CN107988441A - 一种糖液的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种糖液的生产方法，具体步骤如下：以有机酸水溶液为蒸煮溶剂，并添加催化剂，对植物纤维原料进行蒸煮；蒸煮结束后，固液分离，得到蒸煮液和植物纤维；蒸煮液抽至蒸发浓缩设备中进行负压蒸发浓缩，浓缩程度为浓缩至浓缩液总质量为绝干植物纤维原料重量的5‑300%时停止浓缩，收集回收的有机酸溶液和浓缩液。在浓缩液中加入蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得到的滤液为糖液。本发明具有工艺简单、成本降低、产品质量好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及生物质化工领域，尤其涉及一种糖液的生产方法。
背景技术
糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类或酮类化合物，在水解后能变成以上两者之一的有机化合物，在化学上，由于其由碳、氢、氧元素构成，在化学式的表现上类似于"碳"与"水"聚合，故又称之为碳水化合物。
自然界的植物纤维原料主要有木质素、纤维素、半纤维素三大组分及其他杂质组成，采用一定方法，将植物纤维原料中半纤维素及部分纤维素降解后，可得到糖液，此种糖液是糖溶液的简称，一般是多糖、低糖以及单糖的混合物，目前，一直无简单高效、绿色环保的方式可利用植物纤维原料中半纤维素及纤维素降解，并提取得到高品质糖液的方法，大多数植物纤维原料利用方法中，半纤维素及纤维素降解后得到的糖液都被当做“废物”做无害化处理，少数可提取出来糖液的方法，一般存在工艺复杂，反应条件苛刻，生产成本高，而且生产出的产品质量不好等问题，因此需要进行有效的改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的成本较高、反应条件苛刻以及制备得到的产品质量不好的缺陷，而提出的从植物纤维原料中提取的一种糖液的生产方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明公开了一种糖液的生产方法，具体步骤如下：
（1）、以有机酸水溶液为蒸煮溶剂，并添加催化剂，对植物纤维原料进行蒸煮；
（2）、蒸煮结束后，固液分离，得到蒸煮液和植物纤维；
（3）、蒸煮液抽至蒸发浓缩设备中进行负压蒸发浓缩，浓缩程度为浓缩至浓缩液总质量为绝干植物纤维原料重量的5-300%时停止浓缩，收集回收的有机酸溶液和浓缩液；
（4）、在浓缩液中加入蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得到的滤液为糖液。
作为优选，所述的步骤（1）中，所述的步骤（1）中，所述的植物纤维原料采用硬木、软木、灌木、禾本科中的一种或多种的任意比例的组合，所述的硬木采用桉木或杨木中的一种或者至少两种的混合物，所述的灌木采用沙柳、玫瑰秆、杜鹃秆、小檗中的一种或者至少两种的混合物，所述的软木采用松木，所述的禾本科采用竹、稻草、麦秸、玉米杆、芦苇、甘蔗渣中的一种或者至少两种的混合物。
作为优选，所述的有机酸水溶液得总质量为绝干植物纤维原料的质量的2-20倍，所述的催化剂的质量是绝干植物纤维原料的质量的0.01-10%。
作为优选，所述的步骤（1）中，所述的催化剂采用无机酸或双氧水。
作为优选，所述的步骤（1）中，蒸煮温度为50-100℃，时间为10-600min。
作为优选，所述的步骤（1）中，有机酸水溶液采用甲酸、乙酸中的一种或者二者任意比例的组合。
作为优选，所述的无机酸采用盐酸、硝酸、硫酸中的一种或多种的任意比例的组合。
作为优选，所述的步骤（4）中，压力P的值满足0.7×105 Pa≤P≤1×105 Pa，浓缩温度为65-200℃。
作为优选，所述的步骤（3）中，回收的有机酸溶液继续循环使用。
作为优选，所述的步骤（4）中，加入蒸馏水的量为浓缩液的重量的0.5-20倍。
与现有技术相比，本发明提供了一种糖液的生产方法，具备以下有益效果：
（1）、本发明使得半纤维素在反应中充分脱除，生产出的产品质量较好；
（2）、反应条件温和，工艺较简单，生产成本大大降低，易于工业化生产；
（3）反应试剂成分简单；
