Mısır koçanlarından kristal ksiloz çıkarmanın ksiloz teknolojisini anlamanıza yardımcı olmak için aşağıda üç bölümde bir giriş:
Bölüm 1 Süreç İlkeleri
Mısır koçanlarından ksiloz (D-ksiloz) üretme işlemi üç parçaya bölünebilir: hidroliz, rafine ve ekstraksiyon.
Hidroliz, pentozun esas olarak ksiloz olduğu tek bir molekül pentoz hidrolizat elde etmek için mısır koçanı içinde bulunan pentozanları sülfürik asit ile hidrolize etmektir.
Rafine etme, nispeten saf bir pentoz sulu çözeltisi elde etmek için katı asılı madde, organik renkli madde, sülfürik asit katalizörü, yapışkan maddeler ve hidrolizatta bulunan kül gibi safsızlıkları gidermektir.
Ekstraksiyon, ksilozu sulu çözeltiden konsantrasyon ve kristalizasyon yoluyla kristaller şeklinde çökeltme ve aynı zamanda diğer pentozlardan ayırmak, böylece yüksek saflıkta kristalin ksiloz ürünü elde etmektir.
1. Mısır koçanı hidrolizi
Bitki lifli hammaddeler esas olarak selüloz, hemiselüloz, lignin ve külten oluşur. Hemiselüloz bir bitki hücresi duvarı polisakkarittir ve hemiselüloz polisakkarit zincirini oluşturan monosakkaritler esas olarak: ksiloz, glikoz, manzar, galaktoz, arabinoz, kaya şurubu ve ramnoz.
Ksiloz, doğadaki en büyük pentozdur (pentoz) ve pentozlar aldopentoz ve ketopentoza ayrılır. D-ksiloz, D-arabinoz, L-arabinoz, L-likoz ve D-riboz dahil olmak üzere doğada bilinen beş aldopentoz vardır; Doğada bilinen üç ketopentoz, d-ertropentoloz, d-tiyouretoz ve l-tiyouretoz dahil olmak üzere vardır.
Glikoz, doğadaki en büyük heksoz (heksoz) ve hekzozlar aldoheksoz ve ketoheksoza bölünür. D-glukoz, d-galaktoz, L-galaktoz, d-mannoz ve d-mylooz dahil olmak üzere doğada bilinen beş aldoheksoz bulunur; Doğada bilinen dört ketoheksoz, D-fruktoz, D-Psicoz, L-Sr-Sorbose ve D-tagatoz dahil olmak üzere doğada bulunur.
Ksiloz ekstrakte etmek için kullanılabilecek bitki elyaf hammaddeleri iki gereksinimi karşılamalıdır: yüksek hemiselüloz içeriği ve hemiselülüloz polisakkarit zincirindeki ana monosakkarit olarak ksiloz.
Şu anda, sanayileşmiş ksiloz üretimi için kullanılan bitki lifli hammaddeler arasında mısır koçanı, bagasse ve huş kağıt yapımı atık sıvısı, aralarında mısır koçanı en iyisidir. Ülkemde sadece iki hammadde var: mısır koçanı ve bagasse.
Mısır koçanlarının yaklaşık bileşimi%35, hemiselüloz%39, lignin%19, kül%2 ve diğer%5'dir. Mısır koçanlarında bulunan hemiselülozdaki polisakkarit zincirindeki monosakkaritler, esas olarak%80'den fazla, ardından arabinoz, yaklaşık%10'u oluşturan ve ksiloz ve arabinozun birlikte%95'ten fazla olduğunu ve geri kalanı ise ksilozdur. Diğer monosakkaritler. Bu nedenle, mısır koçanı ksilozu çıkarmak için uygundur.
Mısır koçanlarının fiziksel yapısı bir petek dış tabakası, beyaz halka şeklindeki bir blok orta tabaka ve floküllü bir iç tabaka içerir. Ana kütlesi, ksiloz üretiminin ana kısmı olan beyaz halka şeklindeki blok orta tabakadır. Kırmızı mısır koçanı'nın beyaz halka şeklindeki blok orta tabakası genellikle beyaz mısır koçanlarınınkinden daha kalındır, bu nedenle kırmızı mısır koçanı genellikle daha yüksek şeker verimine sahiptir.
Mısır koçanı, seyreltik bir sülfürik asit sulu çözeltisine batırılır ve {{0}}} derecesine (0 doymuş bir buhar basıncına karşılık gelir. 16-0. 18mpa). Mısır koçanıdaki hemiselüloz, esas olarak ksilozdan oluşan bir hidrolizat elde etmek için hidrolize edilir. Sülfürik asit, hidroliz reaksiyonu için bir katalizördür. Hidroklorik asit bir katalizör olarak da kullanılabilir, ancak hidroklorik asit ekipman için çok aşındırıcı olduğundan, az sayıda şirket bir katalizör olarak hidroklorik asit kullanır. Hidrolizden sonra, ıslatma sıvısı ve mısır koçanı kalıntısı bir hidrolizat elde etmek için ayrılır. Elde edilen hidrolizattaki sülfürik asit içeriği 0 arasındadır.% 65 ve% 0.75, bu daha uygundur.
Hidroliz iki buçuk saat boyunca yüksek sıcaklıkta tutulduğundan, hidroliz ile elde edilen birçok monosakkarit, küçük moleküler renkli maddelere ayrıştırılır veya büyük moleküler renkli maddelere yerleştirilir, bu nedenle elde edilen hidrolizat daha koyudur ve açık kahverengi kırmızıdır. Hidrolizattaki renkli maddelerin çoğu, mısır koçanı hammaddesi tarafından getirilen hidroliz işlemi sırasında üretilir, bu nedenle kırmızı mısır koçanı ve beyaz mısır koçanı tarafından üretilen hidrolizatın renk derinliği temel olarak aynıdır.
2. Hidrolizatın rafine edilmesi
Mısır koçanı hidrolizinden sonra elde edilen hidrolizat, esas olarak katı asma madde (mısır koçanı kırıntıları veya sürüklenmiş madde), sülfürik asit (hidroliz işlemine katalizör eklendi), organik asit (organik maddenin ayrışma ürünleri olmak üzere büyük miktarda şekersiz olmayan safsızlık içerir. Yüksek sıcaklık hidroliz işleminde), organik renkli safsızlıklar (yüksek sıcaklık hidroliz işleminde organik maddenin koklaması sentez ürünleri veya ayrışma ürünleri), organik makromoleküler yapışkan maddeler (ultra-large moleküler organik maddenin eksik hidroliz ürünleri) ve kül ( asidik hidrolizat içinde çözünmüş inorganik tuz safsızlıkları).
Saf bir şeker çözeltisi elde etmek için hidrolizatta bulunan şekersiz safsızlıklar çıkarılmalıdır. Şeker olmayan safsızlıkların varlığı sadece nihai ürünün kalitesini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda ksilozun kristalizasyon işlemini de etkileyebilir ve hatta ksilozun şuruptan pürüzsüz bir şekilde kristalleşmesine veya zayıf bir kristal şekline sahip olmasına neden olabilir. Hidrolizatta yer alan şekersiz safsızlıkların kaldırılması işlemi, hidrolizatın rafine işlemi veya saflaştırma işlemidir.
İki.Hidrolizatı rafine etmek için ana yöntemler şunlardır: flaş buharlaşma, filtrasyon, nötralizasyon, aktif karbon renklendirme, vakum buharlaşma ve iyon değişimi.
1. Flaş buharlaşma
Flash buharlaştırma, yüksek sıcaklık hidrolizatta bulunan mantıklı ısıyı, vakumlayarak hidrolizatın kaynama noktasını azaltmak için ve hidrolizattaki buharlaşarak suyun bir kısmını kullanır. Flaş buharlaşma işlemi sırasında, hidrolizatın mantıklı ısısı, su buharının gizli ısısı haline gelir ve hidrolizatın sıcaklığı düşer. 1 ton şeker çözeltisi sıcaklığındaki her 10 derece düşüş için yaklaşık 18 kg su buharlaştırılabilir.
Flaş buharlaştırma başlangıçta enerji tasarrufu için kullanıldı, ancak hidrolizat yanıp söndüğünde, oldukça uçucu organik asitlerin bir kısmı, hidrolizat üzerinde de rafine etkisi olan su buharı ile buharlaşır.
2. Filtrasyon
Filtrasyon, en sık kullanılan katı-sıvı ayırma yöntemidir. Şeker çözeltisi filtrasyon ekipmanından geçtiğinde, şeker çözeltisindeki katı asılı madde, büyük partikül boyutu nedeniyle filtre ortamındaki ince gözeneklerden çıkarılamaz. Şeker çözeltisi içindeki şeker molekülleri ve su molekülleri küçük parçacık boyutlarına sahiptir ve filtre ortamındaki ince gözeneklerden geçebilir, böylece şeker çözeltisini katı askıdaki maddeden ayırır ve şeker çözeltisinin rafine edilir. Ksiloz endüstrisinde yaygın olarak kullanılan filtrasyon ekipmanı plaka ve çerçeve filtresi pres ve filtrasyon ortamı bir fiber dokuma filtre bezidir.
3. Nötralizasyon
Nötralizasyon, kalsiyum sülfat üretmek için sülfürik asit ile reaksiyona girmek için kalsiyum tuzu kullanmaktır. Kalsiyum sülfatın düşük çözünürlüğü nedeniyle çökeltme oluşturulması kolaydır ve filtrasyon ile uzaklaştırılabilir, böylece hidrolizatta sülfürik asidin bir kısmını çıkarma amacına ulaşılabilir. Nötralizasyon işlemi, sülfürik asidi çıkarırken hidrolizata az miktarda kalsiyum getirir, bu nedenle nötralizasyon bitiş noktasını makul bir şekilde kontrol etmek önemlidir. Aşırı nötralizasyon, büyük miktarda kalsiyumun getirilmesi nedeniyle kaybına değmeyecektir.
Nötralizasyon için iki yaygın kalsiyum tuzu vardır, biri kalsiyum karbonattır (IE hafif kalsiyum karbonat tozu, genellikle hafif kalsiyum tozu olarak bilinir) ve diğeri kalsiyum hidroksittir (IE sindirilmiş kireç tozu, yaygın olarak gri kalsiyum tozu olarak bilinir). Kalsiyum karbonat kullanmanın avantajı, hafif kalsiyum tozundaki kalsiyum tuzunun saflığının yüksek (%99'dan fazla) ve nötralizasyondan sonra şeker çözeltisine daha az safsızlık iyonunun getirilmesidir; Dezavantajı, fiyatın yüksek olması ve nötralizasyon işlemi sırasında büyük miktarda köpük üretilmesidir. Kalsiyum hidroksit kullanmanın avantajı, gri kalsiyum tozunun fiyatının düşük olması ve nötralizasyon işlemi sırasında hiçbir köpük üretilmemesidir; Dezavantajı, gri kalsiyum tozundaki kalsiyum tuzunun saflığının düşük (yaklaşık%95) ve nötralizasyondan sonra şeker çözeltisine daha fazla safsızlık iyonunun getirilmesidir. Kapsamlı karşılaştırma, kalsiyum karbonatın nötrleştirici olarak kullanılması önerilir.
