一种从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法
【专利摘要】本发明涉及一种从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法。该方法步骤为：（1）向植物原料预水解液中加入聚电解质，搅拌，静置，分离得到上层清液，（2）用膜分离的方法过滤上层清液，得低聚糖浓缩液；（3）蒸发结晶低聚糖浓缩液，经干燥后得低聚糖。本发明选用特定聚电解质沉淀木质素，具有很高的选择性，在除去木质素的同时不会造成低聚糖的损失。所用聚电解质主要沉淀大分子木质素，缓解了后续膜过滤的阻塞问题，使过滤效率显著提高。
【专利说明】一种从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种从植物原料的预水解液中提取低聚糖的方法，属于生物质精炼领域。
【背景技术】
[0002]从制浆造纸的角度讲，化学法制浆将原料中的半纤维素和木质素除去，剩余的纤维素作为纸张的主要成分。随着生物质精炼的发展，在化学法制浆前对原料进行预水解，通常以水为溶剂，在高温高压条件下使植物原料中的半纤维素组分发生水解和溶解，形成低聚糖，然后进行分离和纯化，达到原料组分综合、高值化利用的目的。但是，在预水解过程中，原料中的部分木质素一并溶出，同时，原料中的碳水化合物会发生解聚和降解反应，解聚反应的产物是低聚糖和单糖，这些产物进一步发生降解反应而生成甲酸、乙酸、乙酰丙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛(HMF)等产物。因此，预水解液的成分较为复杂，既包括目标提取物低聚糖，又包括分子量较大的木质素和分子量较小的降解产物。所以，从分离的角度，从预水解液中提取低聚糖需要解决诸多技术问题。例如，以杨木为原料的预水解液中，低聚糖和木质素占预水解液总固形物的比例分别为65%和35%左右，但浓度较低，在10g/L到60g/L之间。
[0003]从预处理液中提取低聚糖的方法有乙醇沉淀法、凝胶过滤法、聚合物沉淀法、膜过滤法，然而，这些现有方法均有不足，主要体现在实用性低和对组分的选择性差两方面。乙醇沉淀法是基于相似相溶原理，通过加入2-5倍于预水解液体积的乙醇，降低预水解液的极性，使极性较大的低聚糖沉淀析出。然而，该法低聚糖的提取率较低，在20-40%左右，且伴随大量的木素沉淀，因此所提取的低聚糖纯度较低，在30-70%左右；凝胶过滤法的缺点是成本较高，实用性较低，仅适用于实验室分析；聚合物沉淀法通过表面电荷消除作用使预水解液中带负电的可溶性木质素和低聚糖沉淀，该法的主要问题是选择性差，即木质素和低聚糖同时发生沉淀，所提取的低聚糖纯度较低，在40%-80%左右，因此，需要寻求选择性和沉淀效率高的聚合物；膜分离技术对于从植物预水解液中提取糖类物质效率不高，由于植物预水解液中存在大量木质素，会产生严重的阻塞问题，使膜的过滤速率、效率和再生性降低，该问题在Koivula等人的文章中有详细报道,参见Koivula, E., Kallioinen, M., Sainio, T., Enrique Anton, F., Luquej S., MarUlari5 M..Enhanced membrane filtration ofwood hydrolysates for hemicelluloses recovery by pretreatment with polymericadsorbents.Bioresour.Technol.2013，143，275-281。
