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木糖生產(chǎn)新工藝的制作方法

文檔序號:3537767閱讀:686來源:國知局
專利名稱:木糖生產(chǎn)新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)木糖的工藝方法。
背景技術(shù)
目前,木糖的制備方法主要有中和法脫酸工藝與離子交換脫酸工藝。
中和法脫酸制備木糖工藝中和法制備木糖的工藝路線為原料(即農(nóng)業(yè)纖維 廢料),先后經(jīng)過原料預(yù)處理,水解,中和,脫色,離子交換,濃縮,結(jié)晶,最 后分離得到木糖晶體。由于中和工序中形成的石膏(CaS04)最終會有一部分石膏 沉積在蒸發(fā)器的管壁上,形成隔熱層,降低蒸發(fā)效力,浪費(fèi)蒸汽,降低設(shè)備利 用率。由于這層結(jié)垢很難除去,特別是很難用化學(xué)方法除去,不得不用機(jī)械法 清除結(jié)垢,不但麻煩,而且勞動強(qiáng)度很大,對設(shè)備也有不同程度的損傷,降低 設(shè)備的使用壽命。由于木糖是一種酸性條件下性質(zhì)穩(wěn)定,堿性條件下極不穩(wěn)定 的還原性糖。當(dāng)用石灰中和水解液時,局部的pH值過髙必然會使一些木糖變性 而影響成品質(zhì)量。同時,中和工序既去除掉了部分S042—,也帶進(jìn)了一些"2+,增 加了陽離子交換柱的負(fù)擔(dān)。
離子交換脫酸的工藝路線為原料經(jīng)過預(yù)處理,水解,脫色,離子交換除雜, 濃縮結(jié)晶,最后分離得到木糖晶體。解決了中和脫酸工藝中設(shè)備結(jié)紫的缺點(diǎn), 提高了設(shè)備的利用率和使用壽命,減少了水解液中的灰份和酸的含量,提高了 水解液的質(zhì)量,相應(yīng)的提高了產(chǎn)品質(zhì)量。雖然離子交換脫酸工藝具有以上的優(yōu) 點(diǎn),但是其工藝比較復(fù)雜,離子交換樹脂用量較多,設(shè)備較多,拔資大,增加 了酸堿消耗,加大了成本,污染嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種木糖生產(chǎn)新工藝,以解決現(xiàn)有 技術(shù)易形成隔熱層,降低蒸發(fā)效力,浪費(fèi)蒸汽,降低設(shè)備利用率,工藝比較復(fù) 雜,離子交換樹脂用量較多,設(shè)備較多,投資大,增加了酸堿消耗,加大了成 本,污染嚴(yán)重等問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所釆用得技術(shù)方案是使用電滲析回收硫酸技術(shù),納 濾濃縮設(shè)備釆用的布袋、特殊納濾膜分離系統(tǒng)在常溫下對木糖生產(chǎn)工藝中的液 體進(jìn)行濃縮,可以除去產(chǎn)品中的水及其它雜質(zhì),并且還可以回收離子交換樹脂 再生過程中產(chǎn)生的廢酸、廢堿。其生產(chǎn)工藝方法 一、預(yù)處理
利用清篩機(jī)去塵土、細(xì)碎雜物,釆用滾簡式清洗機(jī)水洗,使原料玉米芯上 的灰塵、雜物、色素清洗掉,使之見本色、無雜物。每次投風(fēng)干的玉米芯原料
3.2-3.5 T,加入12 m3 0. 05-0. 15%稀硫酸處理,加壓到0.04-0.06 Mpa,保壓 40-80 min后,排掉處理液。然后加入12 m3除鹽水處理,加壓到0. 04-0.06 Mpa, 保壓10-30 min后,排掉處理液。
將玉米芯中的多縮戊糖在壓力0,11-0.15 Mpa, 12 1113濃度為1.4-2. 0%的硫 酸條件下保溫保壓水解90-150 min,水解成單個分子的木糖水解液,備用。 三、脫色
利用脫色劑活性炭除去水解液中的色素膠體及部分含氮物。 1、 一次脫色時,加入二次脫色舊炭約100kg/釜,溫度70-8(TC,攪拌保溫20-40
