专利名称：一种木糖醇生产工艺的制作方法木糖醇是一种白色结晶体，其甜度与蔗糖相当，能量相当于葡萄糖，因其具有防龋功能，人体代谢不需要胰岛素参与，同时能改善多种疾病具有很好的效果，被应用在很多领域。目前木糖醇的生产工艺还是以化学法为主，一般以富含戊聚糖的植物纤维为原料，经过水解、纯化及离子交换等步骤得到木糖，但是生产过程中产生的污水较多，严重的污染了环境，并且收率低。
为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供一种木糖醇生产工艺，该工艺仍以化学法为主，净化水在生产过程中重复使用大量降低水耗，避免了环境污染，并且产糖率高，木糖收率高。本发明所采取的技术方案是木糖醇生产工艺包括下列步骤 (I)原料粉碎去杂去水干玉米芯送往振动筛前贮料斗，由贮料斗用传送带送振动筛除杂，振动筛除杂后用传送带将原料送至粉碎机前贮料斗，开动粉碎机进行粉碎加工，粉碎粒度< 5 mm,玉米芯原料连续粉碎由原来连续粉碎一粗粉碎+搓磨改进为分段粉碎，效率大为提高并且降低电耗。经粉碎加工的原料落入贮料斗，用传送带送至细磨前贮料斗，用传送带将贮料斗粉料送至细磨机上方料斗，水浸30分钟进入细磨机进行湿磨，经细磨加工的料粉落入贮料斗，用传送带和提升机送至热水抽提罐上方贮料斗，从85°C热水罐用泵往热水抽提罐中注入热水，热水的重量与原料重量相等，放料入热水抽提罐，接着向热水抽提罐注入2倍原料重量的85°C热水；开启加热通蒸汽阀门，向热水抽提罐通蒸汽加热，压力值< 3kg/cm 2，控制温度在120-130°C之间，保温l_2h后放料； (2)水洗a.热水抽提罐中固液混合物料注入水洗罐,接着开启水洗罐底部吸滤网口阀门，开动吸滤泵，分流一部分水入高温废水液贮罐，水洗罐中固形物料沉降，开启上吸管阀门，吸滤物料上层废水注入高温废水贮罐，吸尽上层废水，开底部吸滤阀门和泵，吸滤物料层间所含废水，直到吸尽为止； b.水洗罐内排放高温废水后，用水泵计量从冷水罐内输送冷水注入水洗罐，注入水量为物料重量的两倍，开动搅拌机，搅拌12分钟，用上滤管吸滤物料上层废液，上层废液排尽，改用水洗罐底部滤网吸滤物料层间所含废水，直到排尽废水为止，为一次水洗，共进行四次水洗操作，剩余物料为纯净纤维素，多缩戊糖和木质素； (3)废水净化处理及系统循环使用
a.热水抽提及水洗系统中产生的废水溶液，内含次要成分，呈颗粒悬浮或溶解状态，浓度约为1%左右；b.水解罐中吸滤网为一级过滤，滤网为450目，过滤后截留干物质为纤维素、多缩戊糖和木质素，用去水解，废水液进行二级过滤；
c.二级过滤
二级过滤器为全自动过滤装置，自动过滤自动清除滤渣，过滤清液和浓缩残渣分别注入贮罐，浓缩残渣通过滤网回收,过滤清液去三级过滤；d.三级过滤
三级过滤器为全自动过滤装置，自动过滤和 清渣，过滤清液为纯净水级别，在系统中循环使用，浓缩残渣经滤网回收去生产有机肥，过滤水合并到系统循环生产用水中；通过多次过滤和过滤清液为纯水级别，生产木糖过程中，最终实现了生产全过程无污染。(4)水解
a.一次水解在水洗罐内加入占原料重量O. 3-0. 8%的浓H2SO4搅拌悬浮，浓H2SO4水溶液先用水稀释，再加入55°C、重量为原料2倍的热水，将固液混合物料注入水解罐(I)中，开启水解罐(I)夹层蒸汽入口阀门，通蒸汽加热，开启夹层出口蒸汽阀门，疏水阀门，力口热升温，在105°C _120°C之间保温I. 5-2小时；之后将水解罐(I)内的料液泵入到水解木糖液贮罐(I)内；
