コーンコブから結晶キシロースを抽出するキシロース技術を理解するために、以下は3つのセクションの紹介です。

 

セクション1プロセス原則

 

コーンコブからキシロース(D-キシロース)を生成するプロセスは、加水分解、精製、抽出の3つの部分に分けることができます。

加水分解とは、硫酸によってコーンコブに含まれるペントサンを加水分解して、ペントースが主にキシロースである単一の分子ペントース加水分解物を得ることです。

 

精製は、固体懸濁物質、有機色の物質、硫酸触媒、接着物質、加水分解物に含まれる灰などの不純物を除去して、比較的純粋なペントース水溶液を得ることです。

 

抽出は、濃度と結晶化により結晶の形で水溶液からキシピンを沈殿させ、同時に他の五つ葉から分離し、それにより高純度の結晶キシロース生成物を得ることです。

 

1. とうもろこしの加水分解

 

植物繊維原料は、主にセルロース、ヘミセルロース、リグニン、灰で構成されています。ヘミセルロースは植物細胞壁多糖であり、ヘミセルロース多糖鎖を構成する単糖は、主にキシロース、グルコース、マンノース、ガラクトース、アラビノース、ロックシロップ、ラムノースです。

 

キシロースは本質的に最大のペントース(ペントース)であり、ペントスはアルドペントースとケトペントースに分けられます。 D-キシロース、D-アラビノース、L-アラビノース、L-リキソース、D-リボースを含む5つの既知のアルドペントが存在します。 d-細胞伸生、d-チオレトース、L-チオレトースを含む3つの既知のケトペントスが自然界に存在します。

 

グルコースは、本質的に最大のヘキソース(ヘキソース)であり、六ソースはアルドヘキソースとケトヘキソースに分割されます。 D-グルコース、D-ガラクトース、L-ガラクトース、D-マンノース、D型を含む5つの既知のアルドヘキソスが自然界に存在します。 D-フルクトース、D-Psicose、L-サボース、Dタガトースを含む4つの既知のケトヘキソスが本質的に存在します。

 

キシロースを抽出するために使用できる植物繊維原料は、2つの要件を満たす必要があります。ヘミセルロース多糖鎖の主要な単糖としての高ヘミセルロース含有量とキシロース。

 

現在、キシロースの工業化された生産に使用される植物繊維原料には、コーンコブ、バガス、バ​​ーチの製紙廃棄物液が含まれています。私の国では、コーンコブとバガスの2つの原材料しかありません。

 

コーンコブのおおよその組成は、セルロース35%、ヘミセルロース39%、リグニン19%、灰2%、およびその他5%です。コーンコブに含まれるヘミセルロースの多糖類鎖の単糖は、主にキシロースであり、80%以上を占め、その後アラビノース、約10%を占め、キシロースとアラビノースは一緒に95%以上を占め、残りは他の単糖。したがって、コーンコブはキシロースを抽出するのに適しています。

 

コーンコブの物理的構造には、ハニカムの外側層、白い環状ブロック中間層、凝集性の内側層が含まれています。その主要な質量は、キシロース生成の主要部分である白い環状ブロック中間層にあります。赤いトウモロコシ穂軸の白い環状ブロック中央層は通常、白いトウモロコシ穂軸の中央層よりも厚いため、赤いコーンコブはしばしばより高い砂糖の収量を持っています。

 

コーンコブは、希薄硫酸水溶液に浸し、{{0}}}程度に加熱されます(0。16-0。18mpaの飽和蒸気圧に対応)。コーンコブのヘミセルロースは加水分解され、主にキシロースで構成される加水分解物が得られます。硫酸は、加水分解反応の触媒です。塩酸は触媒として使用することもできますが、塩酸は硬すぎるため、油塩酸を触媒として使用する企業はほとんどありません。加水分解後、浸漬液体とコーンの穂軸の残留物を分離して加水分解物を得ます。得られた加水分解物の硫酸含有量は0。65%と0.75%の間で、より適切です。

 

加水分解は2時間半の間高温で維持されるため、加水分解によって得られた多くの単糖が小分子色の物質に分解されるか、大きな分子色の物質にコークされているため、得られた加水分解物の色は暗く茶色の赤です。加水分解物中の色のついた物質のほとんどは、トウモロコシ植物の原料によってもたらされるのではなく、加水分解プロセス中に生成されるため、赤いコーンコブと白いコーンコブによって生成される加水分解物の色の深さは基本的に同じです。

 

2。加水分解物の精製

 

コーンコブの加水分解後に得られた加水分解物には、大量の非糖の不純物、主に固体懸濁物質(トウモロコシ穂軸パン粉または同伴物質)、硫酸(加水分解プロセスで添加)、有機酸(有機物質の分解生成物生成物が含まれています。高温加水分解プロセス)、有機色の不純物(高温加水分解プロセスにおける有機物の発見合成生成物または分解生成物)、有機高分子粘着物質(超微量分子有機物質の不完全な加水分解生成物)およびASH(酸性加水酸塩に溶解した無機塩の不純物)。

 

加水分解物に含まれる非糖の不純物は、純粋な砂糖溶液を得るために除去する必要があります。非糖の不純物の存在は、最終製品の品質に影響を与えるだけでなく、キシロースの結晶化プロセスにも影響を与える可能性があり、シロップからシロップからスムーズに結晶化することも、結晶型の形状が低いことさえあります。加水分解物に含まれる非糖の不純物を除去するプロセスは、加水分解物または精製プロセスの精製プロセスです。

 

二。加水分解物を改良する主な方法は、フラッシュ蒸発、ろ過、中和、活性炭脱ラー化、真空蒸発およびイオン交換です。

 

1。フラッシュ蒸発

 

フラッシュ蒸発は、高温加水分解物自体に含まれる賢明な熱を使用して、掃除機と加水分解物の一部を蒸発させることで加水分解物の沸点を減らします。フラッシュ蒸発プロセス中、加水分解物の賢明な熱は水蒸気の潜熱と加水分解物の温度になります。 1トンの砂糖溶液の温度が10度低下するごとに、約18 kgの水を蒸発させることができます。

 

フラッシュ蒸発はもともと省エネに使用されていましたが、加水分解物が点滅すると、揮発性の高い有機酸の一部も水蒸気で蒸発し、加水分解物に精製効果があります。

 

2。ろ過

 

ろ過は、最も一般的に使用される固液分離法です。糖溶液がろ過装置を通過すると、糖溶液中の固体懸濁物質は、粒子サイズが大きいため、フィルター培地の細孔を介して傍受することはできません。糖溶液中の糖分子と水分子は粒子サイズが小さく、フィルター培地の細孔を通過する可能性があり、それにより砂糖溶液を固体懸濁物質から分離し、糖溶液を改良します。キシロース産業で一般的に使用されるろ過装置は、プレートとフレームのフィルタープレスであり、そのろ過培地は繊維織りフィルタークロスです。

 

3。中和

 

中和は、カルシウム塩を使用して硫酸と反応して硫酸カルシウムを生成することです。硫酸カルシウムは、溶解度が低いために沈殿を形成しやすく、ろ過により除去することができ、それにより加水分解物中の硫酸の一部を除去する目的を達成できます。中和プロセスは、硫酸を除去しながら少量のカルシウムを加水分解物にもたらすため、中和エンドポイントを合理的に制御することが重要です。大量のカルシウムの導入により、過度の中和は損失の価値がありません。

 

中和のための2つの一般的なカルシウム塩があります。1つは炭酸カルシウム(つまり、一般に光粉末と呼ばれる光炭酸カルシウム粉末)、もう1つは水酸化カルシウム(つまり、一般に灰色カルシウム粉末として知られている石灰粉末)です。炭酸カルシウムの使用の利点は、軽いカルシウム粉末中のカルシウム塩の純度が高く(99%以上)、中和後に糖溶液に含まれる不純物イオンが少ないことです。欠点は、価格が高く、中和プロセス中に大量のフォームが生成されることです。水酸化カルシウムを使用することの利点は、灰色のカルシウム粉末の価格が低く、中和プロセス中に泡が生成されないことです。欠点は、灰色のカルシウム粉末中のカルシウム塩の純度が低く(約95%)、中和後により多くの不純物イオンが糖溶液に持ち込まれていることです。包括的な比較では、炭酸カルシウムを中性剤として使用することをお勧めします。

 

4。脱色

 

