כדי לעזור לך להבין את טכנולוגיית הקסילוזה של חילוץ קסילוז גבישי ממרגיעים תירס, להלן מבוא בשלושה חלקים:
סעיף 1 עקרונות תהליכים
ניתן לחלק את התהליך של ייצור קסילוז (D-Xylose) ממרדי תירס לשלושה חלקים: הידרוליזה, זיקוק ומיצוי.
ההידרוליזה היא הידרוליזה של הפנטוסנים הכלולים בתירס תירס על ידי חומצה גופרתית כדי להשיג מולקולה יחידה הידרוליזאט פנטוזה, בו הפנטוזה בעיקר קסילוז.
הזיקוק הוא להסיר זיהומים כמו חומר מושעה מוצק, חומר צבעוני אורגני, זרז חומצה גופרתית, חומרי דבק ואפר הכלולים בהידרוליזאט כדי להשיג תמיסה מימית פנטוזית טהורה יחסית.
מיצוי הוא לזרז את קסילוזה מהתמיסה המימית בצורה של גבישים על ידי ריכוז והתגבשות ולהפריד אותו לפנטוזות אחרות בו זמנית, ובכך להשיג מוצר קסילוז גבישי בעל טוהר גבוה.
1. הידרוליזה של COB COB
חומרי גלם של סיבי צמחים מורכבים בעיקר מתאי, המיסולולוזה, ליגנין ואפר. המיקולולוזה היא פוליסכריד דופן צמח, והמונוסכרידים המהווים את שרשרת הפוליסכריד הממיסולולוזה הם בעיקר: קסילוז, גלוקוז, מנוזה, גלקטוז, ערבינוז, סירופ סלע ורמנוס.
קסילוזה היא הפנטוזית הגדולה ביותר (פנטוזה) בטבע, והפנטוזות מחולקות לאלדופנטוזה וקטופנטוזה. חמישה אלדופנטוזות ידועות קיימות בטבע, כולל D-xylose, D-Arabinose, L-arabinose, L-ylexose ו- D-ribose; שלושה קטופנטוזות ידועות קיימות בטבע, כולל D-erythropentolose, D-thiouretose ו- L-thiouretose.
הגלוקוזה היא המשושה הגדולה ביותר (משושה) בטבע, והקסוזות מחולקות לאלדהקסוזה וקטוהקסוזה. חמישה אלדהווסות ידועות קיימות בטבע, כולל D-glucose, D-Galactose, L-Galactose, D-Mannose ו- D-tyloose; ארבע קטוהקסות ידועות קיימות בטבע, כולל D-Fructose, D-Psicose, L-Sorbose ו- D-Tagatose.
חומרי גלם של סיבי צמחים שניתן להשתמש בהם כדי לחלץ קסילוזה חייבים לעמוד בשתי דרישות: תכולת המיקולולוזה גבוהה וקסילוז כמונוסכריד הראשי בשרשרת הפוליסכריד הממיסלולוזה.
נכון לעכשיו, חומרי הגלם של סיבי הצמח המשמשים לייצור מתועש של קסילוזה כוללים קלעי תירס, באגסה ונוזל פסולת ייצור ליבנה, ביניהם קלורי התירס הם הטובים ביותר. בארצי, ישנם רק שני חומרי גלם: קלורי תירס ובגסה.
ההרכב המשוער של Cobs תירס הוא תאית 35%, המיקולולוזה 39%, ליגנין 19%, אפר 2%ועוד 5%. המונוסכרידים בשרשרת הפוליסכרידים בהמיסולולוזה הכלולים בקלעי תירס הם בעיקר קסילוזה, המהווים יותר מ 80%, ואחריהם ערבינוזה, המהווים כ -10%, וקסילוזה וערענוזה מהווים יותר מ- 95%, והמנוחה הם מונוסכרידים אחרים. לכן, קלרי תירס מתאימים לחילוץ קסילוזה.
המבנה הפיזי של קלרי תירס כולל שכבה חיצונית חלת דבש, שכבה אמצעית בלוק טבעוני לבן ושכבה פנימית פלוקולנטית. המסה העיקרית שלה נמצאת בשכבה האמצעית של הבלוק הטבעוני הלבן, שהיא החלק העיקרי בייצור קסילוז. השכבה האמצעית של הבלוק הטבעוני הלבן של קלרי תירס אדומים היא בדרך כלל עבה יותר מזו של קלרי תירס לבנים, ולכן לרוב קלרי תירס אדומים יש תפוקת סוכר גבוהה יותר.
קלורי תירס ספוגים בתמיסה מימית חומצה גופרתית מדוללת ומחוממת ל {{0}}} (המתאימה ללחץ קיטור רווי של 0. 16-0. 18mpa). ההמיסולולוזה בקלעי התירס נוצרת הידרוליזה כדי להשיג הידרוליזט המורכב בעיקר מ- xylose. חומצה גופרתית היא זרז לתגובת ההידרוליזה. חומצה הידרוכלורית יכולה לשמש גם כזרז, אך מכיוון שחומצה הידרוכלורית מאכלת מדי לציוד, מעט חברות משתמשות בחומצה הידרוכלורית כזרז. לאחר הידרוליזה מופרדים נוזל השרייה ושאריות קוב התירס כדי להשיג הידרוליזט. תכולת החומצה הגופרתית בהידרוליזאט המתקבל היא בין 0. 65% ו- 0.75%, וזה מתאים יותר.
מכיוון שההידרוליזה נשמרת בטמפרטורה גבוהה למשך שעתיים וחצי, מונוסכרידים רבים המתקבלים על ידי הידרוליזה מתפרקים לחומרים קטנים בצבע מולקולרי או נשלחים לחומרים גדולים בצבע מולקולרי, כך שההידרוליזאט המתקבל כהה יותר בצבעו והוא אדום-חום בהיר. מרבית החומרים הצבעוניים בהידרוליזט מיוצרים במהלך תהליך ההידרוליזה ולא מובאים על ידי חומר הגלם של התירס, ולכן עומק הצבע של ההידרוליזט המיוצר על ידי קלגי תירס אדומים וקלילי תירס לבנים הוא בעצם זהה.
2. זיקוק הידרוליזאט
ההידרוליזט שהושג לאחר הידרוליזה של קלרי תירס מכיל כמות גדולה של זיהומים שאינם סוכר, בעיקר חומר מושעה מוצק (פירורי גס תירס או חומר מושקע), חומצה גופרתית (זרז שנוסף בתהליך ההידרוליזה), חומצה אורגנית (מוצרי פירוק של חומר אורגני בתהליך ההידרוליזה בטמפרטורה גבוהה), זיהומים בצבע אורגני (מוצרי סינתזה או מוצרי פירוק של חומר אורגני בתהליך ההידרוליזה בטמפרטורה גבוהה), חומרים דבקים מקרומולקולריים אורגניים (מוצרי הידרוליזה לא שלמים של חומר אורגני מולקולרי אולטרה-גדול) ואפר (אפר (אפר לא-גדולים אולטרה-גדולים) ב (ASH-LAGRE-LAGE-LAGE-LAGE,) (ASH-LAGA-LAGE-LAGE,). זיהומי מלח אורגניים מומסים בהידרוליזט חומצי).
יש להסיר את הזיהומים שאינם סוכר הכלולים בהידרוליזאט כדי להשיג תמיסת סוכר טהורה. נוכחותם של זיהומים שאינם סוכר לא רק משפיעה על איכות המוצר הסופי, אלא גם עשויה להשפיע על תהליך ההתגבשות של קסילוז, ואף לגרום לקסילוזה שלא להתגבש בצורה חלקה מהסירופ או שיש להם צורת קריסטל ירודה. תהליך הזיקוק של הידרוליזאט או תהליך הטיהור או תהליך הטיהור.
דוּ.השיטות העיקריות לזיקוק הידרוליזאט הן: אידוי פלאש, סינון, נטרול, דה -צבע פחמן מופעל, אידוי ואקום וחילופי יונים.
1. אידוי פלאש
אידוי פלאש משתמש בחום הגיוני הכלול בהידרוליזט בטמפרטורה גבוהה עצמו כדי להפחית את נקודת הרתיחה של ההידרוליזאט על ידי ואקום, וחלק מהמים בהידרוליזאט מתאדים. בתהליך אידוי הפלאש, החום הגיוני של ההידרוליזאט הופך לחום הסמוי של אדי המים, והטמפרטורה של ההידרוליזאט יורדת. עבור כל ירידה של 10 מעלות בטמפרטורה של טון טון של תמיסת סוכר, ניתן לאייד בערך 18 ק"ג מים.
אידוי פלאש שימש במקור לחיסכון באנרגיה, אך כאשר הבזיק ההידרוליזאט, חלק מהחומצות האורגניות הנדיפות ביותר מתאדות גם עם אדי המים, שיש לה גם השפעה לזיקוק על ההידרוליזאט.
2. סינון
סינון הוא שיטת ההפרדה המוצקה הנפוצה ביותר. כאשר תמיסת הסוכר עוברת דרך ציוד הסינון, לא ניתן ליירט את החומר המושעה המוצק בתמיסת הסוכר דרך הנקבוביות העדינות במדיום המסנן בגלל גודל החלקיקים הגדול שלו. מולקולות הסוכר ומולקולות המים בתמיסת הסוכר יש גדלי חלקיקים קטנים ויכולים לעבור דרך הנקבוביות העדינות במדיום המסנן, ובכך מפרידות את תמיסת הסוכר מהחומר המושעה המוצק ולשכלל את תמיסת הסוכר. ציוד הסינון הנפוץ בתעשיית קסילוז הוא מכבש הצלחת ומסנן המסגרת, ומדיום הסינון שלו הוא בד סינון ארוג סיבים.
3. נטרול
נטרול הוא להשתמש במלח סידן כדי להגיב עם חומצה גופרתית לייצור סידן סולפט. קל ליצירת משקעים בסידן גופרתי בגלל המסיסות הנמוכה וניתן להסיר אותו על ידי סינון, ובכך השגת מטרת הסרת החלק של החומצה הגופריתית בהידרוליזאט. תהליך הנטרול מכניס כמות קטנה של סידן להידרוליזאט תוך הסרת חומצה גופרתית, ולכן חשוב לשלוט באופן סביר על נקודת הסיום לנטרול. נטרול מופרז לא יהיה שווה את ההפסד עקב הצגת כמות גדולה של סידן.
ישנם שני מלחי סידן נפוצים לנטרול, האחד הוא סידן קרבונט (כלומר אבקת סידן פחמתי סידן, הידועה בדרך כלל בשם אבקת סידן אור), והשנייה היא סידן הידרוקסיד (כלומר אבקת סיד מעוכלת, הידועה בדרך כלל בשם אבקת סידן אפור). היתרון בשימוש בסידן פחמתי הוא שטוהר מלח הסידן באבקת סידן אור גבוה (יותר מ- 99%), ופחות יוני טומאה מובאים לתמיסת הסוכר לאחר נטרול; החיסרון הוא שהמחיר גבוה ונוצרת כמות גדולה של קצף במהלך נטרול. היתרון בשימוש בסידן הידרוקסיד הוא שמחיר אבקת הסידן האפור נמוך, ולא נוצר קצף במהלך נטרול; החיסרון הוא שטוהר מלח הסידן באבקת סידן אפור היא נמוכה (בערך 95%), ויוני טומאה יותר מובאים לתמיסת הסוכר לאחר נטרול. השוואה מקיפה, מומלץ להשתמש בסידן פחמתי כמנטרל.
