برای کمک به شما در درک فن آوری زایلوز در استخراج زایلوز کریستالی از کباب ذرت ، موارد زیر مقدمه ای در سه بخش است:
بخش 1 اصول فرآیند
فرآیند تولید زایلوز (D-xylose) از COB های ذرت را می توان به سه قسمت تقسیم کرد: هیدرولیز ، پالایش و استخراج.
هیدرولیز برای هیدرولیز پنتوزان های حاوی ذرت توسط اسید سولفوریک برای به دست آوردن یک هیدرولیز پنتوز مولکول واحد است که در آن پنتوز عمدتا زایلوز است.
پالایش برای از بین بردن ناخالصی هایی مانند ماده معلق جامد ، ماده رنگی آلی ، کاتالیزور اسید سولفوریک ، مواد چسب و خاکستر موجود در هیدرولیز برای به دست آوردن یک محلول آبی پنتوز نسبتاً خالص است.
استخراج این است که زایلوز از محلول آبی به صورت کریستال ها با غلظت و تبلور رسوب کرده و همزمان آن را از سایر پنتوزها جدا کنید و از این طریق یک محصول زایلوز کریستالی با خلوص بالا بدست آورید.
1. هیدرولیز ذرت
مواد اولیه فیبر گیاهی عمدتاً از سلولز ، همی سلولز ، لیگنین و خاکستر تشکیل شده است. Hemicellulose یک پلی ساکارید دیواره سلولی گیاهی است و مونوساکاریدها که زنجیره پلی ساکارید همی سلولز را تشکیل می دهند ، عمدتاً: زایلوز ، گلوکز ، مانوز ، گالاکتوز ، آرابینوز ، شربت سنگی و رامنوز هستند.
زایلوز بزرگترین پنتوز (پنتوز) در طبیعت است و پنتوزها به آلدوپنتوز و کتوپنتوز تقسیم می شوند. پنج آلدوپنتوز شناخته شده در طبیعت وجود دارد ، از جمله D-Xylose ، D-Arabinose ، L-Arabinose ، L-Lyxose و D-Ribose. سه کتوپنتوز شناخته شده در طبیعت وجود دارد ، از جمله D-erropentolose ، D-thiouretose و L-thiouretose.
گلوکز بزرگترین هگزوز (هگزوز) در طبیعت است و هگزوزها به آلدوزوزوز و کتهگزوز تقسیم می شوند. پنج آلدوزوز شناخته شده در طبیعت وجود دارد ، از جمله D-glucose ، d-galactose ، l-galactose ، d-mannose و d-tyloose. چهار کتهگزوز شناخته شده در طبیعت وجود دارد ، از جمله D-fructose ، d-psicose ، l-sorbose و d-tagatose.
مواد اولیه فیبر گیاهی که می توانند برای استخراج زایلوز مورد استفاده قرار گیرند ، باید دو مورد را برآورده کنند: یک مقدار زیاد همی سلولز و زایلوز به عنوان مونوساکارید اصلی در زنجیره پلی ساکارید همی سلولز.
در حال حاضر ، مواد اولیه فیبر گیاهی که برای تولید صنعتی زایلوز استفاده می شود ، شامل مایع زباله های ذرت ، باگاس و قرعه کشی است که از این میان بهترین ها ذرت هستند. در کشور من فقط دو ماده اولیه وجود دارد: کباب ذرت و باگاس.
ترکیب تقریبی COB های ذرت ، سلولز 35 ٪ ، همی سلولز 39 ٪ ، لیگنین 19 ٪ ، خاکستر 2 ٪ و 5 ٪ دیگر است. مونوساکاریدهای موجود در زنجیره پلی ساکارید در همی سلولز موجود در کباب های ذرت عمدتاً زایلوز هستند که بیش از 80 ٪ را تشکیل می دهند ، و پس از آن آرابینوز ، حدود 10 ٪ و بیش از 95 ٪ زایلوز و آراسنوز را به خود اختصاص می دهند و بقیه نیز هستند. مونوساکاریدهای دیگر. بنابراین ، کباب های ذرت برای استخراج زایلوز مناسب هستند.
ساختار فیزیکی کباب های ذرت شامل یک لایه بیرونی لانه زنبوری ، یک لایه میانی بلوک حلقوی سفید و یک لایه داخلی فلوک است. جرم اصلی آن در لایه میانی بلوک حلقوی سفید است که قسمت اصلی تولید زایلوز است. لایه میانی بلوک حلقوی سفید از کباب های ذرت قرمز معمولاً ضخیم تر از تخته های ذرت سفید است ، بنابراین کباب های ذرت قرمز اغلب عملکرد قند بالاتری دارند.
کباب های ذرت در محلول آبی اسید سولفوریک رقیق خیس شده و به درجه {{0}}} گرم می شوند (مربوط به فشار بخار اشباع شده از 0. 16-0. 18mpa). همی سلولز موجود در کباب ذرت برای به دست آوردن هیدرولیز که عمدتا از زایلوز تشکیل شده است ، هیدرولیز می شود. اسید سولفوریک یک کاتالیزور برای واکنش هیدرولیز است. اسید هیدروکلریک همچنین می تواند به عنوان کاتالیزور مورد استفاده قرار گیرد ، اما از آنجا که اسید هیدروکلریک برای تجهیزات بسیار خورنده است ، تعداد کمی از شرکت ها از اسید هیدروکلریک به عنوان کاتالیزور استفاده می کنند. پس از هیدرولیز ، باقیمانده مایع خیس و ذرت ذرت برای به دست آوردن هیدرولیز از هم جدا می شوند. میزان اسید سولفوریک در هیدرولیزات به دست آمده بین 6 {6}} 65 ٪ و 0.75 ٪ است که مناسب تر است.
از آنجا که هیدرولیز به مدت دو ساعت و نیم در دمای بالا نگهداری می شود ، بسیاری از مونوساکاریدهای به دست آمده توسط هیدرولیز به مواد رنگی مولکولی کوچک تجزیه می شوند یا به مواد مولکولی بزرگ کنده می شوند ، بنابراین هیدرولیز به دست آمده از رنگ تیره تر است و قهوه ای روشن است. بیشتر مواد رنگی موجود در هیدرولیز در طی فرآیند هیدرولیز تولید می شوند تا اینکه توسط مواد اولیه ذرت ذرت وارد شوند ، بنابراین عمق رنگ هیدرولیز تولید شده توسط کباب های ذرت قرمز و کباب های ذرت سفید در اصل یکسان است.
2. پالایش هیدرولیز
هیدرولیز به دست آمده پس از هیدرولیز کابین ذرت حاوی مقدار زیادی ناخالصی غیر قند ، به طور عمده ماده معلق جامد (خرده های ذرت ذرت یا ماده ورودی) ، اسید سولفوریک (کاتالیزور اضافه شده در فرایند هیدرولیز) ، اسید آلی (تجزیه مواد آلی است. در فرآیند هیدرولیز درجه حرارت بالا) ، ناخالصی های رنگی آلی (محصولات سنتز کک یا محصولات تجزیه مواد آلی در فرآیند هیدرولیز درجه حرارت بالا) ، مواد چسب ماکرومولکولی ارگانیک (محصولات ناقص هیدرولیز مواد آلی مولکولی فوق العاده بزرگ) و خاکستر (خاکستر) و خاکستر ( ناخالصی های نمکی معدنی که در هیدرولیز اسیدی حل می شوند).
ناخالصی های غیر قند موجود در هیدرولیز باید برای به دست آوردن محلول قند خالص برداشته شود. وجود ناخالصی های غیر قند نه تنها بر کیفیت محصول نهایی تأثیر می گذارد ، بلکه ممکن است بر فرآیند تبلور زایلوز تأثیر بگذارد ، و حتی باعث می شود زایلوز نتواند به راحتی از شربت تبلور یابد یا شکل کریستالی ضعیفی داشته باشد. فرایند از بین بردن ناخالصی های غیر قند موجود در هیدرولیز ، فرآیند پالایش هیدرولیز یا فرایند تصفیه است.
دوروشهای اصلی برای پالایش هیدرولیزها عبارتند از: تبخیر فلش ، تصفیه ، خنثی سازی ، تجزیه کربن فعال ، تبخیر خلاء و تبادل یونی.
1. تبخیر فلش
تبخیر فلش از گرمای معقول موجود در خود هیدرولیز با درجه حرارت بالا استفاده می کند تا نقطه جوش هیدرولیز را با جاروبرقی کاهش دهد و بخشی از آب موجود در هیدرولیز تبخیر شود. در طی فرآیند تبخیر فلش ، گرمای معقول هیدرولیز به گرمای نهان بخار آب تبدیل می شود و دمای هیدرولیز کاهش می یابد. برای هر 10 درجه افت دمای 1 تن محلول شکر ، حدود 18 کیلوگرم آب می تواند تبخیر شود.
تبخیر فلش در ابتدا برای صرفه جویی در مصرف انرژی مورد استفاده قرار می گرفت ، اما هنگامی که هیدرولیزم چشمک می زند ، برخی از اسیدهای آلی بسیار بی ثبات نیز با بخار آب تبخیر می شوند ، که همچنین اثر تصفیه کننده ای بر هیدرولیز دارد.
2. تصفیه
تصفیه رایج ترین روش جداسازی مایع جامد است. هنگامی که محلول شکر از تجهیزات تصفیه عبور می کند ، ماده معلق جامد در محلول شکر به دلیل اندازه ذرات بزرگ آن از طریق منافذ ریز در محیط فیلتر قابل رهگیری نیست. مولکول های قند و مولکول های آب موجود در محلول شکر دارای اندازه ذرات کوچک هستند و می توانند از منافذ ریز در محیط فیلتر عبور کنند و از این طریق محلول شکر را از ماده معلق جامد جدا کرده و محلول قند را پالایش می کنند. تجهیزات تصفیه متداول در صنعت زایلوز ، پرس فیلتر صفحه و قاب است و محیط تصفیه آن یک پارچه فیلتر بافته شده فیبر است.
3. خنثی سازی
خنثی سازی استفاده از نمک کلسیم برای واکنش با اسید سولفوریک برای تولید سولفات کلسیم است. سولفات کلسیم به دلیل حلالیت کم آن به راحتی بارش را تشکیل می دهد و با استفاده از تصفیه می توان آن را برداشته و از این طریق به هدف از بین بردن بخشی از اسید سولفوریک در هیدرولیز دست یافت. فرآیند خنثی سازی مقدار کمی کلسیم را در هنگام از بین بردن اسید سولفوریک به هیدرولیز می آورد ، بنابراین کنترل منطقی نقطه پایان خنثی سازی مهم است. به دلیل معرفی مقدار زیادی کلسیم ، خنثی سازی بیش از حد ارزش ضرر نخواهد داشت.
دو نمک کلسیم رایج برای خنثی سازی وجود دارد ، یکی کربنات کلسیم (یعنی پودر کربنات کلسیم سبک ، که معمولاً به عنوان پودر کلسیم سبک شناخته می شود) و دیگری هیدروکسید کلسیم (یعنی پودر آهک هضم شده ، که معمولاً به عنوان پودر کلسیم خاکستری شناخته می شود). مزیت استفاده از کربنات کلسیم این است که خلوص نمک کلسیم در پودر کلسیم سبک زیاد است (بیش از 99 ٪) و یونهای ناخالصی کمتری پس از خنثی سازی وارد محلول قند می شوند. نقطه ضعف این است که قیمت زیاد است و مقدار زیادی کف در طی فرآیند خنثی سازی تولید می شود. مزیت استفاده از هیدروکسید کلسیم این است که قیمت پودر کلسیم خاکستری کم است و در طی فرآیند خنثی سازی هیچ کف ایجاد نمی شود. ضرر این است که خلوص نمک کلسیم در پودر کلسیم خاکستری کم است (حدود 95 ٪) و یونهای ناخالصی بیشتر پس از خنثی سازی وارد محلول قند می شوند. مقایسه جامع ، توصیه می شود از کربنات کلسیم به عنوان خنثی کننده استفاده کنید.