脱色とは、粉末活性炭の巨大な活性表面を吸着不純物(主に有機不純物)と顔料(つまり有機色の不純物)に使用し、装飾された炭素と一緒に吸着炭素を除去して、砂糖溶液の洗練の目的を達成するために吸着炭素を除去することです。 。活性炭の吸着不純物のプロセスは、物理的な吸着です。有機物を吸着する活性炭の能力は無機塩の能力よりもはるかに大きく、大きな分子有機色素を吸着させる能力は、小分子有機色吸着の能力よりもはるかに大きい。

 

市販の粉末活性炭は、製造方法に従って塩化亜鉛炭素とリン酸炭素に分割されます。塩化亜鉛炭素は塩化亜鉛を孔形成剤として製造し、リン酸炭素は硫酸を孔形成剤として使用します。塩化亜鉛炭素は、灰の含有量が低く、細孔が多く、活性な表面が大きく、脱色能力が強くなっています。リン酸炭素は、より高い灰分、活性表面積が小さく、脱色能力が弱い。リン酸炭素には、誤った脱色の問題もあります。つまり、脱色後の糖溶液の光透過試験は適格ですが、リン酸には漂白効果があるため、実際の色素除去速度は十分ではありません。塩化亜鉛炭素は、リン酸炭素の代わりにキシロース産業の脱色に使用する必要があります。

 

活性炭を生産するための原材料には、おがくず(木材加工中に生産されたおがくず)、果物の殻やバガスなどが含まれます。それらのほとんどはおがくずから作られています。また、市場にはリサイクルされた炭素が販売されており、さまざまな企業からの廃棄物活性炭素からリサイクルされ、アルカリ洗浄を通じて再生されます。脱色能力が低く、非常に安価ですが、使用するのは危険です(未知の毒性および有害物質が含まれている可能性があります)。キシロース産業での使用には適していません。また、繰り返し使用するために脱色カラムに設置できる粒状活性炭も市場にあり、各故障の後にアルカリ洗浄によって脱色効率が回復することができます。粒状活性炭の脱ラー化パワーは、繰り返し使用中に徐々に減少し、脱色液の品質は長期間保証することはできません。キシロース産業は一般に、初期段階での大きな脱色荷重を伴う脱色プロセスではなく、砂糖溶液の最終精製と品質改善のためにそれを使用しています。

 

キシロース生成では、加水分解物の暗い色により、1トンのキシロースを生成するための活性炭の消費量は120〜150 kgです。 1つの脱ラー化プロセスで脱色要件を達成できることを期待してはなりません。複数の脱色を使用することをお勧めします。各脱色操作は、炭素を節約する目的を達成するために、活性炭の脱色能力を複数回徹底的に使用するために、半市販の脱色を使用する必要があります。

 

5。真空蒸発

 

真空蒸発は、真空下の糖溶液の沸点還元特性を利用して、低温での水の蒸発を完了するプロセスです。蒸発プロセスでは、蒸気が糖溶液を連続的に加熱して、水を水蒸気に変換するのに必要な蒸発の潜熱を提供する必要があります。マルチ効果真空蒸発は、糖溶液の沸点がより高い真空下で低いという特性を利用します。蒸発システムは、各蒸発効果の真空度、つまり各蒸発効果の蒸発温度(沸点)を増加させるために真空ポンプによって排出されます。このようにして、生蒸気を使用する必要がある効果は1つだけであり、残りの効果は、新鮮な蒸気を節約する目的を達成するために、以前の効果(一般に二次蒸気として知られている)から蒸発した水蒸気を使用します。

 

現在、キシロース産業の最初と2番目の蒸発は、主に新しい高効率の落下フィルム蒸発器を採用しています。砂糖溶液は、薄膜の形で加熱チューブの表面上を流れ、蒸発に必要な熱交換は短い接触で完了することができます。糖溶液の濃度が高いため、キシロースの3回目の蒸発の沸点(同じ真空程度の下での沸点よりも高い温度)が大きいため、単一効果蒸発が一般的に採用され、単一の蒸発が採用されます。効果標準蒸発器または単一効果の落下フィルム蒸発器が一般的に使用されます。単一効果標準蒸発器を使用する利点は、最終濃度と自然結晶化が簡単に制御できることであり、不利な点は、高温での滞留時間が長くなることです。単一効果の落下フィルム蒸発器の利点と欠点は、単一効果標準蒸発器の正反対です。

 

糖溶液が蒸発した後、水の一部が蒸発し、糖溶液が濃縮され、糖濃度が増加し、糖溶液の量が減少し、後続のプロセスで処理する必要がある糖溶液の体積が減少します。 。糖溶液の蒸発の主な目的は濃縮することですが、糖溶液が蒸発すると、糖溶液中の揮発性有機物(有機酸とアルデヒドの一部)の一部も蒸発して除去されるため、蒸発プロセスは濃縮されるだけでなく、砂糖溶液ですが、砂糖溶液の改良にも役割を果たします。

 

6。イオン交換

 

イオン交換は、陽イオン交換と陰イオン交換に分けられます。陽イオン交換は、陽イオン交換樹脂を使用して水素イオン(H+)を提供して、糖溶液中のカルシウム(Ca {2+)、マグネシウム(mg 2+)、ナトリウム(Na+)などの不純物カチオンと交換します。樹脂上の水素イオンは糖溶液に入り、糖溶液中の不純物カチオンは樹脂に吸着されます。アニオン交換は、アニオン交換樹脂を使用して水酸化物イオン(OH-)を提供し、硫酸塩(SO {42-)、塩化物(Cl-)、糖溶液中の有機酸などの不純物アニオンと交換します。樹脂上の水酸化物イオンは糖溶液に入り、糖溶液中の不純物アニオンは樹脂に吸着されます。糖溶液を陽イオン交換と陰イオン交換を通じて交換した後、糖溶液中の不純物カチオンと不純物アニオンをイオン交換樹脂に吸着し、除去します。これらの不純イオンは、糖溶液中の硫酸、有機酸、灰などの不純物の成分です。樹脂から糖溶液に交換された水素イオンと水酸化物イオンが水に結合されます。

 

イオン交換機器は、一般的にイオン交換に使用されます。陽イオン交換樹脂で満たされたものは陽イオン交換カラムと呼ばれ、アニオン交換樹脂で満たされたものはアニオン交換柱と呼ばれます。キシロース産業で使用されるイオン交換カラムには、開いた大気圧カラムと閉気柱が含まれています。開いた柱は低い樹脂損失を持ち、観察しやすいですが、再生とフラッシングは遅いです。閉じた柱は急速に再生とフラッシングをしていますが、樹脂の損失は比較的大きく、特に頻繁な再生による主要な交換柱があります。

 

キシロース産業により適した陽イオン交換樹脂ブランドは001×7であり、これは工場を離れるときにナトリウムタイプであり、交換容量が4.5mmol/gです。キシロース産業により適したアニオン交換樹脂ブランドは、D201およびD301であり、それぞれ強力なアルカリスチレンアニオン交換樹脂と弱いアルカリスチレンアニオン交換樹脂であり、交換能力は3.7および4.8 mmol/gです。 D301は、強力な汚染能力のためにキシロースの一次および二次交換に適していますが、D201はキシロースの三次交換に適しています。

交換可能なイオンを提供することに加えて、イオン交換樹脂は、物理的な吸着、特に小分子の有機色の物質を介していくつかの有機不純物を吸収することもできます。これは、活性炭によって吸着することが困難ですが、イオン交換樹脂によって簡単に吸着されます。したがって、イオン交換は、砂糖溶液の精製のための最も重要な方法です。

 

コーンコブ加水酸塩に含まれる非糖の不純物には、ろ過により除去された固形懸濁物質、中和およびイオン交換により除去された硫酸、イオン交換および蒸発により除去された有機酸、活性炭の脱色およびイオン交換により除去される有機色の不純物、有機増殖性の不純物が含まれます。活性炭の脱色により除去され、イオン交換によって除去された灰は除去されます。加水分解物が、フラッシュ蒸発、ろ過、中和、活性炭脱脱色、真空蒸発、イオン交換などの精製測定の組み合わせによって処理された後、その中の非糖の不純物が基本的に除去され、より高い純度キシロース精製液が得られます。

multi effect evaporator

三つ.crystallineキシロース抽出

 