[0004]针对上述问题，有利用聚合物poly-DADMAC沉淀去除预水解液中的大分子物质，缓解后续膜过滤的阻塞问题，然后利用膜过滤技术去除低分子杂质，达到浓缩和提纯低聚糖的目的。然而poly-DADMAC对木质素的选择性较差，预水解液中低聚糖同时发生沉淀，造成低聚糖的损失，P-DADMAC沉淀使预水解液中的木质素浓度从5.547g/L降低至1.645g/L,但同时总糖浓度从 37.91g/L 减少至 23.97g/L,参见 Yasarla LR, Ramarao BV:Dynamicsof flocculation of lignocellulosic hydrolyzates by polymers.1ndustrial &Engineering Chemistry Research2012, 51:6847-6861.)。该有机聚合物沉淀选择性差，木质素的沉淀伴随着低聚糖的损失，低聚糖回收率低。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供一种从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法，实现高选择性的使预水解液中木质素沉淀，而同时不会造成低聚糖的损失。
[0006]术语说明:
[0007]植物原料:本发明所述的植物原料是指造纸领域常用的植物料；包括但不限于各种木材、竹子、草类和农业秸杆等。
[0008]植物原料预水解液:植物原料的预水解指生物质精炼领域中，如制浆造纸产业，在制浆工艺前，将植物原料在一定温度或一定压力下的水介质中处理，旨在将植物原料中的半纤维素组分溶出，处理后的植物原料固形物用于后续的制浆、酶解或其他用途，而所得液态物即为预处理液，称为植物原料预水解液。
[0009]低聚糖:低聚糖又称寡糖，是由若干个单糖分子连接而成的糖，聚合度一般在2-10左右。如低聚乳糖、低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖等。
[0010]本发明的技术方案如下:
[0011]一种从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法，步骤如下:
[0012](I)向植物原料预水解液中加入聚电解质，所述的聚电解质为聚氯化铝、聚硫酸铝、聚氯化铝铁、聚硫酸铝铁、聚硅酸铝铁、聚氯化铁、聚硫酸铁之一或组合，聚电解质加入量为0.01-10g/L，搅拌5-20`分钟，静置80-150分钟，分离得到上层清液；
[0013](2)用膜分离的方法过滤上层清液，得低聚糖浓缩液；
[0014](3)蒸发结晶低聚糖浓缩液，经干燥后得低聚糖。
[0015]根据本发明，优选的，步骤(1)中聚电解质的加入量为2_6g/L。使预水解液中木质素等胶体颗粒的电动电位(Zeta电位)为零。
[0016]根据本发明，优选的，步骤(1)加入聚电解质之前，先调节植物原料预水解液的pH为7.0-12.0。最佳pH与聚电解质的种类有关，当聚电解质为聚氯化铝时，优选的pH为
7.0_9.0 ο
[0017]根据本发明，优选的，步骤(1)中搅拌的速度为300-400转/分钟。
[0018]根据本发明，优选的，步骤(2)中所述的膜分离为超滤，更优选采用错流过滤的超滤方式，过滤压力为0.05-1.0MPa,更优选0.3-0.5MPa，超滤膜为再生纤维素膜或聚砜超滤膜，超滤膜的截留分子量为0.5-5kDa，更优选1.0-3.0kDa0
[0019]根据本发明，一个优选的实施方案如下:
[0020]原料预水解在常规蒸煮器中进行，所用原料为长度在4~8厘米的麦草，原料与水的质量比为1: 8，在60min内升温到160°C，然后保温30min，整个过程中蒸煮器以2rpm的速度旋转以保证物料的混合均匀，预水解结束后减压并排料，利用滤纸或滤筛对所得物料进行固液分离，所得固态物料用于后续的制浆造纸，所得液态物料即为麦草预水解液；
[0021]麦草预水解液的各项主要指标:固形物含量为35.4mg/mL，其中，低聚糖为26.7mg/mL，木质素和其他降解产物为5.6mg/mL ；
