Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

TWI476203B - 醣類的分離方法 - Google Patents

醣類的分離方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI476203B
TWI476203B TW102142397A TW102142397A TWI476203B TW I476203 B TWI476203 B TW I476203B TW 102142397 A TW102142397 A TW 102142397A TW 102142397 A TW102142397 A TW 102142397A TW I476203 B TWI476203 B TW I476203B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
saccharide
weight
solution
mixture
formic acid
Prior art date
Application number
TW102142397A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201437222A (zh
Inventor
Tzu Yueh Yang
Ruey Fu Shih
Chih Hao Chen
Hou Peng Wan
Hom Ti Lee
Original Assignee
Ind Tech Res Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ind Tech Res Inst filed Critical Ind Tech Res Inst
Priority to CN201410004830.1A priority Critical patent/CN104060000A/zh
Priority to AU2014201107A priority patent/AU2014201107A1/en
Priority to US14/198,914 priority patent/US9822420B2/en
Priority to IN831MU2014 priority patent/IN2014MU00831A/en
Priority to EP14160327.4A priority patent/EP2781605B1/en
Priority to CA 2846855 priority patent/CA2846855A1/en
Priority to BR102014006441A priority patent/BR102014006441A8/pt
Publication of TW201437222A publication Critical patent/TW201437222A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI476203B publication Critical patent/TWI476203B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
    • C13K1/04Purifying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C07H1/06Separation; Purification
    • C07H1/08Separation; Purification from natural products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H3/00Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
    • C07H3/02Monosaccharides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K13/00Sugars not otherwise provided for in this class
    • C13K13/002Xylose

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Description

醣類的分離方法
本發明係關於水解醣類溶液,更包括將醣類由水解醣類溶液中分離出來的方法。
全世界正面臨石油蘊藏量漸被開採枯竭,與地球大氣溫室效應將持續擴大問題,為確保人類的永續生存,逐漸減少使用化石能源與石油原料,開發利用新的可再生形式的能源與原材料是最近的世界潮流。
木質纖維素是生質物最主要的成分,為地球上最豐富的有機物質。木質纖維素的組成以纖維素、半纖維素、及木質素為主,其比例依序約為:38-50%、23-32%、及15-25%。纖維素被水解後可以生成葡萄糖,但是由於纖維素分子間及分子內存在強烈的氫鍵作用及凡德瓦力,以及纖維素聚集態結構的複雜,具有高結晶度,使化學藥劑很難進入纖維素分子內部發生解聚作用。纖維素水解最主要的方法為酵素水解與傳統酸水解兩種,這兩種技術都存在諸多不完善之處,難以大規模應用。
一般而言,酵素水解可於常溫下反應,水解副產物少,不會產生抑制醣醱酵的物質,可以和醱酵製程搭配整合,屬於環境友好的方法。但這種方法需要複雜的預處理製 程、水解活性低、速度慢,而且纖維素水解酵素的價格昂貴。稀酸水解通常以相對便宜的硫酸為觸媒,但需要在耐腐蝕的壓力容器中高溫(大於200℃)操作,設備等級要求高;同時稀酸水解溫度高,副產物多,且醣產率低。濃酸水解可在較低溫度與常壓下進行,但存在濃酸的強烈腐蝕性、水解液的後處理製程複雜、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生質物。
本發明提供一種醣類的分離方法,包括:混合甲酸與雜多酸、鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的氯化鹽或溴化鹽、或上述之組合,以形成混合液;以該混合液溶解纖維質生質物,形成溶液;混合水與溶液以水解纖維質生質物,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、或上述之組合,以獲得醣類。
第1圖係本發明一實施例中,以鋅離子置換之陽離子型樹脂分離葡萄糖與鋅離子之濃度/流出液體積曲線圖。
第2圖係本發明一實施例中,以陽離子型樹脂分離葡萄糖與導電度/流出液體積曲線圖。
第3圖係本發明一實施例中,以陽離子型樹脂分離還原醣與導電度/流出液體積曲線圖。
第4圖係本發明一實施例中,以陽離子型樹脂分離還原醣 與導電度/流出液體積曲線圖。
第5圖係本發明一實施例中,以陽離子型樹脂分離葡萄糖與導電度/流出液體積曲線圖。
在本發明一實施例中,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、或上述之組合,以形成混合液。接著以混合液溶解纖維質生質物,形成溶液。接著混合水與溶液,以水解纖維質生質物形成醣類溶液。上述甲酸於混合液中的重量百分比約介於60wt%至99wt%之間。
在本發明一實施例中,混合液包含甲酸與雜多酸。在本發明另一實施例中,混合液包含甲酸與鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的氯化鹽或溴化鹽。在本發明其他實施例中,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H3 PW12 O40 、H4 SiW12 O40 、H3 PMo12 O40 、H4 SiMo12 O40 、或上述之組合。在本發明一實施例中,雜多酸於混合液中的重量百分比約介於1wt%至5wt%之間,或介於2wt%至5wt%之間。
在本發明一實施例中,鋰的氯化鹽或溴化鹽於混合液中的重量百分比約介於5wt%至20wt%之間,或約介於10wt%至20wt%之間。在本發明一實施例中,鎂的氯化鹽或溴化鹽於混合液中的重量百分比約介於10wt%至30wt%之間,或約介於15wt%至20wt%之間。在本發明一實施例中,鈣的氯化鹽或溴化鹽於混合液中的重量百分比約介於12wt%至40wt%之 間,或約介於12wt%至30wt%之間。在本發明一實施例中,鋅的氯化鹽或溴化鹽於混合液中的重量百分比約介於5wt%至45wt%之間,或約介於20wt%至30wt%之間。在本發明一實施例中,鐵的氯化鹽或溴化鹽於混合液中的重量百分比約介於1wt%至50wt%之間,或約介於5wt%至10wt%之間。
上述纖維質生質物可源自木、草、葉、水藻、廢紙、玉米桿、玉米芯、稻桿、稻殼、麥桿、蔗渣、竹、或農作物秸梗。上述纖維質生質物可包括木質纖維素、木質半纖維素、或上述之組合,其於混合液中的重量百分比約介於1wt%至20wt%之間,或約介於5wt%至15wt%之間。
混合液溶解纖維質生質物形成溶液的溫度約介於40℃至90℃之間,或約介於50℃至70℃之間,而時間約介於20分鐘至6小時之間,或約介於30分鐘至2小時之間。