キシロース溶液が得られます。しかし、それはまだグルコース、アラビノース、ガラクトース、リボース、エリスロペントースを含んでいます。キシロースの結晶化は、結晶の形で糖溶液からキシロースを抽出して、販売しやすい固体生成物を得ることであり、その他のキシロースをその他の糖からさらに分離して、純粋なキシロース生成物を得ることです。結晶キシロースの抽出は、濃度、結晶化、遠心分離、乾燥、包装の5つのステップを含む、キシロース産生の最終プロセスです。

 

1。濃度

 

濃度は、結晶化に必要な条件を作成することです。糖溶液の濃度は濃度によって増加し、単位水に溶解するキシロースの量も増加します。

 

精製されたキシロース溶液の濃度は12%から16%であり、5〜7の濃度で81%から83%に濃縮する必要があります。一連のマルチ効果蒸発器はワンステップ濃度に使用されます。最後の効果の流量は、蒸発器の動作を助長しない最初の効果の流量とは異なります。さらに、高濃度糖溶液の沸点は大幅に増加し、最初の効果の高温が砂糖に害を及ぼすようになります。したがって、精製糖溶液の濃度は一般に2つの段階で実行されます。第1段階では、多重効果(3つの効果または4効果)の落下フィルム蒸発器を使用して砂糖溶液を55-60%に濃縮し、第2段階では単一効果蒸発器を使用して糖溶液を{から濃縮します。 {14}}%から81-83%。

 

通常、濃度の第2段階に使用される2種類の蒸発器があります。 1つは、一般的に標準蒸発器として知られている中心的な落下液循環シェルおよびチューブ蒸発器であり、定期的に操作された断続的な蒸発器です。もう1つは、継続的な放電を伴う落下フィルム蒸発器です。高濃度のシロップが濃縮され続けると、蒸発水の量の小さな変化が糖溶液の濃度の大きな変化につながるため、標準の蒸発器を使用することをお勧めします。落下フィルムの蒸発器が濃度に使用される場合、入口と出口は連続しており、濃度は非常に速く上昇し、それには強力な運用体験が必要です。それ以外の場合、瞬間的な排出濃度は大きく変動し、最終的な排出濃度と自然結晶の量を制御することが困難になります。断続的な動作により、大量のシロップが常に標準蒸発器に保存され、濃度は徐々に上昇します。必要な濃度に上昇すると、機械は排出のために停止し、最終的な排出濃度と自然結晶の量は制御するのに非常に便利です。

 

ENCO Companyは、蒸発器にオンライン濃度メーターを追加して、いつでも蒸発器にシロップ濃度を表示し、濃度操作をより便利にすることができます。

 

過去には、キシロース産業の最初の段階は38-40%に集中していましたが、省エネの節約の観点から見ると、最初の段階ではマルチ効果蒸発を使用します。そのため、多重効果蒸発器ができるだけ多くの水を蒸発させることができ、単一効果蒸発器の蒸発水の量を減らすことで、明らかに新鮮な蒸気の消費を節約できます。

 

ここでは、いくつかの単純な専門用語を導入する必要があります。加水分解ポットでトウモロコシ液を加水分解することによって得られた未精製の粗キシロース溶液は、加水分解物と呼ばれます。加水分解物は、精製の最初のステップ(ろ過または脱色)の後にキシロース液と呼ばれます。生産では、区別の便利さのために、それはしばしば、キシロース液のプロセスに従って、最初の脱ラー化液、中和液、および二次陰イオン交換液(2番目の陰イオン液と呼ばれる)と呼ばれます。キシロース液は、濃度が55%以上に上昇すると粘性が高くなります。これはキシロースシロップと呼ばれます。キシロースシロップはさらに過飽和に濃縮され、キシロース結晶が沈殿します。結晶を含むシロップはキシロースペーストと呼ばれます。

 

2。結晶化

 

結晶化は、水中のキシロースの溶解度が温度の低下とともに減少する特性を使用します。第一に、糖液を高温で濃縮して水に溶解する量を限界に達し、次に冷却によって溶解度が低下し、水溶性容量を超えるキシロースがキシロース結晶を形成します。

 

キシロースが結晶を形成して沈殿させると、他のその他の糖はまだ水に溶解し、その少量のために沈殿せず、過飽和に達することができません。キシロースが結晶化すると、非常に少量だけがキシロースと混合されます。

 

一定の固定温度では、単位量の水によって溶解できるキシロースの最大量は、その温度でのキシロースの溶解度と呼ばれます。この時点で、キシロース溶液は飽和溶液であり、キシロースを溶解できなくなりました。単位量の水は、その溶解度を超えるキシロースを溶解し、キシロースの超飽和溶液を形成します。この糖の量をその溶解度に対応する糖の量で割った量は、過飽和溶液の超飽和度(過飽和係数)です。キシロースの飽和溶液はキシロースを溶解できなくなったため、過剰飽和溶液を溶液に溶かすために過剰な固体糖を添加することで得られることはできませんが、飽和溶液を冷却して溶解度を低下させるか、濃縮して継続することによって得ることができます。飽和溶液から水を蒸発させる。

 

1。0の超飽和度係数を備えたキシロース溶液では、そこに存在するキシロース結晶が成長し、1.3を超える超飽和度係数を備えたキシロース溶液は、沈殿のために新しい結晶を自動的に生成します。キシロース結晶化のプロセスは、濃縮により1.3を超える過飽和係数を備えたキシロース溶液を生成し、自動的に結晶を生成し(自然結晶)、冷却のために結晶化器に入ることです。冷却速度を制御することにより、キシロースペーストの過飽和係数は1.1から1.2の間に保持され、結晶は徐々に成長します。

 

自然結晶化方法に加えて、ENCO会社には種子結晶化を添加する方法もあります。つまり、既製の砕いた小さな結晶を種子として追加することにより、成長後の種子の粒子サイズと均一性は、自然結晶のものよりも優れています。 。

 

キシロースの結晶化時間が長いほど、速度制御が遅くなるほど、結晶の結晶形状が高くなり、結晶が密度が高くなり、結晶化収量が高くなります。経験は、キシロースに最適な結晶化時間が60時間であることを示しています。

キシロースペーストが結晶化された後、結晶に沈殿したキシロースに加えて、他のその他の糖と一緒に水に溶解した残りのキシロースの一部がまだあります。溶解した砂糖と水で構成されるシロップ溶液のこの部分は、母液と呼ばれます。

 

キシロースに一般的に使用される結晶化装置は、水平冷却結晶剤であり、回転する水平攪拌リボンに依存して砂糖ペーストを混ぜ、沈殿せずに結晶を吊り下げます。小さな結晶(8立方メートル未満)は冷却水に依存して冷却ジャケットを介して冷却し、大きな結晶剤(9立方メートルを超える)は、冷却ジャケットに加えて攪拌リボンに冷却コイルを加えています。

 

クリスタルライザーの冷却ジャケットは通常の圧力に合わせて設計されており、通常、呼吸ポートを設定する必要があります。クリスタリザージャケットの圧力検査またはジャケットに水圧を耐えることは避ける必要がありますが、水の通常の圧力漏れテストを使用できます。

冷却ジャケットや冷却コイルの冷却水の均一で安定した水温を確保し、熱交換面のスケーリングを避けるために、各晶菌剤には、冷却水を循環させるために別の循環冷却水ポンプを装備する必要があります。循環冷却水は、熱交換器を通して熱を交換し、外部のコールドソースで冷却することができます。

 

キシロース産業はしばしば単純な一次結晶化を使用して結晶性キシロースを抽出するため、濃度を増加させ、結晶化時間を延長してキシロースの総収量を増加させることにより、結晶化速度を増加させるためにさまざまな手段が取られます。実際、精製および精製されたキシロース溶液におけるキシロースの純度は約80-87%であり、他のその他の糖の含有量は13-20%です。結晶化に使用されるキシロースペーストのキシロースの純度が78%を超える限り、キシロースはスムーズに結晶化できます。つまり、キシロース母液の一部を二次脱色にリサイクルすることにより、結晶化の前にキシロースシロップの純度を78-80%に調整できます。これにより、結晶化収量の一部が改善されます。もちろん、結晶化収量を改善するために母液のリサイクルを達成するには、高圧液体クロマトグラフィー分析器を使用して、結晶化前のキシロースシロップの純度を測定および制御することが不可欠です。

 

3.遠心分離

 

遠心分離は、遠心分離機の高速回転ドラム(シーブバスケット)によって生成される遠心力によって、砂糖ペーストのキシロース結晶を母液から分離するプロセスです。遠心分離後、固体キシロース結晶は遠心ドラムのフィルタークロスに保持され、母液はフィルタークロスとドラムシーブバスケットの間のギャップを通って母液プールに入ります。