4. דה -צבע
דה -צבע הוא להשתמש במשטח הפעיל העצום של פחמן מופעל אבקה כדי לספוג זיהומים (בעיקר זיהומים אורגניים) ופיגמנטים (כלומר זיהומים בצבע אורגני), ואז להסיר את הזיהומים הספוגים יחד עם הפחמן המופעל באמצעות סינון כדי להשיג את מטרת פיתרון הסוכר ו תהליך של זיהומי ספיגה פחמן מופעל הוא ספיחה פיזית. היכולת של פחמן מופעל לספוג חומר אורגני גדול בהרבה מזו של מלחים אורגניים, והיכולת לספוג פיגמנטים אורגניים מולקולריים גדולים היא גדולה בהרבה מזו של ספיגה של פיגמנטים אורגניים מולקולריים קטנים.
הפחמן המופעל באבקה המופעלת מסחרית מחולק לפחמן אבץ כלוריד ופחמן פוספט בהתאם לשיטת הייצור שלו. אבץ כלוריד פחמן מיוצר עם כלוריד אבץ כחומר יוצר נקבוביות, ואילו פוספט פחמן משתמש בחומצה גופרתית כחומר יוצר נקבוביות. פחמן של כלוריד אבץ הוא בעל תכולת אפר נמוכה יותר, יותר נקבוביות ומשטח פעיל גדול יותר, ובעל יכולת דיקורציה חזקה יותר. לפחמן פוספט יש תכולת אפר גבוהה יותר, שטח פנים פעיל קטן יותר ויכולת דה -צבע חלשה יותר. לפחמן פוספט יש גם את הבעיה של דיאוקוריזציה כוזבת, כלומר מבחן העברת האור של תמיסת הסוכר לאחר דה -קולוריזציה הוא מוסמך, אך קצב הסרת הפיגמנט בפועל אינו מספיק, מכיוון שלחומצה זרחתית יש השפעה של הלבנה. יש להשתמש בפחמן של כלוריד אבץ לדיאוקוריזציה בתעשיית הקסילוז במקום פחמן פוספט.
חומרי הגלם לייצור פחמן מופעל כוללים נסורת (נסורת המיוצרת במהלך עיבוד עץ), קליפות פירות ובגסה וכו '. רובם עשויים נסורת. יש גם פחמן ממוחזר למכירה בשוק, הממוחזר מפחמן מופעל מפסולת ממפעלים שונים ומוחזר באמצעות שטיפת אלקלי. יש לו כוח דה -צבע נמוך והוא זול מאוד, אך הוא מסוכן לשימוש (הוא עשוי להכיל חומרים רעילים ומזיקים לא ידועים) ואינו מתאים לשימוש בענף קסילוזה. יש גם פחמן מופעל גרגירי בשוק, שניתן להתקין אותו בעמודת הדחיקה לשימוש חוזר ונשנה, ויעילות הדחיקה משוחזרת על ידי שטיפת אלקלי לאחר כל כישלון. לא ניתן להבטיח את כוח הדחיקה של הפחמן המופעל גרגירי בהדרגה במהלך השימוש החוזר ונשנה, ולא ניתן להבטיח את איכות הנוזל המפוצץ למשך זמן רב. תעשיית הקסילוזה משתמשת בו בדרך כלל לטיהור סופי של תמיסת סוכר ושיפור איכות, ולא לתהליך הדחיקה עם עומס דה -צבע גדול בשלב המוקדם.
בייצור קסילוזה, בשל הצבע הכהה של ההידרוליזאט, צריכת הפחמן המופעל לייצור טון קסילוזה היא בין 120 ל -150 ק"ג. אסור לנו לצפות שניתן להשיג את דרישות הפירוק בתהליך דה -צבע אחד. מומלץ להשתמש בדיקוריזציות מרובות, וכל פעולת דה-צבע צריכה להשתמש בדיקוריזציה של חצי שנת זרם לשימוש מרובה ויסודי בכוח הדחיקה של הפחמן המופעל, כדי להשיג את המטרה של חיסכון בפחמן.
5. אידוי ואקום
אידוי ואקום הוא תהליך המשתמש במאפייני הפחתת נקודת הרתיחה של תמיסת סוכר תחת ואקום כדי להשלים את אידוי המים בטמפרטורה נמוכה יותר. תהליך האידוי דורש קיטור לחימום ברציפות של תמיסת הסוכר כדי לספק את החום הסמוי של האידוי הנדרש כדי להמיר מים לאדי מים. אידוי ואקום רב-אפקטיבי משתמש במאפיין כי נקודת הרתיחה של תמיסת הסוכר נמוכה יותר תחת ואקום גבוה יותר. מערכת האידוי מפונה על ידי משאבת ואקום כדי להגדיל את דרגת הוואקום של כל אפקט אידוי, כלומר טמפרטורת האידוי (נקודת הרתיחה) של כל אפקט אידוי מופחתת. באופן זה, רק השפעה אחת צריכה להשתמש בקיטור גולמי, וההשפעות הנותרות משתמשות באדי המים המתאדים מהאפקט הקודם (המכונה בדרך כלל קיטור משני) כמקור החום החימום, כדי להשיג את המטרה של חסכון קיטור טרי.
נכון לעכשיו, האידוי הראשון והשני של תעשיית קסילוז מאמצת בעיקר מאייד סרטים נופלים בעלי יעילות גבוהה. תמיסת הסוכר זורמת על פני צינור החימום בצורה של סרט דק, ואת חילופי החום הנדרשים לאידוי ניתן להשלים במגע קצר. בשל הריכוז הגבוה של תמיסת הסוכר, עליית נקודת הרתיחה (הטמפרטורה הגבוהה מנקודת הרתיחה של המים תחת אותה דרגה ואקום) של האידוי השלישי של קסילוזה היא גדולה, כך שאומץ בדרך כלל אידוי של אפקט חד-פעמי, ויחיד-יחיד. בדרך כלל משתמשים במאייד סטנדרטי או מאייד סרטי נופל של אפקט יחיד. היתרון בשימוש במאייד סטנדרטי של אפקט יחיד הוא שהריכוז הסופי וההתגבשות הטבעית קלים לשליטה, והחסרון הוא שזמן המגורים בטמפרטורה גבוהה הוא ארוך יותר; היתרונות והחסרונות של מאייד הסרטים הנופלים באפקט יחיד הם בדיוק ההפך מאיידור סטנדרטי של אפקט יחיד.
לאחר התאדה של תמיסת הסוכר, מתאדה חלק מהמים, תמיסת הסוכר מרוכזת, ריכוז הסוכר גדל ונפח תמיסת הסוכר מופחת, מה שמקטין את נפח תמיסת הסוכר שצריך לעבד בתהליך שלאחר מכן ו המטרה העיקרית של אידוי תמיסת הסוכר היא להתרכז, אך כאשר תמיסת הסוכר מתאדה, חלק מהחומר האורגני הנדיף (חלק מחומצות אורגניות ואלדהידים) בתמיסת הסוכר מתאדה ומוסרת, כך שתהליך האידוי לא רק מרכז את תמיסת סוכר, אך גם ממלאת תפקיד בזיקוק תמיסת הסוכר.
6. חילופי יונים
חילופי יונים מחולקים להחלפת קטיונים וחילופי אניונים. חילופי קטיונים משתמשים בשרף חילופי קטיונים כדי לספק יוני מימן (H+) כדי להחליף עם קטיונים טומאה כמו סידן (Ca 2+), מגנזיום (Mg 2+) ונתרן (Na+) בתמיסת הסוכר. יוני המימן בשרף נכנסים לתמיסת הסוכר, וקטיוני הטומאה בתמיסת הסוכר נספגים על השרף; Enion Exchange משתמש בשרף Enion Exchange כדי לספק יוני הידרוקסיד (OH-) כדי להחליף עם אניונים טומאה כמו סולפט (כך 42-), כלוריד (Cl-) וחומצה אורגנית בתמיסת הסוכר. יוני ההידרוקסיד על השרף נכנסים לתמיסת הסוכר, ואניני הטומאה בתמיסת הסוכר נספגים על השרף. לאחר החלפת תמיסת הסוכר באמצעות חילופי קטיונים וחילופי אניונים, קטיוני הטומאה ואניני הטומאה בתמיסת הסוכר נשפכים על שרף חילופי היונים ומוסרים. יוני טומאה אלה הם מרכיבים של זיהומים כמו חומצה גופרתית, חומצה אורגנית ואפר בתמיסת הסוכר. יוני המימן ויוני ההידרוקסיד המוחלפים מהשרף לתמיסת הסוכר משולבים למים.
ציוד חילופי יונים משמש לרוב להחלפת יונים. אלה המלאים בשרף חילופי קטיונים נקראים עמודות חילופי קטיונים, ואלה המלאים בשרף חילופי אניון נקראים עמודות חילופי אניון. עמודות חילופי היונים המשמשים בתעשיית קסילוזה כוללים עמודי לחץ אטמוספרי פתוחים ועמודי לחץ סגורים. העמודים הפתוחים הם בעלי אובדן שרף נמוך וקל לצפות בהם, אך ההתחדשות והסמקה איטיים; העמודים הסגורים הם בעלי התחדשות מהירה ושטיפה, אך אובדן השרף גדול יחסית, במיוחד עמודי ההחלפה העיקריים כתוצאה מתחדשות תכופה.
מותג שרף הקטיונים המתאים יותר לתעשיית הקסילוז הוא 001 × 7, שהוא שרף חילופי קטיונים סטירן חומצה חזק, שהוא סוג נתרן כאשר הוא עוזב את המפעל, ויש לו יכולת חילופי של 4.5 מ"מ/גרם; מותגי שרף האניונים המתאימים יותר לתעשיית הקסילוזה הם D201 ו- D301, שהם שרף חילופי אניון של האניון האלקליין האלקליין ושרף חילופי האניון האלקליין החלשים, בהתאמה, עם יכולות חליפין של 3.7 ו -4.8 מ"מ/גרם. D301 מתאים להחלפות הראשוניות והמשניות של קסילוזה בגלל יכולת האנטי-זיהום החזקה שלה, ואילו D201 מתאים להחלפה שלישונית של קסילוזה.
בנוסף למתן יונים הניתנים להחלפה, שרפים חילופי יונים יכולים גם לספוג כמה זיהומים אורגניים באמצעות ספיחה פיזית, במיוחד חומרים צבעוניים אורגניים מולקולה קטנה, שקשה לספוג אותם על ידי פחמן מופעל אך הם ספוגים בקלות על ידי שרשני חילופי יונים. לפיכך, חילופי יונים היא השיטה החשובה ביותר לזיקוק פתרונות הסוכר.
הזיהומים שאינם סוכר הכלולים בתירס הידרוליזאט קוב תירס כוללים חומר מושעה מוצק שהוסרו על ידי סינון, חומצה גופרתית שהוסרה על ידי נטרול וחילופי יונים, חומצה אורגנית הוסרה על ידי חילופי יונים ואידוי, זיהומים בצבע אורגני שהוסרו על ידי דיירור פחמן מופעל וחילופי יונים, מקרומולקולרי אורגני חומרי דבק שהוסרו על ידי דה -צבע פחמן מופעל, ואפר הוסרו על ידי חילופי יונים. לאחר התייחסות להידרוליזאט על ידי שילוב של אמצעי זיקוק כמו אידוי פלאש, סינון, נטרול, דה-צבע פחמן מופעל, אידוי ואקום וחילופי יונים, מתקבלים זיהומים שאינם סוכרים בו, ומוציאות טוהר יותר טוהר נוזל מטוהר יותר. ו
שְׁלוֹשָׁהמיצוי קסילוז גבישי
מתקבל תמיסת קסילוזה. עם זאת, הוא עדיין מכיל גלוקוז, ערבינוז, גלקטוז, ריבוז ואריתרופנטוזה. ההתגבשות של קסילוזה היא לחלץ קסילוזה מתמיסת הסוכר בצורה של גבישים כדי להשיג מוצר מוצק שקל למכור, ולהפריד עוד יותר של קסילוזה מסוכרים שונים כדי להשיג מוצר קסילוז טהור. המיצוי של קסילוז גבישי הוא התהליך הסופי של ייצור קסילוזה, כולל חמישה שלבים: ריכוז, התגבשות, הפרדה צנטריפוגלית, ייבוש ואריזה.
