專(zhuān)利名稱(chēng)：造紙紅液糖組分利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及造紙紅液中糖類(lèi)資源利用方法，即將紅液中的木質(zhì)素磺酸鹽組分和糖組分通過(guò)膜系統(tǒng)分離后，經(jīng)脫色、除雜、濃縮等工藝制備高純度糖液用于發(fā)酵、化工、食品等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
造紙工業(yè)亞硫酸鹽制漿的廢液稱(chēng)為紅液，是造紙工業(yè)的主要廢水來(lái)源。紅液中含有大量木質(zhì)素磺酸鹽、糖以及其他有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，具有很高的BOD、COD和色度，若直接排放則不僅污染環(huán)境，同時(shí)造成大量可利用資源的浪費(fèi)。因此，紅液的處理與綜合利用是解決亞硫酸鹽制漿廠環(huán)境污染的一個(gè)重要問(wèn)題。紅液的主要成分，除含有部分可提取利用的木質(zhì)素磺酸鹽外，還含有約3%的糖， 主要為葡萄糖、木糖、甘露糖、纖維二糖、半乳糖等糖類(lèi)，尤其是甘露糖一般占總糖含量的 30%以上，因而紅液中糖組分的高效利用對(duì)紅液資源的綜合利用具有重要意義。目前造紙紅液的利用流程一般為紅液——己糖(戊糖)發(fā)酵制備酒精——戊糖利用(生產(chǎn)酵母)——木素利用，生產(chǎn)木素磺酸鹽。然而紅液中存在的大量木質(zhì)素磺酸鹽、糠醛等對(duì)糖的直接發(fā)酵存在抑制作用，多數(shù)菌種不能正常生長(zhǎng)，只能低效發(fā)酵某些對(duì)木質(zhì)素耐受性較高的酵母菌，發(fā)酵產(chǎn)量、效率較低。專(zhuān)利CN 101274947A發(fā)明了一種將紅液過(guò)濾去除大分子固形物，然后利用膜分離系統(tǒng)去除無(wú)機(jī)鹽、羧酸鹽、低分子糖類(lèi)和低分子木質(zhì)素磺酸鹽，進(jìn)而濃縮干燥制備木質(zhì)素干粉的方法。該方法部分實(shí)現(xiàn)了紅液的綜合利用，生產(chǎn)效率較高，然而該方法在紅液中木質(zhì)素磺酸鹽和糖組分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)較好分離的基礎(chǔ)上并未對(duì)糖組分進(jìn)行充分利用，浪費(fèi)了大量的糖資源，同時(shí)仍然對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大污染。本發(fā)明基于造紙紅液中主要成分為木質(zhì)素磺酸鹽和糖的特點(diǎn)，提出通過(guò)超濾、納濾膜組合設(shè)備脫除經(jīng)預(yù)處理的造紙紅液中不同分子量木質(zhì)素磺酸鹽，利用離子交換樹(shù)脂、 活性炭吸附等脫除無(wú)機(jī)離子等物質(zhì)。提純后，溶質(zhì)中糖組分含量占90%以上，可以用于發(fā)酵制備乙醇、丁醇、沼氣等生物能源，或氫化氫解制備乙二醇、丙二醇等多元醇，或利用模擬移動(dòng)床色譜濃縮、精制各種糖組分進(jìn)而制備功能糖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是基于造紙紅液組分特征和目前造紙紅液中糖類(lèi)資源低值、低效利用提出的一種新型、高效、高附加值的造紙紅液糖分高值、高效利用方法。本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明所提出的造紙紅液中糖組分高值、高效利用方法，包括以下工藝步驟(一 )造紙紅液預(yù)處理包括紅液的中和、中和液的澄清、袋式過(guò)濾器去除紅液中的大分子固形物和膠體等物質(zhì)；( 二)雜質(zhì)的去除采用超濾、納濾膜系統(tǒng)脫除造紙紅液中不同分子量木質(zhì)素磺酸鹽，利用活性炭對(duì)紅液脫色，利用離子交換樹(shù)脂去除紅液中的陰陽(yáng)離子，最終得到透光度90%，溶質(zhì)中糖含量90%，電導(dǎo)率為200μ S/m的糖溶液；(三)糖溶液的利用主要成分為甘露糖、半乳糖、葡萄糖等的糖液，或發(fā)酵制備丙酮丁醇、乙醇、沼氣、生物農(nóng)藥等；或通過(guò)氫化氫解制備乙二醇、丙二醇等多元醇；或利用模擬移動(dòng)床色譜分級(jí)濃縮、精制各種糖組分進(jìn)而制備甘露糖、木糖等功能糖。