木糖及木糖醇全流程清洁生产防治污染的方法技术

本发明专利技术涉及一种木糖及木糖醇全流程清洁生产防治污染的方法。包括水洗、蒸煮、水解、过滤、离子交换、浓缩各步骤，其中在离子交换步骤以后，用去离子水分别冲洗阳离子树脂柱和阴离子树脂柱，清除树脂层中的杂物和破碎的树脂；用过滤的方法分别过滤掉阳树脂洗后液和阴树脂洗后液中的固体杂质，去除其中的固体杂质以后，检测其中金属盐的浓度，当盐的浓度低于或等于２％的时候，分别加入ＨＣＬ或ＮａＯＨ，使ＨＣＬ或ＮａＯＨ的浓度达到３－５％，再将调整以后的洗液用做冲洗树脂柱重复使用；当盐的浓度高于２％的时候，将阳树脂洗后液和阴树脂洗后液混合，再经脱盐膜脱盐，分别得到浓盐水和清液。采用该技术方案，彻底消灭了木糖及木糖醇生产过程中产生的废水、废渣等污染环境的有害物质，达到全流程清洁生产的标准，使木糖生产企业成为环保型企业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。技术背景木糖，学名五碳醛糖，外形为白色晶体，其甜度相当于蔗糖，热 量低于葡萄糖，食用后口感清凉。木糖醇由木糖加氢制得，是白色晶 体，外表和蔗糖相似，是多元醇中最甜的甜味剂，味凉、甜度相当于 蔗糖，热量相当于葡萄糖。是未来的甜味剂，是蔗糖和葡萄糖替代品。 木糖醇是一种具有营养价值的甜味物质，也是人体糖类代谢的正常中 间体。在自然界中，木糖醇广泛存在于各种水果、蔬菜中。商品木糖 醇是用玉米芯、甘蔗渣等农业作物中，经过深加工而制得的，是一种 天然健康的甜味剂。目前，木糖及木糖醇的生产过程中存在严重污染， 主要表现在以下几方面水解渣及水解渣内所含木糖溶液未能加以利 用，露天堆放中渗液臭味难闻，污染严重；在中和工序会产生大量硫酸钙，脱色工序产生大量活性炭粉，这些硫酸钙和活性炭粉如不加以处理利用，也会造成环境污染；树脂再生产生大量HCL、 NaOH，以 及多种盐溶液，如果不加处理排放就会造成水污染；结晶母液中存在 大量杂质，如不加以清除直接用于食品生产轻则降低产品的品质，重 则危害人体健康。如申请号为03110852.0的中国专利申请《从农作 物秸杆中提取木糖及木糖醇的方法》公开了一种以农作物秸杆为原 料，经过原料粉碎、水洗、蒸煮、水解、过滤、离子交换、蒸发浓縮、 喷雾干燥等步骤生产木糖及木糖醇的方法。该方法生产木糖及木糖醇 虽然具有一定的先进性，但生产中产生的废水、废渣对环境具有较大 的污染性，如不加以处理会严重危害环境卫生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够克服上述污染问题的木糖及木糖 醇全流程清洁生产防治污染的方法。为达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案本专利技术所述的，包 括原料粉碎、水洗、蒸煮、水解、过滤、离子交换、浓縮各步骤，其 特征在于在离子交换步骤以后，用去离子水分别冲洗阳离子树脂柱 和阴离子树脂柱，清除树脂层中的杂物和破碎的树脂，分别得到阳树 脂洗后液和阴树脂洗后液；用过滤的方法分别过滤掉阳树脂洗后液和阴树脂洗后液中的固体杂质，去除其中的固体杂质以后，检测其中金属盐的浓度，当盐的浓度低于或等于2%的时候，向阳树脂洗后液中 加入HCL，向阴树脂洗后液中加入NaOH，使HCL或NaOH的浓度 达到3—5%，再将调整以后的洗液用做冲洗树脂柱重复使用；当阳树 脂洗后液或阴树脂洗后液中盐的浓度高于2%的时候，将阳树脂洗后 液和阴树脂洗后液混合，再经脱盐膜脱盐，分别得到浓盐水和清液， 浓盐水用于蒸发制盐，清液加入HCL或NaOH，分别用于冲洗阳树 脂或阴树脂。在蒸煮过程，是用110—135'C的高温水蒸煮2小时；在水解过 程使用的硫酸浓度为0.5%——0.7%，盐酸浓度为0.2——0.3%;在过 滤步骤，采用三级过滤法， 一级过滤5-l微米，二级过滤1-0.5微米， 三级过滤0.01-0.001微米。采用该技术方案，彻底消灭了木糖及木糖醇生产过程中产生的废 水、废渣等污染环境的有害物质，达到全流程清洁生产的标准，使木 糖生产企业成为环保型企业。具体实施方式本专利技术所述的，以 普通生产木糖和木糖醇过程为原型，通过合理调整各阶段的工艺参数 并增加对离子交换后的离子树脂柱的再生以及再生液的无害化处理， 达到降低污染，乃至无污染的目的。具体改进方法如下。A)在水洗、蒸煮过程，采用热水抽提和水洗的方法，将粉碎后 的原料如玉米芯中的次要成分——除纤维素、木质素、多縮戊糖以外 的固体和液体成分——分离提取出来用于生产有机肥，避免废渣污染 环境。