結(jié)晶木糖醇生產(chǎn)工藝、節(jié)能及環(huán)保分析

郭朝華 喬建芬

（1中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院，太原，030001） （2山西輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，太原， 030013）

結(jié)晶木糖醇生產(chǎn)工藝、節(jié)能及環(huán)保分析

郭朝華1*喬建芬2

（1中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院，太原，030001） （2山西輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，太原， 030013）

介紹了結(jié)晶木糖醇生產(chǎn)背景、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及生產(chǎn)技術(shù)方案；分析了結(jié)晶木糖醇生產(chǎn)過(guò)程主要能耗，提出了節(jié)能措施；分析了結(jié)晶木糖醇生產(chǎn)過(guò)程主要“三廢”內(nèi)容，提出了“三廢”治理的方法。

木糖醇；生產(chǎn)工藝；節(jié)能；環(huán)保

1 結(jié)晶木糖醇生產(chǎn)背景

隨著生活水平的提高，人們對(duì)木糖醇的特殊功能的了解，木糖及木糖醇制品越來(lái)越受到消費(fèi)者的歡迎。木糖醇可以防齲齒，可以添加到牙膏中；對(duì)糖尿病有輔助治療作用，可做為糖尿病人的最佳替代蔗糖之甜味劑；能抑制肥胖，可制作減肥甜點(diǎn)；木糖醇還有潤(rùn)腸作用，可作為治療便秘的輔助藥。木糖醇的需求包括出口需求和內(nèi)銷(xiāo)需求兩部分。在國(guó)外，木糖醇制品早已深入千家萬(wàn)戶。國(guó)內(nèi)廠商加大了對(duì)木糖醇功能的宣傳，含木糖醇的功能食品與保健品成了市場(chǎng)的新賣(mài)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)對(duì)木糖醇的市場(chǎng)需求逐年增長(zhǎng)，結(jié)晶木糖醇產(chǎn)品供不應(yīng)求，對(duì)木糖醇新的需求不斷涌現(xiàn)，木糖醇市場(chǎng)發(fā)展形勢(shì)非常樂(lè)觀。

2 FCCⅣ級(jí)結(jié)晶木糖醇質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表1）

表1 FCCⅣ級(jí)結(jié)晶木糖醇質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3 FCCⅣ級(jí)結(jié)晶木糖醇生產(chǎn)技術(shù)方案

目前FCCⅣ級(jí)結(jié)晶木糖醇的生產(chǎn)采用比較先進(jìn)的“蒸發(fā)結(jié)晶制木糖醇”及“釜內(nèi)沉降”新工藝，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)己基本達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

3.1 工藝流程

3.2 工藝流程簡(jiǎn)述

3.2.1 溶解

將定量的結(jié)晶木糖倒入定量的水中，開(kāi)動(dòng)攪拌使其完全溶解于水中，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的木糖溶液。

3.2.2 pH調(diào)節(jié)

加入硫酸將溶液pH調(diào)節(jié)到7.5～7.8。

3.2.3 氫化

木糖溶液被送入高壓釜中，在鎳鋁合金催化劑的作用下與氫氣發(fā)生反應(yīng)，木糖氫化得到木糖醇。

3.2.4 脫色

氫化液中的糖液在氫化過(guò)程因高溫而產(chǎn)生的有色物質(zhì)，在氫化液中加入粉末活性炭以吸附有色物質(zhì)。

3.2.5 壓濾

利用板框壓濾機(jī)將氫化液中的活性炭連同其吸附的有色雜質(zhì)一并濾除，氫化液顏色變得清亮透明，部分夾帶在氫化液中的鎳鋁合金催化劑也被濾除。

3.2.6 離子交換

經(jīng)脫色后的氫化液依次通過(guò)陽(yáng)離子交換柱和陰離子交換柱，溶液中的陽(yáng)離子和陰離子分別被除去，氫化液中的無(wú)機(jī)雜質(zhì)（包括殘留的鎳鋁合金催化劑）基本被去除。