2、 二次脫色時,加入新活性炭80-120 kg/釜,溫度70-8(TC ,攪拌保溫20-40 min;
3、 三次脫色時,加入新活性炭60-100 kg/釜,溫度70-8(TC,攪拌保溫20-40 min。
四、 電滲析
電滲析是在直流電場的作用下,離子透過選擇性離子交換膜而遷移,使帶 電H+和SO廣離子從水解液中部分分離出來的一種電化學(xué)分離過程。
進(jìn)料溫度要求小于等于4(TC,流速為1.0-1.6 mVh。
五、 離子交換
物料離子交換時溫度要小于等于4(TC,流速大于等于15mVh。 一次離子交 換料液進(jìn)入離子交換柱的順序?yàn)殛栔?、陰柱、陰柱、陽柱。二次離子交換 料液進(jìn)入離子交換柱的順序?yàn)殛栔?、陰柱、陰柱?br> 六、 納濾
納濾膜分離進(jìn)料溫度要小于等于4(TC,流速控制在35 mVh套,壓力為 2. 5-3. 0 Mpa 。
七、 濃縮 三效蒸發(fā)及單效蒸發(fā) 工藝參數(shù)
1、 真空度0. 01-0. 09 Mpa
2、 流量16-22 m3/h
3、 溫度50-95 °C
八、 發(fā)酵
由于糖化液中含有少量葡萄糖,影響木糖的結(jié)晶和產(chǎn)品質(zhì)量,通過酵母發(fā) 酵可除去葡萄糖。
工藝參數(shù)
1、 發(fā)酵溫度37±1°C
2、 pH值-4-7 九、結(jié)晶
物料經(jīng)過蒸發(fā)濃縮成飽和溶液,然后用降溫的辦法,獲得晶體和飽和溶液。 來料溫度降溫至63-64 °C,加入1%。晶種量,攪拌轉(zhuǎn)速為3-8rpm,撹拌均勻后 控制每小時降溫l-2 'C。 十、離心
利用轉(zhuǎn)鼓的急速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力,物料通過襯在轉(zhuǎn)鼓里的濾布,將固形物 與液體分離,從而獲得分離后的產(chǎn)品。 工藝參數(shù).-
離心溫度《42°C,離心轉(zhuǎn)速1000-1200 rpm 十一、烘干
采用振動流化床干燥離心后的產(chǎn)品。
工藝參數(shù)
1、 進(jìn)風(fēng)混合溫度《90°C
2、 上料速度大約1. G T/h
采用本木糖生產(chǎn)新工藝的積極效果是可以回收水解液中50%的硫酸,并且 還可以回收離子交換樹脂再生過程中產(chǎn)生的廢酸、廢堿,既節(jié)約了硫酸用量又 避免了環(huán)境污染。解決了中和脫酸工藝中設(shè)備結(jié)垢的缺點(diǎn),提高了設(shè)備的利用 率和使用壽命,減少了水解液中的灰份和酸的含量,同時解決了離子交換脫酸 工藝中離子交換樹脂用量較多,設(shè)備較多,投資大,增加了酸堿消耗,加大了
成本等問題,節(jié)約能源,降低能耗,同時提高了水解液的質(zhì)量,并相應(yīng)的提高 了產(chǎn)品質(zhì)量??勺畲蠓鹊販p少操作人員數(shù)量和勞動強(qiáng)度,分離效率高,運(yùn)行 穩(wěn)定可靠。
具體實(shí)施例方式
以玉米芯生產(chǎn)木糖為例,具體生產(chǎn)工藝如下 一、預(yù)處理
由于玉米芯原料中含有灰分、膠質(zhì)、果膠等雜質(zhì),水解前需進(jìn)行預(yù)處理去 除雜質(zhì),首先利用清篩機(jī)去塵土、細(xì)碎雜物,釆用滾簡式清洗機(jī)水洗,使原料 玉米芯上的灰塵、雜物、色素清洗掉,使之見本色、無雜物。每次投玉米芯原
料3. 2 T,加入12 m3 0. 1%稀硫酸處理,加壓到0. 05 Mpa,保壓60 min后,排 掉處理液。然后加入12方水處理,加壓到0.05 Mpa,保壓30 min后,排掉處
利用水解原理,將玉米芯中的多縮戊糖在壓力0.13 Mpa, 12 m"農(nóng)度為 1.7-1. 8%的硫酸條件下保溫保壓水解120 min,水解成單個分子的木糖水解液, 以達(dá)到進(jìn)一步生產(chǎn)要求的目的。
三、 脫色
利用脫色劑活性炭除去水解液中的色素膠體及部分含氮物。