具体方法是，将原料粉碎——浸泡——搓磨加工，破坏细胞壁， 使原料不再含液体；再用110—135"C的高温水蒸煮2小时，将次要 成分分离出来，用水洗的方法将次要成分清除，得到纯净的主要成分 纤维素、木质素和多縮戊糖作为水解原料；可以用一、二、三级过滤法，逐级过滤，回收次要成分，这样既 可以保证滤液的清纯，又可以避免太大的固体颗粒堵塞滤网。过滤后 的滤液在生产中重复使用，避免废水污染环境。B) 在水解过程中，采用高温低酸水解法。具体做法是提高水解温度大于等于ll(TC，在110—135'C之间，保温2小时；同时，降 低酸浓度，使用硫酸的浓度为0.5%——0.7%，盐酸的浓度为0.2—— 0.3%。这样做的结果是，水解液纯度高，含酸浓度低。水解渣为纯净 的纤维体和木质素，可以用作原料开发相关产品。避免废弃的纤维体 和木质素污染环境。C) 在过滤步骤，将水解木糖溶液经一、二、三级过滤提纯。一 级过滤5-1微米，二级过滤1-0.5微米，三级过滤0.01-0.001微米， 这样，可以将细小固形物，色素清除，得到纯度级高的木糖溶液，过 滤截留的固形物可以用于生产生物肥料加以利用。该步骤去掉了旧工 艺中的中和产物硫酸钙和脱色产物活性碳粉，也减少了木糖溶液的损 失。D) 在离子交换步骤现在木糖、木糖纯行业和其他化工行业中，凡是使用离子交换的 工艺，都会在树脂再生过程中产生污染，都必须治理。木糖生产中采 用阳树脂和阴树脂分别装柱进行离子交换，用以除去木糖溶液中的金 属离子和各种酸根。在离子交换以后，用去离子水分别冲洗阳离子树 脂柱和阴离子树脂柱，清除树脂层中的杂物和破碎的树脂，分别得到 阳树脂洗后液和阴树脂洗后液；用过滤的方法分别过滤掉阳树脂洗后 液和阴树脂洗后液中的固体杂质，去除其中的固体杂以后，检测其中 金属盐的浓度，当盐的浓度低于或等于2%的时候，向阳树脂洗后液 中加入HCL，向阴树脂洗后液中加入NaOH，使HCL或NaOH的浓 度达到3—5%，再将调整以后的洗液用做冲洗树脂柱重复使用；当阳 树脂洗后液或阴树脂洗后液中盐的浓度高于2%的时候，将阳树脂洗 后液和阴树脂洗后液混合，再经脱膜脱盐，分别得到浓盐水和清液， 浓盐水用于蒸发制盐，清液加入HCL或NaOH，分别用于冲洗阳树 脂或阴树脂。这样就可以重复使用离子交换过程中产生的废液，避免 废液排放污染环境。E) 在浓縮步骤木糖生产中最大耗能在于5%木糖溶液，减压蒸发浓縮至35%。 本方法采用冷浓縮工艺和设备，即采用反渗透膜将水解木糖溶液 由初始浓度浓縮至40—50%，大大降低了浓縮耗能。 F)喷雾干燥，取消母液，全收木糖。旧工艺采用蒸发浓縮至木糖浓度75%—80%，结晶、离心分离提 取结晶木糖，将杂质大部分留在母液中。本方法用冷浓縮工艺将木糖 浓度达到40—50%，再经喷雾干燥全收木糖，没有母液，采用本办法 的前提是木糖溶液中的杂质清除，纯度极高，杂质含量低于成品标准。 清除杂质，保证高纯度，本办法靠两条措施完成高温水抽提和水洗 清除原料中的非糖杂质；去掉中和硫酸和脱色活性碳，杜绝工艺过程 中引入外来杂质，致使杂质含量极低。至此，使用该方法在木糖生产中原料利用率100%,无剩余固形 物排放。水、HCL、 NaOH、 NaCL等废液经净化，重复利用，无排 放。实现了全流程清洁生产，真正达到零排放，使木糖生产企业成为 环保型企业。木糖加氢即可生产木糖醇，随着木糖污染防治的实现，木糖醇同 样实现全流程清洁生产。权利要求1、，包括原料粉碎、水洗、蒸煮、水解、过滤、离子交换、浓缩各步骤，其特征在于在离子交换步骤以后，用去离子水分别冲洗阳离子树脂柱和阴离子树脂柱，清除树脂层中的杂物和破碎的树脂，分别得到阳树脂洗后液和阴树本文档来自技高网...

【技术保护点】
木糖及木糖醇全流程清洁生产防治污染的方法，包括原料粉碎、水洗、蒸煮、水解、过滤、离子交换、浓缩各步骤，其特征在于：在离子交换步骤以后，用去离子水分别冲洗阳离子树脂柱和阴离子树脂柱，清除树脂层中的杂物和破碎的树脂，分别得到阳树脂洗后液和阴树脂洗后液；用过滤的方法分别过滤掉阳树脂洗后液和阴树脂洗后液中的固体杂质，去除其中的固体杂质以后，检测其中金属盐的浓度，当盐的浓度低于或等于２％的时候，向阳树脂洗后液中加入ＨＣＬ，向阴树脂洗后液中加入ＮａＯＨ，使ＨＣＬ或ＮａＯＨ的浓度达到３－５％，再将调整以后的洗液用做冲洗树脂柱重复使用；当阳树脂洗后液或阴树脂洗后液中盐的浓度高于２％的时候，将阳树脂洗后液和阴树脂洗后液混合，再经脱盐膜脱盐，分别得到浓盐水和清液，浓盐水用于蒸发制盐，清液加入ＨＣＬ或ＮａＯＨ，分别用于冲洗阳树脂或阴树脂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑庆义，邵荣珠，
申请(专利权)人：邵荣珠，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]