1. ריכוז
הריכוז הוא ליצור תנאים הכרחיים להתגבשות. ריכוז תמיסת הסוכר מוגבר על ידי ריכוז, מה שמגדיל גם את כמות הקסילוזה המומסת במי היחידה.
הריכוז של תמיסת הקסילוזה המטוהרת הוא בין 12% ל -16%, והוא צריך להיות מרוכז ל 81% עד 83%, כאשר ריכוז ריכוז של 5 עד 7. בגלל הריכוז הגדול ריכוז פריקה סופית גבוהה וגבוה, אם קבוצה של מאיידים רב אפקטיים משמשת לריכוז שלב אחד, קצב הזרימה של ההשפעה האחרונה יהיה שונה מדי מזה של האפקט הראשון, שאינו תורם להפעלת המאייד. בנוסף, נקודת הרתיחה של תמיסת הסוכר בריכוז גבוה עולה הרבה, מה שיגרום לטמפרטורה הגבוהה של ההשפעה הראשונה לפגוע בסוכר. לפיכך, ריכוז תמיסת הסוכר המטוהר מתבצע בדרך כלל בשני שלבים. השלב הראשון משתמש במאייד סרטים רב-אפקטיביים (שלוש אפקטים או ארבע אפקטים) מאייד סרטים נופל כדי לרכז את תמיסת הסוכר ל- 55-60%, והשלב השני משתמש במאייד של אפקט יחיד כדי לרכז את פיתרון הסוכר מ- { {14}}% עד 81-83%.
בדרך כלל ישנם שני סוגים של מאיידים המשמשים לשלב השני של הריכוז. האחד הוא מעטפת זרימת נוזלים נופלת ומאייד צינור, הידוע בדרך כלל כאיידור סטנדרטי, שהוא מאייד לסירוגין המופעל מדי פעם; השני הוא מאייד סרט נופל עם פריקה מתמשכת. מומלץ להשתמש במאייד סטנדרטי מכיוון שכאשר סירופ הריכוז הגבוה ממשיך להיות מרוכז, שינוי קטן בכמות המים המתאדים יביא לשינוי גדול בריכוז תמיסת הסוכר. אם משמש מאייד סרט נופל לריכוז, הכניסה והמוצא הם רציפים והריכוז עולה במהירות רבה, הדורש חווית הפעלה חזקה. אחרת, ריכוז הפריקה המיידי משתנה מאוד, ומקשה על השליטה בריכוז הפריקה הסופי וכמות ההתגבשות הטבעית. בגלל הפעלה לסירוגין, כמות גדולה של סירופ נשמרת תמיד במאייד הסטנדרטי, והריכוז עולה בהדרגה. כאשר היא עולה לריכוז הנדרש, המכונה נעצרת לפריקה, וריכוז הפריקה הסופי וכמות ההתגבשות הטבעית נוחים מאוד לשליטה.
חברת Enco יכולה להוסיף מד ריכוז מקוון למאייד כדי להציג את ריכוז הסירופ במאייד בכל עת, מה שהופך את פעולת הריכוז לנוחה יותר.
בעבר, השלב הראשון בתעשיית הקסילוזה התרכז ל 38-40%, אך מנקודת המבט של חיסכון באנרגיה, השלב הראשון משתמש באידוי רב-אפקטיבי, אשר יש לרכוש אותו ל- {2}}%, כך שהמאייד הרב-אפקטיבי יכול לאבד כמה שיותר מים, ולהפחית את כמות המים האידוי במאייד האפקט היחיד יכול כמובן לחסוך את צריכת הקיטור הטרי.
כאן עלינו להציג כמה מונחים מקצועיים פשוטים: תמיסת הקסילוזה הגולמית הבלתי מזוקקת המתקבלת על ידי הידרוליזציה של קלרי תירס בסיר הידרוליזה נקראת הידרוליזט; ההידרוליזט נקרא נוזל קסילוז לאחר שלב הטיהור הראשון (סינון או דה -צבע). בייצור, לנוחיות ההבחנה, הוא נקרא לעתים קרובות כנוזל הדחיקה הראשון, נוזל הנטרול ונוזל האניון המשני (המכונה נוזל האניון השני) על פי תהליך נוזל הקסילוז; נוזל הקסילוזה הופך להיות צמיג יותר לאחר שהריכוז עולה ליותר מ- 55%, הנקרא סירופ קסילוז; סירופ ה- Xylose מרוכז עוד יותר לרוויה -על, וקריסטלי קסילוז משקעים. הסירופ המכיל גבישים נקרא דבק קסילוז.
2. התגבשות
התגבשות משתמשת במאפיין שהמסיסות של קסילוז במים פוחתת עם ירידת הטמפרטורה. ראשית, נוזל הסוכר מרוכז בטמפרטורה גבוהה כדי לגרום לכמות הסוכר המומסת במים להגיע לגבול ואז המסיסות יורדת על ידי קירור, והקסילוזה העולה על יכולת מסיסות המים משקעת ליצירת גבישי קסילוזה.
כאשר קסילוזה יוצרת גבישים ומשתקעים, סוכרים שונים אחרים עדיין מומסים במים ואינם משקעים בגלל כמותם הקטנה ואינם יכולים להגיע לרווחת -על. רק כמות קטנה מאוד מעורבבת עם קסילוזה כאשר קסילוזה מתגבשת.
בטמפרטורה קבועה מסוימת, הכמות המרבית של קסילוז שניתן להמיס על ידי כמות יחידה של מים נקראת מסיסות של קסילוז בטמפרטורה זו. בשלב זה, תמיסת הקסילוזה היא תמיסה רוויה ואינה יכולה עוד להמיס קסילוז. כמות יחידה של מים ממיסה את קסילוזה העולה על המסיסות שלהם ויוצרת תמיסה רוויית של קסילוז, בה כמות הסוכר המחולקת בכמות הסוכר המתאימה למסיסותו היא העל -רוויה (מקדם -רוויה) של תמיסת העל. מכיוון שתמיסה רוויה של קסילוזה כבר לא יכולה להמיס את קסילוזה, לא ניתן להשיג תמיסה על -רווי על ידי הוספת עודף סוכר מוצק לתמיסה להמיסו, אך ניתן להשיג אותה רק על ידי קירור הפיתרון הרווי להפחתת המסיסות שלו, או על ידי ריכוז והמשך כדי להתאדות מים מהפתרון הרווי.
בתמיסת קסילוזה עם מקדם רווחת -על של 1. 0 עד 1.3, גבישי הקסילוזה הקיימים בהם יכולים לצמוח, ופתרון קסילוז עם מקדם רווחת העולה על 1.3 יפיק אוטומטית גבישים חדשים למשקעים. התהליך של התגבשות קסילוזה הוא לייצר תמיסת קסילוזה עם מקדם רווי -רוויה העולה על 1.3 על ידי ריכוז, מייצרים אוטומטית גבישים (התגבשות טבעית) ואז נכנס לגביש לקירור. על ידי שליטה בקצב הקירור, מקדם העל -רוויה של משחת הקסילוז נשמר בין 1.1 ל 1.2, והגבישים גדלים בהדרגה.
בנוסף לשיטת ההתגבשות הטבעית, לחברת Enco יש גם שיטה להוסיף התגבשות של זרעים, כלומר על ידי הוספת גבישים זעירים מרוסקים מוכנים כזרעים, גודל החלקיקים ואחידות הזרעים לאחר הצמיחה טובים יותר מאלה של התגבשות טבעית ו
ככל שזמן התגבשות הקסילוזה ארוך יותר, כך בקרת המהירות איטית יותר, כך צורת הגביש של הגביש טוב יותר, כך הגבישים צפופים יותר ותפוקת ההתגבשות גבוהה יותר. הניסיון מראה שזמן ההתגבשות הטוב ביותר לקסילוז הוא 60 שעות.
לאחר התגבשות של משחת הקסילוזה, בנוסף לקסילוזה שהופעלה לגבישים, עדיין יש חלק מהקסילוז שנותר מומס במים יחד עם סוכרים שונים אחרים. חלק זה של תמיסת הסירופ המורכבת מסוכר מומס ומים נקראים משקאות חריפים.
ציוד ההתגבשות הנפוץ לקסילוז הוא גביש קירור אופקי, הנשען על סרט ערבוב אופקי מסתובב כדי לערבב את משחת הסוכר ולהשאיר את הגבישים תלויים מבלי להתיישב. מתגבשים קטנים (פחות מ -8 קוב) מסתמכים על מים קירורים להתקרר דרך ז'קט הקירור, ולגבישים גדולים (יותר מ- 9 קוב) יש סלילי קירור שנוספו לסרט המעורר בנוסף למקטורן הקירור.
ז'קט הקירור של הגביש מיועד ללחץ רגיל, ולרוב יש להגדיר יציאת נשימה. יש להימנע מבדיקת לחץ של ז'קט הגביש או לאפשר לז'קט לחץ על לחץ מים, אך ניתן להשתמש בבדיקת דליפת לחץ רגילה במים.
על מנת להבטיח את טמפרטורת המים האחידה והיציבה של מי הקירור במקטורן הקירור או סליל הקירור ולהימנע מדרגת משטח חילופי החום, יש להצטייד בכל גביש במשאבת מי קירור מסתובבת כדי להפיץ את מי הקירור שלו, כך מי הקירור המסתובבים יכולים להחליף חום ולהתקרר עם המקור הקר החיצוני דרך מחליף החום.
תעשיית הקסילוזה משתמשת לעתים קרובות בהתגבשות ראשונית פשוטה כדי לחלץ קסילוז גבישי, ולכן ננקטים אמצעים שונים כדי להגדיל את קצב ההתגבשות על ידי הגדלת הריכוז והרחבת זמן ההתגבשות כדי להגדיל את התשואה הכוללת של קסילוז. למעשה, טוהר הקסילוזה בתמיסת ה- Xylose המעודנת והמטוהרת הוא בערך 80-87%, והתוכן של סוכרים שונים אחרים הוא 13-20%. כל עוד טוהר הקסילוזה בממרח הקסילוזה המשמש להתגבשות גדול מ- 78%, ניתן להתגבש בצורה חלקה קסילוזה. כלומר, אנו יכולים להתאים את טוהר סירופ קסילוז לפני התגבשות ל- 78-80% על ידי מיחזור חלק מהמשקה האמא של קסילוז לדיקה המשנית, שיכולה לשפר חלק מתשואת ההתגבשות. כמובן, על מנת להשיג מיחזור של משקאות חריפים אם כדי לשפר את תפוקת ההתגבשות, חיוני להשתמש במנתח כרומטוגרפיה נוזלית בלחץ גבוה כדי למדוד ולשלוט על טוהר סירופ קסילוז לפני ההתגבשות.
3. הפרדה צנטריפוגלית
הפרדה צנטריפוגלית היא תהליך של הפרדת גבישי קסילוז במשחת הסוכר משקאות החריפים על ידי הכוח הצנטריפוגלי שנוצר על ידי התוף המסתובב המהיר (סל מסננת) של הצנטריפוגה. לאחר ההפרדה הצנטריפוגלית, גבישי הקסילוזה המוצקים נשמרים בבד המסנן בתוף הצנטריפוגה, ומשקאות האם נכנסת לבריכת המשקאות האם דרך הפער שבין בד המסנן לסל מסננת התוף.