4. Çöküşme
Çökülme, saflaştırılmış kireçleri (esas olarak organik safsızlıklar) ve pigmentleri (yani organik renkli safsızlıklar) adsorbe etmek için toz halinde aktif karbonun büyük aktif aktif yüzeyini kullanmak ve daha sonra şeker çözeltisi rafine etme amacına ulaşmak için aktif karbon ile birlikte adsorbe edilen safsızlıkları çıkarmaktır. . Aktif karbon adsorbing safsızlıkları işlemi fiziksel adsorpsiyondur. Aktif karbonun organik maddeyi adsorbe etme yeteneği, inorganik tuzlardan çok daha fazladır ve büyük moleküler organik pigmentleri adsorbe etme yeteneği, küçük moleküler organik pigmentlerin adsorbe edilmesinden çok daha fazladır.
Ticari olarak temin edilebilen toz aktif karbon, üretim yöntemine göre çinko klorür karbonuna ve fosfat karbonuna bölünür. Çinko klorür karbon, gözenek oluşturan bir ajan olarak çinko klorür ile üretilirken, fosfat karbon gözenek oluşturan bir ajan olarak sülfürik asit kullanır. Çinko klorür karbon daha düşük kül içeriğine, daha fazla gözeneke ve daha büyük bir aktif yüzeye sahiptir ve daha güçlü bir renklendirme kabiliyetine sahiptir. Fosfat karbon daha yüksek bir kül içeriğine, daha küçük bir aktif yüzey alanına ve daha zayıf bir renklendirme yeteneğine sahiptir. Fosfat karbon ayrıca yanlış renklendirme problemine sahiptir, yani renklendirme sonrası şeker çözeltisinin ışık geçirgenliği testi niteliklidir, ancak fosforik asitin ağartma etkisi olduğu için gerçek pigment giderme oranı yeterli değildir. Çinko klorür karbon, fosfat karbon yerine ksiloz endüstrisinde renklendirme için kullanılmalıdır.
Aktif karbon üretimi için hammaddeler arasında talaş (ahşap işleme sırasında üretilen talaş), meyve kabukları ve bagasse vb. Ayrıca, çeşitli işletmelerden atık aktif karbondan geri dönüştürülen ve alkali yıkama yoluyla yeniden dönüştürülen piyasada satışa sunulmak üzere geri dönüştürülmüş karbon var. Düşük renklendirme gücüne sahiptir ve çok ucuzdur, ancak kullanımı risklidir (bilinmeyen toksik ve zararlı maddeler içerebilir) ve ksiloz endüstrisinde kullanım için uygun değildir. Piyasada, tekrarlanan kullanım için renklendirme kolonuna monte edilebilen granüler aktif bir karbon da vardır ve renklendirme verimliliği, her arızadan sonra alkali yıkama ile geri yüklenir. Granüler aktif karbonun renklendirme gücü, tekrarlanan kullanım sırasında kademeli olarak azalır ve renklendirilmiş sıvının kalitesi uzun süre garanti edilemez. Ksiloz endüstrisi, bunu genellikle erken aşamada büyük bir renklendirme yükü ile renk çözeltisi ve kalite iyileştirmesinin nihai saflaştırılması için kullanır.
Ksiloz üretiminde, hidrolizatın koyu rengi nedeniyle, 1 ton ksiloz üretmek için aktif karbon tüketimi 120 ila 150 kg arasındadır. Çökme gereksinimlerinin bir renklendirme sürecinde elde edilebileceğini beklememeliyiz. Birden fazla renk çözülmesi kullanılması tavsiye edilir ve her bir renklendirme işlemi, karbon tasarrufu amacına ulaşmak için aktif karbonun renklendirme gücünün çoklu ve kapsamlı kullanımı için yarı tezgahın renklendirmesi kullanmalıdır.
5. Vakum buharlaşma
Vakum buharlaşma, daha düşük bir sıcaklıkta suyun buharlaşmasını tamamlamak için vakum altında şeker çözeltisinin kaynama noktası azaltma özelliklerini kullanan bir işlemdir. Buharlaşma işlemi, suyun su buharına dönüştürülmesi için gereken gizli buharlaşma ısısını sağlamak için şeker çözeltisini sürekli olarak ısıtmak için buhar gerektirir. Çok etkili vakum buharlaşması, şeker çözeltisinin kaynama noktasının daha yüksek vakum altında daha düşük olduğu özelliğini kullanır. Buharlaşma sistemi, her buharlaşma etkisinin vakum derecesini arttırmak için bir vakum pompası ile tahliye edilir, yani her buharlaşma etkisinin buharlaşma sıcaklığı (kaynama noktası) azalır. Bu şekilde, sadece bir etkinin çiğ buharı kullanması gerekir ve kalan etkiler, taze buhar tasarrufu amacına ulaşmak için önceki etkiden (yaygın olarak ikincil buhar olarak bilinir) buharlaştırılan su buharı kullanır.
Şu anda, ksiloz endüstrisinin birinci ve ikinci buharlaşması çoğunlukla yeni yüksek verimli düşen film buharlaştırıcısı benimsemektedir. Şeker çözeltisi, ısıtma tüpünün yüzeyinden ince bir film şeklinde akar ve buharlaşma için gereken ısı değişimi kısa bir temasla tamamlanabilir. Yüksek şeker çözeltisi konsantrasyonu nedeniyle, ksilozun üçüncü buharlaşmasının kaynama noktası yükselişi (aynı vakum derecesi altında suyun kaynama noktasından daha yüksek sıcaklık) büyüktür, bu nedenle tek etki buharlaşması genellikle benimsenir ve tek-tek- Efekt Standart evaporatör veya tek etkili düşen film buharlaştırıcısı yaygın olarak kullanılır. Tek etkili standart buharlaştırıcı kullanmanın avantajı, nihai konsantrasyon ve doğal kristalizasyonun kontrol edilmesi kolay olması ve dezavantajı, yüksek sıcaklıktaki kalma süresinin daha uzun olmasıdır; Tek etkili düşen film buharlaştırıcısının avantajları ve dezavantajları, tek etkili standart buharlaştırıcının tam tersidir.
Şeker çözeltisi buharlaştıktan sonra, suyun bir kısmı buharlaşır, şeker çözeltisi konsantre edilir, şeker konsantrasyonu artar ve şeker çözeltisi hacmi azalır, bu da sonraki işlemde işlenmesi gereken şeker çözeltisinin hacmini azaltır . Şeker çözeltisinin buharlaşmasının temel amacı konsantre olmaktır, ancak şeker çözeltisi buharlaştığında, şekerli organik maddenin (organik asitlerin ve aldehidlerin bir parçası) şeker çözeltisindeki bir kısmı da buharlaştırılır ve çıkarılır, bu nedenle buharlaşma işlemi sadece konsantre olmakla kalmaz. şeker çözeltisi, aynı zamanda şeker çözeltisinin rafine edilmesinde de rol oynar.
6. iyon değişimi
İyon değişimi katyon değişimi ve anyon değişimine ayrılır. Katyon değişimi, şeker çözeltisinde kalsiyum (Ca 2+), magnezyum (Mg 2+) ve sodyum (Na+) gibi safsızlık katyonlarıyla değişim için hidrojen iyonları (H+) sağlamak için katyon değişim reçinesini kullanır. Reçine üzerindeki hidrojen iyonları şeker çözeltisine girer ve şeker çözeltisindeki safsızlık katyonları reçine üzerine adsorbe edilir; Anion Exchange, şeker çözeltisinde sülfat (42-), klorür (Cl-) ve organik asit gibi safsızlık anyonları ile değişim için hidroksit iyonları (OH-) sağlamak için anyon değişim reçinesi kullanır. Reçine üzerindeki hidroksit iyonları şeker çözeltisine girer ve şeker çözeltisindeki safsızlık anyonları reçine üzerine adsorbe edilir. Şeker çözeltisi katyon değişimi ve anyon değişimi ile değiştirildikten sonra, şeker çözeltisindeki safsızlık katyonları ve safsızlık anyonları iyon değişim reçinesine adsorbe edilir ve çıkarılır. Bu safsızlık iyonları, şeker çözeltisindeki sülfürik asit, organik asit ve kül gibi safsızlıkların bileşenleridir. Reçineden şeker çözeltisine değiştirilen hidrojen iyonları ve hidroksit iyonları suya birleştirilir.
İyon değişim ekipmanı yaygın olarak iyon değişimi için kullanılır. Katyon değişim reçinesi ile doldurulanlar katyon değişim kolonları olarak adlandırılır ve anyon değişim reçinesi ile doldurulmuş olanlara anyon değişim kolonları denir. Ksiloz endüstrisinde kullanılan iyon değişim sütunları arasında açık atmosferik basınç sütunları ve kapalı basınç sütunları bulunur. Açık sütunlar düşük reçine kaybına sahiptir ve gözlemlenmesi kolaydır, ancak rejenerasyon ve yıkama yavaştır; Kapalı sütunlar hızlı rejenerasyona ve yıkamaya sahiptir, ancak reçine kaybı nispeten büyüktür, özellikle sık sık rejenerasyon nedeniyle birincil değişim sütunları.
Ksiloz endüstrisi için daha uygun olan katyon değişimi reçine markası, fabrikadan ayrıldığında sodyum tipi olan ve 4,5 mmol/g değişim kapasitesine sahip olan güçlü bir asit stiren katyon değişim reçinesi olan 001 × 7'dir; Ksiloz endüstrisi için daha uygun olan anyon değişim reçine markaları, sırasıyla 3.7 ve 4.8 mmol/g değişim kapasiteleri ile güçlü alkalin stiren anyon değişim reçinesi ve zayıf alkalin stiren anyon değişim reçinesi olan D201 ve D301'dir. D301, güçlü kirlilik önleyici yeteneği nedeniyle ksilozun birincil ve ikincil değişimleri için uygundur, D201 ise ksilozun üçüncül değişimi için uygundur.
Değiştirilebilir iyonlar sağlamanın yanı sıra, iyon değişim reçineleri, fiziksel adsorpsiyon, özellikle aktif karbon tarafından adsorbe edilmesi zor olan ancak iyon değişim reçineleri tarafından kolayca adsorbe edilen küçük moleküllü organik renkli maddeler yoluyla bazı organik safsızlıkları da emebilir. Bu nedenle, iyon değişimi şeker çözeltisi rafinasyonu için en önemli yöntemdir.
Mısır koçanı hidrolizatta bulunan şekersiz safsızlıklar, filtrasyon yoluyla çıkarılan katı askıda askıya alınmış madde, nötralizasyon ve iyon değişimi ile çıkarılan sülfürik asit, iyon değişimi ve buharlaşma ile çıkarılan organik asit, aktif karbon renklendirme ve iyon değişimi tarafından çıkarılan organik renkli safsızlıklar, organik makromoleküler, organik makromoleküler Yapışkan maddeler aktif karbon renklendirme ile çıkarıldı ve kül iyon değişimi ile çıkarıldı. Hidrolizat, flaş buharlaşma, filtrasyon, nötralizasyon, aktif karbon sömürgeciliği, vakum buharlaşma ve iyon değişimi gibi rafine önlemlerin bir kombinasyonu ile işlendikten sonra, içi şekersiz safsızlıklar temel olarak çıkarılır ve daha yüksek saflıklı bir ksiloz saflaştırılmış sıvı elde edilir. .