4. تجزیه
تجزیه استفاده از سطح فعال عظیم کربن فعال شده پودر برای جذب ناخالصی های (عمدتا ناخالصی های آلی) و رنگدانه ها (یعنی ناخالصی های رنگی آلی) است ، و سپس ناخالصی های جذب شده را به همراه کربن فعال شده از طریق تصفیه برای دستیابی به هدف محلول قند پاکسازی می کند. بشر فرآیند ناخالصی های جذب کربن فعال ، جذب فیزیکی است. توانایی کربن فعال شده برای جذب مواد آلی بسیار بیشتر از نمک های معدنی است و توانایی جذب رنگدانه های ارگانیک مولکولی بزرگ بسیار بیشتر از جذب رنگدانه های آلی مولکولی کوچک است.
کربن فعال پودر تجاری موجود در کربن کلرید روی و کربن فسفات با توجه به روش تولید آن تقسیم می شود. کربن کلرید روی با کلرید روی به عنوان یک عامل تشکیل دهنده منافذ تولید می شود ، در حالی که کربن فسفات از اسید سولفوریک به عنوان یک عامل تشکیل دهنده منافذ استفاده می کند. کربن کلرید روی دارای مقدار خاکستر پایین تر ، منافذ بیشتر و یک سطح فعال بزرگتر است و از توانایی تجزیه و تحلیل قوی تری برخوردار است. کربن فسفات دارای مقدار خاکستر بالاتری ، مساحت سطح فعال کوچکتر و توانایی تجزیه کننده ضعیف تر است. کربن فسفات همچنین مشکل تجزیه کاذب را دارد ، یعنی آزمایش انتقال نور محلول قند پس از تجزیه واجد شرایط است ، اما میزان حذف رنگدانه واقعی کافی نیست ، زیرا اسید فسفریک اثر سفید کننده دارد. کربن کلرید روی باید به جای کربن فسفات برای تجزیه در صنعت زایلوز استفاده شود.
مواد اولیه برای تولید کربن فعال شامل خاک اره (خاک اره تولید شده در هنگام پردازش چوب) ، پوسته های میوه ای و باگاس و غیره است. بیشتر آنها از خاک اره ساخته شده اند. همچنین کربن بازیافتی برای فروش در بازار وجود دارد که از کربن فعال شده با زباله از شرکتهای مختلف بازیافت شده و از طریق شستشوی قلیایی بازسازی می شود. این قدرت از بین بردن کمتری برخوردار است و بسیار ارزان است ، اما استفاده از آن خطرناک است (ممکن است حاوی مواد سمی و مضر ناشناخته باشد) و برای استفاده در صنعت زایلوز مناسب نیست. همچنین یک کربن فعال گرانول در بازار وجود دارد که می تواند در ستون تجزیه برای استفاده مکرر نصب شود و راندمان تجزیه با شستشوی قلیایی پس از هر شکست ترمیم می شود. قدرت تجزیه کربن فعال شده با دانه به تدریج در طول استفاده مکرر کاهش می یابد و کیفیت مایع تجزیه شده برای مدت طولانی نمی تواند تضمین شود. صنعت زایلوز به طور کلی از آن برای تصفیه نهایی محلول قند و بهبود کیفیت استفاده می کند ، نه برای فرآیند تجزیه با بار تجزیه بزرگ در مراحل اولیه.
در تولید زایلوز ، به دلیل رنگ تیره هیدرولیز ، مصرف کربن فعال برای تولید 1 تن زایلوز بین 120 تا 150 کیلوگرم است. ما نباید انتظار داشته باشیم که در یک فرآیند تجزیه ، الزامات تجزیه سازی قابل دستیابی باشد. توصیه می شود از چندگانه سازی های متعدد استفاده کنید ، و هر عملیات تجزیه باید از تجزیه نیمه خلاف جهت استفاده متعدد و کامل از قدرت تجزیه کربن فعال شده استفاده کند تا به هدف نجات کربن برسد.
5. تبخیر خلاء
تبخیر خلاء فرآیندی است که از ویژگی های کاهش نقطه جوش محلول قند در زیر خلاء استفاده می کند تا تبخیر آب را در دمای پایین تر تکمیل کند. فرآیند تبخیر نیاز به بخار دارد تا به طور مداوم محلول شکر را گرم کند تا گرمای نهان تبخیر مورد نیاز برای تبدیل آب به بخار آب فراهم شود. تبخیر خلاء چند اثر با استفاده از مشخصه ای که نقطه جوش محلول قند در زیر خلاء بالاتر است. سیستم تبخیر توسط یک پمپ خلاء تخلیه می شود تا درجه خلاء هر اثر تبخیر را افزایش دهد ، یعنی دمای تبخیر (نقطه جوش) هر اثر تبخیر کاهش می یابد. به این ترتیب ، فقط یک اثر باید از بخار خام استفاده کند و اثرات باقیمانده از بخار آب تبخیر شده از اثر قبلی (که معمولاً به عنوان بخار ثانویه شناخته می شود) به عنوان منبع گرمای گرمایش استفاده می شود ، تا به هدف صرفه جویی در بخار تازه برسد.
در حال حاضر ، تبخیر اول و دوم صنعت زایلوز عمدتاً تبخیر کننده فیلم با راندمان بالا جدید را اتخاذ می کند. محلول شکر بر روی سطح لوله گرمایش به شکل یک فیلم نازک جریان دارد و تبادل حرارت مورد نیاز برای تبخیر در یک تماس کوتاه قابل تکمیل است. با توجه به غلظت بالای محلول قند ، افزایش نقطه جوش (درجه حرارت بالاتر از نقطه جوش آب در همان درجه خلاء) از تبخیر سوم زایلوز بزرگ است ، بنابراین تبخیر تک اثر به طور کلی اتخاذ می شود و تک اثر تبخیر کننده استاندارد یا تبخیر کننده فیلم در حال سقوط یک اثر معمولاً استفاده می شود. مزیت استفاده از اواپراتور استاندارد تک مؤثر این است که غلظت نهایی و تبلور طبیعی به راحتی کنترل می شود و ضرر این است که زمان اقامت در دمای بالا طولانی تر است. مزایا و مضرات تبخیر کننده فیلم در حال سقوط تک اثر ، دقیقاً برعکس تبخیر کننده استاندارد تک مؤثر است.
پس از تبخیر محلول قند ، بخشی از آب تبخیر می شود ، محلول قند متمرکز می شود ، غلظت قند افزایش می یابد و حجم محلول قند کاهش می یابد ، که باعث کاهش حجم محلول قند مورد نیاز در فرآیند بعدی می شود. بشر هدف اصلی تبخیر محلول قند تمرکز است ، اما وقتی محلول قند تبخیر می شود ، بخشی از ماده آلی فرار (بخشی از اسیدهای آلی و آلدهیدها) در محلول قند نیز تبخیر و برداشته می شود ، بنابراین فرآیند تبخیر نه تنها متمرکز می شود. محلول قند ، اما همچنین در پالایش محلول قند نقش دارد.
6. تبادل یونی
بورس یون به مبادله کاتیون و مبادله آنیون تقسیم می شود. Cation Exchange از رزین Exchange Cation برای تهیه یون های هیدروژن (H+) برای مبادله با کاتیونهای ناخالصی مانند کلسیم (Ca {1}}) ، منیزیم (Mg 2+) و سدیم (NA+) در محلول قند استفاده می کند. یونهای هیدروژن موجود در رزین وارد محلول شکر می شوند و کاتیونهای ناخالصی موجود در محلول شکر بر روی رزین جذب می شوند. Anion Exchange از رزین Exchange Anion برای تهیه یون های هیدروکسید (OH-) برای مبادله با آنیونهای ناخالصی مانند سولفات (بنابراین {5}}}) ، کلرید (CL-) و اسید آلی در محلول قند استفاده می کند. یونهای هیدروکسید روی رزین وارد محلول شکر می شوند و آنیونهای ناخالصی موجود در محلول شکر روی رزین جذب می شوند. پس از مبادله محلول قند از طریق تبادل کاتیون و تبادل آنیون ، کاتیونهای ناخالصی و آنیونهای ناخالصی در محلول شکر بر روی رزین تبادل یون جذب می شوند و برداشته می شوند. این یونهای ناخالصی اجزای ناخالصی مانند اسید سولفوریک ، اسید آلی و خاکستر در محلول قند هستند. یون های هیدروژن و یون های هیدروکسید که از رزین به محلول شکر رد و بدل می شوند در آب ترکیب می شوند.
تجهیزات تبادل یونی معمولاً برای تبادل یونی استفاده می شود. آنهایی که پر از رزین تبادل کاتیون هستند ، ستون های تبادل کاتیون نامیده می شوند و آنهایی که پر از رزین تبادل آنیون هستند ، ستون های تبادل آنیون نامیده می شوند. ستون های تبادل یونی مورد استفاده در صنعت زایلوز شامل ستون های فشار جوی باز و ستون های فشار بسته است. ستون های باز از بین رفتن رزین کم برخوردار هستند و مشاهده آن آسان است ، اما بازسازی و گرگرفتگی کند است. ستون های بسته بازسازی سریع و گرگرفتگی هستند ، اما از بین رفتن رزین نسبتاً بزرگ است ، به خصوص ستون های تبادل اولیه به دلیل بازسازی مکرر.
برند رزین Cation Exchange که برای صنعت زایلوز مناسب تر است ، 7 001 001 است که یک رزین تبادل کاتیون استایرن اسید قوی است که هنگام ترک کارخانه از نوع سدیم است و ظرفیت مبادله ای 4.5 میلی متر در گرم دارد. مارک های رزین تبادل آنیون که برای صنعت زایلوز مناسب تر هستند D201 و D301 هستند که به ترتیب رزین تبادل آنیون استایرن قلیایی قوی و رزین تبادل آنیون قلیایی ضعیف هستند ، به ترتیب ، با ظرفیت های مبادله ای 3.7 و 4.8 میلی مول در گرم. D301 به دلیل توانایی ضد آلودگی قوی برای مبادلات اولیه و ثانویه زایلوز مناسب است ، در حالی که D201 برای تبادل سوم زایلوز مناسب است.
علاوه بر تهیه یون های قابل تعویض ، رزین های تبادل یونی همچنین می توانند برخی از ناخالصی های آلی را از طریق جذب فیزیکی ، به ویژه مواد رنگی ارگانیک مولکول کوچک ، جذب کنند ، که به سختی توسط کربن فعال جذب می شوند اما به راحتی توسط رزین های تبادل یون جذب می شوند. بنابراین ، تبادل یونی مهمترین روش برای پالایش محلول قند است.
ناخالصی های غیر قند موجود در هیدرولیز ذرت ذرت شامل ماده معلق جامد است که توسط فیلتراسیون برداشته می شود ، اسید سولفوریک برداشته شده توسط خنثی سازی و تبادل یون ، اسید آلی برداشته شده توسط تبادل یونی و تبخیر ، ناخالصی های رنگی آلی برداشته شده توسط دفع کربن فعال و تبادل یون ، ماکرومولکولار ارگانیک مواد چسب حذف شده توسط تجزیه کربن فعال شده و خاکستر که توسط تبادل یون برداشته می شود. پس از درمان هیدرولیز با ترکیبی از اقدامات پالایش مانند تبخیر فلاش ، تصفیه ، خنثی سازی ، تجزیه کربن فعال شده ، تبادل خلاء و تبادل یونی ، ناخالصی های غیر قند موجود در آن برداشته می شود و یک مایع خالص شده با زایلوز با خلوص بالاتر به دست می آید بشر

سهاستخراج زایلوز کریستالی
محلول زایلوز به دست می آید. با این حال ، هنوز هم حاوی گلوکز ، آربینوز ، گالاکتوز ، ریبوز و اریتروپنتوز است. تبلور زایلوز برای استخراج زایلوز از محلول قند در قالب کریستال ها برای به دست آوردن یک محصول جامد است که فروش آن آسان است و جدا کردن بیشتر زایلوز از قندهای متفرقه برای به دست آوردن یک محصول زایلوز خالص است. استخراج زایلوز کریستالی فرآیند نهایی تولید زایلوز است ، از جمله پنج مرحله: غلظت ، تبلور ، جداسازی سانتریفیوژ ، خشک کردن و بسته بندی.
