醣类的分离方法技术

本发明专利技术提供的醣类的分离方法，包括：混合甲酸与杂多酸、锂、镁、钙、锌、或铁的氯化盐或溴化盐、或上述的组合，以形成混合液；以该混合液溶解纤维质生质物，形成溶液；混合水与溶液以水解纤维质生质物，形成醣类溶液；混合萃取剂与醣类溶液，萃取出醣类溶液中的甲酸；以及离子排斥分离出醣类溶液中的杂多酸、锂、镁、钙、锌、或铁的氯化盐或溴化盐、或上述的组合，以获得醣类。本发明专利技术的醣类的分离方法具有具有低温、快速、高产糖率、且不须使用抗强酸腐蚀材质反应器等特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及，更具体而言是涉及将醣类由水解醣类溶液中分离 出来的方法。
技术介绍
全世界正面临石油蕴藏量渐被开采枯竭，与地球大气温室效应将持续扩大问题， 为确保人类的永续生存，逐渐减少使用化石能源与石油原料，开发利用新的可再生形式的 能源与原材料是最近的世界潮流。 木质纤维素是生质物最主要的成分，为地球上最丰富的有机物质。木质纤维素 的组成以纤维素、半纤维素、及木质素为主，其重量含量比例依序约为：38-50%、23-32%、及 15-25%。纤维素被水解后可以生成葡萄糖，但是由于纤维素分子间及分子内存在强烈的氢 键作用及凡德瓦力，以及纤维素聚集态结构的复杂，具有高结晶度，使化学药剂很难进入纤 维素分子内部发生解聚作用。纤维素水解最主要的方法为酶水解与传统酸水解两种，这两 种技术都存在诸多不完善之处，难以大规模应用。 一般而言，酶水解可于常温下反应，水解副产物少，不会产生抑制醣发酵的物质， 可以和发酵制程搭配整合，属于环境友好的方法。但这种方法需要复杂的预处理制程、水解 活性低、速度慢，而且纤维素水解酶的价格昂贵。稀酸水解通常以相对便宜的硫酸为催化 齐U，但需要在耐腐蚀的压力容器中高温（大于200°c)操作，设备等级要求高；同时稀酸水 解温度高，副产物多，且醣产率低。浓酸水解可在较低温度与常压下进行，但存在浓酸的强 烈腐蚀性、水解液的后处理制程复杂、酸耗大、且回收困难等。 综上所述，目前需要新的方法水解纤维质生质物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，该方法基本上能克服现有技术采用 酶水解法或与传统酸水解法的种种缺陷。 本专利技术提供一种（method of separating carbohydrate)，包括： 混合甲酸与杂多酸、锂、镁、钙、锌、或铁的氯化盐或溴化盐、或上述的组合，以形成混合液； 以该混合液溶解纤维质生质物，形成溶液；混合水与溶液以水解纤维质生质物，形成醣类溶 液；混合萃取剂与醣类溶液，萃取出醣类溶液中的甲酸；以及离子排斥分离出醣类溶液中 的杂多酸、锂、镁、钙、锌、或铁的氯化盐或溴化盐、或上述的组合，以获得醣类。 本专利技术的优点在于：本专利技术的方法以甲酸（弱酸）与杂多酸、锂、镁、钙、锌或铁的 氯化盐或溴化盐、或上述的组合的混合液溶解纤维质生质物，具有低温（<90°C )与快速（〈6 小时）形成匀相液体的特性。本专利技术的这一溶解及水解纤维质生质物以形成醣类产物的方 法，具有低温、快速、高产糖率、且不须使用抗强酸腐蚀材质反应器等特性。 【附图说明】 图1是本专利技术一实施例中，以锌离子置换的阳离子型树脂分离葡萄糖与锌离子的 浓度/流出液体积曲线图； 图2是本专利技术一实施例中，以阳离子型树脂分离葡萄糖与导电度/流出液体积曲 线图； 图3是本专利技术一实施例中，以阳离子型树脂分离还原醣与导电度/流出液体积曲 线图； 图4是本专利技术一实施例中，以阳离子型树脂分离还原醣与导电度/流出液体积曲 线图； 图5是本专利技术一实施例中，以阳离子型树脂分离葡萄糖与导电度/流出液体积曲 线图。 【具体实施方式】 在本专利技术一实施例中，提供。首先，混合甲酸与杂多酸、锂、镁、钙、 锌、或铁的氯化盐或溴化盐、或上述的组合，以形成混合液。接着以混合液溶解纤维质生质 物，形成溶液。接着混合水与溶液，以水解纤维质生质物形成醣类溶液。上述甲酸于混合液 中的重量百分比约介于60wt%至99wt%之间。 在本专利技术一实施例中，混合液包含甲酸与杂多酸。在本专利技术另一实施例中，混合液 包含甲酸与锂、镁、钙、锌、或铁的氯化盐或溴化盐。在本专利技术其他实施例中，混合液包含甲 酸、上述氯化盐或溴化盐、以及杂多酸。 上述杂多酸可为 H3PW1204Q、H4SiW120 4Q、H3PM〇1204Q、H4SiMo 1204Q、或上述的组合。在本 专利技术一实施例中，杂多酸于混合液中的重量百分比约介于lwt%至5wt%之间，或介于2wt°/〇 至5wt%之间。 在本专利技术一实施例中，锂的氯化盐或溴化盐于混合液中的重量百分比约介于5wt% 至20wt%之间，或约介于10wt%至20wt%之间。在本专利技术一实施例中，镁的氯化盐或溴化盐 于混合液中的重量百分比约介于l〇wt%至30wt%之间，或约介于15wt%至20wt%之间。