專利名稱：薯蕷皂素清潔生產(chǎn)及綜合利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，是涉及一種薯蕷皂素清潔生產(chǎn)及綜合利用的方法。
背景技術(shù)：
薯蕷皂素是合成可的松、強(qiáng)的松、地塞米松等上百種苗體藥物的基礎(chǔ)原料。薯蕷皂素是從野生植物薯領(lǐng)中提取的，以盾葉薯蕷為例，其中含植物纖維35-40％，淀粉45-50％，水溶物10％，皂素含量只占到1-2.5％。常規(guī)工藝是將植物體全量投入水解，0.3N的鹽酸溶液，136℃條件下，85％的物質(zhì)溶于酸水。生產(chǎn)1噸皂素平均用70噸薯蕷，耗鹽酸25噸，濾去酸液，用水將物料洗至中性，至少產(chǎn)生酸性(0.15當(dāng)量)高濃度有機(jī)廢水(含有機(jī)物3.5％以上)1700多噸，處理廢水耗資巨大。我國(guó)生產(chǎn)薯蕷皂素已有四十多年的歷史，占世界總產(chǎn)量的50％以上，但常規(guī)的生產(chǎn)方法有大量的有機(jī)廢水排放，嚴(yán)重污染環(huán)境，也增加了生產(chǎn)的成本，已經(jīng)成為影響我國(guó)薯蕷皂素行業(yè)發(fā)展的重要因素。在現(xiàn)有工藝方法中，將薯蕷磨成漿狀，在水中篩分，分離出纖維，為洗凈大量纖維中的皂甙，需用30多倍的水，雖經(jīng)沉淀排去清液，但該淀粉的沉淀是膠體狀，體積很大，雖能提高皂素的收率和質(zhì)量，但不能減少?gòu)U水的排放量，故污染問(wèn)題仍得不到解決。再有分離法生產(chǎn)薯蕷皂素的新工藝有其局限性，其比較適用于干燥的薯蕷原料，新鮮的、尤其是生長(zhǎng)期采挖的薯蕷中部分皂甙溶于其中的水分中，不適用這種工藝，目前市場(chǎng)原料絕大多數(shù)是新鮮薯領(lǐng)，對(duì)其進(jìn)行干燥處理將大大增加生產(chǎn)成本。
專利(03144208.0)雖然能夠大幅度地減少?gòu)U水的排放量，能源的消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益?？墒怯捎谌匀淮嬖谙率鰡?wèn)題(1)在分離一步使用了過(guò)篩步驟，這樣需要使用大量的水，進(jìn)而造成污染，同時(shí)過(guò)篩過(guò)程也會(huì)有部分皂素?fù)p失；過(guò)篩之后接著使用了膜過(guò)濾分離工藝步驟，這項(xiàng)技術(shù)的能耗很大，并且不是十分適于大規(guī)模生產(chǎn)的要求。(2)在上述專利中，只是指出了實(shí)驗(yàn)綜合利用的可能性，并沒(méi)有涉及如何具體實(shí)施；其實(shí)在實(shí)施的過(guò)程中還是存在許多具體問(wèn)題的，比如在分離之后固體渣中多糖與單糖并存，給進(jìn)一步利用帶來(lái)了困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種低污染、低能耗、高收率的薯蕷皂素清潔生產(chǎn)及綜合利用的方法。
本發(fā)明薯蕷皂素清潔生產(chǎn)及綜合利用的方法，通過(guò)下述步驟予以實(shí)現(xiàn)，①原料預(yù)處理用清水清洗新鮮薯蕷，并進(jìn)行破碎和磨漿處理；②分離處理向上述漿液中加入乙醇，漿液與乙醇的質(zhì)量比為12∶7，然后在分離裝置中進(jìn)行分離，分別得到含皂甙的漿液和富含多糖等成分的漿液；③將上述富含多糖的漿液進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)，同時(shí)含皂甙的漿液進(jìn)入皂素生產(chǎn)環(huán)節(jié)；所述綜合利用環(huán)節(jié)由下述步驟組成(1)濃縮蒸煮富含多糖的漿液進(jìn)入釜式容器蒸出稀乙醇，直到容器溫度達(dá)到100℃為止；(2)糖化按130單位/g淀粉的比例加入市售糖化酶，按市售淀粉酶標(biāo)準(zhǔn)操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作；(3)發(fā)酵按0.5kg/噸糖加入酵母，30℃下反應(yīng)72小時(shí)；