1. غلظت
غلظت ایجاد شرایط لازم برای تبلور است. غلظت محلول قند با غلظت افزایش می یابد ، که باعث افزایش مقدار زایلوز حل شده در آب واحد نیز می شود.
غلظت محلول زایلوز خالص بین 12 تا 16 ٪ است و باید به 81 ٪ تا 83 ٪ متمرکز شود ، با غلظت چند برابر از 5 تا 7. به دلیل غلظت زیاد غلظت تخلیه نهایی چندگانه و زیاد ، اگر مجموعه ای از اواپراتورهای چند اثر برای غلظت یک مرحله ای استفاده می شود ، سرعت جریان آخرین اثر با اثر اول متفاوت خواهد بود ، که این امر برای عملکرد اواپراتور مساعد نیست. علاوه بر این ، نقطه جوش محلول قند با غلظت بالا مقدار زیادی افزایش می یابد که باعث می شود دمای بالای اثر اول به قند آسیب برساند. بنابراین ، غلظت محلول قند خالص به طور کلی در دو مرحله انجام می شود. در مرحله اول از یک تبخیر کننده فیلم در حال سقوط چند اثر (سه اثر یا چهار اثر) برای تمرکز محلول قند به {12}} ٪ استفاده می کند ، و مرحله دوم از یک تبخیر کننده تک اثر برای تمرکز محلول قند از {استفاده می کند. {14}} ٪ به 81-83 ٪.
به طور کلی دو نوع تبخیر کننده برای مرحله دوم غلظت استفاده می شود. یکی پوسته گردش خون مایع در حال سقوط و تبخیر کننده لوله است که معمولاً به عنوان یک تبخیر کننده استاندارد شناخته می شود ، که یک تبخیر کننده متناوب به صورت دوره ای است. مورد دیگر تبخیر کننده فیلم در حال سقوط با ترخیص مداوم است. توصیه می شود از یک تبخیر کننده استاندارد استفاده کنید زیرا وقتی شربت با غلظت بالا همچنان متمرکز می شود ، تغییر کمی در میزان آب تبخیر شده منجر به تغییر بزرگ در غلظت محلول قند خواهد شد. اگر از تبخیر کننده فیلم در حال سقوط برای غلظت استفاده شود ، ورودی و خروجی مداوم است و غلظت خیلی سریع افزایش می یابد ، که به تجربه عملیاتی قوی نیاز دارد. در غیر این صورت ، غلظت تخلیه آنی به شدت نوسان می کند ، و کنترل غلظت تخلیه نهایی و میزان تبلور طبیعی را دشوار می کند. به دلیل عملکرد متناوب ، مقدار زیادی شربت همیشه در اواپراتور استاندارد ذخیره می شود و غلظت به تدریج افزایش می یابد. هنگامی که به غلظت مورد نیاز افزایش می یابد ، دستگاه برای تخلیه متوقف می شود و غلظت تخلیه نهایی و میزان تبلور طبیعی برای کنترل بسیار مناسب است.
شرکت Enco می تواند یک کنتور غلظت آنلاین را به اواپراتور اضافه کند تا غلظت شربت در اواپراتور را در هر زمان به نمایش بگذارد و عملکرد غلظت را راحت تر کند.
در گذشته ، مرحله اول صنعت زایلوز در 38-40 ٪ متمرکز شده بود ، اما از منظر صرفه جویی در مصرف انرژی ، مرحله اول از تبخیر چند اثر استفاده می کند ، که باید در 55-60 ٪ ، متمرکز شود. به طوری که اواپراتور چند اثر می تواند تا حد امکان آب را تبخیر کند و کاهش میزان آب تبخیر شده در تبخیر کننده تک اثر می تواند بدیهی است که مصرف بخار تازه را ذخیره می کند.
در اینجا ما باید چند اصطلاح حرفه ای ساده را معرفی کنیم: محلول زایلوز خام تصفیه نشده به دست آمده توسط هیدرولیز کردن COB های ذرت در یک گلدان هیدرولیز هیدرولیز نامیده می شود. هیدرولیز پس از اولین مرحله تصفیه (تصفیه یا تجزیه) مایع زایلوز نامیده می شود. در تولید ، برای راحتی تمایز ، اغلب به عنوان اولین مایع تجزیه کننده ، مایع خنثی سازی و مایع تبادل آنیون ثانویه (به عنوان مایع آنیون دوم) با توجه به فرآیند مایع زایلوز نامگذاری می شود. مایع زایلوز پس از افزایش غلظت به بیش از 55 ٪ ، چسبناک تر می شود ، که به آن شربت زایلوز گفته می شود. شربت زایلوز بیشتر به اشباع فوق العاده متمرکز است و کریستال های زایلوز رسوب می شوند. کریستال های شربت حاوی خمیر زایلوز نامیده می شوند.
2. تبلور
تبلور از این ویژگی استفاده می کند که حلالیت زایلوز در آب با کاهش دما کاهش می یابد. ابتدا مایع قند در دمای بالا متمرکز می شود تا مقدار شکر در آب حل شود و به حد مجاز برسد و سپس حلالیت با خنک کننده کاهش می یابد و زایلوز که از ظرفیت حلالیت آب فراتر می رود ، برای تشکیل بلورهای زایلوز رسوب می کند.
هنگامی که زایلوز کریستال ها را تشکیل می دهد و رسوب می کند ، سایر قندهای متفرقه هنوز در آب حل می شوند و به دلیل مقدار کمی آنها رسوب نمی کنند و نمی توانند به اشباع فوق العاده برسند. هنگامی که زایلوز متبلور می شود ، فقط مقدار بسیار کمی با زایلوز مخلوط می شود.
در دمای ثابت خاص ، حداکثر مقدار زایلوز که می تواند توسط یک واحد آب حل شود ، حلالیت زایلوز در آن دما نامیده می شود. در این زمان ، محلول زایلوز یک محلول اشباع است و دیگر نمی تواند زایلوز را حل کند. مقدار واحد آب زایلوز را که از حلالیت آن فراتر می رود ، حل می کند و یک محلول اشباع شده زایلوز را تشکیل می دهد ، که در آن مقدار قند تقسیم شده بر میزان قند مربوط به حلالیت آن ، اشباع فوق اشباع (ضریب اشباع) از محلول اشباع شده است. از آنجا که یک محلول اشباع شده زایلوز دیگر نمی تواند زایلوز را حل کند ، با اضافه کردن قند جامد اضافی به محلول برای حل آن ، یک محلول اشباع نشده به دست می آید ، اما فقط با خنک کردن محلول اشباع شده برای کاهش حلالیت آن ، یا با تمرکز و ادامه می توان به دست آورد. برای تبخیر آب از محلول اشباع.
در یک محلول زایلوز با ضریب اشباع فوق العاده 1. {1}} تا 1.3 ، کریستال های زایلوز موجود در آن می توانند رشد کنند ، و یک محلول زایلوز با ضریب اشباع بیش از 1.3 به طور خودکار کریستال های جدیدی را برای بارش تولید می کند. فرآیند تبلور زایلوز تولید محلول زایلوز با ضریب اشباع بیش از 1.3 با تمرکز است ، به طور خودکار کریستال ها (تبلور طبیعی) تولید می کند و سپس برای خنک کننده وارد کریستالیزر می شود. با کنترل میزان خنک کننده ، ضریب اشباع فوق اشباع خمیر زایلوز بین 1.1 تا 1.2 نگه داشته می شود و کریستال ها به تدریج رشد می کنند.
علاوه بر روش تبلور طبیعی ، شرکت Enco همچنین روشی برای افزودن تبلور بذر دارد ، یعنی با اضافه کردن کریستال های ریز خرد شده آماده به عنوان دانه ها ، اندازه ذرات و یکنواختی دانه ها پس از رشد بهتر از نمونه های تبلور طبیعی است. بشر
هرچه زمان تبلور زایلوز طولانی تر باشد ، کنترل سرعت آهسته تر ، شکل کریستال کریستال بهتر می شود ، کریستال ها را متراکم تر می کند و عملکرد تبلور را بالاتر می برد. تجربه نشان می دهد که بهترین زمان تبلور برای زایلوز 60 ساعت است.
بعد از اینکه خمیر زایلوز تبلور شد ، علاوه بر زایلوز که در کریستال ها رسوب شده است ، هنوز بخشی از زایلوز باقی مانده در آب به همراه سایر قندهای متفرقه حل شده است. این بخش از محلول شربت متشکل از قند و آب محلول ، مشروبات الکلی مادر نامیده می شود.
تجهیزات تبلور متداول برای زایلوز یک تبلور خنک کننده افقی است که به یک روبان همزن همزن در حال چرخش متکی است تا خمیر قند را مخلوط کرده و کریستال ها را بدون حل و فصل به حالت تعلیق درآورد. تبلور کوچک (کمتر از 8 متر مکعب) برای خنک کردن از طریق ژاکت خنک کننده به آب خنک کننده متکی هستند و تبلور بزرگ (بیش از 9 متر مکعب) علاوه بر ژاکت خنک کننده ، سیم پیچ های خنک کننده اضافه می کنند.
ژاکت خنک کننده تبلور برای فشار عادی طراحی شده است و معمولاً باید یک درگاه تنفسی تنظیم شود. از آزمایش فشار ژاکت تبلور یا اجازه دادن به ژاکت فشار آب باید جلوگیری شود ، اما می توان از آزمایش نشت فشار طبیعی آب استفاده کرد.
به منظور اطمینان از دمای آب یکنواخت و پایدار آب خنک کننده در ژاکت خنک کننده یا سیم پیچ خنک کننده و جلوگیری از مقیاس بندی سطح تبادل حرارت ، هر تبلور باید به یک پمپ آب خنک کننده در گردش جداگانه مجهز شود تا آب خنک کننده آن گردش کند ، به طوری آب خنک کننده در گردش می تواند گرما را با منبع سرد خارجی از طریق مبدل حرارتی خنک کرده و خنک کند.
صنعت زایلوز اغلب از یک تبلور اولیه ساده برای استخراج زایلوز کریستالی استفاده می کند ، بنابراین وسایل مختلفی برای افزایش میزان تبلور با افزایش غلظت و گسترش زمان تبلور برای افزایش عملکرد کل زایلوز استفاده می شود. در حقیقت ، خلوص زایلوز در محلول زایلوز تصفیه شده و تصفیه شده در مورد 80-87 ٪ است ، و محتوای سایر قندهای متفرقه {1}} ٪ است. تا زمانی که خلوص زایلوز در خمیر زایلوز مورد استفاده برای تبلور بیشتر از 78 ٪ باشد ، زایلوز را می توان به آرامی تبلور داد. یعنی ما می توانیم با بازیابی بخشی از مشروبات الکلی مادر زایلوز به تجزیه ثانویه ، خلوص شربت زایلوز را قبل از تبلور تنظیم کنیم. البته ، برای دستیابی به بازیافت مشروبات الکلی مادر برای بهبود عملکرد تبلور ، استفاده از آنالایزر کروماتوگرافی مایع با فشار بالا برای اندازه گیری و کنترل خلوص شربت زایلوز قبل از تبلور ضروری است.
3. جدایی گریز از مرکز
جداسازی گریز از مرکز فرآیند جدا کردن کریستال های زایلوز در خمیر قند از مشروبات الکلی مادر توسط نیروی گریز از مرکز تولید شده توسط طبل چرخشی سرعت بالا (سبد الک) سانتریفیوژ است. پس از جداسازی گریز از مرکز ، کریستال های زایلوز جامد در پارچه فیلتر در طبل سانتریفیوژ حفظ می شوند و مشروبات الکلی مادر از طریق شکاف بین پارچه فیلتر و سبد غربال طبل وارد استخر مشروبات الکلی می شود.