 

遠心分離の後期段階では、キシロース産業はしばしばメタノールをスプレーしてキシロース結晶を洗浄します。メタノールはキシロースを溶解しないため、メタノールで溶出することにより、より多くのキシロース生成物を得ることができます。メタノールは可燃性で爆発的な危険な物質であり、非常に有毒です。その蒸気は目にも有害です。したがって、メタノールを使用する場合、火災予防と爆発防止に注意を払う必要があり、蒸気を生成するための偶発的な摂取と揮発を避ける必要があります。屋外のメタノール貯蔵タンクは、夏には冷水で冷却する必要があります。メタノール溶出のため、キシロース母液は直接消費したり、食品加工分野に入ることはできません。

 

ENCO Companyは、メタノール溶出をキャンセルするプロセス、つまり、きれいな水を使用してキシロース結晶を洗浄し、母液をリサイクルして溶出水によって溶解したキシロースを回収するプロセスを研究しています。

 

現在、キシロースエンタープライズが使用している遠心分離機器のほとんどは、SSタイプのマニュアルトップアンロード3本足の遠心分離機であり、分離効率が低く、労働強度が高くなっています。高効率の最上位の遠心分離機が使用されない理由は、主にキシロース産業が小さく、単一の生産ラインの生産能力が低いためです。キシロース産業の急速な発展と5、000 t/aキシロース生産ラインの発売に伴い、最上位の遠心分離機の使用は避けられない傾向です。

4。乾燥

 

乾燥は、キシロース結晶に熱気と接触することによって行われます。遠心分離後、キシロース結晶の表面に残っている水とメタノールは熱によって蒸発し、熱気によって除去されます。

キシロース結晶は、乾燥後に完成したキシロースの水分要件のみを満たすことができます。乾燥する前に、結晶は簡単に貼り付けることができ、長期保管後に凝集または硬化します。乾燥後、結晶はもはや一緒にくっつかず、非常にゆるくなり、流動性も良好です。メタノールには良好な揮発性があるため、乾燥後、完成したキシロースでメタノール残基を検出することはできません。

 

キシロース産業は通常、振動する流動床乾燥機を使用してキシロースを乾燥させます。キシロースが乾燥して乾燥機を介して動くと、底から吹き込まれた熱気と乾燥させる熱気と完全に接触することにより、空気中に半吊り下げられます。風によって運ばれる細かい砂糖粉は、サイクロン分離器とバッグフィルターダストコレクターによって捕獲され、回収されます。

 

一般に、振動する流動床乾燥機の入口と出口には、回転する振動スクリーンが装備されています。フロント回転振動スクリーンの目的は、完全に乾燥させて凝集を避けるために、ゆるい状態で乾燥機に入る湿った砂糖を作ることです。リアロータリー振動スクリーンの目的は、リサイクルのために乾燥プロセス中に形成されたしこりをスクリーニングすることです。画面表面に蓄積されたしこりは、手動で押しつぶされ、使用するためにふるいにかけることができます。

Xylose Triple Effect Evaporator

5.パッキング

 

パッケージは、保管、輸送、販売、顧客の使用を測定した後、乾燥した結晶キシロースをパッケージバッグに入れます。キシロースは、通常、プラスチック製のフィルムバッグが並ぶプラスチック製の織物バッグに包装されており、通常は25 kgと50 kgの2つの仕様です。キシロース生産ラインの生産能力が少ないため、ほとんどの企業は手動包装を使用しています。大規模な生産ラインの構築により、半自動包装機械または完全自動包装機械を使用できます。私の国の包装機械製品は成熟しています。手動パッケージを使用する場合は、ステンレス鋼の正方形のトラフを使用して、乾燥機の後に回転式振動スクリーンの出口に材料を受け取り、スプーンバケットを使用してパッケージバッグを埋めて地面への漏れを避けます。手動の計量用。

 

セクション2典型的なプロセスフローの紹介

 

キシロース(D-キシロース)を生成するためのコーンコブの典型的なプロセスの流れは次のとおりです。

受信材料→荷重材料→加水分解→中和→プライマリデコラー化→プライマリケーション交換→プライマリアニオン交換→一次陰イオン交換→一次蒸発→二次脱ラー化→二次陰イオン交換→二次陰イオン交換→第三のアニオン交換→第三系列交換→二次濃縮→二次濃縮→第三濃度→結晶化→遠心分離→乾燥→包装→廃棄物残留物処理

 

1つ。フィーディングセクション

 

1.受信資料

 

材料を収集する作業は、キシロースを作るための準備作業に属します。資料を収集するには、多数の農家を扱うことが含まれているため、非常に退屈です。品質と量のある材料を収集する作業を完了するには、材料の収集に関するいくつかの基本的な知識を理解する必要があります。

 

私の国のほとんどのトウモロコシ生産地域では、MUあたりの乾燥トウモロコシ(穀物)の収量は5 0 0 kgであり、副産物のコーンコブは125-150 kgです。完全に乾燥したコーンコブの水分含有量は14%未満ですが、湿ったコーンコブの水分含有量は40%以上です。乾燥コーンコブの杭比重力は0.15〜0.18の間です。つまり、コーンコブの各トンの積み重ね容積は5.5〜6.5立方メートルです。

 

コーンコブの積み重ねの高さは一般に6〜7メートルであり、一般的に屋外に積み重ねられています。屋外スタッキングは、換気が改善され、便利な消防隊があり、大規模な屋根を構築する必要はありません。最上層は、雨が降るとすぐに再乾燥または空気乾燥を行うことができるため、通常、長期積み重ねは上部層のごく一部しか損傷しません。

 

約15エーカーの土地が10、000トンのコーンコブを積み重ねます。豊富な降雨のある地域では、セメント部位(8〜10 cmのセメントの厚さが十分である)を使用する必要があり、排水施設は遮るものではありません。降雨量が少ない地域では、圧縮された泥でした。

 

トウモロコシの穂軸を積み重ねる場合、モバイル傾斜ベルトコンベヤーを使用して高く積み重ねて人材を減らすことができます。使用するためにワークショップに送る前に、新しく収穫されたコーンコブを20日間積み重ねるのが最善です。コーンコブの積み重ねプロセスは、いくつかの接着物質を分解するために自然な発酵を生成します。濡れたコーンコブは、積み重ねられたときに腐敗する可能性が高いため、大きな山に積み重ねて、できるだけ早くワークショップの使用を手配しないことが最善です。

 

コーンコブを大きな山に積み重ねるときは、固定距離(約6メートル)でいくつかの空気を配置して、パイルの底に蓄積する自然発酵によって発生する熱を避けて、コーンコブの火災または炭化を引き起こすことを避けるのが最善です。

 

材料を収集するときは、できるだけ多くの乾燥した新鮮なコーンコブを収集し、濡れたカビの生えたコーンコブを集めないことをお勧めします。乾燥した新鮮なトウモロコシの穂軸は明るくて光沢があり、壊れやすく、加水分解後の加水分解物の糖濃度が高くなります。湿ったカビの生えたコーンコブは灰色で暗く、色が壊れやすく、加水分解後の加水分解物の糖濃度は低くなります。材料を収集するときは、積み重ね前の開梱プロセス中にチェックできるデブリの運搬を避けるように注意する必要があります。

 

コーンコブは通常、ナイロンネットバッグに詰められ、輸送用に積み込まれます。企業は、大規模な購入者との契約に署名し、供給を整理させることもできます。キシロース産業の急速な発展に伴い、トウモロコシの穂軸の価格はますます高くなっています。企業は、農家が水や不動産を振りかけないように導くために、高品質で高価な購入メカニズムを確立する機会を得る必要があります。また、測定の観点から量による価格設定を検討することも良い考えです。

 

2.餌

 

積み込みの最初のステップは、コーンコブの原材料を材料庭からワークショップ給餌ベルトの受信ホッパーに輸送することです。小規模企業は通常、手動負荷を小さな3輪ダンプトラックに使用し、車両間ホッパーに輸送するか、小さなローダーを使用して材料を小さなダンプトラックに積み込みます。大企業は中程度または大型のローダーを使用して、コーンコブスタックからダンプトラックに材料をロードし、ダンプトラックから車両間ホッパーに輸送します。

 