1、 一次脫色時,加入二次脫色舊炭約100kg/釜,溫度8(TC,攪拌保溫"min;
2、 二次脫色時,加入新活性炭IOO kg/釜,溫度8(TC,攪拌保溫30 min;
3、 三次脫色時,加入新活性炭80 kg/釜,溫度80。C,攪拌保溫30 min。
四、 電滲析
電滲析是在直流電場的作用下,離子透過選擇性離子交換膜而遷移,使帶 電H+和SO,離子從水解液中部分分離出來的一種電化學(xué)分離過程。
進(jìn)料溫度要求小于等于4(TC,流速為1.2 mVh。
五、 離子交換
用陰、陽離子交換相結(jié)合的方法去除物料中的有機(jī)酸、無機(jī)酸、灰份、色 素、膠體等雜質(zhì),以提高其純度,并使交換后的凈化糖液達(dá)到蒸發(fā)及結(jié)晶的要 求。
物料離子交換時溫度要小于等于4(TC,流速大于等于15mVh。 一次離子交換料液進(jìn)入離子交換柱的順序?yàn)殛栔?、陰柱、陰柱、陽柱?二次離子交換料液進(jìn)入離子交換柱的順序?yàn)殛栔?、陰柱、陰柱?br> 六、 納濾
納濾膜分離是物質(zhì)被透過或被截留于膜的過程,近似于篩分過程,依據(jù)膜 孔徑的大小而達(dá)到水等雜質(zhì)和木糖分離的目的,同時實(shí)現(xiàn)廢酸、廢堿的回收。 進(jìn)料溫度要小于等于4(TC,流速控制在35 mVh套,壓力為2.7 Mpa 。
七、 濃縮
三效蒸發(fā)物料經(jīng)分配裝制均勻分布于各蒸發(fā)管中,在物料的重力和二次 蒸汽的作用下成膜狀自上而下地流動,同時與蒸發(fā)管外壁的加熱蒸汽發(fā)生熱交 換而蒸發(fā),使物料得到濃縮。
單效蒸發(fā)物料經(jīng)過料口進(jìn)入效體,沿加熱列管上升,沿著中央循環(huán)管下 降,依靠物料的溫度差產(chǎn)生的密度差使物料循環(huán),并進(jìn)行蒸發(fā)。 工藝參數(shù)
1、真空度0. 01-0. 09 Mpa2、 流量18-20 mVh
3、 溫度65-90 °C
八、 發(fā)酵
由于糖化液中含有少量葡萄糖,影響木糖的結(jié)晶和產(chǎn)品質(zhì)量,通過酵母發(fā) 酵可除去葡萄糖。 工藝參數(shù)
1、 發(fā)酵溫度37 ±1 °C
2、 pH值二5-6
九、 結(jié)晶
物料經(jīng)過蒸發(fā)濃縮成飽和溶液,然后用降溫的辦法,獲得晶體和飽和溶液。 來料溫度降溫至63-64 °C,加入1%。晶種量,攪拌轉(zhuǎn)速為3-6rpm,攪拌均勻后 控制每小時降溫l °C。 十、離心
利用轉(zhuǎn)鼓的急速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力,物料通過襯在轉(zhuǎn)鼓里的濾布,將固形物 與液體分離,從而獲得分離后的產(chǎn)品。 工藝參數(shù)
離心溫度《42°C,離心轉(zhuǎn)速1100-1200 rpm 十一、烘干
采用振動流化床干燥離心后的產(chǎn)品。 工藝參數(shù)
1、 進(jìn)風(fēng)混合溫度《90°C
2、 上料速度大約1.0 T/h 。
權(quán)利要求
1、一種木糖生產(chǎn)新工藝,其特征是使用電滲析回收硫酸技術(shù),納濾濃縮設(shè)備采用的布袋、特殊納濾膜分離系統(tǒng)在常溫下對木糖生產(chǎn)工藝中的液體進(jìn)行濃縮,可以除去產(chǎn)品中的水及其它雜質(zhì),并且還可以回收離子交換樹脂再生過程中產(chǎn)生的廢酸、廢堿,其生產(chǎn)工藝方法(1)預(yù)處理利用清篩機(jī)去塵土、細(xì)碎雜物,采用滾筒式清洗機(jī)水洗,使原料玉米芯上的灰塵、雜物、色素清洗掉,使之見本色、無雜物。每次投玉米芯原料3.2-3.5T,加入12m30.05-0.15%稀硫酸處理,加壓到0.04-0.06Mpa,保壓40-80min后,排掉處理液。然后加入12m3水處理,加壓到0.04-0.06Mpa,保壓10-30min后,排掉處理液。