در مرحله بعدی جداسازی گریز از مرکز ، صنعت زایلوز اغلب متانول را برای شستن بلورهای زایلوز اسپری می کند. از آنجا که متانول زایلوز را حل نمی کند ، بیشتر محصولات زایلوز را می توان با شستشوی متانول بدست آورد. متانول یک ماده خطرناک قابل اشتعال و انفجاری است و بسیار سمی است. بخار آن نیز برای چشم ها مضر است. بنابراین ، در هنگام استفاده از متانول ، باید به پیشگیری از آتش سوزی و پیشگیری از انفجار توجه شود و برای تولید بخار از مصرف تصادفی و فرار استفاده شود. مخازن ذخیره سازی متانول در فضای باز باید در تابستان با آب سرد خنک شوند. به دلیل شستشوی متانول ، مشروبات الکلی مادر زایلوز مجاز به مصرف مستقیم یا ورود به میدان فرآوری مواد غذایی نیست.
شرکت Enco در حال مطالعه روند لغو شستشوی متانول است ، یعنی استفاده از آب تمیز برای شستن کریستال های زایلوز و بازیابی زایلوز حل شده توسط آب شستشو با بازیافت مشروبات الکلی.
بیشتر تجهیزات جداسازی گریز از مرکز که در حال حاضر توسط شرکت های زایلوز استفاده می شود ، از نوع SS-Type دستی است که دارای سانتریفیوژ سه پا است که دارای راندمان جدایی کم و شدت کار زیاد است. دلیل عدم استفاده از سانتریفیوژهای با راندمان بالا ، عمدتاً به این دلیل است که صنعت زایلوز اندک است و ظرفیت تولید یک خط تولید واحد کم است. با توسعه سریع صنعت زایلوز و راه اندازی یک خط تولید 5 {6}} T/A Xylose ، استفاده از سانتریفیوژهای معلق یک روند اجتناب ناپذیر است.
4. خشک کردن
خشک کردن با تماس با کریستال های زایلوز با هوای گرم انجام می شود. پس از جداسازی سانتریفیوژ ، آب و متانول باقیمانده بر روی سطح بلورهای زایلوز با گرما تبخیر می شوند و توسط هوای گرم خارج می شوند.
کریستال های زایلوز فقط می توانند پس از خشک شدن ، رطوبت زایلوز تمام شده را برآورده کنند. قبل از خشک شدن ، کریستال ها به راحتی به هم می چسبند و پس از ذخیره طولانی مدت ، آنها را جمع یا سخت می کنند. بعد از خشک شدن ، کریستال ها دیگر به هم نمی چسبند و خیلی سست می شوند و سیالیت نیز خوب است. متانول نوسانات خوبی دارد ، بنابراین پس از خشک شدن ، هیچ باقیمانده متانول در زایلوز تمام شده قابل تشخیص نیست.
صنعت زایلوز معمولاً از خشک کن تختخواب فلزی ارتعاش برای خشک کردن زایلوز استفاده می کند. هنگامی که زایلوز نوسان می کند و از طریق خشک کن حرکت می کند ، با هوای گرم که از پایین دمیده شده و کاملاً با هوای گرم خشک می شود ، در هوا به حالت تعلیق در می آید. پودر قند ریز که توسط باد حمل می شود ، توسط جداکننده سیکلون و جمع آوری گرد و غبار فیلتر کیسه ضبط و بازیابی می شود.
به طور کلی ، ورودی و خروجی خشک کن تختخواب فلزی ارتعاش مجهز به صفحه ارتعاش چرخشی است. هدف از صفحه ارتعاش چرخشی جلو ، ایجاد شکر مرطوب وارد خشک کن در حالت شل است تا کاملاً خشک شود و از تجمع جلوگیری کند. هدف از صفحه ارتعاش چرخشی عقب ، غربالگری توده های تشکیل شده در طی فرآیند خشک کردن برای بازیافت است. توده های انباشته شده بر روی سطح صفحه می توانند به صورت دستی خرد شوند و سپس برای استفاده الک شوند.

5. بسته بندی
بسته بندی برای پر کردن زایلوز کریستالی خشک شده در کیسه بسته بندی پس از اندازه گیری برای ذخیره سازی ، حمل و نقل ، فروش و استفاده از مشتری است. زایلوز معمولاً در کیسه های پلاستیکی بافته شده با کیسه های فیلم پلاستیکی بسته بندی می شود ، معمولاً در دو مشخصات 25 کیلوگرم و 50 کیلوگرم. با توجه به ظرفیت تولید کوچک خط تولید زایلوز ، بیشتر شرکت ها از بسته بندی دستی استفاده می کنند. با ساخت خطوط تولید در مقیاس بزرگ ، می توان از ماشین آلات بسته بندی نیمه اتوماتیک یا ماشین آلات بسته بندی کاملاً اتوماتیک استفاده کرد. محصولات ماشین آلات بسته بندی کشور من بالغ هستند. هنگام استفاده از بسته بندی دستی ، از یک مربع از فولاد ضد زنگ استفاده کنید تا مواد را در خروجی صفحه نمایش ارتعاش دوار پس از خشک کن دریافت کنید و سپس از یک سطل قاشق برای پر کردن کیسه بسته بندی برای جلوگیری از نشت به زمین استفاده کنید و راحت تر است. برای وزن گیری دستی
بخش 2 مقدمه جریان فرآیند معمولی
جریان فرآیند معمولی COB ذرت برای تولید زایلوز (D-Xylose) به شرح زیر است:
دریافت مواد → مواد بارگیری → هیدرولیز → خنثی سازی → تجزیه اولیه → مبادله قبل از کاتیون rease تبادل آنیون اولیه → تبادل آنیون اولیه → تبادل اولیه → تبادل آنیون ثانویه → تبادل آنیون ثانویه → تبادل آنیون سوم → سری سوم تبادل ثانویه غلظت ثانویه غلظت ثانویه → غلظت سوم → تبلور → جداسازی گریز از مرکز → خشک کردن → بسته بندی ure درمان باقیمانده پسماند
یک بخش تغذیه
1. مواد دریافتی
کار جمع آوری مواد متعلق به کار آماده سازی برای ساخت زایلوز است. از آنجا که جمع آوری مواد شامل برخورد با تعداد زیادی از کشاورزان است ، بسیار خسته کننده است. به منظور تکمیل کار جمع آوری مواد با کیفیت و کمیت ، لازم است دانش اساسی در مورد جمع آوری مواد را درک کنیم.
در بیشتر مناطق تولید ذرت در کشور من ، عملکرد ذرت خشک (دانه ها) در هر MU 5 {6}} 0 kg است ، و کابین ذرت آرایشگر {3}} kg است. میزان رطوبت کباب های ذرت کاملاً خشک زیر 14 ٪ است ، در حالی که میزان رطوبت کباب های ذرت مرطوب به اندازه بیش از 40 ٪ است. وزن مخصوص شمع کباب های ذرت خشک بین 0.15 تا 0.18 است ، یعنی حجم انباشت هر تن از کباب ذرت بین 5.5 تا 6.5 متر مکعب است.
ارتفاع انباشت کباب ذرت به طور کلی 6 تا 7 متر است و به طور کلی در هوای آزاد انباشته می شوند. انباشت هوای آزاد دارای تهویه بهتر ، جنگ مناسب در آتش سوزی و نیازی به ساخت یک سقف در مقیاس بزرگ نیست. لایه بالایی را می توان به سرعت در هنگام باران دوباره خشک یا هوا خشک کرد ، بنابراین انباشت طولانی مدت به طور کلی فقط به بخش کوچکی از لایه بالا آسیب می رساند.
حدود 15 هکتار زمین به پشته 10 ، {2}} تن ذرت ذرت طول می کشد. در مناطقی که بارندگی فراوان دارند ، از سایت های سیمانی (ضخامت سیمان 8 تا 10 سانتی متر کافی است) باید مورد استفاده قرار گیرد و از امکانات زهکشی باید بدون مانع باشد. در مناطقی که بارندگی کمتری دارند ، می توان از زمین گل و لای فشرده استفاده کرد.
هنگام جمع آوری کباب های ذرت ، می توان از نوار نقاله های کمربند شیب موبایل استفاده کرد تا آنها را بالا ببرد تا نیروی انسانی را کاهش دهد. بهتر است قبل از ارسال آنها به کارگاه برای استفاده ، 20 روز ذرت ذرت تازه برداشت شده را جمع کنید. فرآیند انباشت COB های ذرت باعث تخمیر طبیعی برای تخریب برخی از مواد چسبنده می شود. کباب های ذرت مرطوب در هنگام انباشت بیشتر پوسیده می شوند ، بنابراین بهتر است آنها را در شمع های بزرگ جمع نکنید و در اسرع وقت برای استفاده از کارگاه ترتیب دهید.
هنگام جمع آوری کباب های ذرت در شمع های بزرگ ، بهتر است برخی از دریچه های هوا را در فاصله ثابت (حدود 6 متر) ترتیب دهید تا از گرمای تولید شده توسط تخمیر طبیعی در انتهای شمع جلوگیری شود تا باعث آتش سوزی یا کربن سازی کابین های ذرت شود.
در هنگام جمع آوری مواد ، توصیه می شود تا حد ممکن تعداد زیادی از کباب های ذرت خشک و تازه را جمع آوری کرده و کابین ذرت مرطوب و کپک زده را جمع آوری نکنید. کباب های ذرت خشک و تازه از نظر رنگ روشن و براق هستند ، شکستن آن آسان نیست و غلظت قند هیدرولیز پس از هیدرولیز بیشتر است. کباب های ذرت مرطوب و کپک زده به رنگ خاکستری و تیره هستند ، به راحتی شکستن و غلظت قند هیدرولیز پس از هیدرولیز پایین تر است. هنگام جمع آوری مواد ، باید برای جلوگیری از حمل زباله ها ، که می توان در طی فرآیند باز کردن قبل از انباشت بررسی کرد ، انجام شود.
کباب های ذرت به طور کلی در کیسه های خالص نایلون بسته بندی می شوند و سپس برای حمل و نقل بارگیری می شوند. شرکت ها همچنین می توانند توافق نامه ای را با خریداران بزرگ امضا کرده و از آنها استفاده کنند. با توسعه سریع صنعت زایلوز ، قیمت COB های ذرت بیشتر و بیشتر می شود. شرکت ها باید از این فرصت استفاده کنند تا مکانیسم خرید با کیفیت بالا و با قیمت بالا ایجاد کنند تا کشاورزان را راهنمایی کنند تا آب یا زناشویی را بپاشند. همچنین ایده خوبی است که از نظر اندازه گیری قیمت گذاری را از نظر حجم در نظر بگیرید.
2. تغذیه
اولین قدم بارگذاری انتقال مواد اولیه Corncob از حیاط مواد به قیف دریافت کننده کمربند تغذیه کارگاه است. شرکتهای کوچک به طور کلی از بارگذاری دستی در کامیون های کوچک زباله کوچک استفاده می کنند و سپس آنها را به قیف بین وسایل نقلیه منتقل می کنند ، یا از لودرهای کوچک برای بارگیری مواد در کامیون های کمپرسی کوچک استفاده می کنند. شرکت های بزرگ از لودرهای متوسط یا بزرگ برای بارگیری مواد از پشته های کورک در کامیون های کمپرسی استفاده می کنند و سپس آنها را از کامیون های زباله به هاپ های بین وسیله نقلیه منتقل می کنند.
پس از ورود Corncobs به قیف گیرنده کمربند تغذیه کارگاه ، آنها توسط کمربند به نوار نقاله غربالگری ارتعاش ارسال می شوند تا قبل از ورود به ماشین لباسشویی ، مقداری از سیل و زباله ها را غربالگری کنند. در گذشته ، ماشین لباسشویی Corncob به طور کلی از شکن های خمیر هیدرولیک در صنعت papermaking استفاده می کرد. ماشین لباسشویی چرخ دستی که توسط شرکت Enco طراحی شده است نه تنها اثر شستشوی خوبی دارد ، بلکه آب و برق بسیار کمتری نسبت به شکن های خمیر هیدرولیک نیز مصرف می کند. ماشین لباسشویی Corncob باید مرتباً سیلت را در قیف حلقوی شن و ماسه خود از بین ببرد.