(4)蒸餾蒸出稀乙醇，釜底出料液中含乙醇小于0.05％，蒸出乙醇進(jìn)入精餾塔；(5)精餾塔底組分含乙醇小于0.05％，塔頂出乙醇產(chǎn)品；所述皂素生產(chǎn)環(huán)節(jié)由下述步驟組成(1)一次水解含皂甙的漿液用工業(yè)鹽酸調(diào)pH值至2以下并在壓力0.2Mpa條件下進(jìn)行水解0.5小時(shí)；(2)一次過(guò)濾將上述水解液過(guò)濾，濾液進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)的步驟(3)中，(3)二次水解將上述步驟的濾餅用鹽酸配成0.2mol/L的鹽酸，并在壓力0.2Mpa條件下進(jìn)行水解2小時(shí)；(4)二次過(guò)濾將上述水解液過(guò)濾，濾液經(jīng)過(guò)液氨中和至中性，然后進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)的步驟(3)中，(5)水洗將上述步驟的濾餅水洗至中性，產(chǎn)生廢水進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)的步驟(1)中，(6)烘干將上述步驟的濾餅在85℃下烘干至含水量小于10％后進(jìn)入傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明所述的新鮮薯蕷為鮮黃姜。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下有益效果1.充分利用了富含多糖等成分的漿液，完善了副產(chǎn)品-酒精生產(chǎn)工藝原工藝可以分離得到多糖，但因?yàn)槠渲邪橛写蠹s50％的還原性糖，因此綜合利用存在許多實(shí)際困難。本發(fā)明針對(duì)存在的困難，設(shè)計(jì)了一整套完整的適宜于黃姜淀粉生產(chǎn)乙醇的工藝方法。把原本廢棄的部分變成了具有工業(yè)價(jià)值的產(chǎn)品，既減少了對(duì)環(huán)境的污染，也提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2.將皂素生產(chǎn)中的廢水進(jìn)行合理利用本發(fā)明依據(jù)皂素生產(chǎn)不同環(huán)節(jié)產(chǎn)生廢水的性質(zhì)合理的將廢水引入酒精生產(chǎn)裝置不同位置，真正實(shí)現(xiàn)了工藝廢水的利用。具體如下
(1)一次水解后的濾液酸性不強(qiáng)，可以直接進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)發(fā)酵步驟；(2)二次水解后的濾液需用液氨中和后方可進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)發(fā)酵步驟；(3)水洗環(huán)節(jié)產(chǎn)生的接近中性廢水進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)濃縮蒸煮步驟。
3.原料預(yù)處理后分離使用新設(shè)備本發(fā)明分離裝置為分離機(jī)組(型號(hào)JN-6，陜西美樂(lè)機(jī)械廠)，配合該設(shè)備的使用，原料預(yù)處理就可以省去過(guò)篩一步，減少了工藝水的使用量進(jìn)而減少了廢水的產(chǎn)生量，同時(shí)也減少了有效成分在該過(guò)程中的損失。與原生產(chǎn)工藝中膜過(guò)濾分離法相比，該設(shè)備既減少了能耗，又更適于產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
①原料預(yù)處理用清水清洗鮮黃姜12噸，并進(jìn)行破碎和磨漿處理；②分離處理向上述漿液中加入乙醇7噸，然后在分離裝置中進(jìn)行分離，分別得到含皂甙的漿液和富含多糖等成分的漿液；③將上述富含多糖的漿液進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)，同時(shí)含皂甙的漿液進(jìn)入皂素生產(chǎn)環(huán)節(jié)；所述綜合利用環(huán)節(jié)由下述步驟組成(6)濃縮蒸煮富含多糖的漿液進(jìn)入釜式容器蒸出稀乙醇，直到容器溫度達(dá)到100℃為止；(7)糖化按130單位/g淀粉的比例加入市售糖化酶，加入1.43kg，按市售淀粉酶標(biāo)準(zhǔn)操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作；(8)發(fā)酵按0.5kg/噸糖加入酵母，加入1.1kg，30℃下反應(yīng)72小時(shí)；(9)蒸餾蒸出稀乙醇，釜底出料液中含乙醇小于0.05％，蒸出乙醇進(jìn)入精餾塔；(10)精餾塔底組分含乙醇小于0.05％，塔頂出乙醇產(chǎn)品；所述皂素生產(chǎn)環(huán)節(jié)由下述步驟組成(6)一次水解含皂甙的漿液用工業(yè)鹽酸調(diào)pH值至2以下并在壓力0.2Mpa條件下進(jìn)行水解0.5小時(shí)；(7)一次過(guò)濾將上述