Üç.Kristalin ksiloz ekstraksiyonu
Ksiloz çözeltisi elde edilir. Bununla birlikte, hala glikoz, arabinoz, galaktoz, riboz ve eritropentoz içerir. Ksilozun kristalleşmesi, satılması kolay katı bir ürün elde etmek ve saf bir ksiloz ürün elde etmek için ksilozları çeşitli şekerlerden daha da ayırmak için ksilozu şeker çözeltisinden kristaller şeklinde ekstrakte etmektir. Kristalin ksilozun ekstraksiyonu, beş adım dahil olmak üzere ksiloz üretiminin son işlemidir: konsantrasyon, kristalizasyon, santrifüj ayırma, kurutma ve ambalaj.
1. Konsantrasyon
Konsantrasyon, kristalizasyon için gerekli koşulları yaratmaktır. Şeker çözeltisinin konsantrasyonu konsantrasyon ile arttırılır, bu da birim suda çözünmüş ksiloz miktarını da arttırır.
Saflaştırılmış ksiloz çözeltisinin konsantrasyonu% 12 ile% 16 arasındadır ve 5 ila 7 arasında bir konsantrasyon katı ile% 81 ila% 83'e konsantre edilmesi gerekir. Tek aşamalı konsantrasyon için bir dizi çok etkili buharlaştırıcı kullanılır, son etkinin akış hızı, buharlaştırıcının çalışmasına elverişli olmayan ilk etkininkinden çok farklı olacaktır. Ek olarak, yüksek konsantrasyon şekeri çözeltisinin kaynama noktası çok artar, bu da ilk etkinin yüksek sıcaklığının şekere zarar vermesine neden olur. Bu nedenle, saflaştırılmış şeker çözeltisinin konsantrasyonu genellikle iki aşamada gerçekleştirilir. Birinci aşama, şeker çözeltisini 55-60%%konsantre etmek için çok etkili (üç etkili veya dört etkili) düşen bir film buharlaştırıcısı kullanır ve ikinci aşama, şeker çözeltisini {şeker çözeltisini {'den yoğunlaştırmak için tek etkili bir buharlaştırıcı kullanır. {14}}% 81-83%.
Genellikle konsantrasyonun ikinci aşaması için kullanılan iki tür evaporatör vardır. Bunlardan biri, periyodik olarak çalıştırılan aralıklı bir buharlaştırıcı olan, genellikle standart bir evaporatör olarak bilinen merkezi bir düşen sıvı dolaşım kabuğu ve tüp evaporatördür; Diğeri sürekli deşarjlı düşen bir film buharlaştırıcısıdır. Standart bir evaporatör kullanılması önerilir, çünkü yüksek konsantrasyon şurubu konsantre olmaya devam ettiğinde, buharlaştırılmış su miktarındaki küçük bir değişiklik şeker çözeltisinin konsantrasyonunda büyük bir değişikliğe yol açacaktır. Konsantrasyon için düşen bir film buharlaştırıcısı kullanılırsa, giriş ve çıkış süreklidir ve konsantrasyon çok hızlı bir şekilde yükselir, bu da güçlü çalışma deneyimi gerektirir. Aksi takdirde, anlık deşarj konsantrasyonu büyük ölçüde dalgalanır, bu da nihai deşarj konsantrasyonunu ve doğal kristalizasyon miktarını kontrol etmeyi zorlaştırır. Aralıklı çalışma nedeniyle, her zaman standart evaporatörde büyük miktarda şurup saklanır ve konsantrasyon yavaş yavaş yükselir. Gerekli konsantrasyona yükseldiğinde, makine deşarj için durdurulur ve nihai deşarj konsantrasyonu ve doğal kristalizasyon miktarı kontrol etmek için çok uygundur.
Enco Company, evaporatöre herhangi bir zamanda şurup konsantrasyonunu görüntülemek için buharlaştırıcıya çevrimiçi bir konsantrasyon ölçer ekleyebilir ve bu da konsantrasyon işlemini daha kolay hale getirir.
Geçmişte, ksiloz endüstrisinin ilk aşaması 38-40%konsantre edildi, ancak enerji tasarrufu perspektifinden, ilk aşama 55-60%'a konsantre edilmesi gereken çok etkili buharlaşma kullanıyor. Böylece çok etkili buharlaştırıcı mümkün olduğunca fazla suyu buharlaştırabilir ve tek etkili buharlaştırıcıdaki buharlaştırılmış su miktarını azaltmak, taze buhar tüketimini açıkça kurtarabilir.
Burada birkaç basit profesyonel terim getirmemiz gerekiyor: bir hidroliz kabında hidrolize mısır koçanı ile elde edilen rafine edilmemiş ham ksiloz çözeltisine hidrolizat denir; Hidrolizat, saflaştırmanın ilk aşamasından sonra ksiloz sıvısı olarak adlandırılır (filtrasyon veya renklendirme). Üretimde, ayrım kolaylığı için, genellikle ksiloz sıvısının işlemine göre ilk renklendirme sıvısı, nötralizasyon sıvısı ve ikincil anyon değişim sıvısı (ikinci anyon sıvısı olarak adlandırılır) olarak adlandırılır; Ksiloz sıvısı, konsantrasyon%55'in üzerine çıktıktan sonra ksiloz şurubu olarak adlandırılan daha viskoz hale gelir; Ksiloz şurubu ayrıca süper doygunluk için konsantre edilir ve ksiloz kristalleri çökelir. Kristaller içeren şurup, ksiloz macunu denir.
2. Kristalleşme
Kristalizasyon, sudaki ksilozun çözünürlüğünün sıcaklığın azalmasıyla azaldığı özelliği kullanır. İlk olarak, şeker sıvısı, suda çözünmüş şeker miktarının sınıra ulaşması için yüksek sıcaklıkta konsantre edilir ve daha sonra çözünürlük soğutarak azalır ve su çözünürlük kapasitesini aşan ksiloz ksiloz kristalleri oluşturmak için çökelir.
Ksiloz kristaller ve çökeltiler oluşturduğunda, diğer çeşitli şekerler hala suda çözülür ve küçük miktarları nedeniyle çökelmez ve süper doygunluğa ulaşamaz. Ksiloz kristalleştiğinde sadece çok küçük bir miktar ksiloz ile karıştırılır.
Belli bir sabit sıcaklıkta, birim miktarda su ile çözülebilen maksimum ksiloz miktarı, ksilozun bu sıcaklıkta çözünürlüğü denir. Şu anda, ksiloz çözeltisi doymuş bir çözeltidir ve artık ksilozu çözemez. Bir birim su miktarı, çözünürlüğünü aşan ksilozu çözer, aşırı doymuş bir ksiloz çözeltisi oluşturur, burada şeker miktarının çözünürlüğüne karşılık gelen şeker miktarına bölünür. Doymuş bir ksiloz çözeltisi artık ksilozu çözemediğinden, süper doymamış bir çözelti, çözeltiye aşırı katı şeker ilave edilerek elde edilemez, ancak sadece çözünürlüğünü azaltmak için doymuş çözeltiyi soğutarak veya konsantre ve devam ederek elde edilebilir doymuş çözeltiden suyu buharlaştırmak için.
Süper doygunluk katsayısına sahip bir ksiloz çözeltisinde 1. 0 ila 1.3, burada bulunan ksiloz kristalleri büyüyebilir ve 1.3'ü aşan bir süper doygunluk katsayısına sahip bir ksiloz çözeltisi, yağış için otomatik olarak yeni kristaller üretecektir. Ksiloz kristalizasyonu işlemi, konsantre olarak 1.3'ü aşan bir süper doygunluk katsayısı ile bir ksiloz çözeltisi üretmek, otomatik olarak kristaller (doğal kristalizasyon) üretir ve daha sonra soğutma için kristaler'e girer. Soğutma hızını kontrol ederek, ksiloz macununun süper doygunluk katsayısı 1.1 ile 1.2 arasında tutulur ve kristaller yavaş yavaş büyür.
Doğal kristalizasyon yöntemine ek olarak, Enco Company ayrıca tohum kristalizasyonu ekleme yöntemine sahiptir, yani tohum olarak hazır ezilmiş küçük kristaller ekleyerek, büyümeden sonra tohumların parçacık boyutu ve tekdüzeliği doğal kristalizasyondan daha iyidir. .
Ksiloz kristalizasyon süresi ne kadar uzun olursa, hız kontrolü ne kadar yavaş olursa, kristalin kristal şekli o kadar iyi olur, kristaller daha yoğun olur ve kristalizasyon verimi o kadar yüksek olur. Deneyim, ksiloz için en iyi kristalizasyon süresinin 60 saat olduğunu göstermektedir.
Ksiloz macunu kristalize edildikten sonra, kristallere çökeltilen ksiloza ek olarak, diğer çeşitli şekerlerle birlikte suda çözünmüş kalan ksilozun bir kısmı vardır. Çözünmüş şeker ve sudan oluşan şurup çözeltisinin bu kısmına ana likör denir.
Ksiloz için yaygın olarak kullanılan kristalizasyon ekipmanı, şeker macunu karıştırmak ve çökmeden kristalleri asılı tutmak için dönen yatay bir karıştırma şeridine dayanan yatay bir soğutma kristalleştiricisidir. Küçük kristalizörler (8 metreküpten az) soğutma ceketinden serinlemek için soğutma suyuna güvenir ve büyük kristalleştiriciler (9 metreküpten fazla) soğutma ceketine ek olarak karıştırma şeridine eklenen soğutma bobinlerine sahiptir.
Kristalleştiricinin soğutma ceketi normal basınç için tasarlanmıştır ve genellikle bir solunum portu ayarlanmalıdır. Kristalleştirici ceketin basınç testi veya ceketin su basıncı ayı bırakması önlenmelidir, ancak su normal basınç kaçak testi kullanılabilir.
Soğutma ceketindeki soğutma suyunun düzgün ve stabil su sıcaklığını sağlamak ve ısı değişim yüzeyinin ölçeklendirilmesinden kaçınmak için, her kristalleştirici soğutma suyunu dolaştırmak için ayrı bir dolaşımlı soğutma su pompası ile donatılmalıdır, böylece Dolaşımdaki soğutma suyu, ısı eşanjörü aracılığıyla harici soğuk kaynakla ısıyı ve soğumayı değiştirebilir.
Ksiloz endüstrisi genellikle kristalin ksiloz ekstrakte etmek için basit bir primer kristalizasyon kullanır, bu nedenle konsantrasyonu arttırarak ve toplam ksiloz verimini arttırmak için kristalizasyon süresini uzatarak kristalizasyon oranını arttırmak için çeşitli araçlar alınır. Aslında, rafine ve saflaştırılmış ksiloz çözeltisindeki ksilozun saflığı yaklaşık 80-87}%ve diğer çeşitli şekerlerin içeriği 13-20%'dır. Kristalleşme için kullanılan ksiloz macundaki ksilozun saflığı%78'den büyük olduğu sürece, ksiloz pürüzsüz bir şekilde kristalize edilebilir. Yani, kristalleşmeden önce ksiloz şurubunun saflığını, ksiloz ana likörün bir kısmını ikincil renklendirmeye geri dönüştürerek 78-80 olarak ayarlayabiliriz, bu da kristalizasyon veriminin bir kısmını iyileştirebilir. Tabii ki, kristalizasyon verimini artırmak için ana likörün geri dönüşümünü elde etmek için, kristalleşmeden önce ksiloz şurubunun saflığını ölçmek ve kontrol etmek için yüksek basınçlı bir sıvı kromatografisi analizörü kullanmak önemlidir.