پس از شستشو ، کباب های ذرت از طریق صفحه نمایش کم آبی لرزاننده کم آب می شوند و سپس یک آسانسور سطل یا نوار نقاله کمربند زاویه ای را با دیوارهای جانبی وارد می کنند. آنها سپس در بالای گلدان هیدرولیز به نقاله کمربند افقی منتقل می شوند و سپس توسط یک صفحه پلاگین توزیع کنترل می شوند تا از طریق یک چوت به داخل گلدان هیدرولیز که نیاز به بارگذاری دارد ارسال شود.
بخش دو. هیدرولیز
پس از پر شدن گلدان هیدرولیز با مواد (به طور کلی کمی پایین تر از مفصل بین سیلندر مستقیم و پوشش بالای مخروطی بدن گلدان هیدرولیز) ، هیدرولیز آغاز می شود.
اولین مرحله هیدرولیز پیش درمانی اسید رقیق است. لایه بیرونی لانه زنبوری ذرت که وارد گلدان هیدرولیز می شود ، هنوز به ناچار با خاک محکم وصل شده است ، و COB ذرت همچنین حاوی قندهای غیر همیولولوز ، رنگدانه ها ، پکتین ، مواد حاوی نیتروژن و چربی ها و غیره است. این مواد که وارد هیدرولیز می شوند بار روند پالایش بعدی را تا حد زیادی افزایش دهید. بنابراین ، COB ذرت باید قبل از هیدرولیز با اسید رقیق تحت درمان قرار گیرد تا این ناخالصی ها از قبل حذف شود. شرایط درمانی {2}}} 1 ٪ اسید سولفوریک (غلظت محلول اسید سولفوریک رقیق مواد اولیه اضافه شده به گلدان است. 4} 4} 2 ٪) و 120 درجه به مدت 1 ساعت است. این بیماری اساساً باعث هیدرولیز همی سلولز و از بین رفتن زایلوز نمی شود ، اما پس از درمان اسید رقیق ، کیفیت هیدرولیزات بسیار بهبود می یابد.
بعد از اینکه ذرت ذرت با اسید رقیق تحت درمان قرار می گیرد ، مایع شستشو از گلدان قبلی با اسید سولفوریک اضافه شده به عنوان مواد اولیه اضافه می شود و درجه حرارت به دمای مشخص شده (128-132 درجه) با بخار و درجه حرارت افزایش می یابد. برای تکمیل هیدرولیز برای زمان مشخص شده (2.5 ساعت) نگهداری می شود. بیشتر شرکت های زایلوز با نگاه به فشار گلدان هیدرولیز ، دمای هیدرولیز را کنترل می کنند. اگرچه فشار بخار اشباع شده در گلدان هیدرولیز رابطه متناظر با دما دارد ، در صورت عدم وجود هوا در گلدان ، دمای واقعی پایین تر از دمای مربوط به فشار خواهد بود. بنابراین ، شیر تخلیه گلدان هیدرولیز باید در طی فرآیند هیدرولیز کمی باز شود تا هوا به طور کامل هوا را خسته کند. شرکت Enco از دماسنجهای مقاومت حرارتی مقاوم در برابر خوردگی برای اندازه گیری درجه حرارت در گلدان هیدرولیز استفاده می کند و دمای نمایش داده شده دیگر تحت تأثیر هوای باقیمانده در گلدان قرار نمی گیرد.
پس از اتمام هیدرولیز و مایع هیدرولیز تخلیه می شود ، مقدار زیادی از مایع هیدرولیز هنوز روی باقیمانده ذرت ذرت در گلدان هیدرولیز باقی می ماند. این که آیا زایلوز در این قسمت از مایع باقیمانده می تواند به طور کامل با آب شسته شود ، مستقیماً بر عملکرد قند ذرت و غلظت قند مایع هیدرولیز تأثیر می گذارد. یک روش بهتر این است که آب سرباره تمیز را از بخش تصفیه سرباره زباله به گلدان هیدرولیز که به تازگی هیدرولیز را تکمیل کرده است ، اضافه کنید ، آن را تا جوش کامل با بخار گرم کنید و سپس آن را با هوای فشرده تخلیه کنید تا مایع شستشو برای مواد اولیه بدست آید گلدان بعدی هیدرولیز.
پس از ساخت مایع شستشو ، گلدان هیدرولیز با هوای فشرده تحت فشار قرار می گیرد و سپس شیر تخلیه سرباره باز می شود تا باقیمانده خالی شود. برای هر گلدان هیدرولیز ، عمل هیدرولیز متناوب است ، اما اگر چندین گلدان هیدرولیز با فواصل زمانی مساوی مبهم با هم کار کنند ، تخلیه مایع خوراک و هیدرولیز بخش هیدرولیز یکنواخت تر و مداوم تر می شود.
بخش سه.
1. خنثی سازی
برای ارسال مایع هیدرولیز شده به مخزن خنثی سازی ، از پمپ استفاده کنید و به تدریج پودر کربنات کلسیم سبک را هنگام هم زدن به مخزن خنثی سازی اضافه کنید. به طور مداوم با کاغذ تست pH دقیق آزمایش کنید تا pH به 3 افزایش یابد. {1}}. 6. برای آزمایش نمونه ها را بگیرید و اسید معدنی باید {3 3}} باشد. {4}}. 12 ٪. سپس کربن قدیمی ثانویه مورد استفاده در فرآیند تجزیه بعدی را اضافه کنید ، کاملاً هم بزنید و برای تصفیه آن را به فشار فیلتر صفحه و قاب ارسال کنید. از آنجا که خنثی سازی پودر کلسیم سبک باعث ایجاد دی اکسید کربن می شود ، مقدار زیادی فوم تولید می شود. به منظور جلوگیری از تأثیر کف در فرآیند خنثی سازی ، دو راه حل وجود دارد.
یکی این است که پودر کلسیم سبک را با آب مخلوط کنید تا امولسیون تشکیل شود و به آرامی آن را به مخزن خنثی سازی اضافه کنید. مورد دیگر اضافه کردن یک حفره به لوله ورودی مخزن خنثی سازی به طوری که مایع هیدرولیز شده به شکل فیلم به مخزن خنثی سازی جریان می یابد. در عین حال ، طبق تجربه ، بیشتر پودر کلسیم سبک که باید اضافه شود ، روی فیلم مایع هیدرولیز شده با بیل پاشیده می شود. مقدار کمی پودر کلسیم سبک باقیمانده با توجه به نتایج تست pH پس از اسلم کامل به آرامی اضافه می شود.
دمای خنثی سازی نیز بر اثر خنثی سازی تأثیر می گذارد. حلالیت سولفات کلسیم در دمای پایین تر است که منجر به افزایش مقدار باقیمانده کلسیم در محلول خنثی سازی می شود. قبل از خنثی سازی ، محلول قند باید تا درجه {0}} گرم شود.
2. تجزیه اولیه
از آنجا که رنگ محلول خنثی سازی تیره تر است ، مصرف کربن فعال شده برای تجزیه اولیه بزرگ است و حدود یک چهارم از کل مصرف کربن را تشکیل می دهد. به منظور استفاده کامل از ظرفیت تجزیه کربن فعال شده و صرفه جویی در کربن فعال ، یک فرآیند تجزیه نیمه جریان به طور کلی اتخاذ می شود. سه مخزن همزن برای تجزیه اولیه مورد نیاز است: مخزن ذخیره سازی مایع خنثی سازی ، مخزن ذخیره مایع میانی و مخزن تجزیه. حجم مخزن ذخیره مایع خنثی سازی می تواند بزرگتر باشد ، اما حجم مخزن ذخیره سازی مایع میانی و مخزن تجزیه کننده یکسان است.
پس از پر شدن مخزن دفع کننده با محلول شکر ، کربن فعال شده تازه به هم زدن و تجزیه کامل اضافه می شود و سپس به مطبوعات فیلتر قاب صفحه جدید ارسال می شود که برای تصفیه کامل جدا شده و شسته شده است ، و سپس فیلتراسیون ارسال می شود به مخزن ذخیره سازی مایع تجزیه. پس از تصفیه ، قاب صفحه ابتدا از هم جدا نمی شود و شسته می شود و محلول شکر در مخزن ذخیره مایع میانی کاملاً از طریق قاب صفحه پر از کیک های کربن فیلتر می شود و سپس تصفیه به مخزن تجزیه کننده ارسال می شود. پس از تصفیه ، محلول قند موجود در مخزن ذخیره مایع خنثی سازی از طریق قاب صفحه فیلتر می شود و سپس فیلتراسیون به مخزن ذخیره مایع میانی ارسال می شود تا مخزن پر شود. از دو فشار فیلتر قاب ، یکی برای فیلتر کردن و دیگری برای جداسازی و شستشو ، به طور متناوب استفاده می شود. مایع خنثی کننده توسط دسته ای از مخزن ذخیره مایع خنثی شده ، به صورت دسته ای فیلتر می شود و به تدریج به مخزن ذخیره سازی مایع میانی ، مخزن تجزیه کننده و دفع مخزن ذخیره مایع به نوبه خود می رسد و یک تصفیه تجزیه را انجام می دهد. مطبوعات فیلتر قاب صفحه می تواند با افزودن یا کم کردن تعداد صفحات و قاب ها ، منطقه تصفیه خود را تنظیم کند ، به طوری که در بیشتر موارد ، پس از فیلتر کردن یک مخزن کامل مایع شکر در مخزن تجزیه کننده ، کیک فیلتر اساساً با صفحه پر می شود قاب
هنگامی که تجزیه تازه شروع شده است ، فقط مخزن ذخیره مایع خنثی کننده دارای مواد است و مخزن ذخیره سازی مایع میانی و مخزن تجزیه کننده خالی است. مخازن تخلیه مخزن ذخیره سازی مایع خنثی کننده ، مخزن ذخیره مایع میانی و مخزن تجزیه کننده می توانند به طور همزمان باز شوند تا سه مخزن وصل شوند و مایع خنثی کننده مخزن ذخیره مایع میانی و مخزن تجزیه کننده را با گرانش پر می کند.
مقدار کربن فعال شده تازه اضافه شده به مخزن تجزیه کننده با توجه به شاخص انتقال (که معمولاً به عنوان انتقال نور شناخته می شود) کنترل می شود. اگر نمونه مخزن تجزیه کننده توسط کاغذ فیلتر فیلتر شود و انتقال نور کافی نباشد ، تا زمانی که تست نمونه برداری واجد شرایط باشد ، کربن فعال شده تازه اضافه می شود.
از آنجا که بسیاری از رنگدانه های موجود در محلول زایلوز به راحتی توسط کربن فعال شده در دماهای نسبتاً کم جذب می شوند ، محلول قند قبل از ورود به مخزن تجزیه کننده باید تا درجه {0} خنک شود. یکی دیگر از مزایای این دما این است که هنگام ورود به مبادله قبل از کاتیون ، محلول تجزیه شده نیازی به خنک شدن ندارد.
3. مبادله قبل از کاتیون
خاکستر ، اسید آلی و اسید آلی موجود در محلول تجزیه شده اولیه باید با تبادل یون برداشته شود. pH محلول تجزیه شده اولیه حدود 3.2 است که بدیهی است اسیدی است. از منظر استفاده کامل از ظرفیت تبادل رزین ، ابتدا باید برای مبادله وارد ستون Exchange Anion شود. با این حال ، با توجه به محتوای کلسیم بالا در محلول تجزیه شده اولیه فرآیند خنثی سازی ، محلول شکر از سختی بالایی برخوردار است و مستقیماً وارد ستون تبادل آنیون می شود ، سمیت زیادی را برای رزین تبادل آنیون ایجاد می کند. بنابراین ، محلول تجزیه شده اولیه باید توسط مبادله قبل از کاتیون نرم شود. در طی فرآیند تبادل قبل از کاتیون ، کاتیونها (به طور عمده Ca {4}}) در محلول قند توسط یون های هیدروژن (H+) جایگزین می شوند ، و pH قطره توسط 1.. 5-2. 0 بشر میزان اسید معدنی تشخیص داده می شود و بعد از مبادله نسبت به قبل از مبادله به طور قابل توجهی بیشتر است.