[0022]提取步骤如下:[0023](I)调节麦草预水解液的pH到8.0，加入聚氯化铝作为选择性沉淀木质素大分子的聚电解质，添加量为4.0g/L，使麦草预水解液中木质素等胶体颗粒的电动电位(Zeta电位)为零，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间10分钟，然后静置120分钟；木质素大分子发生絮凝沉淀，其沉淀去除率为25.9%，而上层清液中的低聚糖组分浓度基本保持不变；
[0024](2)利用截留分子量为IkDa的再生纤维素膜过滤上层清液，过滤压力为0.4MPa ；在过滤过程中，小分子的木质素和杂质透过再生纤维素膜而转移到滤除液中，其中木质素组分的去除率为94.1%，过滤得到低聚糖浓缩液；
[0025](3)蒸发结晶低聚糖浓缩液，经干燥后得低聚糖；低聚糖的总收率为35.0%，纯度为 95.5%ο
[0026]根据本发明，另一个优选的实施方案如下:
[0027]原料预水解在常规蒸煮器中进行，原料为长度2~4cm的玉米秸杆，原料与水的质量比为1: 8，在60min内升温到160°C，然后保温30min，整个过程中蒸煮器以2rpm的速度旋转以保证物料的混合，预水解结束后减压并排料，利用滤纸或滤筛对所得物料进行固液分离，所得固态物料用于后续的制浆造纸，所得液态物料即为预水解液；
[0028]预水解液的各项主要指标:固形物含量为85mg/mL，其中，低聚糖为80mg/mL，木质素和其他降解产物为5mg/mL ；`
[0029]提取步骤如下:
[0030](I)调节玉米秸杆预水解液的pH到9.0，加入聚氯化铝作为选择性沉淀木质素大分子的聚电解质，添加量为3.8g/L，使玉米秸杆预水解液中木质素等胶体颗粒的电动电位(Zeta电位)为零，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间10分钟，然后静置120分钟；木质素大分子发生絮凝沉淀，其沉淀去除率为35.2%，而上层清液中的低聚糖组分浓度基本保持不变；
[0031](2)利用截留分子量为IkDa的再生纤维素膜过滤上层清液，过滤压力为0.4MPa ；在过滤过程中，小分子的木质素和杂质透过再生纤维素膜而转移到滤除液中，其中木质素组分的去除率为93.1%，过滤得到低聚糖浓缩液；
[0032](3)蒸发结晶低聚糖浓缩液，经干燥后得低聚糖；
[0033]低聚糖的总收率为42.1%，纯度为95.4%。
[0034]本发明将聚电解质加入到植物原料预水解液中，充分搅拌混合后使大分子木质素絮凝沉淀而析出，继而分离上层清液和沉淀物；然后利用膜分离的方法过滤得到上层清液中的低聚糖组分，在过滤过程中，小分子的木质素和杂质透过膜而转移到滤除液中，低聚糖组分进而得到浓缩。
[0035]本发明中的植物原料预水解液，是按造纸领域常规操作对植物原料预水解所得，优选的，对植物原料的预水解方法步骤如下:
[0036]将植物原料粉碎，按植物原料:水=1:(5-10)的质量比加入到蒸煮器中，60min内升温到160-180°C，升压至0.7-lMPa,然后保温50_100min，保温过程中蒸煮器以l_3rpm的速度旋转；保温结束后减压并排料，利用滤纸或滤筛对所得物料进行固液分离，所得固态物料用于后续的制浆造纸，所得液态物料物即为植物原料预水解液。
[0037]以杨木为例，优选的，对植物原料的预水解方法步骤如下:
[0038]将长度和宽度2.0~4.0厘米，厚度0.5~1.05厘米左右的木片，按木片:水1:6的质量比加入到蒸煮器中，60min内升温到170°C，对应的压力为0.8MPa，然后保温60min，在保温过程中蒸煮器以2rpm的速度旋转，预处理结束后减压并排料，然后利用滤纸或滤筛对所得物料进行固液分离，所得木片状的固态物料用于后续的制浆造纸，所得液态物料即为杨木预水解液。
