秸秆低聚木糖溶液纳滤分离特性和渗滤工艺

作者：赵鹤飞; 杨瑞金; 赵伟; 卢蓉蓉; 张文斌

来源：农业工程学报, 2009, 25(04): 253-259.

• 低聚木糖
• 纳滤
• 膜
• 不可逆热力学
• 数学模型

该文研究了截留相对分子质量为250的纳滤膜分离以秸秆为原料生产的低聚木糖溶液的分离特性,并优化了渗滤纯化工艺。通过检测透过液和截留液中各糖组分的浓度,计算并得到了该膜对阿拉伯糖、木糖和聚合度(Degree of Polymerization)DP2到DP4的低聚木糖的截留率随膜通量变化的关系曲线;应用不可逆热力学模型对阿拉伯糖、木糖和DP2到DP4的低聚木糖中性溶质体系的截留率试验数据进行回归计算,求得了反射系数、溶质透过系数和水透过系数等膜分离特性参数,并根据立体位阻模型估算出膜的细孔结构参数。当糖液浓度为8.4%(总糖/糖浆),膜系统温度控制在(30.1±2.1)℃,跨膜压差控制在(1.58±0.02)×106Pa的恒定体积渗滤操作模式下,膜通量无衰减,稳定在(29.4±1.8)L/(m2·h),经3倍体积纳滤渗滤操作后,低聚木糖纯度由原料的83.33%(DP2到DP6低聚木糖/总糖)上升至92.54%,木二糖损失率为12.45%(对原料中的木二糖),总糖回收率为88.39%(对原料中的总糖)。纳滤分离模型的研究为低聚木糖溶液的渗滤纯化和浓缩模拟并精确优化工艺提供了参数基础,使用纳滤膜在渗滤操作模式下,可以高效脱除单分子糖,同时低聚木糖损失较小。

• 单位
  江南大学; 食品科学与技术国家重点实验室