流体分离技术：木糖生产工艺及浓缩技术

木糖是木聚糖的一个组分，木聚糖广泛存在于植物中，目前我们国家木糖提取原料主要有玉米芯和甘蔗渣。现有的木糖生产工艺主要为酸水解玉米芯制木糖，但得到的水解液木糖浓度低，现有工艺中主要通过蒸汽浓缩的方式完成木糖离交液的弄缩。但这种方式往往需消耗大量的蒸汽，造成高能耗，增加了生产成本，同时，浓缩周期也比较长，生产效率低下，随着膜分离技术的发展，膜分离技术结合传统蒸汽浓缩技术可以有效的减少蒸汽的消耗，降低能耗，节约生产成本。而膜浓缩出来的水，颜色趋于无色洁净，可回用于前端酸解工序，节省生产用水，降低废水排放量。

　　木糖生产工艺流程



　　在水解液净化过程中，采取了一次中和一次离子交换工艺，在这个工艺的基础上，又加了一次氢化液离子交换，就变成了一次中和脱酸二次交换工艺，都属于中和脱酸工艺。我们知道，在木糖醇生产过程中，玉米芯首先要水解生产水解液，水解时要加催化剂—硫酸，而水解后，硫酸就存在于水解液中，但在生产过程中，这部分硫酸必须除去，顾名思义中和脱酸工艺就是用中和的方法将酸除去，中和剂通常用碳酸钙。硫酸被碳酸钙中和成石膏—硫酸钙，硫酸钙在水中的溶解度很小，绝大部分石膏都成为沉淀经过滤除去。



　　木糖生产工艺优缺点

　　木糖生产工艺比较简单，酸碱消耗低，可降低成本，设备也比较简单，易操作，投资少。但由于它是初始工艺，必然有不足之处，它的缺点主要来至工艺本身，众所周知，石膏虽然在水中的溶解度小，也不是绝对不溶解，在进入下个浓缩工序时，随着水解液变浓，石膏在水解液中浓度也变大，呈过饱和状态，此时就有一部分石膏又沉淀出来，沉积在蒸发器的管壁上，形成隔热层，降低蒸发效力，浪费蒸汽，降低设备利用率。 由于，这层结垢很难除去，特别是很难用化学方法除去，不得不用机械法清除结垢，不但麻烦，而且劳动强度很大，对设备也有不同程度的损伤，降低设备的使用寿命。

　　膜法浓缩木糖一次离交液工艺过程

　　木糖水解液→石灰沉淀→活性炭脱色→压滤→一次离子交换→膜浓缩→一次蒸发浓缩→二次活性炭脱色→二次离子交换→二次蒸发浓缩→三次蒸发浓缩→结晶→离心分离→烘干→包装→成品



　　膜工艺浓缩技术优势

　　1、浓缩膜可以有效的截留木糖等有效成分而透出水，达到浓缩的目的。

　　2、浓缩透过水澄清透亮，可以用于提取回用，节约水资源，减少污水排放。

　　3、膜浓缩是一种低温浓缩，不需要额外的加热，因此，膜浓缩可以节省大量的蒸汽，降低能源消耗，降低生产成本。

　　4、膜浓缩过程也会产生一定的热量，浓缩同时可使木糖离交液的温度升高，可降低下一步浓缩升温所带来的蒸汽消耗。

　　5、膜工艺过程无污染物排放，减轻了废水排放的压力，减少废水处理的投资。

　　6、自动化程度高，操作简单方便，在线清洗，降低劳动强度。

　　7、膜元件有完善的操作、清洗、保养说明和方法，使用寿命长、降低膜的消耗成本。