在水解纖維質生質物形成醣類溶液的水解反應中,水的添加量大於纖維質生質物水解成單醣的總莫耳當量。在本發明一實施例中,水解反應的溫度約介於50℃至150℃之間,或約介於60℃至105℃之間。在本發明一實施例中,水解反應的時間約介於30至3小時之間,或約介於30分鐘至2小時之間。
在一實施例中,更包括以混合液溶解纖維質生質物前,加入無機酸至混合液中。上述無機酸可為硫酸或鹽酸,其於混合液中的重量百分比約介於1wt%至2wt%之間。添加無機酸可降低氯化鹽或溴化鹽的添加量。舉例來說,氯化鎂、溴化鎂、氯化鈣、或溴化鈣於混合液中的重量百分比可降低至約 1wt%至10wt%之間,而氯化鋰、溴化鋰、氯化鋅、溴化鋅、氯化鐵、或溴化鐵於混合液中的重量百分比可降低至約1wt%至5wt%之間。
本發明以甲酸(弱酸)與雜多酸、鋰、鎂、鈣、鋅或鐵的氯化鹽或溴化鹽、或上述之組合的混合液溶解纖維質生質物,具有低溫(<90℃)與快速(<6小時)形成勻相液體的特性。上述溶解及水解纖維質生質物以形成醣類產物的方法,具有低溫常壓、快速、高產糖率、且不須使用抗強酸腐蝕材質反應器等特性。
在本發明一實施例中,可視情況蒸餾醣類溶液使水與部份甲酸共沸,以增加醣類溶液的濃度。舉例來說,蒸餾溫度可介於40℃至60℃之間,而蒸餾壓力可介於20至500torr之間。蒸餾壓力越低,則蒸餾溫度亦越低。蒸餾出的甲酸可進一步提純以再次使用於前述之混合液中。在本發明一實施例中,可採用離心及/或過濾等方法除去醣類溶液中的固型物。
接著混合萃取劑與醣類溶液,以萃取出醣類溶液中的甲酸。在本發明一實施例中,萃取劑與醣類溶液之體積比介於1:1至12:1之間。在本發明一實施例中,萃取劑可為磷酸三丁酯(tributyl phospate)、三正辛基氧化磷(tri-n-octylphosphine oxide)、三辛胺(trioctyl amine)、二異丁基酮(DIBK)、二(2-乙基己基磷酸)(D2EHPA)、或上述之組合。在本發明一實施例中,混合萃取劑與醣類溶液時析出沉澱物,並可採用離心及/或過濾等方法去除沉澱物。
在本發明一實施例中,以萃取劑自醣類溶液中萃 取出甲酸之步驟後,可進一步以蒸餾法分離萃取劑與甲酸。舉例來說,蒸餾法之壓力介於20~760torr,且溫度介於40~200℃。
在本發明一實施例中,更包括將水與甲酸共沸之蒸餾液,以及自醣類溶液中萃取出的甲酸與萃取劑混合形成混合物後,加熱混合物以濃縮甲酸。舉例來說,加熱該混合物之溫度介於50℃至105℃之間。
接著以離子排斥分離出該醣類溶液中的雜多酸、鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的氯化鹽或溴化鹽、或上述之混合物,以獲得醣類。所謂的離子排斥分離法,係以離子交換樹脂分離醣類與雜多酸、鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的氯化鹽或溴化鹽、或上述之混合物。若採用的是陽離子交換樹脂,可先取鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的金屬鹽溶液置換陽離子型樹脂之陽離子(如H+ 、Ca2+ 、或Na+ 等離子)。若採用的是陰離子交換樹脂,可先取氯化鹽或溴化鹽溶液置換陰離子型樹脂之陰離子(如OH- 或Cl- 等離子)。
上述步驟回收的甲酸、雜多酸、無機酸、及鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的氯化鹽或溴化鹽可再次使用,以節省原料成本。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂,下文特舉數實施例配合所附圖示,作詳細說明如下:
實施例 實施例1-1
混合甲酸與氯化鋅(ZnCl2 )後加熱形成混合液(甲酸 60wt%,氯化鋅40wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液後溶解(溫度50℃,時間20分鐘),形成黃色均勻相透明液體(Avicel® 纖維素15wt%),如第1表所示。
實施例1-2
混合甲酸(formic acid)與氯化鋅(ZnCl2 )後加熱形成混合液(甲酸60wt%,氯化鋅40wt%)。將α-纖維素(Sigma公司,C8002)加入混合液後溶解(溫度50℃,時間20分鐘),形成琥珀色均勻相透明液體(α-纖維素15wt%),如第1表所示。
實施例1-3
混合甲酸(formic acid)與氯化鈣(CaCl2 )後加熱形成混合液(甲酸75wt%,氯化鈣25wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液後溶解(溫度65℃,時間90分鐘),形成黃色均勻相透明液體(Avicel® 纖維素6wt%),如第1表所示。
實施例1-4
混合甲酸(formic acid)與氯化鈣(CaCl2 )後加熱形成混合液(甲酸75wt%,氯化鈣25wt%)。將α-纖維素(Sigma公司,C8002)加入混合液後溶解(溫度65℃,時間90分鐘),形成琥珀色均勻相透明液體(α-纖維素6wt%),如第1表所示。
實施例1-5
混合甲酸(formic acid)與氯化鎂(MgCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸80wt%,氯化鎂20wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液後溶解(溫度65℃,時間120分 鐘),形成琥珀色均勻相透明液體(Avicel® 纖維素5wt%),如第1表所示。
實施例1-6
混合甲酸(formic acid)與氯化鎂(MgCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸80wt%,氯化鎂20wt%)。將α-纖維素(Sigma公司,C8002)加入混合液後溶解(溫度65℃,時間120分鐘),形成琥珀色均勻相透明液體(α-纖維素5wt%),如第1表所示。
實施例2-1
混合甲酸與氯化鋰(LiCl)後加熱,形成混合液(甲酸90wt%,氯化鋰10wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-2
混合甲酸與氯化鋰(LiCl)後加熱,形成混合液(甲酸 95wt%,氯化鋰5wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間12小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-3
混合甲酸與氯化鈉(NaCl)後加熱,形成混合液(甲酸90wt%,氯化鈉10wt%(飽和溶液))。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間19小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-4
混合甲酸與溴化鋰(LiBr)並加熱之,以形成一混合液(甲酸90wt%,溴化鋰10wt%)。加入Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)至混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間0.5小時),以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如表2。
實施例2-5
混合甲酸與溴化鈉(NaBr)後加熱,形成混合液(甲酸82wt%,溴化鈉18wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間9小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-6
混合甲酸與溴化鈣(CaBr2 )後加熱,形成混合液(甲酸 88wt%,溴化鈣12wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-7
混合甲酸與溴化鋇(BaBr2 )後加熱,形成混合液(甲酸80wt%,溴化鋇20wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-8
混合甲酸與氯化鎂(MgCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸80wt%,氯化鎂20wt%(飽和溶液))。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度65℃,時間2小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-9
混合甲酸與氯化鎂(MgCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸90wt%,氯化鎂10wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間12小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-10
