[发明专利]醣类的分离方法

说明书

技术领域

本发明是涉及醣类的分离方法，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。

背景技术

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剂，但需要在耐腐蚀的压力容器中高温(大于200℃)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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种醣类的分离方法，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。

本发明提供一种醣类的分离方法(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。

本发明的优点在于：本发明的方法以甲酸(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℃)与快速(<6小时)形成匀相液体的特性。本发明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是本发明一实施例中，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是本发明一实施例中，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是本发明一实施例中，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是本发明一实施例中，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是本发明一实施例中，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

在本发明一实施例中，提供醣类的分离方法。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。

在本发明一实施例中，混合液包含甲酸与杂多酸。在本发明另一实施例中，混合液包含甲酸与锂、镁、钙、锌、或铁的氯化盐或溴化盐。在本发明其他实施例中，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H₃PW₁₂O₄₀、H₄SiW₁₂O₄₀、H₃PMo₁₂O₄₀、H₄SiMo₁₂O₄₀、或上述的组合。在本发明一实施例中，杂多酸于混合液中的重量百分比约介于1wt%至5wt%之间，或介于2wt%至5wt%之间。