b.一次水解木糖溶液在水解木糖液贮罐(I)中，经开启罐底部吸滤网口阀门，用吸滤泵将水解液注入水解液冷却贮罐中，用高温水解木糖液通过盘管对55°C热水贮罐中低温水加热，达到降温(冷却)至40 0C，高温水解木糖溶液贮罐中有罐内盘管，用液泵抽55 °C罐内低温水经过罐内盘管加热，不停流动使用水升温至55°C，同时冷却115°C罐内木糖溶液，在下一次来液前将水解木糖液倒运至另一贮罐去做二级过滤；
c.水解木糖溶液贮罐(I)中，加入重量为原料2倍的55°C温水，加入占原料重量
O.3-0. 8%的浓H2SO4，将水解木糖溶液贮罐(I)中混合物料送至水解罐(2)中，在水解罐(2)中进行二次水解，在水解罐(2)中进行二次水解工艺与一次水解完全相同，保温到时，将二次水解固液混合木糖溶液用输料泵注入水解木糖溶液贮罐(2)中；
d.在水解木糖溶液贮罐(2)中，利用底部吸滤网吸滤木糖溶液用输液泵输送注入水洗罐高温水蒸煮工序中，作物料载体，用泵输送注入水解罐(I)中，进行新原料的一次水解；
e.在水解木糖溶液贮罐(2)中，滤渣注入重量为原料2倍的55°C温水，用泵输送至水解罐(3)，搅拌12分钟，停止搅拌，用底部滤网吸滤水解木糖溶液，用泵送至水解木糖溶液贮罐(3)中，再用泵输送至水解木糖溶液贮罐(I)中，加O. 3-0. 8% H2SO4新配水解溶液作为载体将一次水解渣用泵输送至水解罐(2)中，进行二次水解；
f.水解罐(3)中剩下水解渣，加入质量浓度为O.5-l%Na0H溶液，溶液的重量为原料重量的1-1. 5倍，用输料泵送至分离提取纤维素/木质素工序的碱煮罐，至此，完成了二次水解和一次水洗的连续法水解；充分水解防止木糖损失，提高了产糖率，由原来用10吨玉米芯生产I吨木糖，提高到6吨玉米芯原料生产I吨木糖的国内外最先进水平。(5)木糖溶液离子交换
a.阳离子交换
阳离子树脂MTl装树脂柱# IMX 2M/柱X 3柱X 3组，经过二级过滤的木糖溶液从阳离子交换前贮罐用输液泵送至阳离子交换高位罐，高位罐中的木糖溶液由流量计控制流量，自动流入MTl树脂柱，流入MTl树脂柱的木糖溶液经树脂柱液体分布器，树脂柱中流出的木糖溶液流入阳离子交换柱下贮罐；
b.阴离子交换
阴离子MT2装树脂柱# 1MX2M/柱X3柱X3组，经过阳离子交换的木糖溶液从贮罐中，用输液泵注入阴离子高位罐，通过流量计控制流入阴树脂柱，全部阴树脂参加阴离子交换，阴离子交换柱下口流出液流入下贮罐，直接送入三级过滤器前贮罐再进行三级过滤；
(6)木糖溶液三级过滤
木糖溶液经过离子交换后，进行三级过滤，三级过滤木糖溶液注入冷浓缩贮罐，待冷浓缩，三级过滤浓缩液经过过滤网回收杂质去碱煮，滤液返回三级过滤器重新过滤； (7)木糖溶液冷浓缩
经过三级过滤的木糖溶液注入冷浓缩前贮罐，使浓缩由水解原始浓度20%提升到40%-45%，浓缩液注入喷雾干燥塔前贮罐，待喷雾干燥，冷浓缩清水中含有少量木糖，返回50°C温水罐配置水解液，循环使用；改进了冷浓缩系统，冷浓缩后的浓度有很大提高，也相应的提高产糖率，为后续蒸发浓缩工序，降低能耗起到很大作用。⑶喷雾干燥