コーンコブがワークショップ給餌ベルトの受信ホッパーに入ると、洗濯機に入る前に、シルトと破片の一部をスクリーニングするために、振動するスクリーニングコンベアにベルトで送られます。過去には、コーンコブ洗濯機は一般に、用紙業界で油圧パルプブレーカーを使用していました。 Enco Companyが設計したパドルホイール洗浄機は、洗浄効果が良いだけでなく、油圧パルプブレーカーよりもはるかに少ない水と電気も消費します。コーンコブ洗濯機は、砂沈殿ホッパーのシルトを定期的に除去する必要があります。

 

洗浄後、トウモロコシ液を振動する脱水スクリーンから脱水し、バケットエレベーターまたはサイドウォールを備えた高角度ベルトコンベヤーに入ります。その後、持ち上げられ、加水分解ポットの上部にある水平ベルトコンベアに輸送され、配布プラグプレートによって制御されて、シュートを介して装填する必要がある加水分解ポットに送られます。

 

2

 

加水分解ポットが材料で満たされた後(一般に、まっすぐなシリンダーと加水分解ポット本体の円錐形の上部カバーの間のジョイントよりもわずかに低い)、加水分解が始まります。

 

加水分解の最初のステップは、希釈酸前処理です。加水分解ポットに入るコーンコブのハニカム外層はまだ必然的に硬い土壌に付着しており、コーンコブには非ヘミメルロース糖、顔料、ペクチン、窒素含有物質、脂肪などが含まれています。その後の精製プロセスの負担を大幅に増加させます。したがって、加水分解の前にトウモロコシ液を希釈酸で前処理する必要があります。治療条件は0。1%硫酸(鍋に添加された原料希釈硫酸溶液の濃度は0。2%)および1時間120度です。この状態は基本的にヘミセルロース加水分解とキシロースの喪失を引き起こしませんが、希釈酸処理後、加水分解物の品質は大幅に改善されます。

 

トウモロコシ植物を希釈酸で前処理した後、硫酸を加えた前の鍋からの洗浄液を原料として添加し、温度は蒸気によって指定温度(128-132}程度)に上げます。加水分解を完了するために、指定された時間(2.5時間)保持されます。ほとんどのキシロース企業は、加水分解ポットの圧力を調べることにより、加水分解温度を制御します。加水分解ポットの飽和蒸気圧は温度と対応する関係を持っていますが、ポットの空気が完全に使い果たされていない場合、実際の温度は圧力に対応する温度よりも低くなります。したがって、加水分解プロセス中に加水分解ポットの排水弁は、空気を完全に排出するためにわずかに開く必要があります。 ENCO Companyは、耐食性熱抵抗温度計を使用して加水分解ポットの温度を測定し、表示された温度はポットの残留空気の影響を受けません。

 

加水分解が完了し、加水分解液が排出された後、加水分解ポットのトウモロコシ植物の残留物に大量の加水分解液が残っています。残留液のこの部分のキシロースが水で完全に洗浄できるかどうかは、トウモロコシ植物の糖収量と加水分解液の糖濃度に直接影響します。より良い方法は、廃棄物スラグ処理セクションから加水分解を完了したばかりの加水分解ポットにきれいなスラグ水を加えることで、蒸気で完全な沸騰に加熱してから、圧縮空気で放電して原材料の洗浄液を得ることです。加水分解の次のポットの。

 

洗浄液を作った後、加水分解ポットは圧縮空気で加圧され、その後、スラグ放電バルブが開いて残留物を空にします。加水分解ポットごとに、加水分解操作は断続的ですが、均等にずらした時間間隔を持ついくつかの加水分解ポットが一緒に操作されると、加水分解セクションの飼料および加水分解液の放電はより均一で連続します。

 

3つの反復セクション

 

1。中和

 

ポンプを使用して加水分解された液体を中和タンクに送り、攪拌しながら中和タンクに軽い炭酸カルシウム粉末を徐々に加えます。 pHが3に上昇するまで、精密pH検定用紙で継続的にテストします。3-3。テストのためにサンプルを採取すると、無機酸は0。09-0。12%である必要があります。次に、後続の脱色プロセスで使用される二次古い炭素を追加し、徹底的に攪拌し、ろ過のためにプレートとフレームフィルタープレスに送信します。軽いカルシウム粉末の中和は二酸化炭素を生成するため、大量の泡が生成されます。中和プロセスに対するフォームの影響を回避するために、2つの解決策があります。

 

1つは、軽いカルシウム粉末を水と混合してエマルジョンを形成し、ゆっくりと中和タンクに加えることです。もう1つは、加水分解された液体がフィルムの形で中和タンクに流れるように、中和タンクの入口パイプにバッフルを追加することです。同時に、経験によれば、追加する軽いカルシウム粉末のほとんどには、流加に液化された液体フィルムにシャベルが振りかけられています。残りの少量の軽いカルシウム粉末は、完全なスラム後のpH検定結果に従ってゆっくりと添加されます。

 

中和温度は中和効果にも影響します。硫酸カルシウムの溶解度は低い温度で大きく、中和溶液中のカルシウムの残留量の増加につながります。中和前に、糖溶液を80-82程度に加熱する必要があります。

 

2。一次脱色

 

中和溶液の色はより暗いため、一次脱ラー化のための活性炭の消費量は大きく、総炭素消費量の約4分の1を占めています。活性炭の脱色能力を最大限に活用し、活性炭を節約するために、一般的に半市販の脱ラー化プロセスが採用されます。一次脱ラー化には、3つの攪拌タンクが必要です。中和液体貯蔵タンク、中間液体貯蔵タンク、脱色タンク。中和液体貯蔵タンクの体積は大きくなる可能性がありますが、中間液体貯蔵タンクと脱色タンクの体積は同じです。

 

脱色タンクに砂糖溶液が充填された後、新鮮な活性炭を追加して完全に攪拌して脱色すると、完全なろ過のために分解および洗浄された新しいプレートフレームフィルタープレスに送信され、ろ液が送信されます脱色液体貯蔵タンクに。ろ過後、プレートフレームは最初に分解されて洗浄されず、中間液体貯蔵タンクの糖溶液はカーボンケーキで満たされたプレートフレームを通して完全にろ過され、ろ液が脱色タンクに送られます。ろ過後、中和液体貯蔵タンクの糖溶液はプレートフレームを通してろ過され、ろ液がタンクがいっぱいになるまで中間液体貯蔵タンクに送られます。 2つのプレートフレームフィルタープレス(1つはフィルタリング用、もう1つは分解と洗浄用)が交互に使用されます。中和液体は、中和液体貯蔵タンクからバッチによってフィルター処理され、中間液体貯蔵タンクに徐々に到達し、タンクを脱色し、液体貯蔵タンクを脱色し、脱色ろ過を完了します。プレートフレームフィルタープレスは、プレートとフレームの数を追加または減算することによりろ過エリアを調整できます。そのため、脱ラー化タンクで砂糖液体のタンク全体をろ過した後、フィルターケーキは基本的にプレートで満たされています。フレーム。

 

脱色が新しく開始されると、中和液体貯蔵タンクのみが材料を持ち、中間液体貯蔵タンクと脱色タンクが空です。中和液体貯蔵タンクの排出タンク、中間液体貯蔵タンク、脱色タンクを同時に開くために3つのタンクを接続することができ、中和液は重力で中間液体貯蔵タンクと脱色タンクを埋めます。

 

脱色タンクに追加された新鮮な活性炭の量は、脱色液の透過率(一般に光透過率として知られている)インデックスに従って制御されます。脱色タンクのサンプルがろ紙によってフィルタリングされ、光透過率が十分ではない場合、サンプリングテストが適格になるまで新鮮な活性炭を追加する必要があります。

 

キシロース溶液中の多くの顔料は、比較的低い温度で活性炭によってより簡単に吸着されるため、脱ラー化タンクに入る前に糖溶液を50-52程度まで冷却する必要があります。この温度のもう1つの利点は、プレカチオン交換に入るときに脱色溶液を冷却する必要がないことです。

 

3。前置換交換

 

一次脱ラー化された溶液に含まれる灰、有機酸、有機酸は、イオン交換によって除去する必要があります。一次脱色溶液のpHは約3.2で、明らかに酸性です。樹脂交換容量を完全に利用するという観点から、最初に交換用の陰イオン交換列に入る必要があります。ただし、中和プロセスの一次脱色溶液におけるカルシウム含有量が高いため、糖溶液は硬度が高く、陰イオン交換カラムに直接入ると、陰イオン交換樹脂に大きな毒性が発生します。したがって、プリカチオン交換により、一次脱色ソリューションを柔らかくする必要があります。カチオン前交換プロセス中、糖溶液中のカチオン(主にCa 2+})は水素イオン(H+)に置き換えられ、pHは1。5-2。 。無機酸含有量が検出され、交換後よ​​りも交換後よりも大幅に大きくなります。