3. Santrifüj ayrımı
Santrifüj ayrımı, şeker macunundaki ksiloz kristallerinin ana likörden, santrifüjün yüksek hızlı dönen tambur (elek sepeti) tarafından üretilen santrifüj kuvveti ile ayırma işlemidir. Santrifüj ayrılmasından sonra, katı ksiloz kristalleri santrifüj tamburundaki filtre bezinde tutulur ve ana likör, filtre bezi ve davul elek sepeti arasındaki boşluktan ana likör havuzuna girer.
Santrifüj ayrılmasının sonraki aşamasında, ksiloz endüstrisi genellikle ksiloz kristallerini yıkamak için metanol püskürtür. Metanol ksilozu çözmediğinden, metanol ile elutlanarak daha fazla ksiloz ürün elde edilebilir. Metanol yanıcı ve patlayıcı tehlikeli bir maddedir ve oldukça toksiktir. Buharı da gözlere zararlıdır. Bu nedenle, metanol kullanılırken, yangının önlenmesine ve patlamanın önlenmesine dikkat edilmelidir ve buhar üretmek için kazara yutma ve uçuculuktan kaçınılmalıdır. Açık metanol depolama tankları yaz aylarında soğuk su ile soğutulmalıdır. Metanol elüsyonu nedeniyle, ksiloz ana likörün doğrudan tüketilmesine veya gıda işleme alanına girmesine izin verilmez.
Enco Company, metanol elüsyonunu iptal etme işlemini inceliyor, yani ksiloz kristallerini yıkamak için temiz su kullanıyor ve anne likörünü geri dönüştürerek elüsyon suyu ile çözünmüş ksilozun geri kazanılması.
Şu anda ksiloz işletmeleri tarafından kullanılan santrifüj ayırma ekipmanının çoğu, düşük ayırma verimliliğine ve yüksek emek yoğunluğuna sahip SS tipi manuel üst yükleme üç ayaklı santrifüjdir. Yüksek verimli üst sıralı santrifüjlerin kullanılmamasının nedeni, esas olarak ksiloz endüstrisinin küçük olması ve tek bir üretim hattının üretim kapasitesinin düşük olmasıdır. Ksiloz endüstrisinin hızlı gelişimi ve 5, 000 T/A ksiloz üretim hattının piyasaya sürülmesiyle, en çok süslenmiş santrifüjlerin kullanımı kaçınılmaz bir eğilimdir.
4. Kurutma
Kurutma, ksiloz kristallerine sıcak hava ile temas edilerek yapılır. Santrifüj ayrılmasından sonra, ksiloz kristallerinin yüzeyinde kalan su ve metanol ısı ile buharlaştırılır ve sıcak hava ile çıkarılır.
Ksiloz kristalleri, kurutmadan sonra sadece bitmiş ksilozun nem gereksinimlerini karşılayabilir. Kurutmadan önce, kristallerin birbirine yapışması kolaydır ve uzun süreli depolamadan sonra toplanır veya sertleşirler. Kuruduktan sonra, kristaller artık birbirine yapışmaz ve çok gevşek olmaz ve akışkanlık da iyidir. Metanol iyi bir oynaklığa sahiptir, bu nedenle kurutulduktan sonra bitmiş ksilozda metanol kalıntısı tespit edilemez.
Ksiloz endüstrisi genellikle ksilozu kurutmak için titreşimli bir akışkan yatak kurutma makinesi kullanır. Ksiloz, kurutucudan salındığında ve hareket ettiğinde, alttan üflenen sıcak hava tarafından havada yarı süspansiyon olur ve kurutulacak sıcak hava ile tamamen temas eder. Rüzgar tarafından taşınan ince şeker tozu, siklon ayırıcı ve torba filtre toz toplayıcı tarafından yakalanır ve geri kazanılır.
Genel olarak, titreşen akışkan yataklı kurutucunun girişi ve çıkışı döner titreşimli bir ekranla donatılmıştır. Ön döner titreşim ekranının amacı, ıslak şekerin kurutucuya gevşek bir durumda girmesini tamamen kuruması ve toplama işleminden kaçınmaktır; Arka döner titreşim ekranının amacı, kurutma işlemi sırasında geri dönüşüm için oluşturulan topakları taramaktır. Ekran yüzeyinde biriken topaklar manuel olarak ezilebilir ve daha sonra kullanılmak üzere elyaf olabilir.
5.
Ambalaj, depolama, nakliye, satış ve müşteri kullanımı ölçümünden sonra kurutulmuş kristal ksilozu ambalaj torbasına doldurmaktır. Ksiloz genellikle plastik film torbalarıyla kaplı plastik dokuma torbalarda, genellikle 25 kg ve 50 kg'lık iki spesifikasyonda paketlenir. Ksiloz üretim hattının küçük üretim kapasitesi nedeniyle, çoğu şirket manuel ambalaj kullanır. Büyük ölçekli üretim hatlarının inşası ile yarı otomatik ambalaj makineleri veya tam otomatik ambalaj makineleri kullanılabilir. Ülkemin ambalaj makineleri ürünleri olgun. Manuel ambalajı kullanırken, kurutucudan sonra döner titreşimli ekranın çıkışındaki malzemeyi almak için paslanmaz çelik kare çukur kullanın ve daha sonra yere sızıntıyı önlemek için ambalaj torbasını doldurmak için bir kaşık kovası kullanın ve daha uygundur. Manuel tartım için.
Bölüm 2 Tipik Proses Akışına Giriş
Ksiloz (D-ksiloz) üretmek için tipik mısır koçanı akışı aşağıdaki gibidir:
Alınan Malzemeler → Yükleme Malzemeleri → Hidroliz → Birincil Solatorizasyon → Pre-Cation Prech Exchange → Birincil Anyon Değişimi → Birincil Anyon Değişimi → Birincil Buharlaşma → İkincil Solatizasyon → İkincil Anyon Değişimi → İkincil Anyon Değişimi → Bir Üsteri Anyon Değişimi → Üçlü Seriler Değişimi → → Üçüncü Konsantrasyon → Kristalleşme → Santrifüj Ayrılma → Kurutma → Ambalaj → Atık Tortu Tedavisi
Bir.
1. Materyaller
Malzeme toplama çalışması, ksiloz yapmak için hazırlık çalışmalarına aittir. Materyal toplamak çok sayıda çiftçiyle uğraşmayı içerdiğinden, çok sıkıcıdır. Materyal toplama çalışmalarını kalite ve miktarla tamamlamak için, malzeme toplama konusunda bazı temel bilgileri anlamak gerekir.
Ülkemdeki mısır üreten bölgelerin çoğunda, MU başına kuru mısır (taneler) verimi 5 0 0 kg'dır ve yan ürün mısır koçanı 125-150 kg'dır. Tamamen kurutulmuş mısır koçanı'nın nem içeriği%14'ün altındayken, ıslak mısır koçanı'nın nem içeriği%40'dan fazla. Kuru mısır koçanlarının yığın özgül ağırlığı 0.15 ila 0.18 arasındadır, yani her ton mısır koçanı'nın istifleme hacmi 5.5 ila 6.5 metreküp arasındadır.
Mısır koçanlarının istifleme yüksekliği genellikle 6 ila 7 metredir ve genellikle açık havada istiflenir. Açık hava istiflemesi daha iyi havalandırma, uygun yangınla mücadele ve büyük ölçekli bir çatı inşa etmeye gerek yoktur. Üst katman yağmur yağdığında hızlı bir şekilde kurutulabilir veya havada kurutulabilir, bu nedenle uzun süreli istifleme genellikle üst katmanın sadece küçük bir kısmına zarar verir.
10, 000 tonlarca mısır koçanı istiflemek için yaklaşık 15 dönüm arazi gerekir. Bol yağışlı alanlarda, çimento bölgeleri (8 ila 10 cm çimento kalınlığı yeterlidir) kullanılmalı ve drenaj tesisleri engellenmemelidir; Daha az yağışlı bölgelerde sıkıştırılmış çamur arazisi kullanılabilir.
Mısır koçanı istiflerken, mobil eğimli kayış konveyörleri, insan gücünü azaltmak için yüksek istiflemek için kullanılabilir. Yeni hasat edilen mısır koçanı, kullanım için atölyeye göndermeden önce 20 gün boyunca istiflemek en iyisidir. Mısır koçanlarının istifleme işlemi, bazı yapışkan maddeleri parçalamak için doğal fermantasyon üretecektir. Islak mısır koçanı istiflendiğinde çürüme olasılığı daha yüksektir, bu nedenle onları büyük yığınlarda istiflemek ve en kısa sürede atölye kullanımı düzenlememek en iyisidir.
Mısır koçanlarını büyük kazıklarda istiflerken, yığının altına biriken doğal fermantasyonun ürettiği ısıyı, mısır koçanı'nın yangına veya karbonizasyona neden olmak için ürettiği ısıyı önlemek için bazı hava deliklerini sabit bir mesafede (yaklaşık 6 metre) düzenlemek en iyisidir.
Malzeme toplarken, mümkün olduğunca çok kuru ve taze mısır koçanı toplamanın ve ıslak ve küflü mısır koçanı toplamamanın tavsiye edilir. Kuru ve taze mısır koçanı parlak ve parlak renktedir, kırılması kolay değildir ve hidrolizden sonra hidrolizatın şeker konsantrasyonu daha yüksektir; Islak ve küflü mısır koçanı gri ve koyu renktedir, kırılması kolaydır ve hidrolizden sonra hidrolizatın şeker konsantrasyonu daha düşüktür. Malzeme toplarken, istiflemeden önce ambalaj işlemi sırasında kontrol edilebilen enkaz taşımasını önlemek için dikkatli olunmalıdır.
Mısır koçanı genellikle naylon net torbalarla doludur ve daha sonra ulaşım için yüklenir. İşletmeler ayrıca büyük alıcılarla bir anlaşma imzalayabilir ve arzı organize etmelerini sağlayabilir. Ksiloz endüstrisinin hızlı gelişimi ile mısır koçanı fiyatı yükseliyor. İşletmeler, çiftçilere su serpmemeleri veya zina etmemeleri için rehberlik etmek için yüksek kaliteli ve yüksek fiyatlı bir satın alma mekanizması oluşturma fırsatını yakalamalıdır. Ayrıca, ölçüm açısından hacim olarak fiyatlandırmayı düşünmek de iyi bir fikirdir.
2.
Yüklemenin ilk adımı, Corncob hammaddelerini malzeme avlusundan atölye besleme kemerinin alıcı haznesine taşımaktır. Küçük işletmeler genellikle manuel yüklemeyi küçük üç tekerlekli damperli kamyonlara kullanır ve daha sonra bunları araçlar arası hazneye taşır veya malzemeleri küçük damperli kamyonlara yüklemek için küçük yükleyiciler kullanır; Büyük işletmeler, Corncob yığınlarından damperli kamyonlara malzemeleri yüklemek için orta veya büyük yükleyiciler kullanır ve daha sonra damperli kamyonlardan araçlar arası haznelere taşımaktadır.