采用喷雾干燥塔对45-50%木糖浓缩液进行喷雾干燥，得到细粉状木糖干粉。本发明的有益效果是本发明玉米芯原料粉碎为塑粉碎加搓磨，与原来的分段粉碎相比粉碎效率大为提高，而且降低电耗。通过水洗和固液分离将主要成分提取去水解工序，废水及所含次要成分通过一二三级过滤将次要成分提取去生产有机肥，废水净化成纯净水标准在此循环中重复使用，此工艺经净化水处理后回收水96%以上。高温水蒸煮和水洗的废水采用二次过滤净化工序，提取次要成分生产有机肥使净化水在生产过程中重复使用大量降低水耗。充分水解防止木糖工艺损失木糖，采取本工艺，提高产糖率，将原来10吨玉米芯原料产I吨木糖提高到6吨玉米芯原料产I吨木糖，产率大幅度提高。

该工艺包括下列步骤
(1)原料粉碎去杂去水干玉米芯4.2T送往振动筛前贮料斗，由贮料斗用传送带送振动筛除杂，振动筛除杂后用传送带将原料送至粉碎机前贮料斗，开动粉碎机进行粉碎加工，粉碎粒度< 5 mm,玉米芯原料粉碎由原来的连续粉碎一粗粉碎+搓磨改进为分段粉碎，使粉碎率大为提高而且降低电耗。经粉碎加工的原料落入贮料斗，用传送带送至细磨前贮料斗，用传送带将贮料斗粉料送至细磨机上方料斗，水浸30分钟进入细磨机进行湿磨，经细磨加工的料粉落入贮料斗，用传送带和提升机送至热水抽提罐上方贮料斗，从85°C热水罐用泵往热水抽提罐中注入4. 5T热水，放料入热水抽提罐，接着向热水抽提罐注入9T的85°C热水；开启加热通蒸汽阀门，向热水抽提罐通蒸汽加热，压力值< 3 kg / cm 2，控制温度在120-130°C之间，保温2h后放料；
(2)水洗
a.热水抽提罐中固液混合物料注入水洗罐,接着开启水洗罐底部吸滤网口阀门，开动吸滤泵，分流一部分水入高温废水液贮罐，水洗罐中固形物料沉降，开启上吸管阀门，吸滤物料上层废水注入高温废水贮罐，吸尽上层废水，开底部吸滤阀门和泵，吸滤物料层间所含废水，直到吸尽为止；高温废水贮罐注入13T高温水，用液泵输送85°C热水罐内低温水在高温废水罐内盘管中不停运转加热，加热85°C热水罐内低温水升温到85°C，高温废水罐内高温废水在下一次热水抽提罐排放物料前用泵送至水洗废水贮罐，空出高温废水罐，经热水抽提罐经水洗罐排放至高温废水罐使用。b.水洗罐内排放高温废水后，用水泵计量从冷水罐内输送冷水注入水洗罐，注入水量为7T，开动搅拌机，搅拌12分钟，用上滤管吸滤物料上层废液，上层废液排尽，改用水洗罐底部滤网吸滤物料层间所含废水，直到排尽废水为止，为一次水洗，共进行四次水洗操作，剩余物料为纯净纤维素，多缩戊糖和木质素；木糖生产中实现了生产木糖的全过程中无污染。(3)废水净化处理及系统循环使用 a.热水抽提及水洗系统中产生的废水溶液，内含次要成分，呈颗粒悬浮或溶解状态，浓度约为1%左右。b.水解罐中吸滤网为一级过滤，滤网为450目，过滤后截留干物质为纤维素、多缩戊糖和木质素，用去水解，废水液进行二级过滤。c. 二级过滤
二级过滤器为全自动过滤装置，自动过滤自动清除滤渣，过滤清液和浓缩残渣分别注入贮罐，浓缩残渣通过滤网回收，过滤清液去三级过滤，残渣为次要成分去生产有机肥。d.三级过滤
三级过滤器为全自动过滤装置，自动过滤和清渣，过滤清液为纯净水级别，在系统中循环使用，浓缩残渣经滤网回收去生产有机肥，过滤水合并到系统循环生产用水中，此系统次要成分回收去生产有机肥，不产生固液物料废气排放，实现清洁生产。提高过滤精度，从而提闻了木糖的纯度，同时也相应的提闻了木糖的广糖率。(4)水解