混合甲酸與氯化鈣(CaCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸 75wt%,氯化鈣25wt%(飽和溶液))。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度65℃,時間1.5小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-11
混合甲酸與氯化鈣(CaCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸82.5wt%,氯化鈣17.5wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間2小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-12
混合甲酸與氯化鈣(CaCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸88wt%,氯化鈣12wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-13
混合甲酸與氯化鈣(CaCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸90wt%,氯化鈣10wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間12小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-14
混合甲酸與氯化鋇(BaCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸 85wt%,氯化鋇15wt%(飽和溶液))。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間大於6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-15
混合甲酸與氯化鋅(ZnCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸60wt%,氯化鋅40wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),進行溶解能力試驗(溫度50℃,時間0.25小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-16
混合甲酸與氯化鋅(ZnCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸80wt%,氯化鋅20wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度65℃,時間0.25小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-17
混合甲酸與氯化鋅(ZnCl2 )加熱,形成混合液(甲酸95wt%,氯化鋅5wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-18
混合甲酸與氯化鋅(ZnCl2 )後加熱,形成混合液(甲酸 98wt%,氯化鋅2wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間大於6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-19
混合甲酸與氯化鐵(FeCl3 )後加熱,形成混合液(甲酸95wt%,氯化鐵5wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間1小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-20
混合甲酸與氯化鐵(FeCl3 )後加熱,形成混合液(甲酸98wt%,氯化鐵2wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間3小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-21
混合甲酸與氯化鐵(FeCl3 )後加熱,形成混合液(甲酸99wt%,氯化鐵1wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-22
混合甲酸與氯化銨(NH4 Cl)後加熱,形成混合液(甲酸 90wt%,氯化銨10wt%(飽和溶液))。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間大於12小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-23
混合甲酸與氯化鋁(AlCl3 )後加熱,形成混合液(甲酸98wt%,氯化鋁2wt%(飽和溶液))。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-24
混合甲酸與氯化錫(SnCl3 )後加熱,形成混合液(甲酸95wt%,氯化錫5wt%(飽和溶液))。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-25
混合甲酸與硫酸鈣(CaSO4 )後加熱,形成混合液(甲酸80wt%,硫酸鈣20wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例2-26
混合甲酸與雜多酸(H3 PW12 O40 )後加熱,形成混合液(甲酸 99wt%,雜多酸1wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%),以進行溶解能力試驗(溫度70℃,時間6小時)。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第2表所示。
實施例3-1
混合甲酸與氯化鎂(MgCl2 )後,於一大氣壓下攪拌加熱至70℃,以形成混合液(甲酸80wt%,氯化鎂20wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%)後溶解(溫度70℃,時間2小時)。待纖維素完全溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應(時間120分鐘)。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鎂(MgCO3 )沉澱物。接著以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,並計算還原醣產率。還原醣產率為還原醣總重量與纖維素重量的比率,結果如第3表所示。
實施例3-2
混合甲酸與氯化鎂(MgCl2 )後,於一大氣壓下攪拌加熱至70℃,以形成混合液(甲酸90wt%,氯化鎂10wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%)後溶解(溫度70℃,時間6小時)。待纖維素完全溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應(時間120分鐘)。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鎂(MgCO3 )沉澱物。接著以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,並計算還原醣產率。還原醣產率為還原醣總重量與纖維素重量的比率,結果如第3表所示。
實施例4-1
混合甲酸與氯化鈣(CaCl2 )後,於一大氣壓下攪拌加熱至50℃,以形成混合液(甲酸85wt%,氯化鈣15wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%)後溶解(溫度50℃,時間4小時)。待纖維素完全溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應(時間60分鐘)。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鈣(CaCO3 )沉澱物。接著以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,並計算還原醣產率。還原醣產率為還原醣總重量與纖維素重量的比率,結果如第4表所示。
實施例4-2