Corncobs atölye besleme kemerinin alıcı haznesine girdikten sonra, çamaşır makinesine girmeden önce bazı silt ve enkazları taramak için kemer tarafından titreşimli tarama konveyörüne gönderilirler. Geçmişte, Corncob çamaşır makineleri genellikle kağıt yapımı endüstrisinde hidrolik hamur kesicileri kullandı. Enco Company tarafından tasarlanan kürek çarkı yıkama makinesi sadece iyi bir yıkama etkisi değil, aynı zamanda hidrolik hamur kesicilerinden çok daha az su ve elektrik tüketir. Corncob çamaşır makinesi, kum yerleşen haznesindeki siltleri düzenli olarak çıkarmalıdır.
Yıkamadan sonra, mısır koçanı titreşimli bir dehidrasyon ekranından susuz kalır ve daha sonra bir kova asansörüne veya yan duvarlarla yüksek açılı bir kayış konveyörüne girer. Daha sonra kaldırılır ve hidroliz kabının üst kısmındaki yatay bant konveyörüne taşınırlar ve daha sonra yüklenmesi gereken hidroliz kabına bir oluktan gönderilecek bir dağıtım fişi plakası tarafından kontrol edilir.
İki. Hidroliz bölümü
Hidroliz kabı malzemelerle doldurulduktan sonra (genellikle düz silindir ile hidroliz pot gövdesinin konik üst kapağı arasındaki eklemden biraz daha düşük), hidroliz başlar.
Hidrolizin ilk adımı seyreltik asit ön tedavisidir. Hidroliz tenceresine giren mısır koçanı petek dış tabakası hala kaçınılmaz olarak sert toprakla tutturulmuştur ve mısır koçanı ayrıca hidrolizat olmayan şekerler, pektor, azot içeren maddeler ve yağlar içerir. Sonraki rafinaj işleminin yükünü büyük ölçüde artırın. Bu nedenle, mısır koçanı, bu safsızlıkları önceden çıkarmak için hidrolizden önce seyreltik asit ile ön işlemelidir. Tedavi koşulları 0 'dır. Bu durum temel olarak hemiselüloz hidroliz ve ksiloz kaybına neden olmaz, ancak seyreltik asit tedavisinden sonra hidrolizatın kalitesi büyük ölçüde iyileştirilir.
Mısır koçanı seyreltik asit ile ön işlendikten sonra, önceki tencereden sülfürik asit eklenmiş önceki tencereden yıkama sıvısı hammadde olarak eklenir ve sıcaklık belirtilen sıcaklığa (128-132}} derecesi) buharla ve sıcaklık ile yükseltilir. hidrolizi tamamlamak için belirtilen süre (2.5 saat) tutulur. Çoğu ksiloz şirketi, hidroliz kabının basıncına bakarak hidroliz sıcaklığını kontrol eder. Hidroliz tenceresindeki doymuş buhar basıncı sıcaklıkla karşılık gelen bir ilişkiye sahip olsa da, tenceredeki hava tamamen tükenmezse, gerçek sıcaklık basınca karşılık gelen sıcaklıktan daha düşük olacaktır. Bu nedenle, hidroliz kabının tahliye vanasının, havayı tamamen tüketmek için hidroliz işlemi sırasında hafifçe açılması gerekir. ENCO Company, hidroliz tenceresindeki sıcaklığı ölçmek için korozyona dayanıklı termal direnç termometreleri kullanır ve görüntülenen sıcaklık artık tenceredeki artık havadan etkilenmez.
Hidroliz tamamlandıktan ve hidroliz sıvısı boşaltıldıktan sonra, hidroliz tenceresindeki mısır koçanı kalıntısı üzerinde hala büyük miktarda hidroliz sıvısı kalır. Kalan sıvının bu kısmındaki ksilozun su ile tamamen yıkanıp yıkamayacağı, mısır koçanının şeker verimini ve hidroliz sıvısının şeker konsantrasyonunu doğrudan etkileyecektir. Daha iyi bir yöntem, atık cüruf muamelesi bölümünden temiz cüruf suyunu, hidrolizi yeni tamamlayan hidroliz kabına ilave etmek, buharla tam kaynamaya ısıtmak ve daha sonra hammadde için yıkama sıvısını elde etmek için sıkıştırılmış hava ile deşarj etmektir. bir sonraki hidroliz pot.
Yıkama sıvısı yapıldıktan sonra, hidroliz kabı basınçlı hava ile basınçlandırılır ve daha sonra kalıntıyı boşaltmak için cüruf deşarj valfi açılır. Her hidroliz kabı için hidroliz operasyonu aralıklıdır, ancak eşit kademeli zaman aralıklarına sahip birkaç hidroliz kabı birlikte çalıştırılırsa, hidroliz bölümünün besleme ve hidroliz sıvısı deşarjı daha düzgün ve sürekli hale gelecektir.
Üç.
1. Nötralizasyon
Hidrolize sıvıyı nötralizasyon tankına göndermek için bir pompa kullanın ve karıştırırken nötralizasyon tankına yavaş yavaş hafif kalsiyum karbonat tozu ekleyin. PH 3'e yükselene kadar hassas pH test kağıdı ile sürekli test edin. 3-3. 6. Test için numuneleri alın ve inorganik asit 0. 09-0%12 olmalıdır. Ardından, sonraki renklendirme işleminde kullanılan ikincil eski karbonu ekleyin, iyice karıştırın ve filtrasyon için plakaya ve çerçeve filtresi presine gönderin. Hafif kalsiyum tozunun nötralizasyonu karbondioksit ürettiğinden, büyük miktarda köpük üretilir. Köpüğün nötralizasyon işlemi üzerindeki etkisini önlemek için iki çözüm vardır.
Birincisi, bir emülsiyon oluşturmak için ışık kalsiyum tozunu suyla karıştırmak ve yavaşça nötralizasyon tankına eklemektir. Diğeri, nötralizasyon tankının giriş borusuna bir bölme eklemektir, böylece hidrolize sıvı bir film şeklinde nötralizasyon tankına akar. Aynı zamanda, deneyime göre, ilave edilecek hafif kalsiyum tozunun çoğu, bir kürekle hidrolize sıvı film üzerine serpilir. Kalan az miktarda hafif kalsiyum tozu, tam slamdan sonra pH testi sonuçlarına göre yavaşça ilave edilir.
Nötralizasyon sıcaklığı da nötralizasyon etkisini etkiler. Kalsiyum sülfatın çözünürlüğü daha düşük bir sıcaklıkta daha fazladır, bu da nötralizasyon çözeltisinde kalıntı miktarında kalsiyum artışına yol açacaktır. Nötralizasyondan önce, şeker çözeltisi 80-82 derecesine ısıtılmalıdır.
2. Birincil renklendirme
Nötralizasyon çözeltisinin rengi daha koyu olduğundan, birincil renk çözülmesi için aktif karbon tüketimi büyüktür, toplam karbon tüketiminin yaklaşık dörtte birini oluşturur. Aktif karbonun renklendirme kapasitesini tam olarak kullanmak ve aktif karbondan tasarruf etmek için, genellikle bir yarı tezgah çözme süreci benimsenir. Birincil renklendirme için üç karıştırma tankı gereklidir: nötralizasyon sıvı depolama tankı, ara sıvı depolama tankı ve renklendirme tankı. Nötralizasyon sıvı depolama tankının hacmi daha büyük olabilir, ancak ara sıvı depolama tankının ve renklendirme tankının hacmi aynıdır.
Çöküşme tankı şeker çözeltisi ile doldurulduktan sonra, tamamen karıştırmak ve renksizleştirmek için taze aktif karbon ilave edilir ve daha sonra tamamen filtrasyon için sökülmüş ve yıkanmış yeni plaka çerçeve filtresi presine gönderilir ve daha sonra filtrat gönderilir Solatizasyon sıvı depolama tankına. Filtrasyondan sonra, plaka çerçevesi önce sökülmez ve yıkanmaz ve ara sıvı depolama tankındaki şeker çözeltisi, karbon kekleri ile doldurulmuş plaka çerçevesinden tamamen süzülür ve daha sonra süzüntü renklendirme tankına gönderilir. Filtrasyondan sonra, nötralizasyon sıvı depolama deposundaki şeker çözeltisi plaka çerçevesinden süzülür ve daha sonra filtrat, tank dolu olana kadar ara sıvı depolama tankına gönderilir. Biri filtreleme ve diğeri sökme ve yıkama için iki plaka çerçevesi filtre presleri dönüşümlü olarak kullanılır. Nötralize edici sıvı, nötralize edici sıvı depolama deposundan toplu olarak süzülür ve kademeli olarak ara sıvı depolama tankına ulaşır, renklendirici tankı ve sırayla sıvı depolama tankını renklendirir ve renklendirme filtrasyonunu tamamlar. Plaka çerçevesi filtresi pres, plaka ve çerçeve sayısını ekleyerek veya çıkararak filtrasyon alanını ayarlayabilir, böylece çoğu durumda, sömürgeleştirici tankta bir bütün şeker sıvısı filtreledikten sonra, filtre keki temel olarak plaka ile doldurulur. çerçeve.
Çökme yeni başlatıldığında, sadece nötralize edici sıvı depolama tankının malzemesi vardır ve ara sıvı depolama tankı ve renklendirici tank boştur. Nötralize edici sıvı depolama tankının deşarj tankları, ara sıvı depolama tankı ve renklendirici tank üç tankı bağlamak için aynı anda açılabilir ve nötralize edici sıvı, ara sıvı depolama tankını ve renklendirme tankını yerçekimi ile doldurur.
Solorlaştırıcı tanka eklenen taze aktif karbon miktarı, renklendirici sıvının geçirgenliğine (yaygın olarak ışık geçirgenliği olarak bilinir) göre kontrol edilir. Çökdürücü tank numunesi filtre kağıdı ile filtrelenirse ve ışık geçirgenliği yeterli değilse, örnekleme testi kalifiye olana kadar taze aktif karbon eklenmelidir.
Ksiloz çözeltisindeki birçok pigment, nispeten düşük sıcaklıklarda aktif karbon tarafından daha kolay adsorbe edildiğinden, şeker çözeltisi, renklendirme tankına girmeden önce 50-52 derecesine soğutulmalıdır. Bu sıcaklığın bir diğer avantajı, çözüntülen çözeltinin, ön değişim öncesi değişime girerken soğutulması gerekmemesidir.
3. Katyon öncesi değişim
Birincil renksiz çözeltide bulunan kül, organik asit ve organik asitin iyon değişimi ile uzaklaştırılması gerekir. Birincil renksiz çözeltinin pH'ı yaklaşık 3.2'dir, bu açıkça asidiktir. Reçine değişim kapasitesini tam olarak kullanma açısından, önce değişim için anyon değişim kolonuna girmelidir. Bununla birlikte, nötralizasyon işleminin birincil renk çözünmüş çözeltisindeki yüksek kalsiyum içeriği nedeniyle, şeker çözeltisi yüksek bir sertliğe sahiptir ve doğrudan anyon değişim kolonuna girmek, anyon değişim reçinesinde büyük toksisiteye neden olacaktır. Bu nedenle, birincil renklendirilmiş çözeltinin katyon öncesi değişim ile yumuşatılması gerekmektedir. Önleme öncesi değişim işlemi sırasında, şeker çözeltisindeki katyonlar (esas olarak Ca 2+) hidrojen iyonları (H+) ve pH düşer. 5-2. 0. . İnorganik asit içeriği tespit edilir ve değişimden sonra değişimden önce önemli ölçüde daha büyüktür.