בשלב המאוחר יותר של ההפרדה הצנטריפוגלית, תעשיית הקסילוזה מרססת לרוב מתנול לשטיפת גבישי הקסילוזה. מכיוון שמתנול אינו ממיס קסילוז, ניתן להשיג יותר מוצרי קסילוז על ידי חיפוש עם מתנול. מתנול הוא חומר מסוכן דליק ונפיץ, והוא רעיל ביותר. אדיו מזיק גם לעיניים. לפיכך, בעת השימוש במתנול, יש להקדיש תשומת לב למניעת אש ומניעת פיצוץ, ויש להימנע מבליעה מקרית והתנפצות לייצור אדים. יש לקרר את מיכלי האחסון של מתנול חיצוני עם מים קרים בקיץ. בגלל חיסול מתנול, אסור לצרוך ישירות או להיכנס לתחום עיבוד המזון.
חברת Enco בוחנת את התהליך של ביטול חיסול המתנול, כלומר באמצעות מים נקיים לשטיפת גבישי קסילוז, והתאוששות קסילוזה מומסת על ידי מי חיסול על ידי מיחזור חריפת האם.
מרבית ציוד ההפרדה הצנטריפוגלי המשמש כיום על ידי ארגוני Xylose הוא צנטריפוגה ידנית מסוג SS מסוג SS, עם יעילות הפרדה נמוכה ועוצמת עבודה גבוהה. הסיבה לכך שאינן משתמשים בצנטריפוגות בעלות יעילות גבוהה בעלת יעילות גבוהה היא בעיקר מכיוון שתעשיית הקסילוזה קטנה ויכולת הייצור של קו ייצור יחיד נמוכה. עם ההתפתחות המהירה של ענף הקסילוזה והשקה של קו ייצור 5, 000 t/a xylose, השימוש בצנטריפוגות מושלמות עליונות הוא מגמה בלתי נמנעת.
4 ייבוש
ייבוש נעשה על ידי יצירת קשר עם גבישי קסילוזה עם אוויר חם. לאחר ההפרדה הצנטריפוגלית, המים והמתנול שנותרו על פני גבישי הקסילוזה מתאדים על ידי חום ומוסרים על ידי האוויר החם.
גבישי קסילוזה יכולים לעמוד רק בדרישות הלחות של קסילוז מוגמר לאחר הייבוש. לפני הייבוש, הקריסטלים קלים להיצמד זה לזה, והם יתגבשו או יתקשו לאחר אחסון לטווח הארוך. לאחר הייבוש, הגבישים כבר לא נדבקים זה בזה ונמצאים לרופף מאוד, וגם הנזילות טובה. למנול יש תנודתיות טובה, כך שאחרי הייבוש, לא ניתן לאתר שאריות מתנול בקסילוז המוגמר.
תעשיית הקסילוזה משתמשת בדרך כלל במייבש מיטה נוזלי רוטט כדי לייבש קסילוז. כאשר הקסילוזה מתנדנדת ועוברת דרך המייבש, היא מושלמת למחצה באוויר באוויר החם המפוצץ מהתחתית ומגעים לחלוטין עם האוויר החם לייבוש. אבקת הסוכר הדקה הנסחפת על ידי הרוח נלכדת ומתאוששת על ידי מפריד הציקלון וסינון שקיות.
באופן כללי, הכניסה והיציאה של מייבש המיטה המנוזל הרוטט מצוידים במסך רוטט סיבוב. מטרת המסך הרטט הסיבובי הקדמי היא להפוך את הסוכר הרטוב שנכנס למייבש במצב רופף לייבוש במלואו ולהימנע מאגרומציה; מטרת המסך הרטט הסיבוב האחורי היא לסקר את הגושים שנוצרו במהלך תהליך הייבוש לצורך מיחזור. ניתן לרסק ידנית את הגושים שנצברו על פני המסך ואז לספוג לשימוש.
5. אריזה
האריזה היא למלא את הקסילוז הגבישי המיובש לשקית האריזה לאחר מדידה לאחסון, הובלה, מכירות ושימוש בלקוחות. קסילוזה נארזת בדרך כלל בשקיות ארוגות מפלסטיק מרופדות בשקיות סרטים מפלסטיק, בדרך כלל בשני מפרטים של 25 ק"ג ו -50 ק"ג. בשל כושר הייצור הקטן של קו הייצור של קסילוזה, מרבית החברות משתמשות באריזה ידנית. עם בניית קווי ייצור רחבי היקף, ניתן להשתמש במכונות אריזה אוטומטיות למחצה או מכונות אריזה אוטומטיות לחלוטין. מוצרי מכונות האריזה של המדינה שלי בוגרים. בעת שימוש באריזה ידנית, השתמש בשוקת ריבוע נירוסטה כדי לקבל את החומר בשקע המסך הרטט הסיבוב לאחר המייבש, ואז השתמש בדלי כף כדי למלא את שקית האריזה כדי להימנע מדליפה לקרקע, והוא נוח יותר לשקילה ידנית.
פרק 2 מבוא לזרימת תהליכים טיפוסית
זרימת התהליך האופיינית של COB תירס לייצור קסילוזה (D-Xylose) היא כדלקמן:
חומרי קבלת חומרים טעינה → הידרוליזה → נטרול → דה-קולוריזציה ראשונית → חילופי לפני קטיון → חילופי אניונים ראשוניים → חילופי אניון ראשוניים → אידוי ראשוני → דה-צבע משני → חילופי אניון משניים → חילופי אניון משניים → חילופי אניון שלישי → חילופי סדרה שלישית → ריכוז משני → ריכוז שלישי → התגבשות → הפרדה צנטריפוגלית → ייבוש → אריזה → טיפול בשאריות פסולת
פרק אחד
1. קבלת חומרים
עבודת איסוף חומרים שייכת לעבודת ההכנה לייצור קסילוזה. מכיוון שאיסוף חומרים כרוך בהתמודדות עם מספר גדול של חקלאים, זה מאוד מייגע. על מנת להשלים את עבודת איסוף חומרים באיכות ובכמות, יש צורך להבין קצת ידע בסיסי באיסוף חומרים.
ברוב האזורים המייצרים תירס בארצי, התשואה של תירס יבש (גרגרים) לכל mu היא 5 0 0 ק"ג, וקלפות התירס לתוצר הוא 125-150 ק"ג. תכולת הלחות של קלרי תירס מיובשים לחלוטין נמצאת מתחת ל -14%, ואילו תכולת הלחות של קלרי תירס רטובים גבוהה יותר מ- 40%. כוח המשיכה הספציפי לערימה של קלרי תירס יבשים הוא בין 0.15 ל- 0.18, כלומר נפח הערימה של כל טון של קלרי תירס הוא בין 5.5 ל 6.5 קוב.
גובה הערימה של קלרי התירס הוא בדרך כלל 6 עד 7 מטרים, והם בדרך כלל מוערמים באוויר הפתוח. לערימה באוויר הפתוח יש אוורור טוב יותר, לחימה באש נוחה ואין צורך לבנות גג בקנה מידה גדול. ניתן לייבש במהירות את השכבה העליונה או לייבוש אותו במהירות כאשר יורד גשם, ולכן לערימה לטווח הארוך בדרך כלל רק פוגעת בחלק קטן מהשכבה העליונה.
דרוש כ -15 דונם של אדמה כדי לערום 10, 000 טונות של קולי תירס. באזורים עם גשמים בשפע, יש להשתמש באתרי מלט (עובי מלט של 8 עד 10 ס"מ) יש להשתמש, וללא הפרת מתקני ניקוז; באזורים עם פחות גשמים ניתן להשתמש באדמות בוץ דחוסות.
בעת ערימת קלורי תירס, ניתן להשתמש במסועי חגורה נוטים לנייד כדי לערום אותם גבוה כדי להפחית את כוח האדם. עדיף לערום את קלעי התירס שנקטפו לאחרונה למשך 20 יום לפני ששלחו אותם לסדנה לשימוש. תהליך הערימה של קלרי תירס יפיק תסיסה טבעית כדי להשפיל כמה חומרים דבק. סביר להניח כי קלורי תירס רטובים יירקבו בעת מוערמים, ולכן עדיף לא לערום אותם בערימות גדולות ולסדר לשימוש בסדנה בהקדם האפשרי.
כאשר נערמים את קלעי התירס בערימות גדולות, עדיף לארגן כמה פתחי אוויר במרחק קבוע (בערך 6 מטרים) כדי להימנע מהחום שנוצר על ידי תסיסה טבעית המצטברת בתחתית הערימה כדי לגרום לאש או לפחמיזות של קלגי תירס.
בעת איסוף חומרים, רצוי לאסוף כמה שיותר קלורי תירס יבשים וטריים, ולא לאסוף קלעי תירס רטובים ועובשים. קלורי תירס יבשים וטריים הם בצבע בהירים ומבריקים, לא קלים לשבירה, וריכוז הסוכר של ההידרוליזט לאחר הידרוליזה גבוהה יותר; קלורי תירס רטובים ועובשים הם בצבע אפור וכהה בצבע, קל לשבירה, וריכוז הסוכר של ההידרוליזט לאחר הידרוליזה נמוכה יותר. בעת איסוף חומרים, יש להקפיד על נשיאת פסולת, שניתן לבדוק במהלך תהליך הפירוק לפני הערימה.
קלורי תירס ארוזים בדרך כלל בשקיות רשת ניילון ואז נטענות להובלה. ארגונים יכולים גם לחתום על הסכם עם רוכשים גדולים ולגרום להם לארגן את ההיצע. עם ההתפתחות המהירה של ענף קסילוזה, מחיר קלרי התירס הולך וגובר גבוה יותר. על ארגונים לנצל את ההזדמנות להקים מנגנון רכישה באיכות גבוהה ומחיר גבוה כדי להנחות את החקלאים שלא לפזר מים או נואף. כדאי גם לשקול תמחור לפי נפח מבחינת המדידה.
2. האכלה
השלב הראשון של העמסה הוא להעביר את חומרי הגלם של CornCob מחצר החומר ועד הופר המקבל של חגורת האכלה בסדנה. ארגונים קטנים משתמשים בדרך כלל בהעמסה ידנית למשאיות קטנות של זבל תלת-גלגלים, ואז מעבירים אותם להופפר הבין-רכב, או משתמשים במעמיסים קטנים כדי להעמיס חומרים למשאיות מזבלה קטנות; ארגונים גדולים משתמשים במעמיסים בינוניים או גדולים כדי להעמיס חומרים מערימות CornCob למשאיות מזבלה, ואז להעביר אותם ממשאיות מזבלה ועד הופרים בין רכב.
לאחר שנכנסים לתירס את הופר המקבל של חגורת ההזנה של הסדנה, הם נשלחים למסוע ההקרנה הרטט ליד החגורה כדי להקרין חלק מהסחף והפסולת לפני הכניסה למכונת הכביסה. בעבר, מכונות שטיפה של CornCob השתמשו בדרך כלל בפורצי עיסת הידראוליות בענף הייצור הנייר. מכונת הכביסה של גלגל ההנעה שתוכננה על ידי חברת Enco לא רק שיש לה אפקט כביסה טוב, אלא גם צורכת הרבה פחות מים וחשמל מאשר שוברי עיסת הידראוליים. מכונת הכביסה של Corncob צריכה להסיר באופן קבוע את הסחף בהופעת החול שלה.
