[发明专利]使用弱碱性阴离子交换树脂分离和回收木糖

说明书

技术领域

本发明涉及从基于含木糖植物的溶液分离和回收木糖以及任选的其他糖(如鼠李糖)的方法。根据本发明的方法基于使用弱碱性阴离子交换树脂来进行分离，任选与其他树脂联用。

背景技术

WO 03/080872 A1公开了利用弱碱性阴离子交换树脂，从基于植物的溶液分离糖、糖醇、其他碳水化合物和它们的混合物以及将糖和糖醇彼此分离的色谱分离方法。在该分离中用作进料的基于植物的溶液可以是生物质水解产物溶液、糖蜜溶液和酒糟溶液以及像例如木糖、蔗糖、葡萄糖和果糖料流之类的工艺料流。其叙述说，弱酸性阳离子交换树脂和/或强酸性阳离子交换树脂也可用于该色谱分离中。所述文献的例子显示了用弱碱性阴离子交换树脂对鼠李糖的良好分离和对富含鼠李糖的级分的回收。其在这些例子中还叙述说，所述树脂例如将甘油和肌醇与甜菜碱分离以及将麦芽糖与葡萄糖分离。所述文献的例子没有公开用弱碱性阴离子交换树脂回收富含木糖的级分。

US 2008/0041366 A1公开了通过使料流穿过一个或多个阴离子交换树脂床而从含水糖料流分离有机酸和/或有机酸的盐的工艺。该糖料流可以是木质纤维素给料的水解产物，包含选自木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖以及它们的组合的糖。阴离子交换树脂可以是弱碱性阴离子交换树脂。一种或多种包含有机酸和/或有机酸的盐的产物料流得以回收。此外，获得了基本上不含无机酸和有机酸的糖料流。

WO 02/27038 A1公开了弱酸性阳离子交换树脂用于碳水化合物的色谱分离、尤其是用于将疏水性糖类(如脱氧糖、甲基糖和脱水糖以及脱水糖醇)与更亲水性的糖类分离的用途。用于分离的进料可以是例如木糖、蔗糖、淀粉或麦芽糖工艺料流。这些例子显示了例如鼠李糖的良好分离、蔗糖从单糖的分离、果糖从寡糖的分离以及氯化钠、甜菜碱、赤藓糖醇和肌醇的分离。

WO 02/27039 A1公开了通过多步骤色谱方法从进料如半纤维素水解产物回收选自鼠李糖、阿拉伯糖、木糖以及它们的混合物的单糖的方法，其中在该多步骤方法的至少一个步骤中使用弱酸性阳离子交换树脂。其叙述说，强酸性阳离子交换树脂也可以用于该分离。这些例子显示了用弱酸性阳离子交换树脂对鼠李糖的良好分离。这些例子还显示了用强酸性阳离子交换树脂对木糖的分离。

此外，在例如US 4 075 406、WO 97/49658和US 5 998 607中公开了用强酸性阳离子交换树脂对木糖的分离。US 4 075 406公开了从含有木聚糖的原材料(例如桦木、玉米穗轴和棉籽壳)分离木糖。WO 97/49658公开了从亚硫酸镁蒸煮液分离木糖和木糖酸，其后使含有木糖和木糖酸的级分经历还原而获得木糖醇。US 5 998 607也公开了从亚硫酸盐蒸煮液分离木糖以及木糖酸，然后使木糖和木糖酸彼此分离并使其还原为木糖醇。

然而，上面所述的方法，例如基于强酸作用交换树脂的使用的那些方法尚未总是以所需的收率和纯度提供木糖。因此，对改善的木糖回收方法仍存在需求。

发明内容

本发明的目标是提供从基于植物的溶液分离和回收木糖以及任选的其他糖如鼠李糖的改进的方法。本发明的目标通过以在独立权利要求中所陈述的内容为特征的方法来实现。本发明的优选实施例在从属权利要求中公开。

令人惊奇的是，已经发现通过将弱碱性阴离子交换树脂用于木糖的分离和回收，任选与强酸性阳离子交换树脂或弱酸性阳离子交换树脂联用，实现了改善的木糖收率和纯度。

与本发明相关的定义

与本发明有关的术语“回收”是指从色谱分离系统收回或取出所需的级分。

术语“木糖富集的级分”或“木糖级分”是指从色谱分离系统回收并且按DS计的木糖含量高于用作进料的溶液的级分。

术语“鼠李糖富集的级分”或“鼠李糖级分”是指从色谱分离系统回收并且按DS计的鼠李糖含量高于用作进料的溶液的级分。

术语“DS”是指表示为重量％或以g/100mL单位表示的溶解干固形物含量。

术语“纯度”是指按DS计的组分(例如木糖和鼠李糖)含量。

“WBA树脂”是指弱碱性阴离子交换树脂。

“SAC树脂”是指强酸性阳离子交换树脂。

“WAC树脂”是指弱酸性阳离子交换树脂。

“SMB”是指模拟移动床色谱系统。

术语“残余级分”是指从色谱分离收集的并且主要含有除产品组分之外的组分的级分。

“DVB”是指二乙烯基苯。

“MgSSL”是指亚硫酸镁废液，即从亚硫酸镁制浆获得的废液。

具体实施方式