Ksiloz hidrolizat, esas olarak renklendirme maddelerinin ışık emme özellikleri pH'dan etkilendiğinden, geçirgenliğinin pH'ın azalmasıyla arttığı bir özelliğe sahiptir. Önleme değişimi sürecinde, reçine pigmentin bir kısmını emer ve pH aynı anda azalır, böylece geçirgenlik önemli ölçüde artar. Reçinenin değişim kapasitesi azaldıkça, pigmentleri emme yeteneği de azalır, bu nedenle çıktının geçirgenliği de senkronize azalır. Reçine değişim kapasitesinin kaybı, çıktının geçirgenliğindeki azalmadan da görülebilir.
Şeker çözeltisinde kalsiyum iyon içeriğinin saptanması nispeten karmaşık ve zaman alıcıdır. Genellikle, reçinenin geçersiz olup olmadığını tespit etmek için giriş ve çıkışın inorganik asit içeriği ve çıkışın geçirgenliği ölçülür. Şeker çözeltisinin yumuşatma etkisini sağlamak için, değişim son noktasını belirlemek için inorganik asit ve geçirgenliğin tespit edilmesine ek olarak, genellikle önleme öncesi değişimin aşırı sıvı hacminin Reçinenin hacminin 8 katını aşın.
Değişim sütunu değişim son noktasına ulaştıktan sonra, reçinenin değişim kapasitesi temel olarak kaybolur ve reçinenin değişim kapasitesini geri kazanmak için reçineyi seyreltik asit çözeltisi ile yıkama işlemine rejenerasyon denir. Seyreltik asit çözeltisi, yüksek konsantrasyonda hidrojen iyonları içerir. Rejenerasyon işlemi sırasında, hidrojen iyonları reçineye adsorbe edilen safsızlık katyonları ile değiştirilir. Safsızlık katyonları rejenerasyon atık sıvısı ile boşaltılır ve hidrojen iyonları reçineye girer. Ön katyon değişiminin rejenerasyonu tipik olarak diğer katyon değişim süreçlerinden farklıdır, çünkü sülfürik asidin rejenerasyon için kullanılamaması, ancak sadece hidroklorik asit. Ön katyon değişimi başarısız olduktan sonra büyük miktarda kalsiyum iyonu reçineye adsorbe edildiğinden, kalsiyum iyonları reçine üzerinde adsorbe edilen ve elüte edilmesi zor kalsiyum sülfat çökeltme oluşturmak için sülfat ile birleşir, bu da reçinenin şiddetli vakalarda sertleşmesine neden olur. Diğer katyon değişim süreçleri sülfürik asit veya hidroklorik asit ile rejenere edilebilir, çünkü reçinede daha az kalsiyum iyonu vardır. Sülfürik asit ile rejenerasyonun avantajı, maliyetin hidroklorik asitten biraz daha düşük olması ve hidroklorik asit ile rejenerasyonun avantajı, rejenerasyon etkisinin sülfürik asitten daha iyi olmasıdır. Tüm faktörler göz önüne alındığında, hidroklorik asit rejenerasyonu önerilir.
Hidroklorik asit miktarını kurtarmak için, ön katyon değişiminin rejenerasyonu önce geri dönüştürülmüş hidroklorik asit içine batırılabilir, daha sonra taze seyreltik hidroklorik asit içine batırılabilir ve daha sonra su ile durulanabilir. Ön katyon değişiminden sonra reçinede daha fazla kalsiyum iyonu olduğundan, su ile durulanan kullanılan seyreltik hidroklorik asit çözeltisi geri dönüştürülemez, ancak doğrudan kanalizasyon arıtma istasyonuna boşaltılır. Bu aynı zamanda diğer katyon değişim süreçlerinden de farklıdır.
4. Anyon değişimi
Önleme öncesi değişimden sonra, şeker çözeltisindeki safsızlık katyonlarının büyük bir kısmı çıkarılır ve pH 1'e düşer. 5-2. 0. Anyon değişim kolonuna geçirilir ve şeker çözeltisindeki anyonlar (esas olarak sülfat iyonları ve organik asit iyonları) anyon değişim reçinesi üzerindeki hidroksit iyonları ile hızla değiştirilir ve çıkarılır. Boşaltılan şeker çözeltisinin pH'sı keskin bir şekilde 7'ye yükselir. 5-9.<0.01%.
Anyon değişim işlemi sırasında, reçine pigmentin bir kısmını adsorbe ederken pH keskin bir şekilde yükselir. Birleşik etkinin bir sonucu olarak, anyon değişiminin erken aşamasında deşarjın geçirgenliği, yeminkinden önemli ölçüde daha yüksektir. Değişim ilerledikçe, reçinenin adsorb pigmentlerine sahip olma yeteneği de azalır ve deşarjın geçirgenliği de kademeli olarak azalır ve nihai geçirgenlik yeminkinden biraz daha düşüktür. Anyon değişim deşarjının geçirgenliğindeki azalma, reçinenin değişim kapasitesinin kaybını da yansıtır.
Anyon değişim kolonu değişimin sonuna ulaştıktan sonra, anyon reçinesi başarısız olur ve bir seyreltik alkali çözeltisi ile yıkanması ve yenilenmesi gerekir. Ksiloz endüstrisi genellikle kostik soda (sodyum hidroksit) kullanır. Seyreltli alkali çözeltisi yüksek konsantrasyonda hidroksit iyonları içerir. Rejenerasyon işlemi sırasında, hidroksit iyonları reçine üzerine adsorbe edilen safsızlık anyonları ile değiştirilir. Safsızlık anyonları rejenerasyon atık sıvısı ile boşaltılır ve hidroksit iyonları reçineye girer.
Kostik soda miktarından tasarruf etmek için, tek anyon değişiminin rejenerasyonu önce geri dönüştürülmüş alkali çözeltisine batırılabilir, daha sonra taze seyreltik alkali çözeltisi ile yıkanabilir ve daha sonra su ile durulanabilir. Geri dönüştürülmüş alkali çözeltisinin yeniden kullanıldıktan sonra boşaltılan atık alkali çözeltisi, yeniden kullanım için bir değeri yoktur ve kanalizasyon arıtma istasyonuna taburcu edilir; Ancak taze seyreltik alkali çözeltisi ile yıkandıktan sonra boşaltılan seyreltik alkali çözeltisi, daha sonra kullanım için geri dönüştürülmüş alkali havuzuna girer.
5. Tek katyon değişimi
Tek anyon değişiminden sonra, şeker çözeltisindeki safsızlık iyonlarının çoğu çıkarılır, ancak şeker çözeltisindeki safsızlık iyonlarını tamamen uzaklaştırmak için, yüksek kaliteli saflaştırılmış şeker elde etmek için katyon değişiminden ve anyon değişiminden daha fazla geçmek gerekir. çözüm. Anyon sıvısı katyon değişim kolonuna geçirildikten sonra, şeker çözeltisindeki kalan az miktarda katyon (esas olarak kalsiyum iyonları) katyon değişim reçinesi üzerindeki hidrojen iyonları ile değiştirilir ve çıkarılır. Bırakılan şeker çözeltisinin pH'sı 2'ye düşer. 5-3. 0. İnorganik asit içeriği tespit edilir. Değişimden önce tespit edilemez, ancak 0 arasındadır.
Anyon değişim işlemi sırasında reçine, pigmentin kısmını adsorbe eder ve pH aynı anda düşer, böylece boşaltılan malzemenin ışık geçirgenliği de senkronize azalır. Reçine değişim kapasitesinin kaybı, taburcu edilen malzemenin anyon değişiminde ışık geçirgenliğinden de görülebilir.
Anyon değişim kolonu değişimin sonuna ulaştıktan sonra, anyon reçinesi başarısız olur ve seyreltik hidroklorik asit ile yıkanarak rejenere edilmesi gerekir. Hidroklorik asit miktarını kurtarmak için, anyon değişiminin rejenerasyonu önce geri dönüştürülmüş hidroklorik asit içine batırılabilir, daha sonra taze seyreltik hidroklorik asit ile yıkanabilir ve daha sonra su ile durulanabilir. Geri dönüştürülmüş hidroklorik asit çözeltisinin yeniden kullanıldıktan sonra boşaltılan atık asit, yeniden kullanım için bir değeri yoktur ve kanalizasyon arıtma istasyonuna deşarj edilir; ancak taze seyreltik hidroklorik asit çözeltisi sonrasında boşaltılan seyreltik hidroklorik asit çözeltisi, daha sonra kullanım için geri dönüştürülmüş asit havuzuna yıkanır.
6. Birincil buharlaşma
Hidrolizattaki şeker konsantrasyonu (yaygın olarak şeker konsantrasyonu olarak bilinir) genellikle 6'dır. 0-8.% 5 kırılma indisi. Yeni iyon değişim sütunu kullanıldığında ve devre dışı bırakıldığında seyreltileceğinden, şeker çözeltisi konsantrasyonu 4'e düşer. 5-6. negatif ve biri olumlu. Şeker çözeltisinin konsantrasyonu 26'ya yükseltilir. 0-28. Aynı zamanda, şeker çözeltisindeki safsızlıkların konsantrasyonu da büyük ölçüde artar, bu da sonraki saflaştırma işlemi için kolaylık sağlar ve sonraki saflaştırmadan sonra şeker çözeltisinin kalitesini sağlar (aynı safsızlık içeriği altında, şeker konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa , saflığı o kadar yüksek olursa).
Birincil pozitif sıvı, sırayla dört etkili düşen film buharlaştırıcısının birinci, ikinci, üçüncü ve dördüncü etkilerine pompalanır ve daha sonra dördüncü etkiden çıktıktan sonra ikincil renklendirmeye gönderilir. Şeker sıvısı her etkiden aktığında, her etki suyun bir kısmını buharlaştırır ve çıkarır ve şeker konsantrasyonu her etki ile artar. Buharlaşma deşarjının şeker konsantrasyonu, ilk etkiye giren ısıtmalı taze buhar miktarı ayarlanarak kontrol edilebilir. Enco
Şirket, buharlaşmanın tam otomatik çalışmasını gerçekleştirmek için dört etkili düşen film buharlaştırıcısı için otomatik kontrol cihazları sağlayabilir, böylece buharlaşma operatörünü ortadan kaldırabilir.
Şeker sıvısında bulunan izovolatil organik asitlerin bir kısmı da buharlaştırılır ve buharlaşma işlemi sırasında çıkarılır, bazıları vakum pompası tarafından pompalanır ve bazıları kondens suyuna girer. Birincil buharlaşma tarafından üretilen kondens suyu büyük miktarda organik asit içerir, bu nedenle geri dönüşüm için uygun değildir ve genellikle doğrudan kanalizasyon arıtma istasyonuna boşaltılır.
7. İkincil renklendirme
Şeker sıvısı birincil buharlaşmadan geçtikten sonra konsantrasyon artar ve içindeki renkli maddelerin konsantrasyonu aynı zamanda da artar. Ek olarak, bazı organik maddeler yüksek buharlaşma sıcaklığı etkisi altında yeni renkli maddeler üretir. Birincil buharlaşmadan sonra şeker sıvısının ışık geçirgenliği yaklaşık% 20'ye düşer.
İkincil renklendirme, aktif karbon tüketimini azaltmak için birincil renklendirme gibi yarı-mahkeme akımı renklendirme işlemini de kullanabilir. İlk buharlaşmadan sonra, şeker çözeltisinin sıcaklığı 60 ila 65 derecedir. Birincil renk çözülmesinden farklı olarak, ikincil renklendirmenin şeker çözeltisini soğutması gerekmez.