[0039]本发明成功的克服了现有技术中存在的:膜分离过滤效率低和膜再生差、聚合物沉淀对分离组分的选择性差、所得低聚糖产品中含有大量木质素和其他杂质以及沉淀大分子木质素同时造成低聚糖损失等诸多不足，利用特定的聚电解质对植物原料预水解液中的木质素高选择性沉淀并通过膜过滤对低聚糖进行浓缩与提纯，经本发明提取的低聚糖具有较高的纯度，可直接作为化工原料，本发明的方法对原料的综合利用和高附加值产品的开发具有重大意义。与现有技术相比，本发明的优良效果如下:
[0040]1、本发明选用聚电解质沉淀木质素，具有很高的选择性，在除去木质素的同时不会造成低聚糖的损失。低聚糖的总收率可高达42.1%。
[0041]2、本发明所用聚电解质主要沉淀大分子木质素，缓解了后续膜过滤的阻塞问题，使过滤效率显著提高。
[0042]3、本发明通过对超滤膜截留分子量的选择，可达到截留低聚糖并除去小分子杂质的双重目的，使分离提取的低聚糖具有较高的纯度，低聚糖纯度可高达95.5%。
【具体实施方式】
[0043]下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
[0044]实施例中所用原料如无特别说明均为常规原料，市购产品。所用再生纤维素膜和聚砜超滤膜为常规市购产品。
[0045]实施例1、杨木预水解液中低聚糖的提取
[0046]杨木原料的预水解在常规蒸煮器中进行，杨木原料粉碎至片状，杨木片的长度和宽度2.0~4.0厘米，厚度0.5~1.0厘米，杨木片与水的质量比为1:6，在60min内升温到170°C，然后保温60min，整个过程中蒸煮器以2rpm的速度旋转以保证物料混合均匀，预水解结束后减压并排料，利用滤纸或滤筛对所得物料进行固液分离，所得固态物料用于后续的制浆造纸，所得液态物料即为杨木预水解液。
[0047]杨木预水解液的各项主要指标:固形物含量为56.8mg/mL ;其中，低聚糖为37.4mg/mL，木质素和其他降解产物为6.7mg/mL。
[0048]提取步骤如下:
[0049](I)调节杨木预水解液的pH到9.0，加入聚氯化铝作为选择性沉淀木质素大分子的聚电解质，添加量为4.8g/L，使杨木预水解液中木质素等胶体颗粒的电动电位(Zeta电位)为零，搅拌速度为400转/分钟，搅拌时间10分钟，然后静置120分钟；木质素大分子发生絮凝沉淀，其沉淀去除率为25.1%，而上层清液中的低聚糖组分浓度基本保持不变；
[0050](2)利用截留分子量为3kDa的再生纤维素膜过滤上层清液，过滤压力为0.3MPa ；在过滤过程中，小分子的木质素和杂质透过再生纤维素膜而转移到滤除液中，其中木质素组分的去除率为91.6%，过滤得到低聚糖浓缩液；
[0051](3)蒸发结晶低聚糖浓缩液，经干燥后得低聚糖；低聚糖的总收率为29.6%，纯度为 95.6%ο[0052]对比例1、
[0053]利用聚乙烯亚胺(PEI)处理实施例1的杨木预水解液，PEI用量为2.0g/L, pH为
6.5，此时预水解中胶体颗粒的Zeta电位为零，经过絮凝沉淀后，杨木预水解液中木质素浓度由6.7mg/mL降低为3.3mg/mL,去除率为50.7%,低聚糖浓度由37.4mg/mL降低为29.7mg/mL，损失20.6%。在此基础上，经过实施例1所述的步骤(2)的膜过滤和步骤(3)的蒸发结晶后，低聚糖总收率为15.2%，纯度为83.8%。
[0054]实施例2、杨木预水解液中低聚糖的提取
[0055]杨木预水解液的各项指标同实施例1，提取步骤同实施例1，不同的是选择聚氯化招铁作为聚电解质，添加量为5.0g/L ；
[0056]低聚糖的总收率为27.3%，纯度为94.8%。
[0057]实施例3、竹子预水解液中低聚糖的提取