混合甲酸與氯化鈣(CaCl2 )後,於一大氣壓下攪拌加熱至70℃,以形成混合液(甲酸88wt%,氯化鈣12wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%)後溶解(溫度70℃,時間4小時)。待纖維素完全溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應(時間60分鐘)。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鈣(CaCO3 )沉澱物。接著以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,並計算還原醣產率。還原醣產率為還原醣總重量與纖維素重量的比率,結果如第4表所示。
實施例4-3
混合甲酸與氯化鈣(CaCl2 )後,於一大氣壓下攪拌加熱至90℃,以形成混合液(甲酸90wt%,氯化鈣10wt%)。將Avicel® 纖 維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%)後溶解(溫度90℃,時間4小時)。待纖維素完全溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應(時間60分鐘)。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鈣(CaCO3 )沉澱物。接著以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,並計算還原醣產率。還原醣產率為還原醣總重量與纖維素重量的比率,結果如第4表所示。
實施例5-1
混合甲酸與氯化鋅(ZnCl2 )後,於一大氣壓下攪拌加熱至50℃,以形成混合液(甲酸60wt%,氯化鋅40wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%)後溶解(溫度50℃)。待纖維素完全溶解後,將1重量份的水加入0.5重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應(時間30分鐘)。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鋅(ZnCO3 )沉澱物。接著以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,並計算還原醣產率。還原醣產率為還原醣總重量與纖維素重量的比率,結果如第5表所示。
實施例5-2
混合甲酸與氯化鋅(ZnCl2 )後,於一大氣壓下攪拌加熱至50℃,以形成混合液(甲酸60wt%,氯化鋅40wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%)後溶解(溫度50℃)。待纖維素完全溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應(時間45分鐘)。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鋅(ZnCO3 )沉澱物。接著,以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,並計算還原醣產率。還原醣產率為還原醣總重量與纖維素重量的比率,結果如第5表所示。
實施例6
混合甲酸與氯化鋅(ZnCl2 )後,於一大氣壓下攪拌加熱至55℃,以形成混合液(甲酸60wt%,氯化鋅40wt%)。將乾燥蔗渣(組成份包括葡聚糖43.58wt%,木聚糖24.02wt%,酸可溶木質素12.45wt%,酸不可溶木質素18.12wt%、及灰份1.71wt%)加入混合液(蔗渣5wt%)後溶解(溫度55℃)。待蔗渣溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃,以進行水解反應(時間120分鐘)。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鋅(ZnCO3 )沉澱物。接著,以高效液相 層析儀(HPLC)分析葡萄糖與木糖個別產率,並以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,計算還原醣產率。葡萄糖產率為葡萄糖生產的莫耳數與蔗渣中纖維素所含葡萄糖單體的莫耳數的比率,木糖產率為木糖生產的莫耳數與蔗渣中半纖維素所含木糖單體莫耳數的比率,還原醣產率為還原醣總重量與蔗渣中纖維素與半纖維素總重量的比率,結果如第6表所示。水解反應後,水解液組成份包括氯化鋅25.3wt%,水33.2wt%,甲酸38.2wt%,還原醣2.3wt%(其中葡萄糖占還原醣43.2wt%、木糖占還原醣30.4wt%),酸可溶木質素0.4wt%、與酸不可溶木質素0.6wt%。
實施例7
混合甲酸與氯化鎂(MgCl2 )後,於一大氣壓下攪拌加熱至50℃,以形成混合液(甲酸80wt%,氯化鎂20wt%)。將Avicel® 纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液(Avicel® 纖維素5wt%)後溶解(溫度50℃,時間2.5小時)。待纖維素溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應(時間90分鐘)。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的水溶液,並去除碳酸鎂(MgCO3 )沉澱物。接著以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,計算還 原醣產率。還原醣產率為還原醣總重量與纖維素重量的比率,結果如第7表所示。
實施例8
混合甲酸與氯化鋅(ZnCl2 )後,於一大氣壓下攪拌加熱至55℃,以形成混合液(甲酸60wt%,氯化鋅40wt%)。將乾燥玉米稈(其組成份包括葡聚糖44.5wt%,木聚糖12.4wt%,酸可溶木質素4.6wt%,酸不可溶木質素24.4wt%,水2.7wt%、及灰份3.8wt%)加入混合液(玉米稈5wt%)後溶解(溫度55℃)。待玉米稈溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應(時間90分鐘)。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鋅(ZnCO3 )沉澱物。接著以高效液相層析儀(HPLC)分析葡萄糖與木糖個別產率,並以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,計算還原醣產率。葡萄糖產率為葡萄糖生產的莫耳數與玉米稈中纖維素所含葡萄糖單體的莫耳數的比率,還原醣產率為還原醣總重量與玉米稈中纖維素與半纖維素總重量的比率,結果如第8表所示。
實施例9-1
混合37wt%的鹽酸、氯化鋅(ZnCl2 )、與甲酸後,於一大氣壓下攪拌加熱至55℃,以形成混合液(鹽酸1wt%,氯化鋅5wt%,甲酸94wt%)。將乾燥蔗渣(其組成份包括葡聚糖40.7wt%,木聚糖20.5wt%,阿拉伯多聚醣2.9wt%,木質素27.4wt%,灰份3.3wt%,及其它5.2wt%)加入混合液(蔗渣10wt%)後溶解(溫度65℃)。待蔗渣溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鋅(ZnCO3 )等沉澱物。接著以高效液相層析儀(HPLC)分析葡萄糖與木糖個別產率,並以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,計算還原醣產率。葡萄糖產率為葡萄糖生產的莫耳數與蔗渣中纖維素所含葡萄糖單體的莫耳數的比率,木糖產率為木糖生產的莫耳數與蔗渣中半纖維素所含木糖單體莫耳數的比率,還原醣產率為還原醣總重量與蔗渣中纖維素與半纖維素總重量的比率,結果如第9表所示。
實施例9-2
混合37wt%的鹽酸、氯化鐵(FeCl3 )、與甲酸後,於一大氣壓下攪拌加熱至55℃,以形成混合液(鹽酸1wt%,氯化鐵2wt%,與甲酸97wt%)。將乾燥蔗渣(其組成份包括葡聚糖40.7wt%,木聚糖20.5wt%,阿拉伯多聚醣2.9wt%,木質素27.4wt%,灰份3.3wt%,與其它5.2wt%)加入混合液(蔗渣10wt%)後溶解(溫度65℃)。待蔗渣溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應。之後以飽和 碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鐵(Fe2 (CO3 )3 )等沉澱物。接著以高效液相層析儀(HPLC)分析葡萄糖與木糖個別產率,並以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,計算還原醣產率。葡萄糖產率為葡萄糖生產的莫耳數與蔗渣中纖維素所含葡萄糖單體的莫耳數的比率,木糖產率為木糖生產的莫耳數與蔗渣中半纖維素所含木糖單體莫耳數的比率,還原醣產率為還原醣總重量與蔗渣中纖維素與半纖維素總重量的比率,結果如第9表所示。
實施例9-3