לאחר הכביסה, קלרי התירס מיובשים דרך מסך התייבשות רוטט ואז נכנסים למעלית דלי או מסוע חגורה בעל זווית גבוהה עם קירות צד. לאחר מכן הם מורמים ומועברים למסוע החגורה האופקי בחלקו העליון של סיר ההידרוליזה, ואז נשלטים על ידי לוחית חלוקה שתשלח דרך מצנח לסיר ההידרוליזה שצריך לטעון.
שניים. קטע הידרוליזה
לאחר מילוי סיר ההידרוליזה בחומרים (בדרך כלל מעט נמוך יותר מהמפרק בין הצילינדר הישר לכיסוי העליון החרוטי של גוף סיר ההידרוליזה), מתחיל ההידרוליזה.
השלב הראשון של הידרוליזה הוא טיפול מקדים של חומצה מדוללת. השכבה החיצונית של חלת הדבש של קוב התירס הנכנס לסיר ההידרוליזה עדיין מחוברת בהכרח עם אדמה יציבה, וקלר התירס מכיל גם סוכרים שאינם חמורים, פיגמנטים, פקטין, חומרים המכילים חנקן ושומנים וכו '. הגדל מאוד את הנטל של תהליך הזיקוק שלאחר מכן. לפיכך, יש לטפל מראש על גס התירס עם חומצה מדוללת לפני הידרוליזה כדי להסיר את הזיהומים הללו מראש. תנאי הטיפול הם 0. 1% חומצה גופרתית (ריכוז חומר הגלם מדלל תמיסת חומצה גופרתית שנוספה לסיר הוא 0. 2%) ו 120 מעלות למשך שעה. מצב זה בעצם אינו גורם להידרוליזה של המיקולולוזה ואובדן קסילוז, אך לאחר טיפול בחומצה מדוללת, משופרת מאוד את איכות ההידרוליזאט.
לאחר טופלים מראש של תירס עם חומצה מדוללת, נוזל הכביסה מהסיר הקודם עם חומצה גופרתית נוסף מתווסף כחומר גלם, והטמפרטורה מוגברת לטמפרטורה שצוינה (128-132 מידה) על ידי הקיטור, והטמפרטורה נשמר לזמן שצוין (2.5 שעות) להשלמת ההידרוליזה. מרבית חברות הקסילוז שולטות בטמפרטורת ההידרוליזה על ידי התבוננות בלחץ סיר ההידרוליזה. למרות שלחץ הקיטור הרווי בסיר ההידרוליזה יש קשר מקביל עם הטמפרטורה, הטמפרטורה בפועל תהיה נמוכה מהטמפרטורה המתאימה ללחץ אם האוויר בסיר אינו מותש לחלוטין. לפיכך, יש לפתוח מעט את שסתום הניקוז של סיר ההידרוליזה במהלך תהליך ההידרוליזה כדי למצות את האוויר באופן מלא. חברת Enco משתמשת במדחומי עמידות תרמית עמידה בפני קורוזיה כדי למדוד את הטמפרטורה בסיר ההידרוליזה, והטמפרטורה המוצגת כבר לא מושפעת מהאוויר הנותר בסיר.
לאחר השלמת ההידרוליזה ונוזל ההידרוליזה משוחרר, נותר כמות גדולה של נוזל הידרוליזה על שאריות קוב התירס בסיר ההידרוליזה. האם ניתן לשטוף את הקסילוזה בחלק זה של הנוזל הנותר במלואו במים ישפיע ישירות על תפוקת הסוכר של גלישת התירס ועל ריכוז הסוכר של נוזל ההידרוליזה. שיטה טובה יותר היא להוסיף את מי הסיגים הנקיים מקטע הטיפול בסיגים הפסולת לסיר ההידרוליזה שהשלים זה עתה הידרוליזה, לחמם אותם לרתיחה מלאה באדים ואז לפרוק אותו באוויר דחוס כדי להשיג את נוזל הכביסה לחומר הגלם של סיר ההידרוליזה הבא.
לאחר ביצוע נוזל הכביסה, סיר ההידרוליזה נלחץ באוויר דחוס ואז נפתח שסתום פריקת הסיגים כדי לרוקן את המשקעים. עבור כל סיר הידרוליזה, פעולת ההידרוליזה היא לסירוגין, אך אם מספר סירי הידרוליזה עם מרווחי זמן מפושטים באופן שווה, הפריקה הנוזלית של הידרוליזה של קטע ההידרוליזה יהפכו אחידים ורציפים יותר.
שלוש. קטע הקפדה
1. נטרול
השתמש במשאבה כדי לשלוח את הנוזל ההידרוליזה למיכל הנטרול, ולהוסיף בהדרגה אבקת סידן פחמתי קלה למיכל הנטרול תוך כדי ערבוב. בדוק ברציפות עם נייר בדיקת pH מדויק עד שה- pH עולה ל -3. 3-3. 6. קח דוגמאות לבדיקה, והחומצה האורגנית צריכה להיות 0. 09-0. 12%. לאחר מכן הוסף את הפחמן הישן המשני המשמש בתהליך הדחיקה שלאחר מכן, מערבבים היטב ושלחו אותו ללוח ולחץ מסנן המסגרת לסינון. מכיוון שנטרול אבקת סידן אור מייצרת פחמן דו חמצני, נוצרת כמות גדולה של קצף. על מנת להימנע מהשפעת הקצף על תהליך הנטרול, ישנם שני פתרונות.
האחת היא לערבב את אבקת הסידן האור עם מים ליצירת תחליב ולהוסיף אותה לאט למיכל הנטרול. השני הוא להוסיף בבל לצינור הכניסה של מיכל הנטרול כך שהנוזל ההידרוליזה זורם למיכל הנטרול בצורת סרט. יחד עם זאת, על פי הניסיון, מרבית אבקת הסידן הקלה שתוספה מתפזרת על סרט הנוזל ההידרוליזה עם חפירה. הכמות הקטנה הנותרת של אבקת סידן אור מתווספת לאט על פי תוצאות בדיקת ה- pH לאחר הסלאם המלא.
טמפרטורת הנטרול משפיעה גם על אפקט הנטרול. המסיסות של סידן סולפט גדולה יותר בטמפרטורה נמוכה יותר, מה שיוביל לעלייה בכמות הסידן הנותרת בתמיסת נטרול. לפני הנטרול, יש לחמם את תמיסת הסוכר לתואר 80-82.
2. דה -צבע ראשוני
מכיוון שצבע תמיסת הנטרול כהה יותר, צריכת הפחמן המופעל לדיקה ראשונית היא גדולה, והיא מהווה כרבע מכלל צריכת הפחמן הכוללת. על מנת לעשות שימוש מלא ביכולת הדחיקה של הפחמן המופעל ולחסוך פחמן מופעל, בדרך כלל מאומץ תהליך דה-צבע זרם חצי שוטף. נדרשים שלושה מיכלי ערבוב לדיקה ראשונית: מיכל אחסון נוזלי נטרול, מיכל אחסון נוזלי ביניים ומיכל דה -צבע. נפח מיכל האחסון הנוזל לנטרול יכול להיות גדול יותר, אך נפח מיכל האחסון הנוזל הביניים ומיכל הדחיקה זהה.
לאחר מילוי מיכל הדחיקה בתמיסת סוכר, מתווסף פחמן פעיל טרי כדי לערבב ולפרק את הצבעוניות, ואז הוא נשלח לעיתונות המסנן החדש של מסגרת הצלחת שפורקה ונשטפה לצורך סינון מלא, ואז נשלח הפילטרט למיכל האחסון הנוזלי של Decolorization. לאחר הסינון, מסגרת הצלחת אינה מפורקת ונשטפת תחילה, ותמיסת הסוכר במיכל האחסון הנוזל הבינוני מסוננת לחלוטין דרך מסגרת הצלחת מלאה בעוגות פחמן, ואז הפילטרט נשלח למיכל הדחיקה. לאחר הסינון, תמיסת הסוכר במיכל האחסון הנוזל נטרול מסוננת דרך מסגרת הצלחת, ואז הפילטרט נשלח למיכל האחסון הנוזל הבינוני עד שהמיכל מלא. משמשים לסירוגין שתי לחיצות מסנן מסגרת צלחת, אחת לסינון ואחת לפירוק וכביסה. הנוזל המנטרל מסונן אצווה על ידי אצווה ממיכל האחסון הנוזלי המנטרל ומגיע בהדרגה למיכל האחסון הנוזל הבינוני, מיכל הצבעון ומכיל את מיכל האחסון הנוזלי המפץ בתורו, ומשלם סינון דה -צבע. מכבשת המסנן של מסגרת הצלחת יכולה להתאים את שטח הסינון שלה על ידי הוספת או הפחתת מספר הלוחות והמסגרות, כך שברוב המקרים, לאחר סינון מיכל שלם של נוזל סוכר במיכל המכרז, עוגת המסנן ממולאת בעצם בצלחת מִסגֶרֶת.
כאשר הפילורציה מתחילה לאחרונה, רק למיכל האחסון הנוזלי המנטרל יש חומר, ומיכל האחסון הנוזלי הביניים והמיכל המפוצץ ריקים. ניתן לפתוח את מיכלי הפריקה של מיכל האחסון הנוזלי המנטרל, את מיכל האחסון הנוזל הביניים ומיכל הדחיקה במקביל כדי לחבר את שלושת הטנקים, והנוזל המנטרל ממלא את מיכל האחסון הנוזל הבינוני ואת מיכל הדחיקה בכוח המשיכה.
כמות הפחמן המופעל הטרי שנוסף למיכל המדהים נשלטת על פי מדד ההעברה (המכונה בדרך כלל העברת אור) של הנוזל המפוצץ. אם דגימת הטנק המפוצץ מסוננת על ידי נייר פילטר והעברת האור אינה מספיקה, יש להוסיף פחמן פעיל טרי עד שמבחן הדגימה מוסמך.
מכיוון שפיגמנטים רבים בתמיסת הקסילוזה נספגים ביתר קלות על ידי פחמן מופעל בטמפרטורות נמוכות יחסית, יש לקרר את תמיסת הסוכר לתואר 50-52 לפני הכניסה למיכל הדחיקה. יתרון נוסף של טמפרטורה זו הוא שהפתרון המפוצץ אינו צריך להתקרר בעת הכניסה לחילופי הקטיון לפני הקטיון.
3. חילופי לפני הקטיון
יש להסיר את האפר, החומצה האורגנית והחומצה האורגנית הכלולים בתמיסה המפוצצת הראשונית על ידי חילופי יונים. החומציות של הפיתרון המוצק העיקרי הוא בערך 3.2, שהוא כמובן חומצי. מנקודת המבט של השימוש במלואו בכושר חילופי השרף, עליה תחילה להיכנס לטור Exchange Anion להחלפה. עם זאת, בשל תכולת הסידן הגבוהה בתמיסה המפורקת הראשונית של תהליך הנטרול, לפיתרון הסוכר יש קשיות גבוהה, וכניסה ישירות לעמודת חילופי האניון תגרום לרעילות רבה לשרף חילופי האניונים. לפיכך, יש לרכוש את הפיתרון העיקרי המפוצץ על ידי חילופי לפני הקטיון. בתהליך החילוף לפני הקטיון, הקטיונים (בעיקר Ca 2+) בתמיסת הסוכר מוחלפים על ידי יוני מימן (H+), וה- pH יורד ב -1. 5-2. 0 ו תכולת החומצה האורגנית מתגלה והיא גדולה משמעותית לאחר ההחלפה מאשר לפני ההחלפה.