（4）、有机酸溶液循环使用，比较节约资源，节省成本。
附图说明
图1为本发明提出的一种糖液的生产方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，本发明公开了一种糖液的生产方法，具体步骤如下：
（1）、以有机酸水溶液为蒸煮溶剂，并添加催化剂，对植物纤维原料进行蒸煮；
（2）、蒸煮结束后，固液分离，得到蒸煮液和植物纤维；
（3）、蒸煮液抽至蒸发浓缩设备中进行负压蒸发浓缩，浓缩程度为浓缩至浓缩液总质量为绝干植物纤维原料重量的5-300%时停止浓缩，收集回收的有机酸溶液和浓缩液；
（4）、在浓缩液中加入蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得到的滤液为糖液。
作为优选，所述的步骤（1）中，所述的植物纤维原料采用硬木、软木、灌木、禾本科中的一种或多种的任意比例的组合，所述的硬木采用桉木或杨木中的一种或者至少两种的混合物，所述的灌木采用沙柳、玫瑰秆、杜鹃秆、小檗中的一种或者至少两种的混合物，所述的软木采用松木，所述的禾本科采用竹、稻草、麦秸、玉米杆、芦苇、甘蔗渣中的一种或者至少两种的混合物。
作为优选，所述的有机酸水溶液得总质量为绝干植物纤维原料的质量的2-20倍，所述的催化剂的质量是绝干植物纤维原料的质量的0.01-10%。
作为优选，所述的步骤（1）中，所述的催化剂采用无机酸或双氧水。
作为优选，所述的步骤（1）中，蒸煮温度为50-100℃，时间为10-600min。
作为优选，所述的步骤（1）中，有机酸水溶液采用甲酸、乙酸中的一种或者二者任意比例的组合。
作为优选，所述的无机酸采用盐酸、硝酸、硫酸中的一种或多种的任意比例的组合。
作为优选，所述的步骤（4）中，压力P的值满足0.7×105 Pa≤P≤1×105 Pa，浓缩温度为65-200℃。
作为优选，所述的步骤（3）中，回收的有机酸溶液继续循环使用。
作为优选，所述的步骤（4）中，加入蒸馏水的量为浓缩液的重量的0.5-20倍。
实施例1
本发明公开了一种糖液的生产方法，具体步骤如下：
（1）、以有机酸水溶液为蒸煮溶剂，并添加催化剂，对植物纤维原料进行蒸煮；
（2）、蒸煮结束后，固液分离，得到蒸煮液和植物纤维；
（3）、蒸煮液抽至蒸发浓缩设备中进行负压蒸发浓缩，浓缩程度为浓缩至浓缩液总质量为绝干植物纤维原料重量的150%时停止浓缩，收集回收的有机酸溶液和浓缩液；
（4）、在浓缩液中加入蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得到的滤液为糖液。
所述的步骤（1）中，所述植物纤维原料采用杨木。
所述的有机酸水溶液得总质量为绝干植物纤维原料的质量的11倍，所述的催化剂的质量是绝干植物纤维原料的质量的5%。
所述的步骤（1）中，所述的催化剂采用无机酸。
所述的步骤（1）中，蒸煮温度为70℃，时间为200min。
所述的步骤（1）中，有机酸水溶液采用乙酸。
所述的无机酸采用硫酸。
所述的步骤（4）中，压力P的值满足0.7×105 Pa≤P≤1×105 Pa，浓缩温度为100℃。
所述的步骤（3）中，回收的有机酸溶液继续循环使用。
所述的步骤（4）中，加入蒸馏水的量为浓缩液的重量的11倍。
实施例2
本发明公开了一种糖液的生产方法，具体步骤如下：
（1）、以有机酸水溶液为蒸煮溶剂，并添加催化剂，对植物纤维原料进行蒸煮；
（2）、蒸煮结束后，固液分离，得到蒸煮液和植物纤维；
（3）、蒸煮液抽至蒸发浓缩设备中进行负压蒸发浓缩，浓缩程度为浓缩至浓缩液总质量为绝干植物纤维原料重量的250%时停止浓缩，收集回收的有机酸溶液和浓缩液；
（4）、在浓缩液中加入蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得到的滤液为糖液。
所述的步骤（1）中，所述植物纤维原料采用玉米杆。
所述的有机酸水溶液得总质量为绝干植物纤维原料的质量的3倍，所述的催化剂的质量是绝干植物纤维原料的质量的7%。
所述的步骤（1）中，所述的催化剂采用双氧水。
所述的步骤（1）中，蒸煮温度为80℃，时间为180min。
所述的步骤（1）中，有机酸水溶液采用乙酸。
所述的步骤（4）中，压力P的值满足0.7×105 Pa≤P≤1×105 Pa，浓缩温度为105℃。
