[发明专利]还原醣的制造方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种还原醣的制造方法及设备。

背景技术

随着石化能源的日益枯竭，科学家们莫不倾力研发新的替代能源，诸如太阳能、风能、水力、地热能及生质能源等，其中，生质能源因为原料取得容易，所以广受人们青睐，被列为积极开发的对象，如生质酒精即是利用醣类发酵所制成，而其所使用的醣类则最常由谷类作物及蔗糖中所提炼，但因为使用谷类作物及蔗糖来提炼生质酒精，容易影响粮食的供需平衡，所以未来产制生质酒精所使用的醣类，将采用由硬木、软木等含木质纤维素的生质物所提炼的还原醣为主，而现行的还原醣制造技术，主要是将该含木质纤维素的生质物先利用双轴挤压机进行挤压混酸，再配合热水溶洗前程序进行高温蒸气蒸洗，以溶洗出该含木质纤维素的生质物内的还原醣，然而，该现有还原醣制造技术因为其必须使用130℃的水蒸气，对降解后的该含木质纤维素的生质物进行20分钟蒸洗，所以会使用较多的水及能源，非常的耗能与不环保，同时，该双轴挤压机为特殊设备，取得不易、建构成本高，并不利于商业化推广。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种耗能低、效率高的还原醣制造方法及设备。

本发明所提供的一种还原醣的制造方法，其先将一含木质纤维素的生质物与一溶剂混合后，再通过一高温高压反应釜进行降解反应，以取得高浓度的还原醣溶液。

作为优选方案，其中，该含木质纤维素的生质物可为硬木、软木、禾本科植物、竹子、水生物种以及含木质纤维素的农工业废弃物中的一种。

作为优选方案，其中，该溶剂为水，且该含木质纤维素的生质物除以水的质量比为0.1至1.0。

作为优选方案，其中，该溶剂中还添加有催化剂，且该催化剂除以该含木质纤维素的生质物的质量比为0.5％至10％。

作为优选方案，其中，所加入的催化剂为硫酸、硝酸及盐酸的其中一种。

作为优选方案，其中，进行降解反应的温度为100至200℃。

作为优选方案，其中，达到进行降解反应温度前的升温速率为1至20℃/min。

作为优选方案，其中，达到降解反应温度后的反应时间为15分钟至5小时。

作为优选方案，其中，该高浓度的还原醣溶液的浓度为3至113.8g/L。

作为优选方案，其中，该含木质纤维素的生质物先经过破碎处理，使该含木质纤维素的生质物的颗粒粒径小于5mm。

作为优选方案，其中，经降解反应后所生成的产物，会再利用离心脱水处理固液分离出该还原醣溶液以及一固态残余生质物。

作为优选方案，其中，该固态残余生质物可混入水，并经离心脱水处理以将该固态残余生质物内残余的还原醣予以洗出。

作为优选方案，其中，该还原醣溶液可应用于生物发酵，以产制生质乙醇、生质丁醇、乳酸、甲烷与生质氢气。

作为优选方案，其中，该还原醣溶液可先经由过碱处理，以移除不利于发酵反应的生质物，并提升发酵反应的效率。

为达上述目的，本发明所提供的一种还原醣的制造设备，包含有一高温高压反应釜，可供容置一含木质纤维素的生质物及一溶剂，并施以压力范围在5～30个大气压使该含木质纤维素的生质物产生降解反应；以及一脱水单元，可供对降解反应后所生成的产物进行脱水处理，以固液分离出一高浓度的还原醣溶液及一固态残余生质物。

作为优选方案，其中，该制造设备更包含有一破碎单元，可供将该含木质纤维素的生质物进行破碎处理，使该含木质纤维素的生质物的颗粒粒径小于5mm。

作为优选方案，其中，该溶剂为水，且该含木质纤维素的生质物除以水的质量比为0.1至1.0。

作为优选方案，其中，该溶剂中更添加有催化剂，且该催化剂除以该含木质纤维素的生质物的质量比为0.5％至10％。

作为优选方案，其中，所加入的催化剂可为硫酸、硝酸及盐酸的其中一种。

作为优选方案，其中，该高温高压反应釜内的降解反应温度为100至200℃。

作为优选方案，其中，该高温高压反应釜的升温速率为1至20℃/min。

作为优选方案，其中，达到降解反应温度后的反应时间为15分钟至5小时。

作为优选方案，其中，该固态残余生质物可混入水，并通过该脱水单元再次进行脱水，以将该固态残余生质物内残余的还原醣予以洗出。