هیدرولیز زایلوز دارای ویژگی است که انتقال آن با کاهش pH افزایش می یابد ، عمدتا به دلیل ویژگی های جذب نور مواد رنگ آمیزی تحت تأثیر pH قرار می گیرد. در فرآیند مبادله قبل از کاتیون ، رزین بخشی از رنگدانه را جذب می کند و pH در همان زمان کاهش می یابد ، بنابراین انتقال به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. با کاهش ظرفیت مبادله رزین ، توانایی جذب رنگدانه ها نیز کاهش می یابد ، بنابراین انتقال خروجی نیز به طور همزمان کاهش می یابد. از دست دادن ظرفیت تبادل رزین نیز می تواند از کاهش انتقال خروجی مشاهده شود.
تشخیص میزان یون کلسیم در محلول قند نسبتاً پیچیده و وقت گیر است. معمولاً محتوای اسید معدنی ورودی و خروجی و انتقال خروجی اندازه گیری می شود تا تشخیص دهد که آیا رزین نامعتبر است. به منظور اطمینان از تأثیر نرم کننده محلول قند ، علاوه بر استفاده از تشخیص اسید معدنی و انتقال برای تعیین نقطه پایان مبادله ، به طور کلی با توجه به تجربه تصریح شده است که حجم مایع اضافی مبادله قبل از کاتیون نباید بیش از 8 برابر حجم رزین.
پس از رسیدن ستون تبادل به نقطه پایان مبادله ، ظرفیت مبادله رزین اساساً از بین می رود و روند شستشوی رزین با محلول اسید رقیق برای بازگرداندن ظرفیت مبادله رزین بازسازی نامیده می شود. محلول اسید رقیق حاوی غلظت بالایی از یون های هیدروژن است. در طی فرآیند بازسازی ، یونهای هیدروژن با کاتیونهای ناخالصی که روی رزین جذب می شوند ، رد و بدل می شوند. کاتیونهای ناخالصی با مایع زباله بازسازی تخلیه می شوند و یونهای هیدروژن وارد رزین می شوند. بازسازی تبادل کاتیون جلو معمولاً با سایر فرآیندهای تبادل کاتیون متفاوت است زیرا اسید سولفوریک نمی تواند برای بازسازی استفاده شود ، اما فقط اسید هیدروکلریک است. از آنجا که مقدار زیادی از یون های کلسیم پس از عدم موفقیت تبادل کاتیون در رزین ، روی رزین جذب می شوند ، یون های کلسیم با سولفات ترکیب می شوند تا بارش سولفات کلسیم جذب شده بر روی رزین ایجاد شود و به سختی آن را رها می کند و این باعث می شود رزین در موارد شدید سخت شود. سایر فرآیندهای تبادل کاتیون می توانند با اسید سولفوریک یا اسید هیدروکلریک بازسازی شوند زیرا کمتر یونهای کلسیم در رزین وجود دارد. مزیت بازسازی با اسید سولفوریک این است که هزینه کمی پایین تر از اسید هیدروکلریک است و مزیت بازسازی با اسید هیدروکلریک این است که اثر بازسازی بهتر از اسید سولفوریک است. با توجه به همه عوامل ، بازسازی اسید هیدروکلریک توصیه می شود.
به منظور صرفه جویی در میزان اسید هیدروکلریک ، بازسازی تبادل کاتیون جلو می تواند ابتدا در اسید هیدروکلریک بازیافت شده خیس شود ، سپس در اسید هیدروکلریک رقیق تازه خیس شده و سپس با آب شسته شود. از آنجا که پس از تبادل کاتیون جلوی ، یونهای کلسیم بیشتری روی رزین وجود دارد ، محلول اسید هیدروکلریک رقیق شده استفاده شده با آب نمی تواند بازیافت شود ، اما مستقیماً به ایستگاه تصفیه فاضلاب تخلیه می شود. این همچنین با سایر فرآیندهای تبادل کاتیون متفاوت است.
4. تبادل آنیون
پس از تبادل قبل از کاتیون ، بخش بزرگی از کاتیونهای ناخالصی در محلول شکر برداشته می شوند و pH به 1. کاهش می یابد. 5-2. {{3}. آن را به ستون Exchange Anion منتقل می کند ، و آنیونهای موجود در محلول قند (عمدتا یون های سولفات و یون های اسید آلی) به سرعت با یون های هیدروکسید در رزین تبادل آنیون رد و بدل می شوند و برداشته می شوند. pH محلول قند تخلیه شده به شدت به 7 افزایش می یابد. {5}}. 0 ، و تشخیص نمونه اسید معدنی است<0.01%.
در طی فرآیند تبادل آنیون ، pH به شدت افزایش می یابد در حالی که رزین بخشی از رنگدانه را جذب می کند. در نتیجه اثر ترکیبی ، انتقال تخلیه در مراحل اولیه تبادل آنیون به طور قابل توجهی بالاتر از خوراک است. با پیشروی مبادله ، توانایی رزین در رنگدانه های جاذب نیز کاهش می یابد و انتقال تخلیه نیز به تدریج کاهش می یابد و انتقال نهایی حتی کمی پایین تر از خوراک است. کاهش انتقال تخلیه تبادل آنیون همچنین نشانگر از بین رفتن ظرفیت مبادله رزین است.
پس از رسیدن ستون Exchange Anion به پایان مبادله ، رزین آنیون از بین می رود و باید با یک محلول قلیایی رقیق شسته و بازسازی شود. صنعت زایلوز معمولاً از سودا سوز آور (هیدروکسید سدیم) استفاده می کند. محلول قلیایی رقیق حاوی غلظت بالایی از یونهای هیدروکسید است. در طی فرآیند بازسازی ، یون های هیدروکسید با آنیونهای ناخالصی جذب شده بر روی رزین رد و بدل می شوند. آنیونهای ناخالصی با مایع زباله بازسازی تخلیه می شوند و یونهای هیدروکسید وارد رزین می شوند.
به منظور صرفه جویی در مقدار سودا سوز آور ، بازسازی مبادله تک آنیون می تواند ابتدا در محلول قلیایی بازیافت شده خیس شود ، سپس با محلول قلیایی رقیق تازه شسته شود و سپس با آب شستشو شود. محلول قلیایی زباله که پس از استفاده مجدد از محلول قلیایی بازیافت شده تخلیه می شود ، هیچ ارزشی برای استفاده مجدد ندارد و در ایستگاه تصفیه فاضلاب تخلیه می شود. اما محلول قلیایی رقیق شده پس از شستشو با محلول قلیایی رقیق تازه ، برای استفاده بعدی وارد استخر قلیایی بازیافت شده می شود.
5. مبادله کاتیون مجرد
پس از مبادله آنیون منفرد ، بیشتر یون های ناخالصی موجود در محلول شکر برداشته می شوند ، اما برای حذف کامل یون های ناخالصی در محلول شکر ، لازم است که به طور مکرر از مبادله کاتیون و تبادل آنیون عبور کنید تا قند تصفیه شده با کیفیت بالا بدست آورید. راه حل. پس از انتقال مایع آنیون به ستون تبادل کاتیون ، مقدار کمی از کاتیونهای باقیمانده (عمدتا یون های کلسیم) در محلول قند با یون های هیدروژن موجود در رزین تبادل کاتیون رد و بدل می شوند و برداشته می شوند. pH محلول شکر تخلیه شده به 2 کاهش می یابد. 5-3. 0. میزان اسید معدنی تشخیص داده می شود. قبل از مبادله قابل تشخیص نیست ، اما بین {4 4}}. {6}} 1 ٪ و 0.05 ٪ پس از مبادله است.
در طی فرآیند تبادل آنیون ، رزین بخشی از رنگدانه ها و pH را در همان زمان جذب می کند ، بنابراین انتقال نور مواد تخلیه شده نیز به طور همزمان کاهش می یابد. از دست دادن ظرفیت تبادل رزین نیز می تواند از انتقال نور مواد تخلیه شده در مبادله آنیون مشاهده شود.
پس از رسیدن ستون تبادل آنیون به پایان مبادله ، رزین آنیون از بین می رود و باید با شستشو با اسید هیدروکلریک رقیق بازسازی شود. به منظور صرفه جویی در مقدار اسید هیدروکلریک ، بازسازی تبادل آنیون ابتدا می تواند در اسید هیدروکلریک بازیافت شده خیس شود ، سپس با اسید هیدروکلریک رقیق تازه شسته شود و سپس با آب شستشو شود. اسید زباله که پس از استفاده مجدد از محلول اسید هیدروکلریک بازیافت شده تخلیه می شود ، هیچ ارزشی برای استفاده مجدد ندارد و در ایستگاه تصفیه فاضلاب تخلیه می شود. اما محلول اسید هیدروکلریک رقیق که پس از محلول اسید هیدروکلریک رقیق تازه تخلیه می شود ، برای استفاده بعدی در استخر اسید بازیافت شده شسته می شود.
6. تبخیر اولیه
غلظت قند در هیدرولیز (که معمولاً به عنوان غلظت قند شناخته می شود) به طور کلی 6 است. {1}}. 5 ٪ ضریب شکست. از آنجا که ستون جدید Exchange Exchange هنگام استفاده از آن رقیق می شود و هنگامی که غیرفعال می شود ، غلظت محلول شکر به 4 کاهش می یابد. منفی و یک مثبت. غلظت محلول قند به 26 افزایش می یابد. {7}} {8 {8}} ٪ ضریب شکست از طریق تبخیر اولیه ، و حجم محلول قند به شدت کاهش می یابد ، که باعث کاهش بار پالایش فرآیند بعدی می شود. در عین حال ، غلظت ناخالصی ها در محلول قند نیز تا حد زیادی افزایش یافته است ، که راحتی برای فرآیند تصفیه بعدی را فراهم می کند و کیفیت محلول شکر را پس از تصفیه بعدی تضمین می کند (تحت همان ناخالصی ، غلظت قند بیشتر می شود. ، خلوص آن بالاتر).
مایع مثبت اصلی در اثر اول ، دوم ، سوم و چهارم از تبخیر کننده فیلم در حال سقوط به صورت توالی پمپ می شود و پس از بیرون آمدن از اثر چهارم ، به تجزیه ثانویه ارسال می شود. هنگامی که مایع قند از طریق هر اثر جریان می یابد ، هر اثر بخشی از آب را تبخیر می کند و از بین می برد و غلظت قند با هر اثر افزایش می یابد. غلظت قند تخلیه تبخیر را می توان با تنظیم مقدار بخار تازه گرم که وارد اولین اثر می شود ، کنترل کرد. انزوا
شرکت می تواند دستگاه های کنترل خودکار را برای تبخیر کننده فیلم در حال سقوط چهار اثر برای تحقق عملکرد کاملاً خودکار تبخیر فراهم کند و از این طریق اپراتور تبخیر را از بین ببرد.
بخشی از اسیدهای آلی ایزوولااتیل موجود در مایع قند نیز در طی فرآیند تبخیر تبخیر شده و برداشته می شوند که برخی از آنها توسط پمپ خلاء پمپ می شوند و برخی وارد آب میعانات می شوند. آب میعانات تولید شده توسط تبخیر اولیه حاوی مقدار زیادی اسیدهای آلی است ، بنابراین برای بازیافت مناسب نیست و به طور کلی مستقیماً در ایستگاه تصفیه فاضلاب تخلیه می شود.
7. تجزیه ثانویه
پس از عبور مایع قند از تبخیر اولیه ، غلظت افزایش می یابد و غلظت مواد رنگی موجود در آن نیز در همان زمان افزایش می یابد. علاوه بر این ، برخی از مواد آلی تحت عمل دمای بالای تبخیر ، مواد رنگی جدید تولید می کنند. انتقال نور مایع قند پس از تبخیر اولیه به حدود 20 ٪ کاهش می یابد.