在 本专利技术一实施例中，钙的氯化盐或溴化盐于混合液中的重量百分比约介于12wt%至40wt% 之间，或约介于12wt%至30wt%之间。在本专利技术一实施例中，锌的氯化盐或溴化盐于混合液 中的重量百分比约介于5wt%至45wt%之间，或约介于20wt%至30wt%之间。在本专利技术一实 施例中，铁的氯化盐或溴化盐于混合液中的重量百分比约介于lwt%至50wt%之间，或约介 于5wt%至10wt%之间。 上述纤维质生质物可源自木、草、叶、水藻、废纸、玉米杆、玉米芯、稻杆、稻壳、麦 杆、蔗渣、竹、或农作物秸梗。上述纤维质生质物可包括木质纤维素、木质半纤维素、或上述 的组合，其于混合液中的重量百分比约介于lwt%至20wt%之间，或约介于5wt%至15wt%之 间。 混合液溶解纤维质生质物形成溶液的温度约介于40°C至90°C之间，或约介于 50°C至70°C之间，而时间约介于20分钟至6小时之间，或约介于30分钟至2小时之间。 在水解纤维质生质物形成醣类溶液的水解反应中，水的添加量大于纤维质生质物 水解成单醣的总摩尔当量。在本专利技术一实施例中，水解反应的温度约介于50°C至150°C之 间，或约介于60°C至105°C之间。在本专利技术一实施例中，水解反应的时间约介于30至3小 时之间，或约介于30分钟至2小时之间。 在一实施例中，更包括以混合液溶解纤维质生质物前，加入无机酸至混合液中。上 述无机酸可为硫酸或盐酸，其于混合液中的重量百分比约介于lwt%至2wt%之间。添加无 机酸可降低氯化盐或溴化盐的添加量。举例来说，氯化镁、溴化镁、氯化钙、或溴化钙于混合 液中的重量百分比可降低至约lwt%至10wt%之间，而氯化锂、溴化锂、氯化锌、溴化锌、氯化 铁、或溴化铁于混合液中的重量百分比可降低至约lwt%至5wt%之间。 本专利技术以甲酸（弱酸）与杂多酸、锂、镁、钙、锌或铁的氯化盐或溴化盐、或上述的 组合的混合液溶解纤维质生质物，具有低温（<90°C )与快速（〈6小时）形成匀相液体的特 性。上述溶解及水解纤维质生质物以形成醣类产物的方法，具有低温常压、快速、高产糖率、 且不须使用抗强酸腐蚀材质反应器等特性。 在本专利技术一实施例中，可视情况蒸馏醣类溶液使水与部份甲酸共沸，以增加醣类 溶液的浓度。举例来说，蒸馈温度可介于40 °C至60 °C之间，而蒸馈压力可介于20至500torr 之间。蒸馏压力越低，则蒸馏温度亦越低。蒸馏出的甲酸可进一步提纯以再次使用于前述 的混合液中。在本专利技术一实施例中，可采用离心及/或过滤等方法除去醣类溶液中的固型 物。 接着混合萃取剂与醣类溶液，以萃取出醣类溶液中的甲酸。在本专利技术一实施例中， 萃取剂与醣类溶液的体积比介于1:1至12:1之间。在本专利技术一实施例中，萃取剂可为磷酸 三丁酯（tributyl phospat本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种醣类的分离方法，包括：混合甲酸与杂多酸、锂、镁、钙、锌、或铁的氯化盐或溴化盐、或上述的组合，以形成混合液；以该混合液溶解一纤维质生质物，形成溶液；混合水与该溶液以水解该纤维质生质物，形成醣类溶液；混合萃取剂与该醣类溶液，萃取出该醣类溶液中的甲酸；以及离子排斥分离出该醣类溶液中的杂多酸、锂、镁、钙、锌、或铁的氯化盐或溴化盐、或上述的组合，以获得醣类。

【技术特征摘要】
2013.11.21 TW 102142397;2013.03.18 US 61/802,8671. 一种醣类的分离方法，包括： 混合甲酸与杂多酸、锂、镁、钙、锌、或铁的氯化盐或溴化盐、或上述的组合，以形成混合 液； 以该混合液溶解一纤维质生质物，形成溶液； 混合水与该溶液以水解该纤维质生质物，形成醣类溶液； 混合萃取剂与该醣类溶液，萃取出该醣类溶液中的甲酸；以及 离子排斥分离出该醣类溶液中的杂多酸、锂、镁、钙、锌、或铁的氯化盐或溴化盐、或上 述的组合，以获得醣类。2. 如权利要求1所述的醣类的分离方法，还包括蒸馏该醣类溶液以增加该醣类溶液的 醣类浓度，并形成蒸馏液。3. 如权利要求2所述的醣类的分离方法，其中蒸馏该醣类溶液的温度介于40°C至60°C 之间。4. 如权利要求2所述的醣类的分离方法，其中蒸馏该醣类溶液的压力介于20至 500torr 之间。5. 如权利要求1所述的醣类的分离方法，还包括添加无机酸至该混合液中。6. 如权利要求5所述的醣类的分离方法，其中该无机酸包括硫酸或盐酸。7. 如权利要求1所述的醣类的分离方法，还包括以离心及/或过滤方式去除该醣类溶 液中的固型物。8. 如权利要求1所述的醣类的分离方法，其中混合该萃取剂与该醣类溶液的步骤同时 析出沉淀物。9. 如权利要求8所述的醣类的分离方法，还包括以离心...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨子岳，施瑞虎，陈志豪，万皓鹏，李宏台，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71