混合98wt%的硫酸、氯化鐵(FeCl3 )、與甲酸後,於一大氣壓下攪拌加熱至55℃,以形成混合液(硫酸1wt%,氯化鐵2wt%,與甲酸97wt%)。將乾燥蔗渣(其組成份包括葡聚糖40.7wt%,木聚糖20.5wt%,阿拉伯多聚醣2.9wt%,木質素27.4wt%,灰份3.3wt%,其它5.2wt%)加入混合液(蔗渣10wt%)後溶解(溫度65℃)。待蔗渣溶解後,將0.5重量份的水加入1重量份的混合液,並升溫至100℃以進行水解反應。之後以飽和碳酸鈉(Na2 CO3 )水溶液中和水解後的溶液,並去除碳酸鐵(Fe2 (CO3 )3 )等沉澱物。接著以高效液相層析儀(HPLC)分析葡萄糖與木糖個別產率,並以3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)測定還原醣總重量,計算還原醣產率。葡萄糖產率為葡萄糖生產的莫耳數與蔗渣中纖維素所含葡萄糖單體的莫耳數的比率,木糖產率為木糖生產的莫耳數與蔗渣中半纖維素所含木糖單體莫耳數的比率,還原醣產率為還原醣總重量與蔗渣中纖維素與半纖維素總重量的比率,結果如第9表所示。
實施例10
取甲酸、鹽酸或硫酸、與鹽類混合,加熱溶解成混合液。將Avicel®纖維素(Sigma公司,Avicel-pH-105-27NI)加入混合液,進行溶解能力實驗。以偏光顯微鏡觀察纖維素溶解情形,結果如第10表所示。添加1wt%的鹽酸或硫酸至混合液中,可加速溶解纖維素,或者可降低鹽類於混合液中的濃度。
實施例11
將9.8g ZnCl2 ,5.10g鹽酸、與174.2g甲酸倒入500ml三孔圓底燒瓶後加熱攪拌。將21.0g蔗渣加入500ml三孔圓底燒瓶,加熱至65℃後維持約3小時以溶解蔗渣。待蔗渣溶解後,將105.1g的水分批以吸管慢慢滴入溶液,並加熱至100℃以進行水解反應2小時。經水解反應後測得總還原醣產率為0.64(g-還原醣/g-蔗渣)。
實施例12
配製硫酸與甲酸水解纖維素後之水解模擬溶液,水解模擬溶液組成中葡萄糖含量為3.2wt%,硫酸為1.27wt%,而甲酸為62.23wt%。將80ml之水解模擬溶液置入旋膜式蒸發器,在45℃,20mmHg蒸發回收97%甲酸。
實施例13
配製甲酸與鹽酸及/或氯化鈣水解纖維素後之模擬溶液,實驗步驟同實施例12,將模擬溶液置入旋膜式蒸發器蒸發,甲酸回收率如第11表所示。
實施例14
取葡萄糖(3.2wt%)、CaCl2 (12.7wt%)、甲酸(50.8wt%)、與水(33.3wt%)混合成水溶液,其中甲酸濃度為13.9M。取正辛 醇將磷酸三丁酯稀釋為1M濃度的溶液,以作為萃取劑。取50mL之萃取劑與50mL的水溶液混合萃取,靜置分層後,分離收集萃取相液體,其餘水相液體再以等體積萃取劑混合萃取,靜置分層後,分離收集萃取相液體以與前一次收集萃取相液體合併。重複5次上述萃取步驟。殘留的水溶液為24mL,經NaOH溶液滴定後,可計算出氫離子濃度為0.375M,即甲酸萃取率為98.7%(甲酸萃取率=(原溶液氫離子莫耳數-水相氫離子莫耳數)/原溶液氫離子莫耳數)。
實施例15
取甲酸(50.8wt%)、氯化鈣(12.7wt%)、葡萄糖(3.2wt%)與水(33.3%)混合成水溶液,其中甲酸濃度為13.9M。取正辛醇將三辛胺稀釋為1M濃度的溶液,以作為萃取劑。取50mL之萃取劑與50mL的水溶液混合萃取,靜置分層後,分離收集萃取相及其餘水相液體,分析水相甲酸濃度,計算三辛胺對甲酸萃取率為54.2%。
實施例16
取甲酸(44.4wt%)、氯化鋅(11.2wt%)、醣(6.8wt%)、鹽酸(0.6wt%)與水(37.0wt%)混合溶液,以二異丁基酮(Diisobutyl ketone,DIBK),以作為萃取劑。取50mL之萃取劑與50mL的水溶液混合萃取,靜置分層後,分離收集萃取相及其餘水相液體。分析萃餘相甲酸濃度,計算DIBK對甲酸萃取率為22%。
實施例17
取甲酸(44.4wt%)、氯化鋅(11.2wt%)、醣(6.8wt%)、鹽酸(0.6wt%)與水(37.0wt%)混合溶液,以二(2-乙基己基磷 酸)(D2EHPA,di(2-ethylhexly)phosphoric acid),以作為萃取劑。取50mL之萃取劑與50mL的水溶液混合萃取,靜置分層後,分離收集萃取相及其餘水相液體。分析萃餘相甲酸濃度,計算D2EHPA對甲酸萃取率為11%。
實施例18
磷酸三丁酯(TBP)與甲酸以7:3的質量分率比互溶,在壓力110torr下分別加熱至90℃、120℃、及150℃蒸發60分鐘,其甲酸之回收率分別為42%、66%、及70%。回收後之甲酸濃度約為23~26M。回收後之甲酸可再次用於水解。回收之萃取劑TBP亦可再次應用於萃取甲酸。
實施例19
三辛胺(TOA)與甲酸以7:3的質量分率比互溶,在壓力110torr下分別加熱至90℃、120℃及150℃蒸發60分鐘,其甲酸之回收率分別為8%、11%、及80%,且150℃回收之甲酸濃度為約25M。回收後之甲酸可再次用於水解。回收之萃取劑TOA亦可再次應用於萃取甲酸。
實施例20
將5重量份之蔗渣加入95重量份之混合液(甲酸/氯化鋅/鹽酸,94/5/1)加熱溶解後,將50重量份之水與100重量份之蔗渣溶液混合後,加熱進行水解反應。蒸發濃縮水解溶液,使濃縮水解溶液/水解溶液之重量比為37.2/100。濃縮水解溶液經1μm玻璃纖維濾紙過濾去除固型物,並以水洗滌濾餅之可溶性物質,殘留之固型物約占蔗渣的33.5wt.%(固型物/蔗渣),約占濃縮水解液溶液5.5wt.%(固型物/濃縮水解溶液)。
濃縮水解溶液經過濾後所得之濾液,以等體積磷酸三丁酯(TBP)液混合萃取甲酸,將萃取相及萃餘相液體再經1μm玻璃纖維濾紙過濾、靜置,分離萃取相及萃餘相。上述萃取步驟重複7次,以離心或過濾方式分離固型物,並將固型物(清洗)烘乾秤重,換算後得萃取後析出之固型物中重量占萃取前水解液重量約為0.206wt.%(析出固型物重/濃縮水解溶液),約占蔗渣生質物進料量1.265wt.%(析出固型物重/蔗渣),合計固型物總重約占生質物進料之34.77wt.%(固型物總重/蔗渣),分析萃餘相中的還原醣濃度602mg/mL,甲酸濃度未檢出。
實施例21
將15重量份之蔗渣加入85重量份之混合液(甲酸/氯化鈣/鹽酸,79/20/1)加熱溶解後,將50重量份之水與100重量份之蔗渣溶液混合後,加熱進行水解反應。水解溶液經1μm玻璃纖維濾紙過濾去除固型物,經過濾後所得之濾液,還原醣濃度為64.5mg/mL(5.2wt.%),以等體積磷酸三丁酯(TBP)液混合萃取甲酸,將萃取相及萃餘相液體再經1μm玻璃纖維濾紙過濾、靜置,分離萃取相及萃餘相。取萃餘相溶液再以等體積磷酸三丁酯混合萃取,靜置分離萃取相及萃餘相,共重複7次,萃餘相中的還原醣濃度約177mg/mL(13.3wt.%),甲酸濃度未檢出。
實施例22
將160g的Dowex-50wx4陽離子型樹脂,填充入直徑2.5cm且長150cm的玻璃管中。取10mg/mL濃度的ZnCl2 溶液以流速1.5mL/min沖洗管柱,待Zn2+ 完全交換樹脂上的H+ 後,再以去離子水洗掉多餘的Zn2+ ,即完成離子排斥層析分離管。取葡萄 糖(76mg/mL)與ZnCl2 (154mg/mL)的水溶液(5mL)滴入管柱後,以水(1mL/min.流速)沖提離子排斥層析分離管,在出口處取樣分析葡萄糖與ZnCl2 之濃度,如第1圖所示。在葡萄糖與ZnCl2 之有效分離點(約85mL),葡萄糖純度可達>85%(雜質<15%),且葡萄糖回收率82.60%。
實施例23
將160g的UBK530陽離子型樹脂,填充入直徑2.5cm,長150的玻璃管中。取葡萄糖(137mg/mL)與ZnCl2 (140mg/mL)的水溶液(5mL)滴入管柱後,以水(4mL/min.流速)沖提陽離子型樹脂管,在出口處取樣分析葡萄糖與導電度值(代表離子性物質),如第2圖所示。在葡萄糖與離子之有效分離點(約105mL),葡萄糖純度約可達85%以上,且葡萄糖回收率82.5%。
實施例24
將300g之UBK555陽離子型樹脂,填充入直徑2.5cm,長200cm的玻璃管中。將實施例20之萃餘相(還原醣濃度602mg/mL,約46.3wt.%)的水溶液5mL滴入管柱後,以水(2.6mL/min.流速)沖提陽離子型樹脂管,在出口處取樣分析還原醣與導電度值,如第3圖所示。在還原醣與離子之有效分離點(約175mL),還原醣純度可達>85%,且還原醣回收率86%。
實施例25
將250g之Dowex 99Ca陽離子型樹脂,填充入直徑2.1cm,長200cm的玻璃管中。將實施例21萃餘相的水溶液中和後,導電度值為(14.1mS/cm)、還原醣濃度(90mg/mL,6.9wt.%),將5mL中和後之水解液滴入管柱後,以水(2.6mL/min.流速)沖提陽離 子型樹脂管,在出口處取樣分析總還原醣與導電度值,如第4圖所示。在還原醣與金屬鹽之有效分離點(130mL),還原醣回收率73%。
實施例26
配製雜多酸(H3 PW12 O40 濃度約10mg/mL,ALFA Aesar)及葡萄糖(65mg/mL)混合溶液,將250g之Dowex 99Ca陽離子型樹脂,填充入直徑2.1cm,長200cm的玻璃管中。將5mL雜多酸與葡萄糖混合溶液滴入管柱中,以水(2.6mL/min.流速)沖提陽離子型樹脂管,在出口處取樣分析葡萄糖與導電度值,如第5圖所示。雜多酸與葡萄糖之有效分離點(100mL),葡萄糖回收率98%。
