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木糖醇蒸发浓缩结晶器_中央循环蒸发器

所属系列:蒸发结晶案例

产品简介:木糖醇蒸发结晶,木糖醇中央循环蒸发器

木糖醇蒸发结晶器

中央循环蒸发器
 

一、木糖醇生产概述:

能够用于提取木糖的植物纤维原料必须满足两个要求:半纤维素含量较高且半纤维素聚糖链的单糖以木糖为主。 目前已经实现工业化生产木糖所使用的植物纤维原料有玉米芯、甘蔗渣和桦树造纸废液,其中以玉米芯为最佳。在我国只有玉米芯和甘蔗渣两种原料。

玉米芯制取木糖(D-木糖)的工艺过程可 以分成三大部分:1.水解、2.精制和3.提取。

水解是将玉米芯中含有的戊聚糖通过硫酸催化水解得到单分 子戊糖水解液,其中的戊糖主要是木糖。

精制是为了去除水解液中含有的固体悬浮物、有机有色物质、硫酸催化剂、胶粘性物质及灰分等杂质,得到比较纯净的戊糖水溶液。

提取是通过浓缩和结晶的办法使木糖以晶体形式从水溶液中析出并同时与其它戊糖分离,与从而得到髙纯度的结晶木糖成品。

水解液经过净化后,绝大部分非糖杂质被去除,得到了洁净的木糖溶液。但其中尚含有葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖、核糖和赤藓戊酮糖等。木糖的结晶一是将木糖以结晶体的形式从糖液中提取出来得到便于销售的固体产品,二是木糖进一步与杂糖分离,得到纯净的木糖产品。

结晶木糖的提取是制造木糖的最终工序,包括浓缩、结晶、离心分离、干燥和包装五个步骤。

二、木糖醇浓缩阶段

浓缩是为结晶创造必要条件,糖液通过浓缩提高浓度,也就提高了单位水里溶解的木糖量。

经过净化以后的木糖溶液浓度在12~16%之间,需要浓缩到81~83%,浓缩倍数在5~7之间。由于浓缩倍数较大且最终出料浓度较高,若采用一套多效蒸发器一步到位浓缩,末效的流量将会与一效差距过大对蒸发器运行不利,而且髙浓度糖液的沸点升高很多,将导致一效温度髙企对糖造成危害。所以净化后糖液的浓缩一般采用两段进行,第一段采用多效(三效或四效)降膜蒸发器将糖液浓缩到55~60%,第二段再通过单效蒸发器将糖液由55~60%浓缩到81~83%。

第二段浓缩采用的蒸发器一般有两种,一种是中央降液循环列管式蒸发器,俗称标准式中央循环蒸发器,属周期性操作间歇式蒸发器;另一种是降膜蒸发器,连续出料。建议采用标准式蒸发器,因为髙浓度糖浆继续浓缩时,蒸发水量的细小变化都会导致糖液浓度的较大变化。若采用降膜蒸发器浓缩,进出料都是连续的,浓度上升很快,需要很强的操作经验,否则瞬时出料浓度波动很大,难以控制最终的出料浓度和自然起晶量;标准式蒸发器由于间歇操作,蒸发器内始终存有大量的糖浆,浓度是逐渐上升的,上升到需要浓度时停机出料,最终的出料浓度和自然起晶量都很方便控制。

以往木糖行业第一段浓缩到38~40%,但从节能的角度看,第一段是采用多效蒸发,应该浓缩到55~60%,让多效蒸发器尽量多蒸发一些水分,减小单效蒸发器的蒸发水量显然可以节约新鲜蒸汽的消耗量。

三、木糖醇结晶器

结晶是利用木糖在水中的溶解度随温度下降而减小的特性,先在高温下浓缩糖液使水中溶解的糖量达到极限,然后通过降温,溶解度下降,超出水溶解能力的木糖析出形成木糖结晶。

在木糖形成结晶析出时,其它杂糖因为量少达不到过饱和仍溶解在水中而不析出,只有极少量在木糖结晶时与木糖混杂在一起。

在某一个固定温度下,单位量的水所能溶解木糖的最大量称为木糖在该温度的溶解度,此时的木糖溶液为饱和溶液,不能再继续溶解木糖。单位量的水溶解了超出其溶解度的木糖,形成了木糖的过饱和溶液,其中糖量除以其溶解度对应糖量即为过饱和溶液的过饱和度(过饱和系数)。因为木糖的饱和溶液,不能再继续溶解木糖,所以过饱和溶液不能通过往溶液中添加过量的固体糖溶解而得,只能通过饱和溶液降温溶解度下降而得,或者通过浓缩从饱和溶液继续蒸发水分而得。

过饱和系数1.0~1.3的木糖溶液,其中存在的木糖晶体可以长大,过饱和系数超过1.3的木糖溶液,会自动产生新的晶粒析出。木糖结晶的过程就是通过浓缩产生过饱和系数超过1.3的木糖溶液,自动产生晶粒(自然起晶),然后进入结晶机中冷却降温,通过控制降温速度使木糖膏的过饱和系数保持在1.1~1.2之间,晶体逐渐长大。

木糖结晶的时间越长即速度控制的越慢,结晶体的晶形越好,晶粒越密实,结晶收率也越高。经验表明,木糖的结晶时间以60小时为佳。

木糖膏完成结晶后,除了已经析出成为晶体的木糖外,仍有一部分剩余的木糖与其它杂糖一起溶解在水分中,这部分溶解态的糖与水分组成的糖浆溶液我们称之为母液。

木糖常用结晶设备为卧式降温结晶机,依靠转动的卧式搅拌螺带混匀糖膏并保持晶粒悬浮而不沉降。小型的结晶机(8立方以下)依靠冷却夹套通冷却水降温,大型的结晶机(9立方以上)除了带冷却夹套外还在搅拌螺带上加设了冷却盘管。 结晶机的冷却夹套为常压设计,通常应设呼吸口,应避免对结晶机夹套的打压试验或让夹套承受水压,但可以用水常压试漏。

为了保证冷却夹套或冷却盘管中冷却水水温的均匀稳定和避免换热面结垢,每台结晶机宜设单独的循环冷却水泵来循环其冷却水,让循环冷却水通过换热器与外界冷源换热降温。

四、木糖醇离心分离

离心分离是利用离心机高速旋转的转鼓(筛篮)产生的离心力使糖膏中的木糖晶体与母液分离的过程。经过离心分离,得到固态的木糖结晶体保留在离心机转鼓内的滤布内,母液透过滤布和转鼓筛篮的缝隙进入母液池。
 

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