 

キシロース加水分解物は、主に着色物質の光吸収特性がpHの影響を受けるため、pHの減少とともにその透過率が増加するという特徴を持っています。カチオン前交換の過程で、樹脂は色素の一部を吸収し、pHは同時に減少するため、透過率は大幅に増加します。樹脂の交換容量が減少すると、顔料を吸収する能力も減少するため、出力の透過率も同期して減少します。樹脂交換容量の損失は、出力の透過率の減少からも見ることができます。

 

糖溶液中のカルシウムイオン含有量の検出は、比較的複雑で時間がかかります。通常、入力と出力の無機酸含有量、および出力の透過率を測定して、樹脂が無効であるかどうかを検出します。糖溶液の軟化効果を確保するために、無機酸の検出と透過率を使用して交換のエンドポイントを決定するために、一般に、前配置交換の過剰な液体体積は決して規定されていないことが規定されています。樹脂の体積の8倍を超えます。

 

交換列が交換エンドポイントに到達した後、樹脂の交換容量は基本的に失われ、樹脂の交換容量を回復するための希釈酸溶液で樹脂を洗浄するプロセスは再生と呼ばれます。希釈酸溶液には、高濃度の水素イオンが含まれています。再生プロセス中、水素イオンは樹脂に吸着された不純物カチオンと交換されます。不純物カチオンは再生廃棄物液で排出され、水素イオンは樹脂に入ります。フロントカチオン交換の再生は、通常、硫酸が再生に使用できないが、塩酸のみを使用することはできないという点で、他の陽イオン交換プロセスとは異なります。前陽イオン交換が失敗した後、大量のカルシウムイオンが樹脂に吸着されるため、カルシウムイオンは硫酸カルシウムと結合して樹脂に吸着し、溶出するのが困難である硫酸カルシウム沈殿を形成し、重度の場合に樹脂が硬化します。樹脂にはカルシウムイオンが少ないため、他の陽イオン交換プロセスは硫酸または塩酸のいずれかで再生できます。硫酸を伴う再生の利点は、コストが塩酸のコストよりもわずかに低いことであり、塩酸による再生の利点は、再生効果が硫酸の効果よりも優れていることです。すべての要因を考慮すると、塩酸再生が推奨されます。

 

塩酸の量を節約するために、前陽イオン交換の再生は、最初にリサイクル塩酸に浸し、次に新鮮な希薄塩酸に浸し、次に水ですすいです。前陽イオン交換後に樹脂にカルシウムイオンが増えるため、水ですすいで使用される希釈塩酸溶液はリサイクルできませんが、下水処理場に直接排出されます。これは、他の陽イオン交換プロセスとも異なります。

 

4。アニオン交換

 

カチオン前交換後、糖溶液中の不純物カチオンの大部分が除去され、pHは1。5-2。0に低下します。アニオン交換カラムに渡され、糖溶液中の陰イオン(主に硫酸イオンと有機酸イオン)は、アニオン交換樹脂の水酸化物イオンと迅速に交換され、除去されます。排出された糖溶液のpHは鋭く7に上昇します。5-9。0、および無機酸のサンプル検出はです<0.01%.

 

陰イオン交換プロセス中、樹脂は色素の一部を吸着する間、pHは急激に上昇します。複合効果の結果として、陰イオン交換の初期段階での放電の透過率は、飼料の排出量よりも著しく高くなっています。交換が進むにつれて、樹脂の吸着剤色の色素に対する能力も減少し、排出の透過率も徐々に減少し、最終的な透過率は飼料のそれよりもわずかに低くなります。陰イオン交換排出の透過率の減少は、樹脂の交換能力の損失も反映しています。

 

アニオン交換カラムが交換の終わりに到達した後、アニオン樹脂は故障し、希釈アルカリ溶液で洗浄して再生する必要があります。キシロース産業は通常、苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)を使用しています。希釈アルカリ溶液には、高濃度の水酸化物イオンが含まれています。再生プロセス中、水酸化物イオンは樹脂に吸着された不純物陰イオンと交換されます。不純物アニオンは再生廃棄物液で排出され、水酸化物イオンは樹脂に入ります。

 

苛性ソーダの量を節約するために、最初にリサイクルされたアルカリ溶液に単一のアニオン交換の再生を浸し、次に新鮮な希釈アルカリ溶液で洗浄し、水ですすいです。リサイクルされたアルカリ溶液が再利用された後に排出される廃棄物アルカリ溶液は、再利用の価値がなく、下水処理場に排出されます。しかし、新鮮な希釈アルカリ溶液で洗浄した後に排出された希釈アルカリ溶液は、後で使用するためにリサイクルされたアルカリプールに入ります。

 

5。単一陽イオン交換

 

単一アニオン交換後、糖溶液中の不純物イオンのほとんどは除去されますが、糖溶液中の不純物イオンを完全に除去するには、高品質の精製糖を得るために陽イオン交換と陰イオン交換をさらに繰り返し通過する必要があります解決。陰イオン液を陽イオン交換カラムに通した後、糖溶液中の残りの少量の陽イオン(主にカルシウムイオン)を陽イオン交換樹脂の水素イオンと交換し、除去します。排出された糖溶液のpHは2。5-3。0に低下します。無機酸含有量が検出されます。交換前に検出することはできませんが、0。0 1%と0.05%の間にあります。

 

陰イオン交換プロセス中、樹脂は顔料の一部と同時にpHが低下するため、排出された材料の光透過率も同期して減少します。樹脂交換容量の損失は、アニオン交換における放電材料の光透過率からも見ることができます。

 

陰イオン交換カラムが交換の終わりに到達した後、アニオン樹脂は故障し、希釈塩酸で洗浄することで再生する必要があります。塩酸の量を節約するために、アニオン交換の再生は、最初にリサイクル塩酸に浸し、次に新鮮な希塩酸酸で洗浄し、次に水ですすいです。リサイクルされた塩酸溶液が再利用された後に排出される廃棄酸は、再利用の価値がなく、下水処理場に排出されます。しかし、新鮮な希釈塩酸溶液の後に排出された希薄塩酸溶液を、後で使用するためにリサイクル酸プールに洗浄します。

 

6。一次蒸発

 

ハイドロリゼートの糖濃度(一般に糖濃度として知られています)は、一般に6。0-8。5%屈折率です。新しいイオン交換カラムは使用されたときに希釈されるため、無効になったときに糖溶液濃度は4に低下します。5-6。ネガティブと1つのポジティブ。糖溶液の濃度は26に増加します。0-28。0%屈折指数は一次蒸発を介して屈折率を伸ばし、糖溶液の体積が大幅に減少し、その後のプロセスの精製負担が減少します。同時に、糖溶液中の不純物の濃度も大幅に増加し、その後の精製プロセスに利便性を提供し、その後の精製後に糖溶液の品質を保証します(同じ不純物含有量の下では、糖濃度が高くなります、その純度が高い)。

 

一次陽性の液体は、4番目のフィルム蒸発器の1番目、2番目、3番目、および4番目の効果に順番に汲み上げられ、4番目の効果から出た後、二次脱ラー化に送信されます。砂糖液が各効果を流れると、各効果が水の一部を蒸発させて除去し、各効果とともに糖濃度が増加します。蒸発排出の糖濃度は、最初の効果に入る加熱新鮮な蒸気の量を調整することにより制御できます。 enco

 

会社は、蒸発の完全に自動的な動作を実現するために、4つの効果の低下フィルム蒸発器に自動制御デバイスを提供し、それにより蒸発のオペレーターを排除することができます。

砂糖液に含まれる等球耐性有機酸の一部も蒸発プロセス中に蒸発して除去され、その一部は真空ポンプによって排出され、一部は凝縮水に入ります。一次蒸発によって生成される凝縮水には大量の有機酸が含まれているため、リサイクルには適しておらず、一般に下水処理場に直接排出されます。

 

7。二次脱ラー化

 

糖液が一次蒸発を通過すると、濃度が増加し、その中の色素物質の濃度も同時に増加します。さらに、一部の有機物質は、蒸発の高温の作用下で新し​​い色の物質を生成します。砂糖の液体の光透過率は、一次蒸発後約20%に低下します。