ל- Xylose Hydrolyzate יש מאפיין כי העברתו עולה עם הירידה ב- pH, בעיקר מכיוון שמאפייני ספיגת האור של חומרי הצביעה מושפעים על ידי pH. בתהליך של חילופי לפני הקטיון, השרף סופג חלק מהפיגמנט וה- pH יורד בו זמנית, כך שהעברה עולה באופן משמעותי. ככל שיכולת החליפין של השרף פוחתת, גם יכולתו לספוג פיגמנטים פוחתת, כך שהעברת התפוקה יורדת גם היא באופן סינכרוני. ניתן לראות גם את אובדן יכולת חילופי השרף מהירידה בהעברת התפוקה.
איתור תכולת יון סידן בתמיסת סוכר הוא מסובך יחסית וגוזל זמן. בדרך כלל נמדדים תכולת החומצה האורגנית של הקלט והפלט והעברת הפלט כדי לגלות אם השרף אינו תקף. על מנת להבטיח את ההשפעה המרככת של תמיסת הסוכר, בנוסף לשימוש באיתור חומצה אורגנית והעברה כדי לקבוע את נקודת הסיום החליפית, בדרך כלל זה נקבע על פי הניסיון כי נפח הנוזל עודף של חילופי הקטיון לא יהיה עולה על 8 פעמים מנפח השרף.
לאחר עמוד ההחלפה מגיע לנקודת הסיום החליפית, יכולת ההחלפה של השרף אבודה בעיקרון, ותהליך שטיפת השרף עם תמיסת חומצה מדוללת כדי להחזיר את יכולת החליפין של השרף נקרא התחדשות. תמיסת חומצה מדוללת מכילה ריכוז גבוה של יוני מימן. במהלך תהליך ההתחדשות, יוני מימן מוחלפים עם קטיוני טומאה הנספגים על השרף. קטיוני הטומאה משוחררים עם נוזל פסולת התחדשות, ויוני המימן נכנסים לשרף. התחדשות חילופי הקטיונים הקדמיים שונה בדרך כלל מתהליכי חילופי קטיונים אחרים בכך שלא ניתן להשתמש בחומצה גופרתית להתחדשות, אלא רק חומצה הידרוכלורית. מכיוון שכמות גדולה של יוני סידן נספגים על השרף לאחר שנכשל חילופי הקטיון הקדמי, יוני הסידן משתלבים עם סולפט ליצירת משקעים סידן גופרתי הנספגים על השרף וקשה לחסל, מה שגורם לשרף להתקשות במקרים חמורים. ניתן לחדש תהליכי חילופי קטיונים אחרים באמצעות חומצה גופרתית או חומצה הידרוכלורית מכיוון שיש פחות יוני סידן על השרף. היתרון של התחדשות עם חומצה גופרתית הוא שהעלות נמוכה מעט מזו של חומצה הידרוכלורית, והיתרון של התחדשות עם חומצה הידרוכלורית הוא כי השפעת ההתחדשות טובה יותר מזו של חומצה גופרתית. בהתחשב בכל הגורמים, מומלצת התחדשות חומצה הידרוכלורית.
על מנת לחסוך את כמות החומצה ההידרוכלורית, ניתן לספוג תחילה את התחדשות חילופי הקטיונים הקדמיים בחומצה הידרוכלורית ממוחזרת, ואז ספוג בחומצה הידרוכלורית מדוללת טרייה ואז לשטוף במים. מכיוון שיש יותר יוני סידן על השרף לאחר חילופי הקטיון הקדמי, לא ניתן למחזר את תמיסת חומצה הידרוכלורית מדוללת משומשת במים, אך לשחרר ישירות לתחנת הטיפול בשפכים. זה שונה גם מתהליכי חילופי קטיונים אחרים.
4. חילופי אניון
לאחר חילופי הטרום הקטיון, חלק גדול מקטיוני הטומאה בתמיסת הסוכר מוסרים, וה- pH יורד ל -1. 5-2. 0. הוא מועבר לטור חילופי האניון, והאניונים בתמיסת הסוכר (בעיקר יוני סולפט ויוני חומצה אורגנית) מוחלפים במהירות עם יוני ההידרוקסיד בשרף חילופי האניון ומוסרים. ה- pH של תמיסת הסוכר המוזרמת עולה בחדות ל 7. 5-9. 0, וגילוי הדגימה של חומצה אורגנית הוא<0.01%.
במהלך תהליך חילופי האניונים, ה- pH עולה בחדות בזמן שהשרף סופג חלק מהפיגמנט. כתוצאה מהאפקט המשולב, העברת הפריקה בשלב המוקדם של חילופי האניונים גבוהה משמעותית מזו של ההזנה. ככל שהחלפה מתרחשת, יכולתו של השרף לספוג פיגמנטים פוחתת גם היא, וגם העברת השחרור פוחתת בהדרגה, וההעברה הסופית אפילו מעט נמוכה יותר מזו של ההזנה. הירידה בהעברת שחרור חילופי האניונים משקפת גם את אובדן יכולת החליפין של השרף.
לאחר שעמודה חילופי האניון מגיעה לסוף ההחלפה, שרף האניון נכשל וצריך לשטוף אותו ולהתחדש עם פיתרון אלקלי מדולל. תעשיית ה- Xylose משתמשת בדרך כלל בסודה קאוסטית (נתרן הידרוקסיד). תמיסת האלקלי המדוללת מכילה ריכוז גבוה של יוני הידרוקסיד. במהלך תהליך ההתחדשות, יוני ההידרוקסיד מוחלפים עם האניונים הטומאים הנוסגים על השרף. אניוני הטומאה משוחררים עם נוזל פסולת התחדשות, ויוני ההידרוקסיד נכנסים לשרף.
על מנת לחסוך את כמות הסודה הקאוסטית, ניתן להשרות את התחדשות חילופי האניונים היחידה בתמיסת האלקלי הממוחזרת תחילה, ואז לשטוף בתמיסת אלקלי מדוללת טרייה ואז לשטוף במים. תמיסת האלקלי הפסולת המוזרמת לאחר תמיסת האלקלי הממוחזרת נעשה שימוש חוזר אין שום ערך לשימוש חוזר ומשתחרר לתחנת הטיפול בשפכים; אולם תמיסת האלקלי המדוללת ששוחררה לאחר שטיפה עם תמיסת אלקלי מדוללת טרייה נכנסת לבריכת האלקלי הממוחזרת לשימוש מאוחר יותר.
5. חילופי קטיון יחיד
לאחר חילופי האניונים הבודדים, מרבית יוני הטומאה בתמיסת הסוכר מוסרים, אך כדי להסיר לחלוטין את יוני הטומאה בתמיסת הסוכר, יש צורך לעבור שוב ושוב דרך חילופי קטיונים וחילופי אניונים כדי להשיג סוכר מטוהר באיכות גבוהה פִּתָרוֹן. לאחר העברת נוזל האניון לעמודת חילופי הקטיונים, כמות הקטנה הנותרת של הקטיונים (בעיקר יוני סידן) בתמיסת הסוכר מוחלפת עם יוני המימן בשרף חילופי הקטיונים ומוסרים. ה- pH של תמיסת הסוכר המשוחרר יורד ל -2. 5-3. 0. תכולת החומצה האורגנית מתגלה. לא ניתן לאתר אותו לפני ההחלפה, אך זה בין 0. 0 1% ו- 0.05% לאחר ההחלפה.
במהלך תהליך חילופי האניון, השרף מסוכן חלק מהפיגמנט וה- pH יורד בו זמנית, כך שהעברת האור של החומר המופרש יורדת גם היא באופן סינכרוני. ניתן לראות את אובדן יכולת חילופי השרף גם מהעברת האור של החומר המוזרם בחילופי האניונים.
לאחר שעמוד חילופי האניון מגיע לסוף ההחלפה, שרף האניון נכשל וצריך להתחדש על ידי שטיפה עם חומצה הידרוכלורית מדוללת. על מנת לחסוך את כמות החומצה ההידרוכלורית, ניתן לספוג תחילה את התחדשות חילופי האניונים בחומצה הידרוכלורית ממוחזרת, ואז לשטוף בחומצה הידרוכלורית מדוללת טרייה ואז לשטוף מים. חומצת הפסולת המוזרמת לאחר תמיסת חומצה הידרוכלורית ממוחזרת, נעשה שימוש חוזר אין שום ערך לשימוש חוזר והיא משוחררת לתחנת הטיפול בשפכים; אולם תמיסת החומצה ההידרוכלורית המדוללת המופרשת לאחר תמיסת חומצה הידרוכלורית מדוללת טרייה נשטפת בבריכת החומצה הממוחזרת לשימוש מאוחר יותר.
6. אידוי ראשוני
ריכוז הסוכר בהידרוליזאט (המכונה בדרך כלל ריכוז סוכר) הוא בדרך כלל 6. 0-8. 5% מדד השבירה. מכיוון שעמודה החדשה של חילופי יונים תדולל בעת השימוש בו וכאשר היא מושבתת, ריכוז תמיסת הסוכר יורד ל -4. 5-6. 0% אינדקס שבירה לאחר חילופי החיובי הקדמי, אחד שלילי ואחד חיובי. ריכוז תמיסת הסוכר מוגבר ל -26. 0-28. 0% מדד השבירה באמצעות אידוי ראשוני, ונפח תמיסת הסוכר מופחת מאוד, מה שמפחית את נטל הזיקוק של התהליך שלאחר מכן. במקביל, גם ריכוז הזיהומים בתמיסת הסוכר מוגבר מאוד, המספק נוחות לתהליך הטיהור שלאחר מכן ומבטיח את איכות תמיסת הסוכר לאחר הטיהור שלאחר מכן (תחת אותו תכולת טומאה, כך ריכוז הסוכר גבוה יותר גבוה , כך טוהרו גבוה יותר).
הנוזל החיובי העיקרי נשאב להשפעות הראשונה, השנייה, השלישית והרביעית של מאייד הסרטים הנופלים עם ארבע ההשפעות ברצף, ואז נשלח לדיקה המשנית לאחר שיצא מהאפקט הרביעי. כאשר נוזל הסוכר זורם בכל השפעה, כל השפעה מתאדה ומסלקת חלק מהמים, וריכוז הסוכר עולה עם כל השפעה. ניתן לשלוט על ריכוז הסוכר של פריקת האידוי על ידי התאמת כמות הקיטור הטרי המחומם הנכנס לאפקט הראשון. אנקו
החברה יכולה לספק מכשירי בקרה אוטומטיים עבור מאייד הסרטים הנופלים עם ארבעה אפקטים כדי לממש את הפעולה האוטומטית המלאה של אידוי, ובכך לבטל את מפעיל האידוי.
חלק מהחומצות האורגניות האיזובולטיליות הכלולות בנוזל הסוכר מתאדות ומוסרות במהלך תהליך האידוי, שחלקן נשאבות על ידי משאבת הוואקום, וחלקם נכנסים למי הקביעה. מי העיבוי המיוצרים על ידי האידוי הראשוני מכילים כמות גדולה של חומצות אורגניות, ולכן הם אינם מתאימים למיחזור ובדרך כלל משוחררים ישירות לתחנת הטיפול בשפכים.
7. דה -צבע משני
לאחר שנוזל הסוכר עובר דרך האידוי הראשוני, הריכוז עולה, וריכוז החומרים הצבעוניים בו עולה גם הוא בו זמנית. בנוסף, כמה חומרים אורגניים מייצרים חומרים צבעוניים חדשים תחת פעולת הטמפרטורה הגבוהה של האידוי. העברת האור של נוזל הסוכר יורדת לכ- 20% לאחר האידוי הראשוני.