[0058]原料预水解在常规蒸煮器中进行，所用原料为竹片，其尺寸规格与实例I中的杨木片相同，竹片与水的质量比为1:6，在60min内升温到170°C，然后保温60min，整个过程中蒸煮器以2rpm的速度旋转以保证物料的混合，预水解结束后减压并排料，利用滤纸或滤筛对所得物料进行固液分离，所得固态物料用于后续的制浆造纸，所得液态物料即为竹子预水解液。
[0059]竹子预水解液的 各项主要指标:固形物含量为50.3mg/mL ;其中，低聚糖为35.6mg/mL,,木质素和其他降解产物为6.2mg/mL。
[0060]提取步骤如下:
[0061](I)调节竹子预水解液的pH到8.0，加入聚氯化铝作为选择性沉淀木质素大分子的聚电解质，添加量为4.3g/L，使竹子预水解液中木质素等胶体颗粒的电动电位(Zeta电位)为零，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间10分钟，然后静置120分钟；木质素大分子发生絮凝沉淀，其沉淀去除率为28.4%，而上层清液中的低聚糖组分浓度基本保持不变；
[0062](2)利用截留分子量为IkDa的再生纤维素膜过滤上层清液，过滤压力为0.3MPa ；在过滤过程中，小分子的木质素和杂质透过再生纤维素膜而转移到滤除液中，其中木质素组分的去除率为92.5%，过滤得到低聚糖浓缩液；
[0063](3)蒸发结晶低聚糖浓缩液，经干燥后得低聚糖；低聚糖的总收率为37.6%，纯度为 94.1%。
[0064]实施例4、竹子预水解液中低聚糖的提取
[0065]竹子预水解液的各项指标同实施例3，提取步骤同实施例3，不同的是选择聚硫酸招铁作为聚电解质，添加量为4.5g/L ；
[0066]低聚糖的总收率为37.0%，纯度为94.7%。
[0067]对比例2、
[0068]利用聚丙烯酰胺(CPAM)处理实施例3所述的竹子预水解液，CPAM用量为2.3g/L，pH为8.0，此时预水解中胶体颗粒的Zeta电位为零，经过絮凝沉淀后，竹子预水解液中木质素浓度由6.2mg/mL降低为2.lmg/mL,去除率为66.1%,低聚糖浓度由35.6mg/mL降低为28.0mg/mL，损失21.3%。在此基础上，经过实施例3所述的步骤(2)的膜过滤和步骤(3)的蒸发结晶后，低聚糖总收率为17.4%，纯度为87.3%。
[0069]实施例5、麦草预水解液中低聚糖的提取[0070]原料预水解在常规蒸煮器中进行，所用原料为长度在4~8厘米的麦草，原料与水的质量比为1: 8，在60min内升温到160°C，然后保温30min，整个过程中蒸煮器以2rpm的速度旋转以保证物料的混合均匀，预水解结束后减压并排料，利用滤纸或滤筛对所得物料进行固液分离，所得固态物料用于后续的制浆造纸，所得液态物料即为麦草预水解液。
[0071]麦草预水解液的各项主要指标:固形物含量为35.4mg/mL，其中，低聚糖为26.7mg/mL，木质素和其他降解产物为5.6mg/mL。
[0072]提取步骤如下: [0073](I)调节麦草预水解液的pH到8.0，加入聚氯化铝作为选择性沉淀木质素大分子的聚电解质，添加量为4.0g/L，使麦草预水解液中木质素等胶体颗粒的电动电位(Zeta电位)为零，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间10分钟，然后静置120分钟；木质素大分子发生絮凝沉淀，其沉淀去除率为25.9%，而上层清液中的低聚糖组分浓度基本保持不变；
[0074](2)利用截留分子量为IkDa的再生纤维素膜过滤上层清液，过滤压力为0.4MPa ；在过滤过程中，小分子的木质素和杂质透过再生纤维素膜而转移到滤除液中，其中木质素组分的去除率为94.1%，过滤得到低聚糖浓缩液；
[0075](3)蒸发结晶低聚糖浓缩液，经干燥后得低聚糖；低聚糖的总收率为35.0%，纯度为 95.5%ο