實施例27
配製甲酸之水溶液(濃度820mg/mL),分別加入不同比例之萃取劑TBP後,進行蒸發冷凝,如第12表所示。未添加TBP之冷凝液中的甲酸濃度為825mg/mL,添加11wt%TBP之冷凝液中的甲酸濃度降低至760mg/mL,而添加19.3wt%TBP之冷凝液中的甲酸濃度降低至720mg/mL,顯示添加TBP有助於分離甲酸與水,可提升蒸發殘液中的甲酸含量,以達到濃縮甲酸之效果。上述甲酸與萃取劑TBP之分離方法可參考實施例18。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上,然其 並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作任意之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (19)

  1. 一種醣類的分離方法,包括:混合甲酸與雜多酸、鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的氯化鹽或溴化鹽、或上述之組合,以形成一混合液;以該混合液溶解一纖維質生質物,形成一溶液;混合水與該溶液以水解該纖維質生質物,形成一醣類溶液;混合一萃取劑與該醣類溶液,萃取出該醣類溶液中的甲酸;以及離子排斥分離出該醣類溶液中的雜多酸、鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的氯化鹽或溴化鹽、或上述之組合,以獲得一醣類,當該混合液含雜多酸時,雜多酸於混合液中的重量百分比約介於1wt%至5wt%之間;當該混合液含鋰的氯化鹽或溴化鹽時,鋰的氯化鹽或溴化鹽於混合液中的重量百分比約介於5wt%至20wt%之間;當該混合液含鎂的氯化鹽或溴化鹽時,鎂的氯化鹽或溴化鹽於混合液中的重量百分比約介於10wt%至30wt%之間;當該混合液含鈣的氯化鹽或溴化鹽時,鈣的氯化鹽或溴化鹽於混合液中的重量百分比約介於12wt%至40wt%之間;當該混合液含鋅的氯化鹽或溴化鹽時,鋅的氯化鹽或溴化鹽於混合液中的重量百分比約介於5wt%至45wt%之間;當該混合液含鐵的氯化鹽或溴化鹽時,鐵的氯化鹽或溴化鹽於混合液中的重量百分比約介於1wt%至10wt%之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之醣類的分離方法,更包 括蒸餾該醣類溶液以增加該醣類溶液的醣類濃度,並形成一蒸餾液。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之醣類的分離方法,其中蒸餾該醣類溶液的溫度介於40℃至60℃之間。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之醣類的分離方法,其中蒸餾該醣類溶液的壓力介於20至500torr之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之醣類的分離方法,更包括添加一無機酸至該混合液中。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之醣類的分離方法,其中該無機酸包括硫酸或鹽酸。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之醣類的分離方法,更包括以離心及/或過濾方式去除該醣類溶液中之一固型物。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之醣類的分離方法,其中混合該萃取劑與該醣類溶液之步驟同時析出一沉澱物。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之醣類的分離方法,更包括以離心及/或過濾方式去除該沉澱物。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之醣類的分離方法,其中離子排斥分離出該醣類溶液中的雜多酸、鋰、鎂、鈣、鋅或鐵的氯化鹽或溴化鹽的步驟,包括將該醣類溶液通過一陽離子型樹脂或一陰離子型樹脂。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之醣類的分離方法,更包括先以鋰、鎂、鈣、鋅、或鐵的金屬鹽溶液置換該陽離子型樹脂之陽離子。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之醣類的分離方法,更 包括先以氯化鹽或溴化鹽溶液置換陰離子型樹脂之陰離子。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之醣類的分離方法,其中該纖維質生質物包括木質纖維素、木質半纖維素、或上述之組合。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之醣類的分離方法,其中該萃取劑包括磷酸三丁酯(tributyl phospate)、三正辛基氧化磷(tri-n-octylphosphine oxide)、三辛胺(trioctyl amine)、二異丁基甲酮(DIBK,Diisobutyl ketone)、二(2-乙基己基磷酸)(D2EHPA,di(2-ethylhexly)phosphoric acid)、或上述之組合。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之醣類的分離方法,其中該萃取劑與該醣類溶液的體積比介於1:1至12:1之間。
  16. 如申請專利範圍第2項所述之醣類的分離方法,更包括將該蒸餾液以及自該醣類溶液中萃取出的甲酸與該萃取劑混合形成一混合物後,加熱該混合物以濃縮甲酸。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之醣類的分離方法,其中加熱該混合物之溫度介於50℃至105℃之間。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之醣類的分離方法,更包括在該萃取劑自該醣類溶液中萃取出甲酸之步驟後,以蒸餾法分離該萃取劑與甲酸。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之醣類的分離方法,其中蒸餾法之壓力介於20~760torr,且溫度介於40~200℃。
TW102142397A 2013-03-18 2013-11-21 醣類的分離方法 TWI476203B (zh)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410004830.1A CN104060000A (zh) 2013-03-18 2014-01-06 醣类的分离方法
AU2014201107A AU2014201107A1 (en) 2013-03-18 2014-02-28 Method Of Separating Carbohydrate
US14/198,914 US9822420B2 (en) 2013-03-18 2014-03-06 Method of separating carbohydrate
IN831MU2014 IN2014MU00831A (zh) 2013-03-18 2014-03-12
EP14160327.4A EP2781605B1 (en) 2013-03-18 2014-03-17 Method of separating carbohydrate
CA 2846855 CA2846855A1 (en) 2013-03-18 2014-03-17 Method of separating carbohydrate
BR102014006441A BR102014006441A8 (pt) 2013-03-18 2014-03-18 método de separação de carboidrato

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361802867P 2013-03-18 2013-03-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201437222A TW201437222A (zh) 2014-10-01
TWI476203B true TWI476203B (zh) 2015-03-11

Family

ID=52113241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102142397A TWI476203B (zh) 2013-03-18 2013-11-21 醣類的分離方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9822420B2 (zh)
EP (1) EP2781605B1 (zh)
CN (1) CN104060000A (zh)