דה-צבע משני יכול להשתמש גם בתהליך דה-צבע זרם חצי רופא חצי-רוח כמו דה-צבע ראשוני כדי להפחית את צריכת הפחמן המופעלת. לאחר האידוי הראשון, הטמפרטורה של תמיסת הסוכר היא בין 60 ל 65 מעלות. בניגוד לדיקה העיקרית, הפילוריזציה המשנית אינה צריכה לקרר את תמיסת הסוכר.
8. חילופי דו-אזינים
לאחר הפירוק המשני, ה- pH של תמיסת הסוכר הוא בין 1.8 ל -2.3, והוא נשלח לתהליך חילופי היונים המשני כדי להמשיך ולהסיר יוני טומאה.
העומס של החילוף המשני קטן בהרבה מזה של החילוף העיקרי. ישנן דרכים רבות לבצע חילופי דברים משניים בתעשיית הקסילוזה: אחת היא תחילה לעבור בין שני אניונים ואז שני יאנגים; השני הוא לעבור תחילה בשני יאנגים ואז שני אניונים; והשני הוא להשתמש בעמודת יאנג ובעמודת האניון בסדרה, להכניס אותם לשימוש בו זמנית ולהתחדש אותם בו זמנית. לשיטה הראשונה יש את צריכת החומצה והאלקלי הנמוכה ביותר, לשיטה השנייה הגנה טובה יותר על שרף האניון, והשיטה השלישית היא הנוחה ביותר לפעולה. מומלץ להשתמש בשיטה הראשונה.
לאחר חילופי שתי האניונים, ה- pH של הנוזל המשני המשני עולה ל 7. 0-8. 0. העברת הפריקה המוקדמת גבוהה משמעותית מזו של ההזנה, אך ככל שההחלפה מתנהלת, יכולתו של השרף לספוג פיגמנטים פוחתת גם היא, והעברת השחרור פוחתת בהדרגה, ולבסוף העברתו קרובה לזו של העדכון.
לאחר שעמוד חילופי הדו-אזן מגיע לסוף ההחלפה, הוא מתחדש בתמיסת סודה קאוסטית (נתרן הידרוקסיד) מדולל. מכיוון שאיכות תמיסת הסוכר המגיעה לחילופי שתי האניונים כבר טובה מאוד, כבר לא ניתן להשרות את התחדשות הדו-אזנית בתמיסה אלקלית ממוחזרת, אלא ניתן להשרות רק בתמיסת אלקלי מדוללת טריים ואז לשטוף במים. תמיסת האלקלי המדוללת ששוחררה לאחר שטיפת תמיסת האלקלי המדוללת הטרייה ונכנסת לבריכת האלקלי להתאוששות לשימוש מאוחר יותר.
9. חילופי שני-יאנג
לאחר חילופי שתי יין, ה- pH של נוזל שני יין יורד ל -3. 5-5. 0, והעברת חומר הפלט עולה ליותר מ- 90%.
לאחר שעמודה של שני-יאנג חילופי יגיעו לסוף ההחלפה, היא מחודשת בחומצה הידרוכלורית מדוללת. לא ניתן להשרות עוד את התחדשות שני-יאנג בחומצה ממוחזרת, אלא ניתן לשטוף אותה רק בחומצה מדוללת טרייה ואז לשטוף במים. החומצה המדוללת ששוחררה לאחר שטיפת החומצה המדוללת הטרייה נכנסת לבריכת החומצה הממוחזרת לשימוש מאוחר יותר.
10. חילופי סדרות שלוש פעמים
לאחר תמיסת הסוכר נכנסת להחלפה שלוש פעמים, היא כבר טהורה מאוד. העומס של חילופי השלוש פעמים הוא קטן ביותר, אך החלפת שלוש פעמים ממלאת תפקיד נהדר בהבטיח באופן מלא את איכות תמיסת הסוכר. מכיוון שהעומס של חילופי שלוש הפעמים הוא קטן, אין צורך להחליף בצעדים, ועמודי יין ויאנג בדרך כלל מוחלפים בסדרה.
חברת Enco הציגה שיטת חילופי סדרה מיוחדת שיכולה להבטיח טוב יותר את איכות פיתרון הסוכר ולהשתמש במלוא כושר החליפין של שרף חילופי היונים. כלומר, משתמשים בשש עמודות חילופי יונים:
מס '1 עמודה שלילית, מס' 2 עמודה חיובית, מס '3 טור שלילי, מס' 4 טור חיובי, מס '5 טור שלילי ומס' 6 עמודה חיובית.
מדד המוליכות של שחרור העמודות 2, 4 ו 6 משמש לשפוט את כישלון עמוד ההחלפה.
פיתרון הסוכר מוחלף לראשונה דרך מספר 1- → לא. 2- → לא. 3- → לא. 4 עמודות 1 ו -2 נכשלים ראשונים, והחלפה נעצרת להתחדשות; כיוון הזרימה של תמיסת הסוכר משתנה למספר 3- → לא. 4- → לא. 5- → לא. 6 להחלפה.
עמודות 3 ו -4 נכשלות ראשונות, והחלפה נעצרת להתחדשות; כיוון הזרימה של תמיסת הסוכר משתנה למספר 5- → לא. 6- → לא. 1- → לא. 2 להחלפה. העמודות 5 ו -6 נכשלות ראשונות, והחלפה נעצרת להתחדשות. מחזור זה חוזר על עצמו, והחלפות והתחדשות מתבצעות ברצף.
לאחר שלוש חילופי סדרות, pH של תמיסת הסוכר הוא 5. 0-6. 0, והעברת הפריקה עולה ליותר מ- 95%. התחדשות עמודת החילוף השלישי יכולה להשתמש רק בתמיסת סודה קוסטית מדוללת או בתמיסת חומצה הידרוכלורית מדוללת. תמיסת הסודה הקאוסטית המדוללת או תמיסת חומצה הידרוכלורית מדוללת טרייה המפורקת לאחר השימוש נכנסת לבריכת האלקלי ההחלמה ובריכת חומצות ההחלמה בהתאמה.
ארבעו קטע מיצוי (קטע מוצר מוגמר)
1. ריכוז משני
הנוזל התלת פאזי נשאב למאייד הסרט הנופל הרב-אפקטיבי לריכוז משני. כאשר תמיסת הסוכר זורמת בכל השפעה, כל השפעה מתאדה ומסלקת חלק מהמים, וריכוז הסוכר עולה עם כל השפעה. ניתן לשלוט על ריכוז הסוכר של פריקת האידוי על ידי התאמת כמות קיטור החימום הטרי הנכנס לאפקט הראשון. לאחר שתמיסת הסוכר מרוכזת לאינדקס שבירה של 55-60%, הוא נשלח לריכוז השלישי.
מכיוון שתמיסת סוכר ההזנה טהורה מאוד בריכוז השני, הוסרים את הזיהומים האורגניים שאינם סוכרים בו. לפיכך, המים המרוכזים המיוצרים על ידי אידוי הם גם טהורים יחסית וניתן למחזר אותם. בדרך כלל הוא נשלח לקטע של שאריות פסולת כמי שטיפת סיגים.
2. ריכוז שלישי
הסירופ לאחר הריכוז המשני נשמר ואקום למאייד הסטנדרטי לריכוז שלישי. תוך כדי ריכוז והוספת חומרים, ריכוז הסירופ ורמת הנוזל גדלים בהדרגה. ניתן לשלוט על מהירות אידוי המים על ידי התאמת כמות קיטור החימום, וניתן לשלוט על מהירות הריכוז ועליית מפלס הנוזל על ידי התאמת כמות ההאכלה. עדיף שהריכוז קרוב לריכוז הפריקה כאשר המאייד מגיע לרמת הנוזל המלאה. הפסיקו להאכיל ברמה הנוזלית המלאה והמשיכו להתרכז לפרק זמן עד שהריכוז יגיע לריכוז הפריקה, וכמות הגבישים המיוצרים על ידי התגבשות טבעית מספיקה. ואז כבה את קיטור החימום, עצור את משאבת הוואקום, שבר את הוואקום ופזר את החומר לגביש כדי להשלים מחזור ריכוז.
לאחר שהאיידור הסטנדרטי ישלים מחזור ריכוז, אתה יכול להתחיל את משאבת הוואקום כדי לפנות, לעצמה מחדש את תמיסת הסוכר ואז להפעיל את קיטור החימום לריכוז מחדש. מחזור זה חוזר על עצמו כדי להשלים את תהליך ריכוז תמיסת הסוכר.
בעת שימוש במאייד סטנדרטי לריכוז, ריכוז סירופ ההזנה יכול להיות גבוה יחסית, כל עוד הוא לא חוסם את צינור ההזנה בגלל עובי מוגזם. באופן זה, מרבית המים בתמיסת הסוכר המרוכזים מוסרים על ידי המאייד הרב-אפקטיבי לריכוז משני, ורק חלק קטן מוסר על ידי המאייד הסטנדרטי של אפקט יחיד לריכוז שלישוני.
3. התגבשות קירור
לאחר משחת הסוכר עם גבישים המיוצרים לאחר שנכנסים לשלושה ריכוזים לגביש, ניתן לשלוט על מהירות הקירור של משחת הסוכר על ידי התאמת הטמפרטורה של מי הקירור המסתובבים בז'קט הגביש וסליל הקירור המרכזי.
בתחילת ההתגבשות, מכיוון שגרגירי הקריסטל עדיין קטנים ושטח הפנים הכולל של הגבישים הוא גם קטן, מהירות ההתגבשות היא גם איטית, ויש לשלוט על מהירות קירור איטית יותר; בשלב המאוחר של ההתגבשות, מכיוון שגרגירי הקריסטל גדלו ושטח הפנים הכולל של הגבישים הוא גם גדול, מהירות ההתגבשות מהירה גם כן, וניתן לשלוט על מהירות קירור מהירה יותר.
4. הפרדה צנטריפוגלית
לאחר השלמת ההתגבשות, משחת הסוכר זורמת לשוקת ההזנה בכוח המשיכה ואז זורמת משוקת הזנה לכל צנטריפוגה. כדי למנוע את משחת הסוכר משקעים, יש לערבב ברציפות את שוקת ההזנה והז'קט נשמר בטמפרטורה קבועה המסתובבת במים. לאחר כניסת משחת הסוכר לצנטריפוגה, היא מונעת על ידי הצנטריפוגה להסתובב במהירות גבוהה, ומייצרת כוח צנטריפוגלי של מאות או אפילו אלפי פעמים ממשקל משקל הסוכר. תחת פעולת הכוח הצנטריפוגלי, משקאות האם של משחת הסוכר נזרקת דרך המסך על תוף הצנטריפוגה, והגבישים חסומים בתוף. בשלב המאוחר של ההפרדה, הגבישים נשטפים במים נקיים ונוזל הכביסה מוחזר לפס הייצור. לאחר הכביסה, המשך לצנטריפוגה במשך תקופה מסוימת לייבוש לחלוטין את מי הכביסה, ואז עצור את הצנטריפוגה כדי לפרוק את גבישי הקסילוז ולשלוח אותם לייבוש דרך מסוע בורג.
5. ייבוש
לאחר הכניסה למייבש, גבישי הקסילוזה מפוצצים על ידי האוויר החם ומושלים למחצה באוויר החם במצב נוזלי. גבישי הקסילוזה נמצאים במגע מלא עם האוויר החם כאשר הם עוברים דרך המייבש. ניתן לשלוט בתכולת הלחות של הקסילוז המגובש לאחר הייבוש על ידי התאמת מהירות ההזנה, נפח האוויר וטמפרטורת האוויר. ככל שמהירות ההזנה איטית יותר או נפח האוויר גדול יותר, כך החומר נוגע באופן מלא יותר באוויר החם, ותכולת הלחות של החומר המפרק; ככל שטמפרטורת האוויר גבוהה יותר, כך הלחות מתאדה מהר יותר ותכולת הלחות של החומר המפרק נמוך יותר.