تجزیه ثانویه همچنین می تواند از فرآیند تجزیه نیمه جریان مانند تجزیه اولیه برای کاهش مصرف کربن فعال استفاده کند. پس از اولین تبخیر ، دمای محلول شکر بین 60 تا 65 درجه است. بر خلاف تجزیه اولیه ، تجزیه ثانویه نیازی به خنک کردن محلول قند ندارد.
8. مبادله دو آنیون
پس از تجزیه ثانویه ، pH محلول شکر بین 1.8 تا 2.3 است و برای ادامه حذف یون های ناخالصی به فرآیند تبادل یون ثانویه ارسال می شود.
بار مبادله ثانویه بسیار کوچکتر از مبادله اولیه است. روش های زیادی برای انجام تبادل ثانویه در صنعت زایلوز وجود دارد: یکی این است که ابتدا از دو آنیون و سپس دو یانگ عبور کنید. مورد دیگر این است که ابتدا از دو یانگ و سپس دو آنیون عبور کنید. و مورد دیگر استفاده از ستون یانگ و ستون آنیون به صورت سری ، قرار دادن آنها در همان زمان و بازسازی آنها در همان زمان است. روش اول کمترین میزان مصرف اسید و قلیایی را دارد ، روش دوم از رزین آنیون محافظت بهتری دارد و روش سوم راحت ترین کار است. توصیه می شود از روش اول استفاده کنید.
پس از تبادل دو آنیون ، pH مایع تجزیه شده ثانویه به 7 افزایش می یابد. 0-8. {{3}. انتقال تخلیه زودرس به طور قابل توجهی بالاتر از خوراک است ، اما با پیشروی مبادله ، توانایی رزین در رنگدانه های جاذب نیز کاهش می یابد و انتقال تخلیه به تدریج کاهش می یابد و در نهایت انتقال نزدیک به آن است خوراک
پس از رسیدن ستون تبادل دو آنیون به انتهای مبادله ، با محلول سدیم سودا (هیدروکسید سدیم) رقیق می شود. از آنجا که کیفیت محلول قند که به تبادل دو آنیون رسیده است بسیار خوب است ، بازسازی دو آنیون دیگر نمی تواند در محلول قلیایی بازیافت شده خیس شود ، اما فقط می تواند در محلول قلیایی رقیق تازه خیس شود و سپس با آب شستشو شود. محلول قلیایی رقیق پس از شستشوی محلول قلیایی رقیق تازه تخلیه شده و برای استفاده بعدی وارد استخر قلیایی بازیابی می شود.
9. مبادله دو یانگ
پس از تبادل دو ساله ، pH مایع دو ساله به 3 باز می گردد. 5-5. 0 ، و انتقال مواد خروجی به بیش از 90 ٪ افزایش می یابد.
پس از رسیدن ستون تبادل دو یانگ به پایان مبادله ، با اسید هیدروکلریک رقیق بازسازی می شود. بازسازی دو یانگ دیگر نمی تواند در اسید بازیافت شده خیس شود ، اما فقط با اسید رقیق تازه شسته می شود و سپس با آب شسته می شود. اسید رقیق شده پس از شستشوی اسید رقیق تازه ، برای استفاده بعدی وارد استخر اسید بازیافت شده می شود.
10. مبادله سری سه بار
پس از ورود محلول شکر به مبادله سه بار ، در حال حاضر بسیار خالص است. بار مبادله سه بار بسیار اندک است ، اما مبادله سه بار نقش خوبی در تضمین کامل کیفیت محلول قند دارد. از آنجا که بار مبادله سه بار اندک است ، نیازی به تبادل در مراحل نیست و ستون های یین و یانگ معمولاً به صورت سری رد و بدل می شوند.
شرکت Enco یک روش ویژه مبادله سری را معرفی کرده است که می تواند کیفیت راه حل شکر را بهتر تضمین کند و از ظرفیت مبادله رزین یونی استفاده کند. یعنی از شش ستون تبادل یونی استفاده می شود:
شماره 1 ستون منفی ، شماره 2 ستون مثبت ، شماره 3 ستون منفی ، شماره 4 ستون مثبت ، شماره 5 ستون منفی و شماره 6 ستون مثبت.
از شاخص هدایت تخلیه ستون های 2 ، 4 و 6 برای قضاوت در مورد عدم موفقیت ستون تبادل استفاده می شود.
راه حل قند ابتدا از طریق شماره 1- → No رد و بدل می شود. 2- → no. 3- → no. ستون های 1 و 2 ابتدا شکست می خورند ، و مبادله برای بازسازی متوقف می شود. جهت جریان محلول شکر به شماره 3- → No تغییر می یابد. 4- → no. 5- → no. 6 برای مبادله.
ستون های 3 و 4 ابتدا شکست می خورند و مبادله برای بازسازی متوقف می شود. جهت جریان محلول شکر به شماره 5- → No تغییر می یابد. 6- → NO. 1- → no. 2 برای مبادله. ستون های 5 و 6 ابتدا شکست می خورند و مبادله برای بازسازی متوقف می شود. این چرخه تکرار می شود و تبادل و بازسازی به صورت توالی انجام می شود.
پس از سه مبادله سری ، pH محلول قند 5 است. {1}}. 0 ، و انتقال تخلیه به بیش از 95 ٪ افزایش می یابد. بازسازی ستون تبادل سوم فقط می تواند از محلول سودا سوزاننده رقیق تازه یا محلول اسید هیدروکلریک رقیق تازه استفاده کند. محلول سودا سوزاننده رقیق یا محلول اسید هیدروکلریک رقیق تازه پس از استفاده به ترتیب وارد استخر قلیایی بازیابی و استخر اسید بازیابی می شود.
چهاربشر بخش استخراج (بخش محصول نهایی)
1. غلظت ثانویه
مایع سه فاز برای غلظت ثانویه به تبخیر کننده فیلم در حال سقوط چند اثر پمپ می شود. هنگامی که محلول قند از طریق هر اثر جریان می یابد ، هر اثر بخشی از آب را تبخیر می کند و از بین می برد و غلظت قند با هر اثر افزایش می یابد. غلظت قند تخلیه تبخیر را می توان با تنظیم مقدار بخار گرمایش تازه که وارد اولین اثر می شود ، کنترل کرد. بعد از اینکه محلول قند به یک ضریب شکست 55-60 ٪ متمرکز شد ، به غلظت سوم ارسال می شود.
از آنجا که محلول قند خوراک در غلظت دوم بسیار خالص است ، ناخالصی های آلی غیر قند موجود در آن به طور کامل برداشته می شود. بنابراین ، آب چگالش تولید شده توسط تبخیر نیز نسبتاً خالص است و می توان آن را بازیافت کرد. به طور کلی به عنوان آب شستشوی سرباره به بخش تصفیه باقیمانده زباله ارسال می شود.
2. غلظت سوم
شربت بعد از غلظت ثانویه خلاء جذب می شود و برای غلظت سوم به اواپراتور استاندارد جذب می شود. در حین تمرکز و افزودن مواد ، غلظت شربت و سطح مایع به تدریج افزایش می یابد. سرعت تبخیر آب را می توان با تنظیم مقدار بخار گرمایش کنترل کرد و با تنظیم میزان تغذیه می توان سرعت غلظت و افزایش سطح مایع را کنترل کرد. بهتر است غلظت نزدیک به غلظت تخلیه باشد که اواپراتور به سطح کامل مایع برسد. تغذیه را در سطح کامل مایع متوقف کنید و به مدت یک دوره تمرکز خود را ادامه دهید تا غلظت به غلظت تخلیه برسد و میزان کریستال های تولید شده توسط تبلور طبیعی کافی است. سپس بخار گرمایش را خاموش کرده ، پمپ خلا را متوقف کنید ، خلاء را بشکنید و مواد را درون تبلور تخلیه کنید تا چرخه غلظت تکمیل شود.
پس از اتمام اواپراتور استاندارد چرخه غلظت ، می توانید پمپ خلاء را برای تخلیه ، مجدداً محلول قند شروع کنید و سپس بخار گرمایش را برای غلظت مجدد روشن کنید. این چرخه برای تکمیل روند تمرکز محلول قند تکرار می شود.
هنگام استفاده از یک اواپراتور استاندارد برای غلظت ، غلظت شربت خوراک می تواند نسبتاً زیاد باشد ، تا زمانی که به دلیل ضخامت بیش از حد ، لوله خوراک را مسدود نکند. به این ترتیب ، بیشتر آب موجود در محلول قند غلیظ توسط اواپراتور چند اثر برای غلظت ثانویه برداشته می شود و تنها یک قسمت کوچک توسط اواپراتور استاندارد تک اثر برای غلظت سوم حذف می شود.
3. تبلور خنک کننده
پس از خمیر قند با کریستال های تولید شده پس از سه غلظت به تبلور ، سرعت خنک کننده خمیر قند را می توان با تنظیم دمای آب خنک کننده در گردش در ژاکت کریستالیزر و سیم پیچ خنک کننده مرکزی کنترل کرد.
در آغاز تبلور ، زیرا دانه های کریستالی هنوز کوچک هستند و سطح کل کریستال ها نیز اندک است ، سرعت تبلور نیز کند است و سرعت خنک کننده کندتر باید کنترل شود. در مرحله بعدی تبلور ، زیرا دانه های کریستالی رشد کرده اند و سطح کل بلورها نیز بزرگ است ، سرعت تبلور نیز سریع است و می توان سرعت خنک کننده سریعتر را کنترل کرد.
4. جدایی گریز از مرکز
پس از اتمام تبلور ، خمیر قند به وسیله گرانش به داخل خوراک جریان می یابد و سپس از طریق خوراک به هر سانتریفیوژ جریان می یابد. برای جلوگیری از رسوب خمیر قند ، باید از طریق خوراک به طور مداوم هم زده شود و ژاکت در دمای ثابت در گردش آب نگه داشته شود. پس از ورود خمیر قند به سانتریفیوژ ، توسط سانتریفیوژ رانده می شود تا با سرعت زیاد بچرخد و یک نیروی گریز از مرکز صدها یا حتی هزاران بار وزن خمیر قند ایجاد کند. تحت عمل نیروی گریز از مرکز ، مشروبات الکلی مادر خمیر قند از طریق صفحه نمایش روی درام سانتریفیوژ بیرون می رود و کریستال ها در طبل مسدود می شوند. در مرحله بعدی جدایی ، کریستال ها با آب تمیز شسته می شوند و مایع شستشو به خط تولید بازگردانده می شود. پس از شستشو ، به مدت یک دوره به سانتریفیوژ خود ادامه دهید تا آب شستشو را به طور کامل خشک کنید ، سپس سانتریفیوژ را متوقف کنید تا کریستال های زایلوز را بارگیری کرده و آنها را از طریق یک نوار نقاله پیچ بفرستید.
5. خشک کردن
پس از ورود به خشک کن ، کریستال های زایلوز توسط هوای گرم منفجر می شوند و در هوای گرم در حالت سیال به حالت تعلیق در می آیند. بلورهای زایلوز هنگام عبور از خشک کن کاملاً با هوای گرم در تماس هستند. میزان رطوبت زایلوز متبلور پس از خشک شدن را می توان با تنظیم سرعت خوراک ، حجم هوا و دمای هوا کنترل کرد. هرچه سرعت خوراک یا حجم هوا بیشتر کندتر باشد ، به طور کامل تر با هوای گرم تماس می گیرد و میزان رطوبت مواد تخلیه شده پایین تر می شود. هرچه دمای هوا بالاتر باشد ، رطوبت سریعتر تبخیر می شود و میزان رطوبت مواد تخلیه شده نیز پایین تر می شود.
قبل از ورود کریستال های زایلوز به خشک کن ، خشک کن ابتدا باید شروع شود و حجم هوا و دمای هوا تنظیم شده است تا پایدار باشد. خشک کن و هوای گرم را می توان تنها پس از خشک شدن و تخلیه زایلوز متبلور خاموش کرد.