8. İki-Anion Borsası
İkincil renklendirmeden sonra, şeker çözeltisinin pH'ı 1.8 ila 2.3 arasındadır ve safsızlık iyonlarını çıkarmaya devam etmek için ikincil iyon değişim sürecine gönderilir.
İkincil borsa yükü, birincil borsadan çok daha küçüktür. Ksiloz endüstrisinde ikincil değişim yapmanın birçok yolu vardır: biri önce iki anyon ve daha sonra iki yangdan geçmektir; Diğeri önce iki yang ve sonra iki anyondan geçmektir; Diğeri, Yang sütununu ve anyon kolonunu seri olarak kullanmak, aynı anda kullanılmak ve aynı zamanda yenilenmektir. İlk yöntem en düşük asit ve alkali tüketimine sahiptir, ikinci yöntem anyon reçinesi için daha iyi korumaya sahiptir ve üçüncü yöntem çalıştırılması en uygun olanıdır. İlk yöntemi kullanmanız önerilir.
İki anyon değişiminden sonra, ikincil renksiz sıvının pH'ı 7'ye yükselir. 0-8. 0. Erken deşarjın geçirgenliği yeminkinden önemli ölçüde daha yüksektir, ancak değişim ilerledikçe, reçinenin adsorb pigmentlerine yeteneği de azalır ve deşarjın geçirgenliği kademeli olarak azalır ve son olarak iletim, yem.
İki anyon değişim sütunu değişimin sonuna ulaştıktan sonra, kostik soda (sodyum hidroksit) seyreltilmiş alkali çözeltisi ile yenilenir. İki anyon değişimine ulaşan şeker çözeltisinin kalitesi zaten çok iyi olduğundan, iki anyon rejenerasyonu artık geri dönüştürülmüş alkali çözeltisine batırılamaz, ancak sadece taze seyreltik alkali çözeltisine batırılabilir ve daha sonra su ile durulanabilir. Taze seyreltik alkali çözeltisi yıkandıktan sonra boşaltılan seyreltik alkali çözeltisi, daha sonra kullanım için geri kazanım alkali havuzuna girer.
9. İki Yang Borsası
İki yinelik değişimden sonra, iki-yn sıvının pH'ı 3'e geri döner. 5-5.
İki yang değişim sütunu değişimin sonuna ulaştıktan sonra, seyreltik hidroklorik asit ile yenilenir. İki yang rejenerasyonu artık geri dönüştürülmüş asit içine batırılamaz, ancak sadece taze seyreltik asit ile yıkanabilir ve daha sonra su ile durulanabilir. Taze seyreltik asit yıkamasından sonra boşaltılan seyreltik asit, daha sonra kullanım için geri dönüştürülmüş asit havuzuna girer.
10. Üç kez seri değişim
Şeker çözeltisi üç kez değişime girdikten sonra zaten çok saftır. Üç kez değişimin yükü son derece küçüktür, ancak üç kez değişim şeker çözümünün kalitesini tam olarak garanti etmede büyük bir rol oynamaktadır. Üç kez değişimin yükü küçük olduğundan, adımlarla alışverişe gerek yoktur ve Yin ve Yang sütunları genellikle seri olarak değiştirilir.
Enco Company, şeker çözümünün kalitesini daha iyi garanti edebilecek ve iyon değişim reçinesinin değişim kapasitesini tam olarak kullanabilecek özel bir seri değişim yöntemi getirdi. Yani altı iyon değişim sütunu kullanılır:
1 Negatif Sütun, No. 2 Pozitif Sütun, No. 3 Negatif Sütun, No. 4 Pozitif Sütun, No. 5 negatif sütun ve 6 numaralı pozitif sütun.
Sütun 2, 4 ve 6'nın deşarjının iletkenlik endeksi, değişim sütununun başarısızlığını yargılamak için kullanılır.
Şeker çözeltisi ilk olarak 1- → no. 2- → hayır. 3- → hayır. 4. Sütun 1 ve 2 önce başarısız olur ve regenerasyon için değişim durdurulur; Şeker çözeltisinin akış yönü No. 3- → no. 4- → hayır. 5- → hayır. 6 Değişim için.
Sütun 3 ve 4 önce başarısız olur ve değişim rejenerasyon için durdurulur; Şeker çözeltisinin akış yönü No. 5- → hayır olarak değiştirilir. 6- → hayır. 1- → hayır. 2 Değişim için. Sütun 5 ve 6 önce başarısız olur ve yenilenme için değişim durdurulur. Bu döngü tekrarlanır ve değişimler ve rejenerasyon sırayla gerçekleştirilir.
Üç seri borsadan sonra, şeker çözeltisinin pH'ı 5'dir. 0-6. Üçüncül değişim kolonunun yenilenmesi sadece taze seyreltik kostik soda çözeltisi veya taze seyreltik hidroklorik asit çözeltisi kullanabilir. Kullanıldıktan sonra boşaltılan seyreltik kostik soda çözeltisi veya taze seyreltik hidroklorik asit çözeltisi, geri kazanım alkali havuzuna ve geri kazanım asit havuzuna girer.
Dört. Çıkarma Bölümü (Bitmiş Ürün Bölümü)
1. İkincil konsantrasyon
Üç fazlı sıvı, ikincil konsantrasyon için çok etkili düşen film buharlaştırıcısına pompalanır. Şeker çözeltisi her etkiden aktığında, her etki suyun bir kısmını buharlaştırır ve çıkarır ve şeker konsantrasyonu her etki ile artar. Buharlaşma deşarjının şeker konsantrasyonu, ilk etkiye giren taze ısıtma buharının miktarı ayarlanarak kontrol edilebilir. Şeker çözeltisi%55-60} kırılma indeksine konsantre edildikten sonra, üçüncü konsantrasyona gönderilir.
İkinci konsantrasyonda besleme şekeri çözeltisi çok saf olduğundan, içindeki şekersiz organik safsızlıklar daha iyi bir şekilde çıkarılır. Bu nedenle, buharlaşma ile üretilen yoğunlaştırılmış su da nispeten saftır ve geri dönüştürülebilir. Genellikle atık kalıntı tedavisi bölümüne cüruf yıkama suyu olarak gönderilir.
2. üçüncü konsantrasyon
İkincil konsantrasyondan sonra şurup, üçüncü konsantrasyon için standart evaporatöre vakum emilir. Malzeme konsantre olurken ve eklenirken, şurup konsantrasyonu ve sıvı seviyesi kademeli olarak artar. Suyun buharlaşma hızı, ısıtma buharı miktarı ayarlanarak kontrol edilebilir ve konsantrasyon ve sıvı seviyesi yükselme hızı, besleme miktarı ayarlanarak kontrol edilebilir. Evaporatör tam sıvı seviyesine ulaştığında konsantrasyonun deşarj konsantrasyonuna yakın olması en iyisidir. Tam sıvı seviyesinde beslenmeyi bırakın ve konsantrasyon deşarj konsantrasyonuna ulaşana kadar bir süre konsantre olmaya devam edin ve doğal kristalizasyon tarafından üretilen kristal miktarı yeterlidir. Ardından ısıtma buharını kapatın, vakum pompasını durdurun, vakumu kırın ve bir konsantrasyon döngüsünü tamamlamak için malzemeyi kristalleştiriciye deşarj edin.
Standart buharlaştırıcı bir konsantrasyon döngüsünü tamamladıktan sonra, boşaltmak, şeker çözeltisini yeniden takmak için vakum pompasını başlatabilir ve daha sonra yeniden konsantrasyon için ısıtma buharını açabilirsiniz. Şeker çözeltisini konsantre etme işlemini tamamlamak için bu döngü tekrarlanır.
Konsantrasyon için standart bir buharlaştırıcı kullanılırken, aşırı kalınlık nedeniyle besleme borusunu bloke etmediği sürece besleme şurubu konsantrasyonu nispeten yüksek olabilir. Bu şekilde, konsantre şeker çözeltisi içindeki suyun çoğu, ikincil konsantrasyon için çok etkili buharlaştırıcı tarafından çıkarılır ve üçüncül konsantrasyon için tek etkili standart buharlaştırıcı tarafından sadece küçük bir parça çıkarılır.
3. Soğutma kristalleşmesi
Üç konsantrasyondan sonra üretilen kristallerle şeker macunu kristalleştiriciye girdikten sonra, şeker macununun soğutma hızı, kristalizör ceketindeki dolaşımdaki soğutma suyunun sıcaklığı ve merkezi soğutma bobini ayarlanarak kontrol edilebilir.
Kristalleşmenin başlangıcında, kristal taneler hala küçük ve kristallerin toplam yüzey alanı da küçük, kristalizasyon hızı da yavaş ve daha yavaş bir soğutma hızının kontrol edilmesi gerektiğinden; Kristalleşmenin sonraki aşamasında, kristal taneler büyüdüğü ve kristallerin toplam yüzey alanı da büyük olduğundan, kristalizasyon hızı da hızlıdır ve daha hızlı bir soğutma hızı kontrol edilebilir.
4. Santrifüj ayrımı
Kristalleştirme tamamlandıktan sonra, şeker macunu yerçekimi ile besleme oluğuna akar ve daha sonra besleme olukundan her santrifüje akar. Şeker macunu sedimantasyondan önlemek için, besleme oluğunun sürekli karıştırılması ve ceket sabit sıcaklıkta dolaşan bir suda tutulması gerekir. Şeker macunu santrifüje girdikten sonra, santrifüj tarafından yüksek hızda dönmesi için sürülür ve şeker macununun ağırlığının yüzlerce hatta binlerce katı bir santrifüj kuvvet üretir. Santrifüj kuvvetin etkisi altında, şeker macunun ana likörü santrifüj davul üzerindeki ekrandan atılır ve kristaller tamburda bloke edilir. Ayrılmanın sonraki aşamasında, kristaller temiz su ile yıkanır ve yıkama sıvısı üretim hattına geri döner. Yıkadıktan sonra, yıkama suyunu tamamen kurutmak için bir süre santrifüj etmeye devam edin, daha sonra ksiloz kristallerini boşaltmak için santrifüjü durdurun ve bir vida konveyöründen kurumaya gönderin.
5. Kurutma
Kurutucuya girdikten sonra, ksiloz kristalleri sıcak hava tarafından üflenir ve akışkanlaştırılmış bir durumda sıcak havada yarı süspansiyon olur. Ksiloz kristalleri, kurutucudan geçerken sıcak hava ile tamamen temas halindedir. Kurutmadan sonra kristalize ksilozun nem içeriği, besleme hızı, hava hacmi ve hava sıcaklığı ayarlanarak kontrol edilebilir. Besleme hızı veya hava hacmi ne kadar yavaş olursa, malzeme sıcak havaya o kadar tamamen temas eder ve boşaltılan malzemenin nem içeriği o kadar düşük olur; Hava sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, nem o kadar hızlı buharlaşır ve boşaltılan malzemenin nem içeriği o kadar düşük olur.
Ksiloz kristalleri kurutucuya girmeden önce, kurutucu önce başlatılmalı ve hava hacmi ve hava sıcaklığı stabil olacak şekilde ayarlanmıştır. Kurutucu ve sıcak hava, ancak tüm kristalize ksiloz kurutulduktan ve boşaltıldıktan sonra kapatılabilir.