(2)水解將玉米芯中的多縮戊糖在壓力0.11-0.15Mpa,12m3濃度為1.4-2.0%的硫酸條件下保溫保壓水解90-150min,水解成單個分子的木糖水解液,備用;(3)脫色利用脫色劑活性炭除去水解液中的色素膠體及部分含氮物;一次脫色時,加入二次脫色舊炭約100kg/釜,溫度70-80℃,攪拌保溫20-40min;二次脫色時,加入新活性炭80-120kg/釜,溫度70-80℃,攪拌保溫20-40min;三次脫色時,加入新活性炭60-100kg/釜,溫度70-80℃,攪拌保溫20-40min;(4)電滲析電滲析是在直流電場的作用下,離子透過選擇性離子交換膜而遷移,使帶電H+和SO42-離子從水解液中部分分離出來的一種電化學(xué)分離過程;進(jìn)料溫度要求小于等于40℃,流速為1.0-1.6m3/h;(5)離子交換物料離子交換時溫度要小于等于40℃,流速大于等于15m3/h;一次離子交換料液進(jìn)入離子交換柱的順序?yàn)殛栔?、陰柱、陰柱、陽柱。二次離子交換料液進(jìn)入離子交換柱的順序?yàn)殛栔?、陰柱、陰柱?6)納濾納濾膜分離進(jìn)料溫度要小于等于40℃,流速控制在35m3/h套,壓力為2.5-3.0Mpa;(7)濃縮三效蒸發(fā)及單效蒸發(fā)工藝參數(shù)真空度0. 01-0.09Mpa流量16-22m3/h溫度50-95℃(8)發(fā)酵由于糖化液中含有少量葡萄糖,影響木糖的結(jié)晶和產(chǎn)品質(zhì)量,通過酵母發(fā)酵可除去葡萄糖;工藝參數(shù)發(fā)酵溫度37±1℃pH值=4-7(9)結(jié)晶物料經(jīng)過蒸發(fā)濃縮成飽和溶液,然后用降溫的辦法,獲得晶體和飽和溶液,來料溫度降溫至63-64℃,加入1‰晶種量,攪拌轉(zhuǎn)速為3-8rpm,攪拌均勻后控制每小時降溫1-2℃;(10)離心利用轉(zhuǎn)鼓的急速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力,物料通過襯在轉(zhuǎn)鼓里的濾布,將固形物與液體分離,從而獲得分離后的產(chǎn)品;工藝參數(shù)離心溫度≤42℃,離心轉(zhuǎn)速1000-1200rpm(11)烘干采用振動流化床干燥離心后的產(chǎn)品;工藝參數(shù)進(jìn)風(fēng)混合溫度≤90℃上料速度大約1.0T/h。
全文摘要
一種木糖生產(chǎn)新工藝,涉及一種生產(chǎn)木糖的工藝方法。該工藝使用電滲析回收硫酸技術(shù),納濾濃縮設(shè)備采用的布袋、特殊納濾膜分離系統(tǒng)在常溫下對木糖生產(chǎn)工藝中的液體進(jìn)行濃縮,可以除去產(chǎn)品中的水及其它雜質(zhì),其生產(chǎn)工藝方法包括1.預(yù)處理、2.水解、3.脫色、4.電滲析、5.離子交換、6.納濾、7.濃縮、8.發(fā)酵、9.結(jié)晶、10.離心、11.烘干,獲得高純度木糖。本木糖生產(chǎn)新工藝可以回收水解液中50%的硫酸,并且還可以回收離子交換樹脂再生過程中產(chǎn)生的廢酸、廢堿,既節(jié)約了硫酸用量又避免了環(huán)境污染。解決了中和脫酸工藝中設(shè)備結(jié)垢、脫酸工藝中離子交換樹脂用量較多、設(shè)備用量多、投資大,酸堿消耗量大,成本高等問題,提高了設(shè)備的利用率和使用壽命,減少了水解液中的灰份和酸的含量,改善了水解液質(zhì)量,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和分離效率。
文檔編號C07H3/00GK101392009SQ20071011297
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者徐東生, 白慶林, 程少博, 林 肖, 覃樹林, 閻金龍 申請人:山東龍力生物科技有限公司
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