所述的步骤（3）中，回收的有机酸溶液继续循环使用。
所述的步骤（4）中，加入蒸馏水的量为浓缩液的重量的19倍。
实施例3
本发明公开了一种糖液的生产方法，具体步骤如下：
（1）、以有机酸水溶液为蒸煮溶剂，并添加催化剂，对植物纤维原料进行蒸煮；
（2）、蒸煮结束后，固液分离，得到蒸煮液和植物纤维；
（3）、蒸煮液抽至蒸发浓缩设备中进行负压蒸发浓缩，浓缩程度为浓缩至浓缩液总质量为绝干植物纤维原料重量的170%时停止浓缩，收集回收的有机酸溶液和浓缩液；
（4）、在浓缩液中加入蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得到的滤液为糖液。
所述的步骤（1）中，所述植物纤维原料采用芦苇。
所述的有机酸水溶液得总质量为绝干植物纤维原料的质量的16倍，所述的催化剂的质量是绝干植物纤维原料的质量的8%。
所述的步骤（1）中，所述的催化剂采用双氧水。
所述的步骤（1）中，蒸煮温度为55℃，时间为13min。
所述的步骤（1）中，有机酸水溶液采用甲酸。
所述的步骤（4）中，压力P的值满足0.7×105 Pa≤P≤1×105 Pa，浓缩温度为200℃。
所述的步骤（3）中，回收的有机酸溶液继续循环使用。
所述的步骤（4）中，加入蒸馏水的量为浓缩液的重量的13倍。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种糖液的生产方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）、以有机酸水溶液为蒸煮溶剂，并添加催化剂，对植物纤维原料进行蒸煮；
（2）、蒸煮结束后，固液分离，得到蒸煮液和植物纤维；
（3）、蒸煮液抽至蒸发浓缩设备中进行负压蒸发浓缩，浓缩程度为浓缩至浓缩液总质量为绝干植物纤维原料重量的5-300%时停止浓缩，收集回收的有机酸溶液和浓缩液；
（4）、在浓缩液中加入蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得到的滤液为糖液。
2.根据权利要求1所述的一种糖液的生产方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，所述的植物纤维原料采用硬木、软木、灌木、禾本科中的一种或多种的任意比例的组合，所述的硬木采用桉木或杨木中的一种或者至少两种的混合物，所述的灌木采用沙柳、玫瑰秆、杜鹃秆、小檗中的一种或者至少两种的混合物，所述的软木采用松木，所述的禾本科采用竹、稻草、麦秸、玉米杆、芦苇、甘蔗渣中的一种或者至少两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种糖液的生产方法，其特征在于：所述的有机酸水溶液得总质量为绝干植物纤维原料的质量的2-20倍，所述的催化剂的质量是绝干植物纤维原料的质量的0.01-10%。
4.根据权利要求1所述的一种糖液的生产方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，所述的催化剂采用无机酸或双氧水。
5.根据权利要求1所述的一种糖液的生产方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，蒸煮温度为50-100℃，时间为10-600min。
6.根据权利要求1或3所述的一种糖液的生产方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，有机酸水溶液采用甲酸、乙酸中的一种或者二者任意比例的组合。
7.根据权利要求4所述的一种糖液的生产方法，其特征在于：所述的无机酸采用盐酸、硝酸、硫酸中的一种或多种的任意比例的组合。
8.根据权利要求1所述的一种糖液的生产方法，其特征在于：所述的步骤（4）中，压力P的值满足0.7×105 Pa≤P≤1×105 Pa，浓缩温度为65-200℃。
9.根据权利要求1所述的一种糖液的生产方法，其特征在于：所述的步骤（3）中，回收的有机酸溶液继续循环使用。
10.根据权利要求1所述的一种糖液的生产方法，其特征在于：所述的步骤（4）中，加入蒸馏水的量为浓缩液的重量的0.5-20倍。
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