水解液過(guò)濾，濾液進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)的步驟(3)中，(8)二次水解將上述步驟的濾餅用鹽酸配成0.2mol/L的鹽酸，并在壓力0.2Mpa條件下進(jìn)行水解2小時(shí)；(9)二次過(guò)濾將上述水解液過(guò)濾，濾液經(jīng)過(guò)液氨中和至中性，然后進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)的步驟(3)中，(10)水洗將上述步驟的濾餅水洗至中性，產(chǎn)生廢水進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)的步驟(1)中，(6)烘干將上述步驟的濾餅在85℃下烘干至含水量小于10％后進(jìn)入傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝。
上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種薯蕷皂素清潔生產(chǎn)及綜合利用的方法，其特征是，由下述步驟組成①原料預(yù)處理用清水清洗新鮮薯蕷，并進(jìn)行破碎和磨漿處理；②分離處理向上述漿液中加入乙醇，漿液與乙醇的質(zhì)量比為12∶7，然后在分離裝置中進(jìn)行分離，分別得到含皂甙的漿液和富含多糖等成分的漿液；③將上述富含多糖的漿液進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)，同時(shí)含皂甙的漿液進(jìn)入皂素生產(chǎn)環(huán)節(jié)；所述綜合利用環(huán)節(jié)由下述步驟組成(1)濃縮蒸煮富含多糖的漿液進(jìn)入釜式容器蒸出稀乙醇，直到容器溫度達(dá)到100℃為止；(2)糖化按130單位/g淀粉的比例加入市售糖化酶，按市售淀粉酶標(biāo)準(zhǔn)操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作；(3)發(fā)酵按0.5kg/噸糖加入酵母，30℃下反應(yīng)72小時(shí)；(4)蒸餾蒸出稀乙醇，釜底出料液中含乙醇小于0.05％，蒸出乙醇進(jìn)入精餾塔；(5)精餾塔底組分含乙醇小于0.05％，塔頂出乙醇產(chǎn)品；所述皂素生產(chǎn)環(huán)節(jié)由下述步驟組成(1)一次水解含皂甙的漿液用工業(yè)鹽酸調(diào)pH值至2以下并在壓力0.2Mpa條件下進(jìn)行水解0.5小時(shí)；(2)一次過(guò)濾將上述水解液過(guò)濾，濾液進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)的步驟(3)中，(3)二次水解將上述步驟的濾餅用鹽酸配成0.2mol/L的鹽酸，并在壓力0.2Mpa條件下進(jìn)行水解2小時(shí)；(4)二次過(guò)濾將上述水解液過(guò)濾，濾液經(jīng)過(guò)液氨中和至中性，然后進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)的步驟(3)中，(5)水洗將上述步驟的濾餅水洗至中性，產(chǎn)生廢水進(jìn)入綜合利用環(huán)節(jié)的步驟(1)中，(6)烘干將上述步驟的濾餅在85℃下烘干至含水量小于10％后進(jìn)入傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的新鮮薯蕷為鮮黃姜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低污染、低能耗、高收率的薯蕷皂素清潔生產(chǎn)及綜合利用的方法。本發(fā)明在皂素生產(chǎn)的工藝方法中充分利用了富含多糖等成分的漿液，完善了副產(chǎn)品——酒精生產(chǎn)工藝，把原本廢棄的部分變成了具有工業(yè)價(jià)值的產(chǎn)品，既減少了對(duì)環(huán)境的污染，也提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明依據(jù)皂素生產(chǎn)不同環(huán)節(jié)產(chǎn)生廢水的性質(zhì)合理的將廢水引入酒精生產(chǎn)裝置不同位置，真正實(shí)現(xiàn)了工藝廢水的利用。
文檔編號(hào)C07J71/00GK1970785SQ200610129629
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者周康, 周振起, 周航 申請(qǐng)人:周康, 周振起, 周航