[0076]实施例6、麦草预水解液中低聚糖的提取
[0077]麦草预水解液的各项指标同实施例5，提取步骤同实施例5，不同的是选择聚氯化铁作为聚电解质，添加量为4.2g/L，调pH为8.0 ;利用截留分子量为0.5kDa的聚砜超滤膜作为滤膜，过滤压力为0.4MPa；
[0078]低聚糖的总收率为39.5%，纯度为91.3%。
[0079]实施例7、玉米秸杆预水解中低聚糖的提取
[0080]原料预水解在常规蒸煮器中进行，原料为长度2~4cm的玉米秸杆，原料与水的质量比为1: 8，在60min内升温到160°C，然后保温30min，整个过程中蒸煮器以2rpm的速度旋转以保证物料的混合，预水解结束后减压并排料，利用滤纸或滤筛对所得物料进行固液分离，所得固态物料用于后续的制浆造纸，所得液态物料即为预水解液。
[0081]预水解液的各项主要指标:固形物含量为85mg/mL，其中，低聚糖为80mg/mL，木质素和其他降解产物为5mg/mL。
[0082]提取步骤如下:
[0083](I)调节玉米秸杆预水解液的pH到9.0，加入聚氯化铝作为选择性沉淀木质素大分子的聚电解质，添加量为3.8g/L，使玉米秸杆预水解液中木质素等胶体颗粒的电动电位(Zeta电位)为零，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间10分钟，然后静置120分钟；木质素大分子发生絮凝沉淀，其沉淀去除率为35.2%，而上层清液中的低聚糖组分浓度基本保持不变；
[0084](2)利用截留分子量为IkDa的再生纤维素膜过滤上层清液，过滤压力为0.4MPa ；在过滤过程中，小分子的木质素和杂质透过再生纤维素膜而转移到滤除液中，其中木质素组分的去除率为93.1%，过滤得到低聚糖浓缩液；
[0085](3)蒸发结晶低聚糖浓缩液，经干燥后得低聚糖；
[0086]低聚糖的总收率为42.1%，纯度为95.4%。[0087]实施例8、玉米秸杆预水解液中低聚糖的提取
[0088]玉米秸杆预水解液的各项指标同实施例7，提取步骤同实施例7，不同的是选择聚硫酸铁作为聚电解质，添加量为3.4g/L,调pH为8.0 ;利用截留分子量为5kDa的聚砜超滤膜作为滤膜，过滤压力为IMPa ；
[0089]低聚糖的总收率为40.5%，纯度为93.7%。
【权利要求】
1.一种从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法，步骤如下: (1)向植物原料预水解液中加入聚电解质，所述的聚电解质为聚氯化铝、聚硫酸铝、聚氯化招铁、聚硫酸招铁、聚娃酸招铁、聚氯化铁、聚硫酸铁之一或组合，聚电解质加入量为0.01-10g/L，搅拌5-20分钟，静置80-150分钟，分离得到上层清液； (2)用膜分离的方法过滤上层清液，得低聚糖浓缩液； (3)蒸发结晶低聚糖浓缩液，经干燥后得低聚糖。
2.根据权利要求1所述的从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法，其特征在于，步骤(I)中聚电解质的加入量为2-6g/L。
3.根据权利要求1所述的从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法，其特征在于，步骤(I)加入聚电解质之前，先调节植物原料预水解液的pH为7.0-12.0。
4.根据权利要求1所述的从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法，其特征在于，步骤(I)中搅拌的速度为300-400转/分钟。
5.根据权利要求1所述的从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的膜分离为超滤。