a. 一次水解在水洗罐内加入30公斤的浓H2SO4 (98%)搅拌悬浮，浓H2SO4水溶液先用水稀释，再加入55°C、8T热水，将固液混合物料注入水解罐(I)中，开启水解罐(I)夹层蒸汽入口阀门，通蒸汽加热，开启夹层出口蒸汽阀门，疏水阀门，加热升温，在105°C-120°C之间保温2小时；之后将水解罐(I)内的料液泵入到水解木糖液贮罐(I)内。b. 一次水解木糖溶液在水解木糖液贮罐(I)中，经开启罐底部吸滤网口阀门，用吸滤泵将水解液注入水解液冷却贮罐中，用高温水解木糖液通过盘管对55°C热水贮罐中低温水加热，使这部分余热得到利用，达到降温(冷却)至40°C，高温水解木糖溶液贮罐中有罐内盘管，用液泵抽55°C罐内低温水经过罐内盘管加热，不停流动使用水升温至55°C，同时冷却115°C罐内木糖溶液，在下一次来液前将水解木糖液倒运至另一贮罐(二级前贮罐)去做二级过滤。c.水解木糖溶液贮罐(I)中，加入8T 55°C温水，加入30 kg&H2S04 ( 98%)，将水解木糖溶液贮罐(I)中混合物料送至水解罐(2)中，在水解罐(2)中进行二次水解，在水解罐(2)中进行二次水解工艺与一次水解完全相同，保温到时，将二次水解固液混合木糖溶液用输料泵注入水解木糖溶液贮罐(2)中。
d.在水解木糖溶液贮罐(2)中，利用底部吸滤网吸滤木糖溶液用输液泵输送注入水洗罐高温水蒸煮工序中，作物料载体，用泵输送注入水解罐(I)中，进行新原料的一次水解。e.在水解木糖溶液贮罐(2)中，滤渣注入55°C温水7. 5T，用泵输送至水解罐(3)，搅拌12分钟，停止搅拌，用底部滤网吸滤水解木糖溶液，用泵送至水解木糖溶液贮罐(3)中，再用泵输送至水解木糖溶液贮罐(I)中，加30 kg浓H2SO4 (98%)新配水解溶液作为载体将一次水解渣用泵输送至水解罐(2)中，进行二次水解。f.水解罐(3)中剩下水解渣，加入质量浓度为l%NaOH溶液5. 5T，用输料泵送至分离提取纤维素/木质素工序的碱煮罐，至此，完成了二次水解和一次水洗的连续法水解。木糖充分水解防止木糖损失，提高产糖率，将原来的10吨玉米芯原料产I吨木糖，提高到6吨玉米芯原料生产I吨木糖的国内外最先进水平。 (5)水解木糖溶液过滤
a.水解木糖溶液在水解过程中，已经经过初级450目滤网过滤，将绝大部分纤维素和木质素滤出，水解木糖溶液进一步澄清。b.在二滤前贮罐中冷却后温度=45°C的木糖溶液进行二级过滤，
过滤木糖溶液去离子交换，二级过滤浓缩液经过滤网将滤渣回收投入碱煮罐去分离纤维素、木质素，滤网过滤液再经二级过滤回收木糖溶液，避免木糖损失。(6)木糖溶液离子交换 a.阳离子交换
阳离子树脂MTl装树脂柱# IMX 2M/柱X 3柱X 3组，经过二级过滤的木糖溶液从阳离子交换前贮罐用输液泵送至阳离子交换高位罐，高位罐中的木糖溶液由流量计控制流量，自动流入MTl树脂柱，流入MTl树脂柱的木糖溶液经树脂柱液体分布器，使木糖溶液分散流经全柱，全部树脂参与离子交换，树脂柱中流出的木糖溶液流入阳离子交换柱下贮罐。MTl阳树脂有一定交换容量，交换容量用完时树脂不能再交换阳离子，此时必须对阳树脂进行再生处理，恢复树脂离子交换活性，再生处理产生的废液经过二级过滤处理，将残渣清除，废液得到净化，可在再生循环中使用，反冲洗和顺洗废水中含有少量的氯化物盐和HCl酸，经二级过滤净化可重复使用，再生处理后废再生液5%HC1中含有少量的氯化物盐，经过二级过滤净化处理后，调浓厚作再生液重复使用。b.阴离子交换