לפני שגבישי הקסילוזה נכנסים למייבש, יש להתחיל את המייבש תחילה ולנפח האוויר וטמפרטורת האוויר הותאמו כדי להיות יציב. ניתן לכבות את המייבש והאוויר החם רק לאחר שכל הקסילוז המגובש מיובש ומרוקן.
6. אריזה
תעשיית ה- Xylose משתמשת כיום בעיקר באריזה ידנית. לאחר שהקסילוז המגובש המיובש יוצא מהמייבש, הוא נופל אל תוך הנירוסטה שמקבל שוקת מרובעת, ואז מגרד עם דלי כף ומילא בשקית האריזה שכיסה בתיק פנימי של סרט פלסטיק. יחד עם זאת, הוא נשקל על ידי סולם. כאשר משקל המילוי מגיע למשקל הנדרש, השקית הפנימית קשורה בחבל פלסטיק והשקית החיצונית אטומה במכונת תפירה. במהלך האריזה יש לקחת דגימות מהשוקת המרובעת המקבלת לניתוח ובדיקות מוצרים מוגמרים.
לאחר ארוז הקסילוז המגובש, הוא הופך למוצר מוגמר ונשלח לאחסון או נמכר ישירות.
חָמֵשׁו מדור לטיפול בשאריות פסולת
שאריות פסולת התירס מרוססות מסיר ההידרוליזה בקטע ההידרוליזה נכנסים לבריכת הריסוס של סיגים, והמים המתוקים שהתאוששו על ידי חילופי יונים מתווספים (המים העליונים בסוכר בתחילת החילוף או נוזל הסוכר הדק עם ריכוז של<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.
מי הסיגים בבריכת מי הסיגים נשאבים לקטע ההידרוליזה כחומר הגלם לייצור נוזל שטיפה. כאשר מתווספים שאריות פסולת התירס עם מים מתוקים להכנת מתלה המשקעים, יש לשלוט על כמות המים שנוספה כך שכמות הסיגים הסופית המתקבלת שווה רק לחומר הגלם הנדרש לייצור נוזל שטיפה בקטע ההידרוליזה, מבלי שלא יהיה מספיק או מוגזם. בדרך זו ניתן לשחזר את הקסילוז הכלול בשאריות הפסולת.
סעיף 3 חיסכון במים, חיסכון באנרגיה והגנה על הסביבה
אמצעי חיסכון במים
מאפיין בולט בתעשיית קסילוזה הוא צריכת המים הגבוהה שלה. לפני שנת 2003, כמה מפעלים צרכו יותר מ- 1, 000 טונות של מים כדי לייצר טון של קסילוזה, וחלקם צרכו יותר מ- 600 טון. לאחר 2003, כל המפעלים החלו לשים לב לשימור המים. מרבית המפעלים צמצמו את צריכת המים שלהם לטון קסילוזה לפחות מ- 400 טון, וכמה מפעלים אף הפחיתו אותו לכ- 260 טון. נכון לעכשיו, מחיר הקסילוזה הוא גבוה, והיצע הקסילוז והקסיליטול נמצא במחסור.
מחיר ה- Xylose חרג מ -30, 000 יואן/טון, ויש לו יתרון מוחלט על פני התעשייה Furfural בתחרות על חומרי גלם של COB COB. צריכת מים ופריקת שפכים הפכו לגורמים מרכזיים המגבילים את ההתפתחות המהירה של ענף הקסילוז. לפיכך, על ארגוני Xylose לשים לב למלוא שימור המים ולהגדיל את ההשקעה במתקנים לחיסכון במים. אמצעים שכיחים לחיסכון במים בענף קסילוזה מופיעים להלן:
1. שטיפת תירס
מרבית חברות ה- Xylose משתמשות במגרסות עיסת הידראוליות שהוצגו מתעשיית הייצור הנייר כדי לשטוף את קלרי התירס. עבור קו ייצור של 3, 000 t/h xylose, מגרסת העיסה ההידראולית צורכת כ 70 t/h מים במהלך הפעולה, והספק המנוע התומך הוא 55 קילוואט. מגרסת העיסה ההידראולית מוחלפת על ידי מכונת כביסה מכנית לגלגל ההנעה כדי לשטוף את קלרי התירס. צריכת המים במהלך הפעולה היא בערך 20 טון לשעה, וכוח המנוע התומך הוא 2.2 קילוואט, מה שחוסך גם חשמל ומים. באופן זה, מי הכביסה שהתאוששו מתהליך חילופי היונים ותהליך האידוי יכולים לענות על צרכי שטיפת התירס מבלי להוסיף מים מתוקים.
2. תהליך חילופי יונים
על פי המאפיינים של התחדשות עמודת חילופי היונים, ציוד מסוים מתווסף כדי להפריד בין המים הנקיים והמלוכלכים להתחדשות עמוד חילופי היונים ולאחסן אותו בקטגוריות. בתחילת הדרך, לא ניתן למחזר את השפכים מעמודת חילופי היונים בגלל בקלה הגבוהה שלו ומשתחרר כביוב. בקלה הקולח בתקופה האמצעית הוא בין 500 ל 1000, הממוחזר ונשלח לשטוף קלינות תירס. בקלה הקולואנטית בתקופה האחרונה היא מתחת ל -500 ונאסף עבור המים הסומקים המוקדמים של החבורה הבאה של התחדשות עמודות חילופי יונים, ובכך מבינה את מיחזור מי התהליך וחוסך מים נקיים.
3. תהליך אידוי
מי הקירור עבור הקבל בתהליך האידוי כבר לא משתמשים במים מתוקים אלא מחליטים מים לקירור. מי הקירור המסתובבים מקוררים על ידי מגדל הקירור, ומי החידוש מסתמכים על מי הכביסה האלקליין שנוצרו על ידי עמוד חילופי האניון; מחליף חום צלחת מתווסף למערכת מי הקירור המסתובבת של תהליך האידוי כדי לאפשר ליון החלפת מים שוטפים להחליף חום בעזרת מי הקירור המסתובבים, תוך הפחתת עומס הקירור של מגדל הקירור, תוך הפחתת כמות האידוי של הקירור מגדל וחוסך חידוש מי קירור המסתובבים.
4. התאוששות עיבוי קיטור
בהשפעה הראשונה של המאייד, הוסף מפריד מי קיטור ומיכל אחסון עיבוי ומשאבה תואמת לשחזור עיבוי הקיטור ולשלוח אותו לדוד, שיכול להפחית את צריכת המים של הדוד. במקביל, הטמפרטורה הגבוהה של העיבוי יכולה גם להפחית את צריכת הפחם.
5. סדנת אספקת מים
סדנת אספקת המים משתמשת בציוד חדש לטיפול במים כמו אלקטרודיאליזה או אוסמוזה הפוכה כדי לייצר מים מפוטרים. המים המפוצלים משמשים למי דוד או מים לשטיפת עמוד חילופי היונים בסדנת קסילוז, שיכולים להפחית משמעותית את הנטל של עמוד חילופי היונים ולהרחיב את חיי השירות של עמוד חילופי היונים, ובכך להפחית את מספר חילופי היונים התחדשות עמודים והפחתת המים המשמשים לשטיפת עמוד חילופי היונים.
שתיים. אנרגיה שבה
לסדנת Xylose בעיקר יש שלושה תהליכים, הידרוליזה, אידוי וייבוש, כמו גם צריכת אנרגיית קיטור לחימום סדנה. על ידי חיסכון בצריכת קיטור בתהליכים אלה, ניתן להשיג שימור אנרגיה. כמובן, שליחת סיגי פסולת לדוד הבעירה המעורב של פחם סיגים לצורך שריפה להפחתת צריכת הפחם היא גם אמצעי חשוב לחיסכון באנרגיה. אמצעים שכיחים לחיסכון באנרגיה הם כדלקמן:
1. חיסכון באנרגיה בתהליך ההידרוליזה
תהליך ההידרוליזה הוא צרכן אנרגיה עיקרי בקו הייצור של קסילוזה. השימוש בחום הפסולת של כל תהליך כדי לחמם מראש את הנוזל הנכנס לסיר ההידרוליזה יכול להפחית את צריכת הקיטור של ההידרוליזה; מקור החום המוזרם במהלך תהליך ההידרוליזה, כולל מקור החום הנפלט כאשר שפכים בטמפרטורה גבוהה ונוזל ההידרוליזה בטמפרטורה גבוהה, יכולים להשיג אדים משניים באמצעות אידוי פלאש, המשמש לחימום קיטור בהשפעות האחרונות של האקמות האחרונות מערכת רב-מאיתות; ניתן לשחזר את הקיטור המוזרם מצינור הפליטה העליון בתהליך בידוד ההידרוליזה למערכת הרב-אידוי לחימום קיטור בהשפעות האחרונות; ניתן להשתמש בסיגים הפסולת בטמפרטורה גבוהה המרוסס על ידי ההידרוליזה כדי לחמם את הנוזל שצריך לחמם דרך סליל החימום.
2. חיסכון באנרגיה בתהליך אידוי
העלאת לחץ הקיטור של הדוד מעל 0. 6MPA ושימוש במאייד סרט נופל עם ארבע אפקטים עם משאבת חום יכול לחסוך במלואו צריכת קיטור אידוי. הגדלת ריכוז תמיסת הסוכר הנכנסת למאייד הסטנדרטי של אפקט יחיד שלוש פעמים ושימוש בקיטור המשני מההשפעה הראשונה של המאייד המשני כמקור החום לאידוי שלוש פעמים יכול לחסוך צריכת קיטור אידוי.
3. חיסכון באנרגיה בתהליך ייבוש
תהליך הייבוש משתמש במיטה נוזלית קבועה מתקדמת יותר או מיטה נוזלית רוטטת כדי להפחית את תופעת הקצר של גבישי קסילוזה, שיכולה לחסוך צריכת קיטור אידוי.
4. שריפת סיגים של פלאה
שריפה של סיגי פסולת לא יכולה להפחית את צריכת הקיטור, אך היא יכולה להפחית את צריכת הפחם ולהקטין את עלות האנרגיה של הארגון. על ידי שריפת סיגים פסולת, ניתן להפחית את הפחם של 5000 קק"ל הנצרך בייצור טון 1 של קסילוז מ- 6 ל- 7 טון ל -2 עד 3 טון.
שלוש. הגנה סביבתית
כדי לעשות עבודה טובה בהגנה על הסביבה על ארגוני קסילוז, עלינו להתחיל ממקור הזיהום. לא רק שיש להתייחס למזהמים המיוצרים כדי לעמוד בסטנדרטים, אלא שיש להפחית גם את ייצור המזהמים ככל האפשר כדי לחסוך משאבים חברתיים מוגבלים. בשלב זה, הגנת הסביבה במדינה שלי יישמה בקרת זיהום מוחלטת. לא רק שהפריקה צריכה לעמוד בסטנדרטים, אלא גם פריקת ה- COD הכוללת נשלטת על ידי האזור.
ה- COD של שפכים המקיפים שנוצרו על ידי ענף הקסילוזה הוא בדרך כלל בין 5000 ל 8000. באמצעות תסיסה אנאירובית, ניתן להפחית את ה- COD בין 1200 ל 1500, וניתן לשלוח את הביוגז המיוצר לדוד לצורך שריפה.
לאחר תסיסה אנאירובית, תסיסה אירובית ואוורור, ניתן להפחית את ה- COD מתחת ל 100, ולהגיע לתקן הפריקה ברמה הראשונה עבור שפכים תעשייתיים.