AU (1) AU2014201107A1 (zh)
BR (1) BR102014006441A8 (zh)
CA (1) CA2846855A1 (zh)
IN (1) IN2014MU00831A (zh)
TW (1) TWI476203B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11198702B2 (en) 2016-02-04 2021-12-14 Industrial Technology Research Institute Method for separating hydrolyzed product of biomass

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9493851B2 (en) 2012-05-03 2016-11-15 Virdia, Inc. Methods for treating lignocellulosic materials
JP6374861B2 (ja) * 2012-05-03 2018-08-15 ヴァーディア, インコーポレイテッド リグノセルロース材料の処理のための方法
CN106938196A (zh) 2015-12-10 2017-07-11 财团法人工业技术研究院 固体催化剂及应用该催化剂的醣类的制备方法
TWI619720B (zh) * 2016-02-04 2018-04-01 財團法人工業技術研究院 生質物水解產物的分離方法
TWI653085B (zh) 2016-06-13 2019-03-11 鼎唐能源科技股份有限公司 從水解纖維素製程產物水溶液中分離醣類的方法
CN110954379A (zh) * 2018-09-27 2020-04-03 深圳钜运生物科技有限公司 水果抗氧化能力的评估方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB311695A (en) * 1929-01-22 1929-12-12 Improvements relating to the saccharification of wood and other cellulosic materials
CN101023179A (zh) * 2004-07-16 2007-08-22 埃欧金能量有限公司 从纤维素生物质获得产物糖流的方法
CN102026953A (zh) * 2008-04-21 2011-04-20 凯米罗总公司 用于回收甲酸的方法

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1547893A (en) * 1921-09-03 1925-07-28 Bergius Friedrich Method of treating products of hydrolysis of cellulose
US4018620A (en) * 1975-05-19 1977-04-19 Biocel Corporation Method of hydrolyzing cellulose to monosaccharides
US5366558A (en) * 1979-03-23 1994-11-22 Brink David L Method of treating biomass material
DE3171911D1 (en) * 1980-07-11 1985-09-26 Ici Plc Solubilisation and hydrolysis of carbohydrates
US4452640A (en) 1982-05-11 1984-06-05 Purdue Research Foundation Quantitative hydrolysis of cellulose to glucose using zinc chloride
DE3335871A1 (de) 1983-06-16 1985-04-11 Deutsche Babcock Anlagen Ag, 4200 Oberhausen Verfahren zur saeurehydrolyse von polysaccharidhaltigen stoffen
TW360629B (en) 1991-08-23 1999-06-11 Nps Pharma Inc Calcium receptor active molecules
US5562777A (en) 1993-03-26 1996-10-08 Arkenol, Inc. Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials
US5407580A (en) 1993-09-29 1995-04-18 Tennessee Valley Authority Process for separating acid-sugar mixtures using ion exclusion chromatography
CN1161366C (zh) 1993-12-23 2004-08-11 受控的环境系统有限公司 从城市固体废物的纤维素成分中除去重金属并生产葡萄糖的方法
EP0832276B1 (en) 1995-06-07 2005-03-02 Arkenol, Inc. Method of strong acid hydrolysis
TW589320B (en) 1996-02-08 2004-06-01 Takara Shuzo Co Apoptosis inducer
US6043392A (en) 1997-06-30 2000-03-28 Texas A&M University System Method for conversion of biomass to chemicals and fuels
US5968362A (en) 1997-08-04 1999-10-19 Controlled Enviromental Systems Corporation Method for the separation of acid from sugars
US6007636A (en) * 1999-01-04 1999-12-28 Lightner; Gene E. Method to recycle an aqueous acidic liquor used for depolymerization of cellulose
NO312070B1 (no) 2000-07-04 2002-03-11 Karl Weydahl Fremgangsmåte ved en prosess for fremstilling av gj¶rbart sukker fra celluloseholdige råstoffer
US6423145B1 (en) * 2000-08-09 2002-07-23 Midwest Research Institute Dilute acid/metal salt hydrolysis of lignocellulosics
PL2405015T3 (pl) 2003-03-05 2016-09-30 Rozpuszczalna glikoproteina o aktywności hialuronizady (sHASEGP), sposób jej wytwarzania, jej zastosowania i zawierające ją kompozycje farmaceutyczne
JP4064359B2 (ja) 2004-02-27 2008-03-19 純一 根本 燐酸とリグノセルロース加水分解生成物とを分離する方法及びグルコースの製造方法
JP4522797B2 (ja) 2004-09-07 2010-08-11 月島機械株式会社 リグノセルロースの前処理方法及びエタノール製造方法
JP4240138B1 (ja) 2007-09-05 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 植物系繊維材料の糖化分離方法
JP5040003B2 (ja) 2008-06-06 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 植物系繊維材料の糖化分離方法
JP5040002B2 (ja) 2008-06-06 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 植物系繊維材料の糖化分離方法
CN101285106B (zh) 2008-06-10 2010-08-18 南京工业大学 一种高效水解木质纤维素类生物质同时制备多组分糖液及木质素的方法
CN102985550A (zh) 2009-04-20 2013-03-20 奎特罗斯公司 用于生物质发酵的组合物和方法
WO2011002660A1 (en) 2009-07-01 2011-01-06 Wisconsin Alumni Research Foundation Biomass hydrolysis