6.根据权利要求5所述的从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法，其特征在于，采用错流过滤的超滤方式，过 滤压力为0.05-1.0MPa0
7.根据权利要求6所述的从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法，其特征在于，过滤压力为0.3-0.5MPa。
8.根据权利要求7所述的从植物原料预水解液中提取低聚糖的方法，其特征在于，超滤所用的超滤膜为再生纤维素膜或聚砜超滤膜，超滤膜的截留分子量为0.5-5kDa。
9.一种从杨木预水解液中提取低聚糖的方法，步骤如下: 杨木原料的预水解在常规蒸煮器中进行，杨木原料粉碎至片状，杨木片的长度和宽度2.0~4.0厘米，厚度0.5~1.0厘米，杨木片与水的质量比为1:6，在60min内升温到170°C，然后保温60min，整个过程中蒸煮器以2rpm的速度旋转以保证物料混合均匀，预水解结束后减压并排料，利用滤纸或滤筛对所得物料进行固液分离，所得固态物料用于后续的制浆造纸，所得液态物料即为杨木预水解液。 杨木预水解液的各项主要指标:固形物含量为56.8mg/mL ;其中，低聚糖为37.4mg/mL,木质素和其他降解产物为6.7mg/mL。 提取步骤如下: (1)调节杨木预水解液的PH到9.0，加入聚氯化铝作为选择性沉淀木质素大分子的聚电解质，添加量为4.8g/L，使杨木预水解液中木质素等胶体颗粒的电动电位(Zeta电位)为零，搅拌速度为400转/分钟，搅拌时间10分钟，然后静置120分钟；木质素大分子发生絮凝沉淀，其沉淀去除率为25.1%，而上层清液中的低聚糖组分浓度基本保持不变； (2)利用截留分子量为3kDa的再生纤维素膜过滤上层清液，过滤压力为0.3MPa ;在过滤过程中，小分子的木质素和杂质透过再生纤维素膜而转移到滤除液中，其中木质素组分的去除率为91.6%，过滤得到低聚糖浓缩液； (3)蒸发结晶低聚糖浓缩液，经干燥后得低聚糖；低聚糖的总收率为29.6%，纯度为95.6%。
10.一种从竹子预水解液中提取低聚糖的方法，步骤如下:原料预水解在常规蒸煮器中进行，所用原料为竹片，其尺寸规格与实例I中的杨木片相同，竹片与水的质量比为1:6，在60min内升温到170°C，然后保温60min，整个过程中蒸煮器以2rpm的速度旋转以保证物料的混合，预水解结束后减压并排料，利用滤纸或滤筛对所得物料进行固液分离，所得固态物料用于后续的制浆造纸，所得液态物料即为竹子预水解液。 竹子预水解液的各项主要指标:固形物含量为50.3mg/mL ;其中，低聚糖为35.6mg/mL,,木质素和其他降解产物为6.2mg/mL。 提取步骤如下: (1)调节竹子预水解液的PH到8.0，加入聚氯化铝作为选择性沉淀木质素大分子的聚电解质，添加量为4.3g/L，使竹子预水解液中木质素等胶体颗粒的电动电位(Zeta电位)为零，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间10分钟，然后静置120分钟；木质素大分子发生絮凝沉淀，其沉淀去除率为28.4%，而上层清液中的低聚糖组分浓度基本保持不变； (2)利用截留分子量为IkDa的再生纤维素膜过滤上层清液，过滤压力为0.3MPa ;在过滤过程中，小分子的木质素和杂质透过再生纤维素膜而转移到滤除液中，其中木质素组分的去除率为92.5%，过滤得到低聚糖浓缩液； (3)蒸发结晶低聚糖浓缩液，经干燥后得低聚糖；低聚糖的总收率为37.6%，纯度为.94.1%。
【文档编号】C07H1/08GK103554192SQ201310554290
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】王兆江, 秦梦华, 李宗全 申请人:齐鲁工业大学