤剂预涂层；[0010] 将木糖溶液通过植物纤维素助滤剂预涂层过滤，以收集一次滤后木糖溶液。[0011] 进一步，取50±10kg的植物纤维素混合于水中。[0012] 进一步，将木糖溶液通过植物纤维素助滤剂预涂层过滤的过滤压力为0.2—0.4Mpa。[0013] 进一步，取50±10kg的植物纤维素通过调浆罐混合于水中。[0014] 进一步，所述搅拌罐的搅拌速度为100‑200r/min，搅拌时间为30‑60min。[0015] 进一步，所述植物纤维素以天然植物纤维素为原材料、并通过研磨和分馏工序精制而成。[0016] 采用本发明的净化木糖溶液的方法，与众不同，与传统普通助滤剂过滤技术手段相比，将木糖与纯水按照一定比例投入溶糖罐内，加热使木糖充分溶解，以获取溶解好的木糖溶液备用；然后将植物纤维素助滤剂溶液预涂到板框过滤机，形成一层植物纤维素助滤剂预涂层，木糖溶液通过植物纤维素助滤剂预涂层进行一次过滤，收集过滤后的一次滤后木糖溶液。[0017] 本发明主要以植物纤维素形成预涂层(即滤饼)进行过滤，传统的过滤方法一般以硅藻土和珍珠岩为助滤剂，过滤后的副产物不能降解，造成污染,需要设置处理副产物的工序，工序复杂，且成本高；而植物纤维素助滤剂以天然植物纤维素为原材料，通过研磨技术和分馏法(筛分、筛选)精制而成，为可全部降解的环保产品，在过滤木糖溶液过程中，过滤效率提高一倍，胶体等杂质去除率在30％左右，得到净化度更高的木糖溶液，且产生的固废可作为动物饲料进行出售。具体实施方式[0018] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面实施方式对本发明作进一步的详细说明。[0019] 本发明公开的一种净化木糖溶液的方法，包括以下步骤：[0020] 将结晶木糖加水溶解并稀释至折光为50—55％，并调节其温度处于50‑55℃，获取木糖溶液；[0021] 取一定量的植物纤维素混合于水中，以获取植物纤维素助滤剂溶液；[0022] 将植物纤维素助滤剂溶液涂至板框上，以使植物纤维素在板框上形成植物纤维素助滤剂预涂层；[0023] 将木糖溶液通过植物纤维素助滤剂预涂层过滤，以收集一次滤后木糖溶液；[0024] 利用滤膜过滤滤后木糖溶液，所述滤膜的规格为0.45μm，得到二次滤后木糖滤液。[0025] 实施例1[0026] 一种净化木糖溶液的方法，包括以下步骤：[0027] 将结晶木糖加水溶解并稀释至折光为50％，并调节其温度处于50℃，获取木糖溶液；[0028] 取40g的植物纤维素混合于水中，以获取植物纤维素助滤剂溶液；[0029] 将植物纤维素助滤剂溶液在泵的作用下预涂至板框上，以使植物纤维素在板框上形成植物纤维素助滤剂预涂层；其中，预涂压力为0.3MPa；[0030] 将木糖溶液通过植物纤维素助滤剂预涂层过滤，以收集一次滤后木糖溶液；并检测一次滤后木糖溶液的透光率，透光率为99.5％；[0031] 利用滤膜过滤滤后木糖溶液，所述滤膜的规格为0.45μm，得到二次滤后木糖滤液。[0032] 实验：取400ml一次滤后木糖废液过0.45μm的滤膜过滤，观察滤膜表层的杂质，记录过滤时间；[0033] 实验结果：过滤时间为53s。[0034] 实施例2[0035] 一种净化木糖溶液的方法，包括以下步骤：[0036] 将结晶木糖加水溶解并稀释至折光为52％，并调节其温度处于53℃，获取木糖溶液；[0037] 取50g的植物纤维素混合于水中，以获取植物纤维素助滤剂溶液；[0038] 将植物纤维素助滤剂溶液在泵的作用下预涂至板框上，以使植物纤维素在板框上形成植物纤维素助滤剂预涂层；其中，预涂压力为0.3MPa；[0039] 将木糖溶液通过植物纤维素助滤剂预涂层过滤，以收集一次滤后木糖溶液；并检测一次滤后木糖溶液的透光率，透光率为99.4％；[0040] 利用滤膜过滤滤后木糖溶液，所述滤膜的规格为0.45μm，得到二次滤后木糖滤液。[0041] 实验：取400ml一次滤后木糖废液过0.45μm的滤膜过滤，观察滤膜表层的杂质，记录过滤时间；[0042] 实验结果：过滤时间为55s。[0043] 实施例3[0044] 一种净化木糖溶液的方法，包括以下步骤：[0045] 将结晶木糖加水溶解并稀释至折光为54％，并调节其温度处于55℃，获取木糖溶液；[0046] 取60g的植物纤维素混合于水中，以获取植物纤维素助滤剂溶液；[0047] 将植物纤维素助滤剂溶液在泵的作用下预涂至板框上，以使植物纤维素在板框上形成植物纤维素助滤剂预涂层；其中，预涂压力为0.4MPa；[0048] 将木糖溶液通过植物纤维素助滤剂预涂层过滤，以收集一次滤后木糖溶液；并检测一次滤后木糖溶液的透光率，透光率为98.2％；[0049] 利用滤膜过滤滤后木糖溶液，所述滤膜的规格为0.45μm，得到二次滤后木糖滤液。