6. بسته بندی
صنعت زایلوز در حال حاضر بیشتر از بسته بندی دستی استفاده می کند. بعد از اینکه زایلوز متبلور خشک شده از خشک کن بیرون آمد ، داخل فولاد ضد زنگ که از طریق مربع مربع دریافت می کند ، سقوط می کند ، و سپس با یک سطل قاشق جمع می شود و داخل کیسه بسته بندی شده است که با یک کیسه داخلی فیلم پلاستیکی پوشانده شده است. در عین حال ، آن را با یک مقیاس وزن می کند. هنگامی که وزن پر کننده به وزن مورد نیاز می رسد ، کیسه داخلی با طناب پلاستیکی گره خورده و کیسه بیرونی با یک چرخ خیاطی مهر و موم می شود. در حین بسته بندی ، برای تجزیه و تحلیل محصول نهایی و آزمایش باید نمونه هایی از محل دریافت مربع گرفته شود.
پس از بسته بندی Xylose متبلور ، به یک محصول نهایی تبدیل می شود و به ذخیره سازی ارسال می شود یا مستقیماً فروخته می شود.
پنجبشر بخش تصفیه پسماند
باقیمانده زباله ذرت ذرت که از گلدان هیدرولیز در بخش هیدرولیز پاشیده می شود وارد استخر سمبندی سرباره می شود و آب شیرین بازیابی شده توسط تبادل یونی اضافه می شود (آب بالای قند در ابتدای مبادله یا مایع قند نازک با غلظت<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.

آب سرباره در استخر آب سرباره به عنوان ماده اولیه برای ساخت مایع شستشو به بخش هیدرولیز پمپ می شود. هنگامی که باقیمانده زباله های ذرت با آب شیرین برای تهیه سیستم تعلیق باقیمانده اضافه می شود ، مقدار آب اضافه شده باید کنترل شود تا مقدار نهایی آب سرباره به دست آمده فقط با مواد اولیه مورد نیاز برای ساخت مایع شستشو در بخش هیدرولیز باشد ، بدون اینکه کافی یا بیش از حد باشد. به این ترتیب ، زایلوز موجود در باقیمانده زباله ها به طور کامل قابل بازیابی است.
بخش 3 صرفه جویی در مصرف آب ، صرفه جویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست
اقدامات صرفه جویی در آب
یکی از ویژگی های قابل توجه صنعت زایلوز مصرف بالای آب آن است. قبل از سال 2003 ، برخی از شرکت ها بیش از 1 ، {2}} تن آب برای تولید 1 تن زایلوز مصرف کردند و برخی از آنها بیش از 600 تن مصرف کردند. پس از سال 2003 ، همه شرکت ها شروع به توجه به حفاظت از آب کردند. بیشتر بنگاهها مصرف آب خود را در هر تن زایلوز به کمتر از 400 تن کاهش داده اند و برخی از شرکت ها حتی آن را به حدود 260 تن کاهش داده اند. در حال حاضر ، قیمت زایلوز زیاد است ، و عرضه زایلوز و زایلیتول در عرضه کوتاه است.
قیمت Xylose از 30 ، {1}} yuan/ton فراتر رفته است ، و در رقابت برای مواد اولیه COB ذرت از مزیت مطلق نسبت به صنعت Furfural برخوردار است. مصرف آب و تخلیه فاضلاب به عوامل اصلی محدود کننده توسعه سریع صنعت زایلوز تبدیل شده است. بنابراین ، شرکت های زایلوز باید توجه کامل به حفاظت از آب داشته و سرمایه گذاری در امکانات صرفه جویی در آب را افزایش دهند. اقدامات متداول صرفه جویی در آب در صنعت زایلوز در زیر ذکر شده است:
1. شستشوی ذرت ذرت
بیشتر شرکت های زایلوز از سنگ شکن های خمیر هیدرولیک معرفی شده از صنعت papermaking برای شستن کباب های ذرت استفاده می کنند. برای یک خط تولید 3 ، 1} 1} T/H Xylose ، سنگ شکن پال هیدرولیک در حین کار حدود 70 تن در ساعت آب مصرف می کند و قدرت حرکتی پشتیبان 55 کیلو وات است. سنگ شکن خمیر هیدرولیک توسط یک ماشین لباسشویی چرخ دستی مکانیکی جایگزین می شود تا بتوانید کباب های ذرت را بشویید. میزان مصرف آب در حین کار حدود 20 تن در ساعت است و قدرت حرکتی پشتیبان آن 2.2 کیلو وات است که هم در برق و هم در آب موجب می شود. به این ترتیب ، آب شستشو که از فرآیند تبادل یون بازیابی می شود و روند تبخیر می تواند نیازهای شستشوی ذرت ذرت را بدون اضافه کردن آب شیرین برآورده کند.
2. فرآیند تبادل یونی
با توجه به ویژگی های بازسازی ستون Exchange Ion ، برخی از تجهیزات برای جدا کردن آب تمیز و کثیف از بازسازی ستون Exchange Ion اضافه شده و آن را در دسته ها ذخیره می کنند. در ابتدا ، پساب از ستون Exchange Ion به دلیل COD زیاد آن قابل بازیافت نیست و به عنوان فاضلاب تخلیه می شود. COD پساب در دوره میانی بین 500 تا 1000 است که بازیافت می شود و برای شستشوی ذرت ذرت ارسال می شود. COD پساب در آخرین دوره زیر 500 است و برای آب شستشوی اولیه دسته بعدی بازسازی ستون تبادل یون جمع آوری شده است ، در نتیجه متوجه بازیافت آب فرآیند و صرفه جویی در آب تمیز می شود.
3 فرآیند تبخیر
آب خنک کننده برای کندانسور در فرآیند تبخیر دیگر از آب شیرین بلکه آب خنک کننده در گردش استفاده نمی کند. آب خنک کننده در گردش توسط برج خنک کننده خنک می شود و آب دوباره پر کردن به آب شستشوی قلیایی تولید شده توسط ستون تبادل آنیون متکی است. یک مبدل حرارتی صفحه به سیستم آب خنک کننده در گردش از فرآیند تبخیر اضافه می شود تا آب شستشوی یون را برای تبادل آب با آب برگشتی خنک کننده در گردش ، کاهش می دهد و بار خنک کننده برج خنک کننده را کاهش می دهد ، در حالی که میزان تبخیر خنک کننده را کاهش می دهد. برج و صرفه جویی در دوباره پر کردن آب خنک کننده در گردش.
4. بازیابی میعانات بخار
در اولین اثر تبخیر کننده ، یک جداکننده آب بخار و یک مخزن ذخیره میعانات و یک پمپ تطبیق را برای بازیابی میعانات بخار اضافه کرده و آن را به دیگ بخار ارسال کنید که می تواند مصرف آب دیگ بخار را کاهش دهد. در عین حال ، دمای بالای میعانات نیز می تواند مصرف زغال سنگ را کاهش دهد.
5. کارگاه تأمین آب
کارگاه آبرسانی از تجهیزات تصفیه آب جدید مانند الکترودیالیز یا اسمز معکوس برای تولید آب نمک زدایی استفاده می کند. آب نمک زدایی برای آب دیگ یا آب برای شستشوی ستون تبادل یونی در کارگاه زایلوز استفاده می شود ، که می تواند بار ستون تبادل یونی را به میزان قابل توجهی کاهش داده و عمر خدمات ستون یونی را افزایش دهد و از این طریق تعداد تبادل یونی را کاهش دهد بازسازی ستون و کاهش آب مورد استفاده برای شستشوی ستون تبادل یونی.
دو. انرژی
کارگاه زایلوز عمدتاً دارای سه فرآیند ، هیدرولیز ، تبخیر و خشک کردن و همچنین مصرف انرژی بخار برای گرمایش کارگاه است. با صرفه جویی در مصرف بخار در این فرآیندها ، می توان از انرژی استفاده کرد. البته ارسال سرباره زباله به دیگ بخار احتراق مخلوط سرباره برای سوزاندن برای کاهش مصرف زغال سنگ نیز یک اقدام مهم صرفه جویی در مصرف انرژی است. اقدامات متداول صرفه جویی در مصرف انرژی به شرح زیر است:
1. صرفه جویی در مصرف انرژی در فرآیند هیدرولیز
فرآیند هیدرولیز یک مصرف کننده اصلی انرژی در خط تولید زایلوز است. با استفاده از گرمای زباله هر فرآیند برای گرم کردن کامل مایع که وارد گلدان هیدرولیز می شود ، می تواند مصرف بخار هیدرولیز را کاهش دهد. منبع حرارتی که در طی فرآیند هیدرولیز تخلیه می شود ، از جمله منبع گرما که هنگام فاضلاب با دمای بالا و مایع هیدرولیز درجه حرارت بالا ساطع می شود ، می تواند بخار ثانویه را از طریق تبخیر فلاش بدست آورد ، که برای گرم کردن بخار در اثرات دوم استفاده می شود سیستم چندگانه ؛ بخار تخلیه شده از لوله اگزوز فوقانی در طی فرآیند عایق هیدرولیز نیز می تواند برای گرم کردن بخار در اثرات دوم به سیستم چند برابر بازیابی شود. سرباره زباله درجه حرارت بالا که توسط هیدرولیز پاشیده شده است می تواند برای گرم کردن مایعی که باید از طریق سیم پیچ گرمایش گرم شود ، استفاده شود.
2. صرفه جویی در انرژی در فرآیند تبخیر
بالا بردن فشار بخار دیگ بخار در بالای 0. 6MPA و استفاده از یک تبخیر کننده فیلم در حال سقوط خلاء چهار اثر با پمپ حرارتی می تواند به طور کامل مصرف بخار تبخیر را ذخیره کند. افزایش غلظت محلول شکر که وارد سه بار اواپراتور استاندارد تک اثر و استفاده از بخار ثانویه از اولین اثر اواپراتور ثانویه به عنوان منبع گرما برای تبخیر سه بار می تواند مصرف بخار تبخیر شود.
3. صرفه جویی در انرژی در فرآیند خشک کردن
فرآیند خشک کردن از یک تخت سیال ثابت پیشرفته تر یا بستر سیال ارتعاش برای کاهش پدیده اتصال کوتاه کریستالهای زایلوز استفاده می کند ، که می تواند مصرف بخار تبخیر را نجات دهد.
4. سوزاندن سرباره شلاق
سوزاندن سرباره زباله نمی تواند باعث کاهش مصرف بخار شود ، اما می تواند مصرف زغال سنگ را کاهش داده و هزینه انرژی شرکت را کاهش دهد. با سوزاندن سرباره زباله ، ذغال سنگ 5000 کیلو کالری مصرف شده در تولید 1 تن زایلوز از 6 به 7 تن به 2 تا 3 تن کاهش می یابد.
سه. حفاظت از محیط زیست
برای انجام یک کار خوب در حفاظت از محیط زیست از شرکت های زایلوز ، باید از منبع آلودگی شروع کنیم. نه تنها باید آلاینده های تولید شده برای رعایت استانداردها درمان شوند ، بلکه برای صرفه جویی در منابع اجتماعی محدود نیز باید تا حد امکان کاهش یابد. در این مرحله ، حفاظت از محیط زیست کشور من کنترل کل آلودگی را اجرا کرده است. تخلیه نه تنها باید استانداردها را رعایت کند ، بلکه کل تخلیه COD نیز توسط منطقه کنترل می شود.
COD از فاضلاب جامع تولید شده توسط صنعت زایلوز به طور کلی بین 5000 تا 8000 است. از طریق تخمیر بی هوازی ، COD می تواند بین 1200 تا 1500 کاهش یابد و بیوگاز تولید شده برای سوزاندن می تواند به دیگ ارسال شود.
پس از تخمیر بی هوازی ، تخمیر هوازی و هوادهی ، COD را می توان به زیر 100 کاهش داد و به استاندارد تخلیه سطح اول برای فاضلاب صنعتی رسید.



