阴离子MT2装树脂柱β IMX2Μ/柱Χ3柱X3组，经过阳离子交换的木糖溶液从贮罐中，用输液泵注入阴离子高位罐，通过流量计控制流入阴树脂柱，全部阴树脂参加阴离子交换，阴离子交换柱下口流出液流入下贮罐，直接送入三级过滤器前贮罐再进行三级过滤，阴离子树脂离子交换有一定交换容量，交换容量用空时不再有交换活性，需要对树脂再生恢复离子交换活性，然后才能使用进行木糖阴离子交换，再生过程产生的反冲和顺洗的废水中含少量的NaOH，Na盐、杂质等，对废水液进行二级过滤，净化水重复使用。由于前工艺大量消除了原料中的无机盐，水解又采用低酸水溶液，因此木糖溶液中金属离子和酸根含量很低，离子交换负担不重，一次离子交换可以清除阴阳离子。(7)木糖溶液三级过滤
木糖溶液经过离子交换后，进行三级过滤，三级过滤木糖溶液注入冷浓缩贮罐，待冷浓缩，三级过滤浓缩液经过过滤网回收杂质去碱煮，滤液返回三级过滤器重新过滤，避免木糖损失。提闻了过滤精度，从而提闻木糖的纯度，同时也相应的提闻木糖的广量。(8)木糖溶液冷浓缩
经过三级过滤的木糖溶液纯度极高，无色透明，注入冷浓缩前贮罐，使浓缩由水解原始浓度20%提升到45%，浓缩液注入喷雾干燥塔前贮罐，待喷雾干燥，冷浓缩清水中含有少量木糖，返回50°C温水罐配置水解液，循环使用，不产生木糖损失。超滤木糖液进行冷浓缩。提出纯水作为水解工序中配水解液和水使用完全使用不对外排放，提高水利用率，水损耗在5%以内，提水成本低，节能特别显著。(9)喷雾干燥
采用喷雾干燥塔对45%木糖浓缩液进行喷雾干燥，得到细粉状木糖干粉O. 7T。(10)分离纤维素和木质素
a.从水解罐(3)中将碱液和固形物用输料泵注入碱煮罐中，碱液1.0%Na0H水溶液，碱液用量是固形物体积的3倍。b.用罐内盘管通汽加热升温，温度表显示罐内温度，温度升到90°C，停蒸汽，温度继续上升至115°C开始下降，再通汽加热，温度继续下降至IOCTC，再通蒸汽温度开始上升，在110°C ±5°C保温2小时。c.保温到时，放料，用输料泵注入水洗罐，碱液由底部滤网吸滤，用输液泵将碱液注入中和罐，水洗罐中剩余固形物有二个处理方法用于碱化反应的物料加入碱化剂后搅拌悬浮，用输料泵注入碱化反应罐；用于生产木材的物料加水清洗，用输料泵将物料注入滤网槽，固形物回收去生产人造木材,水洗液回收净化处理,在水洗罐中水洗时,加入2. 5倍清水，搅拌15分钟，然后分离水洗液和固形物，水洗液滤槽底部阀门吸送至二级过滤器前贮罐，进行二级过滤，清除水洗液中细小残渣，二级过滤净化水在生产中循环使用，二级过滤浓缩液经滤网过滤回收固形物与纤维素放到一起去生产人造木材，过滤液返回二级过滤与水洗液混合配液(去水洗罐3)用于碱煮中重复使用。d.中和
在中和罐中，加入35%HC1，中和碱液并过量使PH值等于6-4，中和在搅拌下进行，木质素沉淀析出，中和进行3h，中和完了将物料注入水解罐，利用罐底吸滤网吸滤中和液用泵将中和液注入中和液贮罐(二滤前贮罐)，进行二级过滤，过滤液注入贮罐，去水洗重复使用，浓缩液放入滤槽，固形物料收集入木质素收集箱，滤液去二级过滤。水解罐中固形物料加水洗涤搅拌10分钟，停止搅拌，放物料用泵注入吸滤槽中固形物用于干粉泵收集注入木质素收集箱中，吸走水洗液注入水贮罐，进行二级过滤，水重复使用，用于中和工艺固形物水洗，二级过滤浓缩液注入滤罐中，滤水再注入二级过滤，固形物用干粉泵注入木质素收集 箱中。


一种木糖醇生产工艺，该工艺包括下列步骤(1)原料粉碎、(2)水洗、(3)废水净化处理及系统循环使用、(4)水解、(5)木糖溶液离子交换、(6)木糖溶液三级过滤、(7)木糖溶液冷浓缩、(8)喷雾干燥。该工艺以化学法为主，净化水在生产过程中重复使用大量降低水耗，避免了环境污染，并且产糖率高，木糖收率高。