 

二次脱ラー化は、一次脱ラー化のような半カウンターの脱色プロセスを使用して、活性炭素消費量を削減することもできます。最初の蒸発後、糖溶液の温度は60〜65度です。一次脱ラー化とは異なり、二次脱ラーは砂糖溶液を冷却する必要はありません。

 

8。2アニオン交換

 

二次脱色後、糖溶液のpHは1.8〜2.3の間で、二次イオン交換プロセスに送られて不純物イオンを除去し続けます。

 

二次交換の負荷は、主要な交換の負荷よりもはるかに小さいです。キシロース産業で二次交換を行うには多くの方法があります。1つは、最初に2つのアニオンと次に2つのヤンを通過することです。もう1つは、最初に2つのヤンと2つの陰イオンを通過することです。もう1つは、Yangカラムとアニオン列を直列に使用し、同時に使用し、同時に再生することです。最初の方法では、酸とアルカリの消費量が最も低く、2番目の方法は陰イオン樹脂の保護が良くなり、3番目の方法は動作するのに最も便利です。最初の方法を使用することをお勧めします。

 

2回の交換後、二次脱色液のpHは7に上昇します。0-8。0。早期排出の透過率は飼料のそれよりも著しく高いですが、交換が進むにつれて、樹脂の吸着色素に対する能力も減少し、排出の透過率は徐々に減少し、最終的に透過率はそれに近いですフィード。

 

2アニオン交換柱が交換の終わりに到達した後、苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)希釈アルカリ溶液で再生されます。 2アニオンの交換に到達する糖溶液の品質はすでに非常に良好であるため、2アニオンの再生はリサイクルされたアルカリ溶液に浸すことができなくなりますが、新鮮な希釈アルカリ溶液にのみ浸してから水ですすいです。新鮮な希釈アルカリ溶液を洗浄した後に排出された希釈アルカリ溶液を排出し、後で使用するために回復アルカリプールに入ります。

 

9。Two-hang Exchange

 

2-yinの交換後、2-yin液体のpHは3。5-5。0に戻り、出力材料の透過率は90%以上に上昇します。

2ヤンの交換柱が交換の終わりに到達した後、希釈塩酸で再生されます。 2ヤンの再生は、もはやリサイクル酸に浸すことができませんが、新鮮な希釈酸でのみ洗浄でき、水ですすいです。新鮮な希釈酸洗浄後に排出された希釈酸は、後で使用するためにリサイクルされた酸プールに入ります。

 

10。3回のシリーズ交換

 

砂糖溶液が3回の交換に入った後、すでに非常に純粋です。 3回の交換の負荷は非常に少ないですが、3回の交換は砂糖溶液の品質を完全に保証する上で大きな役割を果たします。 3回の交換の負荷は小さいため、階段で交換する必要はなく、陰陽と陽の列は通常直列で交換されます。

 

ENCO Companyは、砂糖溶液の品質をよりよく保証し、イオン交換樹脂の交換容量を最大限に活用できる特別なシリーズ交換方法を導入しました。つまり、6つのイオン交換カラムが使用されます。

 

No. 1ネガティブカラム、No。2ポジティブカラム、No。3ネガティブカラム、No。4ポジティブカラム、No。5ネガティブカラム、No。6ポジティブカラム。

 

列2、4、および6の放電の導電率指数は、交換列の障害を判断するために使用されます。

 

砂糖溶液は、最初にNo. 1-→no。 2-→no。 3-→no。 4。列1と2は最初に失敗し、交換は再生のために停止します。砂糖溶液の流れ方向は、3-→no。 4-→no。 5-→no。 6交換用。

 

列3と4は最初に失敗し、交換は再生のために停止します。糖溶液の流れ方向は、5-→no。 6-→no。 1-→no。 2交換用。列5と6は最初に失敗し、交換は再生のために停止されます。このサイクルは繰り返され、交換と再生が順番に実行されます。

 

3つのシリーズ交換の後、糖溶液のpHは5。0-6。0であり、放電の透過率は95%以上に上昇します。三次交換カラムの再生は、新鮮な希釈苛性ソーダ溶液または新鮮な希釈塩酸溶液のみを使用できます。使用後に排出された希釈苛性ソーダ溶液または新鮮な希釈塩酸溶液は、それぞれ回復アルカリプールと回復酸プールに入ります。

 

4。抽出セクション(完成品セクション)

 

1。二次濃度

 

三相液体は、二次濃度のために多重効果の落下フィルム蒸発器に送り込まれます。糖溶液が各効果を流れると、各効果が水の一部を蒸発させて除去し、各効果とともに糖濃度が増加します。蒸発排出の糖濃度は、最初の効果に入る新鮮な加熱蒸気の量を調整することにより制御できます。砂糖溶液を55-60%の屈折率に濃縮した後、3番目の濃度に送られます。

 

飼料糖溶液は2番目の濃度で非常に純粋であるため、その中の非糖の有機不純物はより徹底的に除去されます。したがって、蒸発によって生成される凝縮水も比較的純粋であり、リサイクルできます。通常、スラグ洗浄水として廃棄物残留物処理セクションに送られます。

 

2。3番目の濃度

 

二次濃度後のシロップは、3番目の濃度のために標準蒸発器に真空吸収されます。材料を濃縮して追加している間、シロップ濃度と液体レベルは徐々に増加します。水の蒸発速度は、加熱蒸気の量を調整することで制御でき、濃度と液体レベルの上昇の速度は、給餌量を調整することで制御できます。蒸発器が完全な液体レベルに達すると、濃度が排出濃度に近いことが最善です。全液レベルでの摂食を停止し、濃度が排出濃度に達するまで一定期間濃縮を続け、自然結晶化によって生成される結晶の量で十分です。次に、加熱蒸気をオフにし、真空ポンプを停止し、真空を壊し、材料を晶析剤に放電して濃度サイクルを完了します。

 

標準の蒸発器が濃度サイクルを完了した後、真空ポンプを起動して避難し、砂糖溶液を再挿入し、再濃縮のために加熱蒸気をオンにすることができます。このサイクルは、砂糖溶液を集中するプロセスを完了するために繰り返されます。

 

濃度に標準の蒸発器を使用する場合、厚さが過剰に供給パイプをブロックしない限り、フィードシロップ濃度は比較的高くなります。このようにして、濃縮糖溶液中の水のほとんどは、二次濃度のために多価効果蒸発器によって除去され、三次濃度のために単一効果標準蒸発器によって除去されます。

 

3。冷却結晶化

 

3つの濃度がクリスタルライザーに入った後に結晶が生成された砂糖ペースト後、シュガーペーストの冷却速度は、クリスタリザージャケットの循環冷却水と中央冷却コイルの温度を調整することで制御できます。

 

結晶化の開始時には、結晶粒はまだ小さく、結晶の総表面積も小さく、結晶化速度も遅く、冷却速度が遅くなる必要があります。結晶化の後期段階では、結晶粒が成長し、結晶の総表面積も大きく、結晶化速度も高速であり、より速い冷却速度を制御できます。

 

4.遠心分離

 

結晶化が完了した後、砂糖ペーストは重力によって飼料トラフに流れ込み、その後、各遠心分離機に供給トラフから流れます。砂糖貼り付けが沈殿しないようにするには、飼料トラフを連続的に攪拌し、ジャケットを一定の温度循環水に保持する必要があります。砂糖ペーストが遠心分離機に入ると、遠心分離機が高速で回転するように駆動され、数百倍または数千倍の砂糖ペーストの遠心力を生成します。遠心力の作用の下で、砂糖ペーストの母液は遠心ドラム上の画面から放り出され、クリスタルはドラムでブロックされます。分離の後期段階では、結晶をきれいな水で洗浄し、洗浄液を生産ラインに戻します。洗浄後、洗浄水を完全に乾燥させるために一定期間遠心分離機を続け、遠心分離を停止してキシロース結晶を降ろし、スクリューコンベアを介して乾燥させます。

 

5。乾燥

 

乾燥機に入った後、キシロース結晶は熱気によって吹き飛ばされ、流動状態の熱気に半飽和します。キシロース結晶は、乾燥機を通過するときに熱気と完全に接触しています。乾燥後の結晶化キシロースの水分含有量は、飼料速度、空気量、気温を調整することで制御できます。飼料速度が遅いほど、または空気容積が大きいほど、材料は熱気に完全に接触し、排出された材料の水分含有量が低くなります。気温が高いほど、水分が蒸発し、排出された材料の水分含有量が低くなります。