6. Ambalaj
Ksiloz endüstrisi şu anda çoğunlukla manuel ambalaj kullanıyor. Kurutulmuş kristalize ksiloz kurutucudan çıktıktan sonra, kare oluk alan paslanmaz çelik içine düşer ve daha sonra bir kaşık kovası ile kepçelenir ve plastik bir film iç torbasıyla kaplanmış ambalaj torbasına doldurulur. Aynı zamanda, bir ölçeğe göre tartılır. Dolgu ağırlığı gerekli ağırlığa ulaştığında, iç torba plastik bir halatla bağlanır ve dış torba bir dikiş makinesi ile kapatılır. Ambalaj sırasında, bitmiş ürün analizi ve testi için numuneler alıcı kare oluktan alınmalıdır.
Kristalize ksiloz paketlendikten sonra, bitmiş bir ürün haline gelir ve depolamaya gönderilir veya doğrudan satılır.
Beş. Atık Kalıntı Tedavisi Bölümü
Hidroliz bölümündeki hidroliz kabından püskürtülen mısır koçanı atık kalıntısı, cüruf püskürtme havuzuna girer ve iyon değişimiyle geri kazanılan tatlı su ilave edilir (değişimin başlangıcında şeker üst su veya ince şeker sıvısı konsantrasyonu ile<1% flowing out of the water top sugar before regeneration is called sweet water), and the stirring is turned on to make a slag suspension. Then the slag suspension is sent to the high-level storage tank with stirring by a non-clogging slag slurry centrifugal pump, and then flows to the horizontal spiral unloading centrifuge for continuous separation and dehydration to obtain dry slag and turbid slag water containing a large amount of fine slag. The dry slag is sent to the slag coal mixed combustion boiler, first dried by the flue gas flow, and then sent to the furnace for incineration by wind. The turbid slag water is sent to the plate and frame filter press or the folded belt vacuum filter for filtration, the filter cake is mixed with the dry slag for incineration, and the filtrate enters the slag cleaning water pool.
Cüruf su havuzundaki cüruf suyu, yıkama sıvısı yapmak için hammadde olarak hidroliz bölümüne pompalanır. Kalıntı süspansiyonunu hazırlamak için Corncob atık tortusu tatlı su ile ilave edildiğinde, eklenen su miktarı kontrol edilmelidir, böylece elde edilen nihai cüruf suyu hidroliz bölümünde yıkama sıvısı yapmak için gereken hammaddeye eşittir. yetersiz veya aşırı olmadan. Bu şekilde, atık kalıntısında bulunan ksiloz tamamen geri kazanılabilir.
Bölüm 3 Su tasarrufu, enerji tasarrufu ve çevre koruması
Bir. Su tasarrufu önlemleri
Ksiloz endüstrisinin dikkate değer bir özelliği yüksek su tüketimidir. 2003'ten önce, bazı işletmeler 1 ton ksiloz üretmek için 1'den fazla, 000 ton su tüketti ve bazıları 600 tondan fazla tüketti. 2003'ten sonra, tüm işletmeler su korumasına dikkat etmeye başladı. Çoğu işletme, ton ksiloz başına su tüketimini 400 tonun altına düşürdü ve bazı işletmeler onu yaklaşık 260 tona düşürdü. Şu anda, ksiloz fiyatı yüksektir ve ksiloz ve ksilitol arzı yetersizdir.
Ksiloz fiyatı 30, 000 yuan/ton aştı ve mısır koçanı hammaddeleri yarışmasında furfural endüstrisine karşı mutlak bir avantajı var. Su tüketimi ve atık su deşarjı, ksiloz endüstrisinin hızlı gelişimini kısıtlayan temel faktörler haline gelmiştir. Bu nedenle, ksiloz işletmeleri su tasarrufuna tüm dikkat etmeli ve su tasarrufu tesislerine yatırımı artırmalıdır. Ksiloz endüstrisinde yaygın su tasarrufu önlemleri aşağıda listelenmiştir:
1. Mısır koçanı yıkama
Çoğu ksiloz şirketi, mısır koçanı yıkamak için kağıt yapım endüstrisinden tanıtılan hidrolik hamur kırıcıları kullanır. 3, 000 T/H ksiloz üretim hattı için, hidrolik hamur kırıcı çalışma sırasında yaklaşık 70 T/s su tüketir ve destekleyici motor gücü 55kW'dır. Hidrolik hamur kırıcı, mısır koçanı yıkamak için bir mekanik kürek çarkı yıkama makinesi ile değiştirilir. Operasyon sırasında su tüketimi yaklaşık 20 t/s'dir ve destekleyici motor gücü 2,2kW'dır, bu da hem elektrik hem de su tasarrufu sağlar. Bu şekilde, iyon değişim işleminden geri kazanılan yıkama suyu ve buharlaşma işlemi, tatlı su eklemeden mısır koçanı yıkama ihtiyaçlarını karşılayabilir.
2. İyon Değişim Süreci
İyon değişim kolonunun rejenerasyonunun özelliklerine göre, temiz ve kirli suyu iyon değişim sütununun yenilenmesinden ayırmak ve kategoriler halinde saklamak için bazı ekipmanlar eklenir. Başlangıçta, iyon değişim sütunundaki atık su, yüksek morina nedeniyle geri dönüştürülemez ve kanalizasyon olarak boşaltılır. Orta dönemdeki atık morina, geri dönüştürülür ve mısır koçanı yıkamak için gönderilen 500 ila 1000 arasındadır. Son dönemde atık morina 500'ün altındadır ve bir sonraki iyon değişim kolonu rejenerasyonunun erken yıkama suyu için toplanır, böylece işlem suyunun geri dönüşümünü ve temiz su tasarrufu sağlar.
3. Buharlaşma süreci
Buharlaşma işlemindeki kondansatör için soğutma suyu artık tatlı su değil, dolaşımdaki soğutma suyu kullanıyor. Dolaşımdaki soğutma suyu soğutma kulesi tarafından soğutulur ve ikmal suyu, anyon değişim kolonu tarafından üretilen alkalin yıkama suyuna dayanır; Buharlaşma işleminin dolaşımdaki soğutma suyu sistemine bir plaka ısı değiştiricisi eklenir ve iyon değişim suyunun dolaşımdaki soğutma suyuyla ısıyı değiştirmesine izin vererek soğutma kulesinin soğutma yükünü azaltırken, soğutma kulesinin soğutma miktarını azaltır, Kule ve dolaşımdaki soğutma suyunun ikmalini kurtarmak.
4. Buhar kondensinin geri kazanılması
Evaporatörün ilk etkisinde, buhar kondensini geri kazanmak ve kazanın su tüketimini azaltabilen kazana göndermek için bir buhar suyu ayırıcı ve bir kondens depolama tankı ve eşleşen bir pompa ekleyin. Aynı zamanda, kondensatın yüksek sıcaklığı da kömür tüketimini azaltabilir.
5. Su Tedarik Atölyesi
Su temini atölyesi, tuzdan arındırılmış su üretmek için elektrodiyaliz veya ters ozmoz gibi yeni su arıtma ekipmanları kullanır. Tuzlu su, ksiloz atölyesindeki iyon değişim kolonunu yıkamak için kazan suyu veya su için kullanılır, bu da iyon değişim kolonunun yükünü önemli ölçüde azaltabilir ve iyon değişim kolonunun hizmet ömrünü uzatabilir, böylece iyon değişim sayısını azaltabilir Sütun rejenerasyonları ve iyon değişim kolonunu yıkamak için kullanılan suyun azaltılması.
İki.
Ksiloz atölyesi esas olarak hidroliz, buharlaşma ve kurutma olmak üzere üç işlemin yanı sıra atölye ısıtması için buhar enerjisi tüketimi vardır. Bu süreçlerde buhar tüketiminden tasarruf ederek enerji tasarrufu sağlanabilir. Tabii ki, kömür tüketimini azaltmak için yakalanma için cüruf koal karışık yanma kazanına atık cürufunun gönderilmesi de önemli bir enerji tasarrufu önlemidir. Yaygın enerji tasarrufu önlemleri aşağıdaki gibidir:
1. Hidroliz işleminde enerji tasarrufu
Hidroliz işlemi, ksiloz üretim hattında önemli bir enerji tüketicisidir. Hidroliz tenceresine giren sıvıyı tam olarak ısıtmak için her işlemin atık ısısını kullanmak, hidrolizin buhar tüketimini azaltabilir; Yüksek sıcaklıklı atık su ve yüksek sıcaklık hidroliz sıvısı boşaltıldığında yayılan ısı kaynağı da dahil olmak üzere hidroliz işlemi sırasında boşaltılan ısı kaynağı, flaş buharlaşma yoluyla ikincil buhar elde edebilir, bu da buharın ısıtılması için kullanılan buhar elde edebilir, çoklu taşıyıcı sistemi; Hidroliz yalıtım işlemi sırasında üst egzoz borusundan boşaltılan buhar, ikinci etkilerde buharın ısıtılması için çoklu buharlaşma sistemine de geri kazanılabilir; Hidroliz tarafından püskürtülen yüksek sıcaklık atık cürufu, ısıtma bobininden ısıtılması gereken sıvıyı ısıtmak için kullanılabilir.
2. Buharlaşma sürecinde enerji tasarrufu
Kazan buhar basıncını 0. Şeker çözeltisi konsantrasyonunun arttırılması Üç kez tek etkili standart buharlaştırıcıya giren ve üç kez buharlaştırma için ısı kaynağı olarak ikincil buharlaştırıcının ilk etkisinden ikincil buharı kullanan buharlaşma buhar tüketiminden tasarruf edebilir.
3. Kurutma işleminde enerji tasarrufu
Kurutma işlemi, buharlaşma buhar tüketiminden tasarruf edebilen ksiloz kristallerinin kısa devre olgusunu azaltmak için daha gelişmiş bir sabit akışkan yatak veya titreşimli akışkan yatak kullanır.
4. cüruf yakma
Atık cürufunun yakılması buhar tüketimini azaltamaz, ancak kömür tüketimini azaltabilir ve işletmenin enerji maliyetini azaltabilir. Atık cürufunu yakarak, 1 ton ksiloz üretmesinde tüketilen 5000 kcal kömür 6 ila 7 tondan 2 ila 3 tona düşürülebilir.
Üç. Çevre Koruması
Ksiloz işletmelerinin çevre korumasında iyi bir iş yapmak için kirlilik kaynağından başlamalıyız. Üretilen kirleticiler sadece standartları karşılamak için tedavi edilmemeli, aynı zamanda kirleticilerin üretimi de sınırlı sosyal kaynaklardan tasarruf etmek için mümkün olduğunca azaltılmalıdır. Bu aşamada, ülkemin çevre koruması toplam kirlilik kontrolü uyguladı. Taburculuk sadece standartları karşılamakla kalmaz, aynı zamanda toplam COD deşarjı da bölge tarafından kontrol edilir.
Ksiloz endüstrisi tarafından üretilen kapsamlı atık suyun COD'si genellikle 5000 ila 8000 arasındadır. Anaerobik fermantasyon yoluyla COD 1200 ila 1500 arasında düşürülebilir ve üretilen biyogaz yakma için kazana gönderilebilir.
Anaerobik fermantasyon, aerobik fermantasyon ve havalandırma işleminden sonra, COD 100'in altına düşürülebilir ve endüstriyel atık su için birinci seviye deşarj standardına ulaşabilir.