[发明专利]一种半纤维素水解液的电渗析分离工艺

说明书

本发明公开了一种半纤维素水解液的电渗析分离工艺，属于木糖生产技术领域。对半纤维素水解液进行三级电渗析，最终得到第一级高盐液、第二级高盐液、第三级高盐液和第三级高糖液，第一级高盐液经稀释、中和后可直接排放或回用；而第三级高盐液经浓缩及脱盐后，与第三级高糖液一并作为满足指标（电导≤4000us/cm、无机酸≤0.3%、木糖含量≥55g/L及木糖纯度≥80%）的最终料液进入下一工序；本发明应用于半纤维素水解液的脱盐、脱酸，进而达到对木糖溶液的除杂、纯化目的，在提高木糖质量及生产效率的前提下，减少跑糖量，提高经济效益，同时，减少难处理污水的排放，降低环保压力。

技术领域

本发明涉及一种半纤维素水解液的电渗析分离工艺，尤其涉及一种采用电渗析法除去半纤维素水解液中硫酸、硫酸钠而制备木糖的分离工艺，属于木糖生产技术领域。

背景技术

半纤维素为生产木糖的主要原料，其中，在以半纤维素为原料制备木糖过程中，主要工序包括水解、脱色、除盐、除酸、蒸发、离心及干燥等。生产木糖的具体工艺为：以半纤维素为原料，在加热条件下，向半纤维素中加入硫酸，半纤维素被硫酸水解为木糖和其他杂糖，同时，水解液中存在有硫酸钠及硫酸等杂质；且在离心工序前，生成的木糖均以溶液状态存在，因此，为了提高木糖质量，需要有效除去半纤维素水解液中硫酸钠、硫酸等杂质。

目前，在已有的分离方法中，一般向半纤维素水解液中加入盐（比如：氧化钙、碳酸钡）、酸（比如：硫酸）生成沉淀（硫酸钙或硫酸钡），以达到除去半纤维素水解液中的硫酸钠、硫酸等杂质，但这种分离工艺复杂，可调控难度大，效率低，成本高，且水解液中电解质仍有较多残留，而不能满足实际工艺需求。

国家知识产权局于2019年04月05日公开一种公开号为CN109575088A，名称为“一种半纤维素水解液中木糖的精制方法”的专利文献，其中，具体公开：涉及化工生产技术领域，该方法包括以下步骤：1）半纤维素水解液除杂后，进入超滤膜，得到透过液；2）将透过液采用纳滤膜进行分离，硫酸留在浓缩液中，透过液含有醋酸和木糖；3）醋酸和木糖水溶液采用电渗析分离；4）木糖水溶液直接用于糠醛的生产；5）醋酸用溶剂萃取精馏进行萃取分离得到98.5%浓度的醋酸。该方法操作简单，得到的木糖水溶液直接用于糠醛的生产，而得到的质量浓度为20%左右的醋酸，用溶剂萃取精馏装置进行萃取分离可得到质量浓度为98.5%的醋酸。该工艺中，分离出来的硫酸返回水解工序继续使用，将有效成分进行回收再利用，节约了生产成本。

国家知识产权局于2010年08月04日公开一种公开号为CN101792822A，名称为“从半纤维素酸水解液中分离提纯木糖、阿拉伯糖的方法”的专利文献，其中，具体公开：分离提纯的步骤如下：（1）将直接酸水解得到的半纤维素水解液经电渗析、膜过滤浓缩预处理，高纯水进行脱氧、过滤备用；（2）经过预处理的半纤维素水解液进入模拟移动床色谱分离装置进行分离，分离后得到两种出料液；(3)将两种出料液用多效降膜蒸发器浓缩、降温结晶得到木糖、阿拉伯糖产品。本发明采用模拟移动床色谱分离装置（SSMB）系统提取单糖，将多个吸附柱串联成闭合环路，通过不断切换阀门改变各股物料的进出口位置，实现固、液两相的相对移动，进行不同组分的分离提取，它既有固定床吸附操作简单的优点，又有移动床连续操作的能力，适合大规模工业化生产。

虽然在以上两篇现有技术文献中公开了电渗析法对半纤维素水解液的分离处理，但是还存在如下技术问题：一、电渗析处理后，所产生的废水对环境污染严重，造成环境压力；二、跑糖量大，造成资源浪费，并造成环保压力；三、电渗析膜使用寿命短，在不适宜的工况下更换频繁，造成成本高，且废弃膜处理难。

发明内容