 

キシロース結晶が乾燥機に入る前に、最初に乾燥機を開始し、空気の体積と気温を安定に調整します。乾燥機と熱気は、結晶化されたキシロースが乾燥して空になった後にのみオフにできます。

 

6。パッケージング

 

キシロース産業は現在、主に手動包装を使用しています。乾燥した結晶化キシロースが乾燥機から出てきた後、それは正方形のトラフを受け取るステンレス鋼に落ち、スプーンのバケツですくい上げ、プラスチックのフィルムの内側のバッグで覆われたパッケージバッグに入れます。同時に、スケールで計量されています。充填重量が必要な重量に達すると、内側のバッグはプラスチックロープで縛られ、外側のバッグはミシンで密閉されています。パッケージング中、完成品分析とテストのために、受信された正方形のトラフからサンプルを採取する必要があります。

 

結晶化されたキシロースがパッケージ化された後、最終製品になり、ストレージに送られるか、直接販売されます。

 

。廃棄物の治療セクション

 

加水分解セクションの加水分解ポットから噴霧されたトウモロコシ植物廃棄物残留物がスラグスプレープールに入り、イオン交換によって回収された甘い水が追加されます(交換の開始時の砂糖上の水または濃度の濃度の砂糖液体<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.

Short Tube Evaporator

 

スラグ水プールのスラグ水は、洗浄液を作るための原材料として加水分解セクションに汲み上げられます。コーンコブの廃棄物残留物を甘い水で加えて残留水を調製する場合、加熱されたスラグ水の最終量が加水分解セクションで洗浄液を作るために必要な原材料に等しいように、追加された水の量を制御する必要があります。不十分または過剰ではありません。このようにして、廃棄物残留物に含まれるキシロースは完全に回収できます。

 

セクション3貯水、省エネ、環境保護

 

1つ。水節約測定

 

キシロース産業の顕著な特徴は、その高水消費量です。 2003年以前には、一部の企業は1トン以上のキシロースを生産するために1トン以上の水を消費し、一部は600トン以上を消費しました。 2003年以降、すべての企業は水の保全に注意を払い始めました。ほとんどの企業は、キシロースのトンあたりの水消費量を400トン未満に減らしており、一部の企業はそれを約260トンに減らしました。現在、キシロースの価格は高く、キシロースとキシリトールの供給は不足しています。

 

キシロースの価格は30、000 Yuan/Tonを超えており、トウモロコシ植物の原料をめぐる競争において、毛皮産業よりも絶対的な利点があります。水の消費と廃水の排出は、キシロース産業の急速な発展を制限する重要な要因となっています。したがって、キシロース企業は、水の保全に十分な注意を払い、節水施設への投資を増やす必要があります。キシロース産業の一般的な節水措置を以下に示します。

 

1。コーンコブ洗浄

 

ほとんどのキシロース企業は、ペーパーマーキング業界から導入された油圧パルプクラッシャーを使用してコーンコブを洗浄しています。 3、000 t/hキシロース産生ラインの場合、油圧パルプクラッシャーは動作中に約70 t/hの水を消費し、支持モーターパワーは55kWです。油圧パルプクラッシャーは、トウモロコシの穂軸を洗うための機械的なパドルホイール洗濯機に置き換えられます。動作中の水消費量は約20 t/hで、支持モーターパワーは2.2kWで、電気と水の両方を節約します。このようにして、イオン交換プロセスから回収された洗浄水と蒸発プロセスは、新鮮な水を加えることなく、コーンコブ洗浄のニーズを満たすことができます。

 

2。イオン交換プロセス

 

イオン交換カラムの再生の特性によれば、一部の機器を追加して、清潔で汚れた水をイオン交換カラムの再生から分離し、カテゴリに保存します。当初、イオン交換カラムからの排水は、その高いCODのためにリサイクルできず、下水として排出されます。中期の排水タラは500〜1000の間で、リサイクルされ、コーンコブを洗うために送られます。最後の期間の排水タラは500未満であり、イオン交換カラムの次のバッチの早期洗浄水のために収集され、それによりプロセス水のリサイクルときれいな水の節約に気付きます。

 

3。蒸発プロセス

 

蒸発プロセスのコンデンサーの冷却水は、もはや淡水を使用しませんが、冷却水を循環させます。循環冷却水は冷却塔によって冷却され、補充水は陰イオン交換カラムによって生成されたアルカリ洗浄水に依存しています。蒸発プロセスの循環冷却水システムにプレート熱交換器が加えられ、イオン交換水が循環冷却水と熱を交換し、冷却塔の冷却荷重を減らし、蒸発量を減らしながら冷却量を減らします。塔と循環冷却水の補充を節約します。

 

4。蒸気凝縮液の回復

 

蒸発器の最初の効果では、蒸気水分離器と凝縮液貯蔵タンクと一致するポンプを加えて蒸気凝縮液を回収し、ボイラーに送り、ボイラーの水消費量を減らすことができます。同時に、凝縮液の高温は石炭の消費を減らすこともできます。

 

5.水道供給ワークショップ

 

給水ワークショップでは、電気透析や逆浸透などの新しい水処理装置を使用して、脱塩水を生成します。脱塩水は、キシロースワークショップのイオン交換カラムを洗浄するためにボイラーの水または水に使用されます。これにより、イオン交換カラムの負担を大幅に軽減し、イオン交換カラムのサービス寿命を延長し、それによってイオン交換の数が減少します。カラム再生とイオン交換カラムの洗浄​​に使用される水の減少。

 

2。エネルギーを保存します

 

 

キシロースワークショップには、主に加水分解、蒸発、乾燥の3つのプロセス、およびワークショップ暖房のための蒸気エネルギー消費があります。これらのプロセスで蒸気消費を節約することにより、エネルギー節約を達成できます。もちろん、石炭の消費を減らすために焼却のためにスラグコール混合燃焼ボイラーに廃棄物スラグを送ることも、重要な省エネの尺度です。一般的な省エネの尺度は次のとおりです。

 

1。加水分解プロセスの省エネ

 

加水分解プロセスは、キシロース生産ラインの主要なエネルギー消費者です。加水分解ポットに入る液体を完全に予熱するために各プロセスの廃熱を使用すると、加水分解の蒸気消費量が減少する可能性があります。加水分解プロセス中に排出される熱源は、高温廃水と高温加水分解液が排出されたときに放出される熱源を含む、フラッシュ蒸発により二次蒸気を得ることができます。マルチエバピレーションシステム。加水分解断熱プロセス中に上部排気管から排出された蒸気は、後者の効果で蒸気を加熱するために多蒸発システムに回収することもできます。加水分解によってスプレーされた高温廃棄物スラグを使用して、加熱コイルを介して加熱する必要がある液体を加熱できます。

 

2。蒸発プロセスにおける省エネ

 

ボイラー蒸気圧を0。糖溶液濃度の増加3回の単一効果標準蒸発器に入り、3回の蒸発の熱源として二次蒸発器の最初の効果からの二次蒸気を使用すると、蒸発蒸気消費を節約できます。

 

3。乾燥プロセスにおける省エネ

 

乾燥プロセスは、より高度な固定流動床または振動する流動層を使用して、蒸発蒸気消費を節約できるキシロース結晶の短絡現象を減らします。

 

4.スラグ焼却を廃止します

 

廃棄物スラグの焼却は蒸気消費を減らすことはできませんが、石炭の消費を削減し、企業のエネルギーコストを削減できます。廃棄物スラグを焼却することにより、1トンのキシロースを生成する際に消費される5000 kcal石炭を6〜7トンから2〜3トンに減らすことができます。

 

3.環境保護

 

 

キシロース企業の環境保護において良い仕事をするためには、汚染の原因から始めなければなりません。生成された汚染物質を標準を満たすために扱うだけでなく、制限された社会的資源を節約するために、汚染物質の世代もできる限り削減されるべきです。この段階で、私の国の環境保護は完全な公害防止を実施しています。排出が基準を満たすだけでなく、総タラの放電も地域によって制御されます。

 

キシロース産業によって生成された包括的な廃水のタラは一般に5000〜8000です。嫌気性発酵により、CODは1200〜1500に減少し、生成されたバイオガスを焼却のためにボイラーに送ることができます。

 

嫌気性発酵、有酸素発酵および曝気の後、CODは100未満に減少し、産業廃水の第1レベルの排出基準に達することができます。