[0050] 实验：取400ml一次滤后木糖废液过0.45μm的滤膜过滤，观察滤膜表层的杂质，记录过滤时间；[0051] 实验结果：过滤时间为65s。[0052] 应用本发明提供的净化木糖溶液的方法时，与传统普通助滤剂过滤技术手段相比，将木糖与纯水按照一定比例投入溶糖罐内，加热使木糖充分溶解，以获取溶解好的木糖溶液备用；然后将植物纤维素助滤剂溶液预涂到板框过滤机，形成一层植物纤维素助滤剂预涂层，木糖溶液通过植物纤维素助滤剂预涂层进行一次过滤，收集过滤后的一次滤后木糖溶液，然后用0.45μm的滤膜过滤进行二次过滤，以获取二次滤后木糖溶液。[0053] 本发明主要以植物纤维素形成预涂层(即滤饼)进行过滤，传统的过滤方法一般以硅藻土和珍珠岩为助滤剂，过滤后的副产物不能降解，造成污染,需要设置处理副产物的工序，工序复杂，且成本高；而植物纤维素助滤剂以天然植物纤维素为原材料，通过研磨技术和分馏法(筛分、筛选)精制而成，为可全部降解的环保产品，在过滤木糖溶液过程中，过滤效率提高一倍，胶体等杂质去除率在30％左右，得到净化度更高的木糖溶液，且产生的固废可作为动物饲料进行出售。[0054] 在上述实施例的基础之上，取50±10kg的植物纤维素混合于水中。[0055] 在上述实施例的基础之上，将木糖溶液通过植物纤维素助滤剂预涂层过滤的过滤压力为0.2—0.4Mpa；若低于这个过滤压力范围，滤饼易脱落，造成漏液；若超出该过滤压力范围，会造成流量较小。[0056] 在上述实施例的基础之上，取50±10kg的植物纤维通过调浆罐混合于水中。[0057] 在上述实施例的基础之上，搅拌罐的搅拌速度为100‑200r/min，搅拌时间为30‑60min。[0058] 在上述实施例的基础之上，所述植物纤维素以天然植物纤维素为原材料、并通过研磨和分馏工序精制而成。[0059] 另外，本申请进行如下对比试验：[0060] 试验一：设置三个木糖溶液浓度不同的实验组，每个实验组分为A组和B组，A组和B组采用助滤剂分别为珍珠岩和植物纤维素，以获取不同实验组的木糖溶液过0.45μm滤膜的效果，具体实施时，每个实验组的体积为400ml，温度50℃，且实验结果如下表1：[0061] 表1[0062][0063] 从表1中数据可得出：[0064] 1)相同助滤剂下，木糖溶液在48—50％浓度范围内，随着木糖溶液浓度升高，0.45μm滤膜过滤时间越长，滤液的透光率越低，滤出的杂质越多。浓度48％和浓度50％的过滤效果基本没差异，浓度56％时，过滤效果变差。因此在生产过程中选用该实验浓度范围(50—55％)；[0065] 2)相同木糖溶液浓度下，采用珍珠岩作为助滤剂的实验组的过滤时间大于采用植物纤维素作为助滤剂的实验组的过滤时间，采用珍珠岩作为助滤剂的实验组的滤液的透光率大于采用植物纤维素作为助滤剂的实验组的滤液的透光率，采用珍珠岩作为助滤剂的实验组的滤除杂质质量大于采用植物纤维素作为助滤剂的实验组的滤除杂质质量；故而，采用植物纤维素作为助滤剂，过滤效果更好，且能够有效提高过滤效率。[0066] 综上所述，应用本发明提供的净化木糖溶液的方法时，具有以下优点：[0067] 1、通过本发明的实施，由于植物纤维助滤剂的结构特征，内部通道结果复杂，溶液可以得到充分过滤，可以具有更高过滤流速及更长过滤循环周期，降低生产成本。[0068] 2、利用本发明将木糖溶液进行有效去除更多的杂质，达到木糖溶液的净化，使后续加氢工艺催化剂作用增强。[0069] 3、过滤失效后的植物纤维助滤剂可以作为动物饲料进行出售，降低了生产成本，并减少对固废的处理。[0070] 4、植物纤维助滤剂具有柔软性和无磨损性，可以起到保护生产材料的作用，减少泵、管道等的磨损。[0071] 最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。[0072] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。[0073] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

专利地区：河南

专利申请日期：2022-12-14

专利公开日期：2024-10-22

专利公告号：CN115896357B