下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1碳酸鈣調(diào)節(jié)造紙紅液pH至4. 8 5. 5，澄清棄去下層沉淀，用截留尺寸為1 μ m袋式過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，所得濾液過(guò)截留分子量為200的納濾膜，透析液用5%。的活性炭脫色， 脫色后糖液通過(guò)離子交換樹(shù)脂去除陰陽(yáng)離子，將得到的糖液濃縮，作為乙醇發(fā)酵碳源制備乙醇。實(shí)施例2碳酸鈣調(diào)節(jié)造紙紅液pH為4.0 5.0，澄清棄去下層沉淀，用截留尺寸為100 μ m 的袋式過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，濾液通過(guò)截留分子量為1000的超濾膜，所透析液用的活性炭吸附雜質(zhì)、脫色，然后糖液通過(guò)電滲析去除陰陽(yáng)離子，將得到的糖液濃縮進(jìn)行氫化氫解，制備乙二醇與丙二醇等多元醇。實(shí)施例3碳酸鈣調(diào)節(jié)造紙紅液pH為4. 8 5. 5，澄清棄去下層沉淀，截留尺寸為100 μ m的袋式過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，所得濾液過(guò)截留分子量為200的納濾膜，透析清液用5%。的活性炭脫色，脫色后糖液通過(guò)離子交換樹(shù)脂去除陰陽(yáng)離子，將得到的糖液濃縮，進(jìn)入模擬移動(dòng)床色譜將糖液中糖組分分別分離、濃縮、結(jié)晶制得功能糖甘露糖及雜糖混合液。
權(quán)利要求
1.一種造紙紅液糖組分利用方法，主要包括以下工藝步驟(1)造紙紅液預(yù)處理包括紅液的中和、中和液的澄清、袋式過(guò)濾器去除紅液中的大分子固形物和膠體等物質(zhì)；(2)雜質(zhì)的去除采用超濾、納濾膜系統(tǒng)脫除造紙紅液中不同分子量木質(zhì)素磺酸鹽，利用活性炭對(duì)紅液脫色，利用離子交換樹(shù)脂活電滲析去除紅液中的陰陽(yáng)離子，最終得到透光度90%以上，溶質(zhì)中糖含量90%以上，電導(dǎo)率為200 μ S/m以下的糖溶液；(3)糖溶液的利用主要成分為甘露糖、半乳糖、葡萄糖等的糖液，或發(fā)酵制備丙酮丁醇、乙醇、沼氣、生物農(nóng)藥等；或通過(guò)氫化氫解制備乙二醇、丙二醇等多元醇；或利用模擬移動(dòng)床色譜分級(jí)濃縮、精制各種糖組分進(jìn)而制備甘露糖、木糖等功能糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙紅液糖組分利用方法，其特征在于所述造紙紅液是指采用目前采用酸法制漿工藝所得的蒸煮漿液提取所得，其主要成分為各種分子量的木質(zhì)素磺酸鹽和各種小分子糖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種亞硫酸鹽制漿造紙廢液即紅液利用方法，其特征是將紅液中和、用袋式過(guò)濾器去除紅液中大分子固形物與膠體；采用超濾、納濾膜系統(tǒng)脫除造紙紅液中木質(zhì)素磺酸鹽，液體經(jīng)脫色脫鹽后最終得到透光度90％，溶質(zhì)中糖含量90％，電導(dǎo)率為200μS/m的糖液。該糖液或發(fā)酵制備丙酮丁醇、乙醇、沼氣、生物農(nóng)藥，或通過(guò)氫化氫解制備乙二醇、丙二醇等多元醇，或利用模擬移動(dòng)床色譜分級(jí)濃縮、精制制備甘露糖、木糖。該方法解決了長(zhǎng)期以來(lái)造紙紅液的污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了紅液資源尤其是糖資源的高效、高值利用。
文檔編號(hào)C13K1/04GK102493251SQ201110393509
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者綦建華, 賀芹, 鄭艷民, 陳洪章 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所, 延邊石峴白麓紙業(yè)股份有限公司