JP2011101608A (ja) 2009-11-10 2011-05-26 Ihi Corp バイオマス処理システム及び方法
EP2336195A1 (en) 2009-12-16 2011-06-22 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for Treatment of Lignocellulosic Biomass Material
JP5581069B2 (ja) 2010-01-29 2014-08-27 株式会社藤井基礎設計事務所 酸回収方法、糖液の製造方法、及び発酵方法
JP5582812B2 (ja) 2010-02-16 2014-09-03 株式会社藤井基礎設計事務所 層分離方法
WO2012061085A2 (en) 2010-10-24 2012-05-10 Hcl Cleantech Ltd Hydrolysis systems and methods
CN102070571B (zh) 2010-12-27 2012-08-22 浙江师范大学 一种制备5-羟甲基糠醛的方法
US9212315B2 (en) * 2010-12-30 2015-12-15 Virent, Inc. Methods for biomass deconstruction and purification
CN102174754A (zh) 2011-01-07 2011-09-07 华南理工大学 一种分离生物质的溶剂及其在生物质选择性分离中的应用
CN102690899A (zh) 2011-03-21 2012-09-26 帅科 一种浓磷酸水解木质纤维素原料并回收磷酸的方法
US20120301948A1 (en) 2011-03-31 2012-11-29 Sandia Corporation Novel method of acid hydrolysis of biomass and the recovery of sugars thereof by solvent extraction
EP2718448A2 (en) * 2011-06-10 2014-04-16 Syngenta Participations AG Methods for treating lignocellulosic material
CN102392082B (zh) 2011-10-10 2013-05-22 华南理工大学 一类低溶解度有机酸催化纤维素水解制备葡萄糖的方法
CN102603504A (zh) 2011-12-29 2012-07-25 安徽丰原发酵技术工程研究有限公司 一种纤维素组分分离耦合木质素降解产生芳香醛的方法
CN102600640B (zh) 2012-01-09 2015-05-13 中德瑞生物炼制实验室(厦门)有限公司 一种木质纤维素水解物的糖、酸、盐分离方法
EP2620442A1 (en) * 2012-01-27 2013-07-31 BIOeCON International Holding N.V. Process for recovering saccharides from cellulose hydrolysis reaction mixture
CN102766703B (zh) 2012-08-16 2013-05-08 天津大学 木质纤维素中半纤维素的水解方法
CN103710472B (zh) * 2012-09-28 2016-07-06 财团法人工业技术研究院 糖产物及其制备方法
CN103710471A (zh) 2012-09-28 2014-04-09 财团法人工业技术研究院 糖产物及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB311695A (en) * 1929-01-22 1929-12-12 Improvements relating to the saccharification of wood and other cellulosic materials
CN101023179A (zh) * 2004-07-16 2007-08-22 埃欧金能量有限公司 从纤维素生物质获得产物糖流的方法
CN102026953A (zh) * 2008-04-21 2011-04-20 凯米罗总公司 用于回收甲酸的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11198702B2 (en) 2016-02-04 2021-12-14 Industrial Technology Research Institute Method for separating hydrolyzed product of biomass

Also Published As

Publication number Publication date
US9822420B2 (en) 2017-11-21
EP2781605A1 (en) 2014-09-24
EP2781605B1 (en) 2016-11-09
BR102014006441A8 (pt) 2018-02-14
CN104060000A (zh) 2014-09-24
US20140261397A1 (en) 2014-09-18
BR102014006441A2 (pt) 2015-12-01
TW201437222A (zh) 2014-10-01
CA2846855A1 (en) 2014-09-18
IN2014MU00831A (zh) 2015-09-25
AU2014201107A1 (en) 2014-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI476203B (zh) 醣類的分離方法
US9187790B2 (en) Saccharification of lignocellulosic biomass
WO2009036674A1 (fr) Procédé de récupération d&#39;acide sulfurique à partir d&#39;hydrolysat d&#39;acide concentré de matériau de cellulose végétal
CN107250123B (zh) 用于将纤维素转化为呋喃产物的方法
WO2016034727A1 (en) Selective extraction and conversion of a cellulosic feedstock to ethylene glycol
CN103382170A (zh) 一种牛磺酸的制备方法
US11286272B2 (en) Production method for acidic xylooligosaccharide, and acidic xylooligosaccharide
CN111065654B (zh) 戊聚糖多硫酸酯的生产方法
KR20190120216A (ko) 폴리황산펜토산, 의약 조성물 및 항응고제
CN106164035A (zh) 生物质处理方法
WO2017055407A1 (en) Method for preparation of novel modified bio based materials
TWI467023B (zh) 糖產物及其製備方法
TW201412992A (zh) 醣產物及其製備方法
JP4609526B2 (ja) 植物系繊維材料の糖化分離方法
US2996540A (en) Preparation of para-hydroxybenzoic acid
EP0096497B1 (en) Solubilisation and hydrolysis of cellulose-containing materials
CN106676206A (zh) 有机溶剂‑水联合处理从木质纤维素中分离高纯度纤维素、木素和糖的方法
JP2010083850A (ja) リグノセルロースの糖化及びエタノール発酵方法
TWI619720B (zh) 生質物水解產物的分離方法
WO2016190739A1 (en) Process for the preparation of a fructose-rich solution from a solid composition comprising fructose and glucose
AU2014201106B2 (en) Sugar Products And Fabrication Method Thereof
CN106632541A (zh) 一种精制提纯甜菊双糖苷的方法
JP5413720B2 (ja) 多糖解重合物の製造方法
CN107034317A (zh) 生质物水解产物的分离方法
BR102014007473A2 (pt) produtos de açúcar e método de fabricação dos mesmos