3.2.7 真空蒸發(fā)

經(jīng)離子交換后的氫化液通過(guò)真空降膜蒸發(fā)器除去其中的部分水分，質(zhì)量由50%左右上升到70%。

3.2.8 真空蒸發(fā)結(jié)晶

木糖醇溶液進(jìn)入真空蒸發(fā)結(jié)晶罐中，隨著水分的不斷蒸發(fā)，溶液過(guò)飽合，木糖醇以晶體的形式從溶液中析出。

3.2.9 離心分離

結(jié)晶好的木糖醇膏進(jìn)入離心機(jī)，其中的高純度晶體木糖醇留存在離心機(jī)的篩藍(lán)中，仍然溶解在溶液中的木糖醇及少量雜質(zhì)從離心機(jī)甩出后返回至真空蒸發(fā)結(jié)晶工序。

3.2.10 干燥

留存在離心機(jī)的篩藍(lán)中的高純度晶體木糖醇仍含有一部分水分，將其取出后送到干燥設(shè)備中烘干至水分符合要求。

3.2.11 包裝

干燥后的結(jié)晶木糖醇被精確稱(chēng)量后密封在專(zhuān)門(mén)的包裝袋中，等待質(zhì)檢后出售。

4 結(jié)晶木糖醇生產(chǎn)過(guò)程節(jié)能措施

我國(guó)資源利用中的浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，能源利用率只有日本的50%、美國(guó)的60%，不僅加大人力、物力、財(cái)力損耗，也污染了自然環(huán)境，因此調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、節(jié)約能源是我國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長(zhǎng)期基本國(guó)策，對(duì)每一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目，從計(jì)劃到生產(chǎn)管理，都必須認(rèn)真地研究并采取節(jié)能措施，從而降低產(chǎn)品的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。工藝生產(chǎn)主要耗能是蒸汽和電力，因此企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)蒸汽、電力的控制管理，以達(dá)到節(jié)省能耗、降低成本、增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。在結(jié)晶木糖醇生產(chǎn)過(guò)程中主要采用的節(jié)能措施有幾點(diǎn)。

a） 所有的蒸發(fā)工段盡量選用低耗能三效蒸發(fā)器，糖液在濃縮蒸發(fā)時(shí)從三效蒸發(fā)器排出的凝結(jié)水用作過(guò)程水返回流程使用，不但減少了污水排放量，而且節(jié)約了新鮮水量。

b）為了減少地下水資源的開(kāi)采，最大限度的提高水的回用率，生產(chǎn)中凡是能夠使用循環(huán)水的工序全部使用循環(huán)水。

c）選用先進(jìn)的大型設(shè)備代替小型多臺(tái)并聯(lián)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)的效率；選用節(jié)能電機(jī)、節(jié)能風(fēng)機(jī)等節(jié)能設(shè)備，降低能源消耗。

d）采用新型節(jié)能型變壓器，不選用已公布淘汰的高能耗機(jī)電產(chǎn)品。在車(chē)間變配電所集中安裝設(shè)補(bǔ)償電容器，使其功率因素達(dá)到0.95以上。

e） 生產(chǎn)過(guò)程中用泵較多，因此泵的選型時(shí)，對(duì)泵的流量、揚(yáng)程要給予充分的重視，做到合理選用，避免大馬拉小車(chē)，以節(jié)省電耗。

f）重視耗能計(jì)量設(shè)計(jì)，主要耗能單元均設(shè)計(jì)量?jī)x表，使操作人員和管理人員心中有數(shù)。

5 結(jié)晶木糖醇生產(chǎn)過(guò)程環(huán)境保護(hù)

5.1 結(jié)晶木糖醇生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的主要污染源與污染物

5.1.1 廢水

主要有糖醇車(chē)間生產(chǎn)工藝廢水、離交柱沖洗水、蒸發(fā)冷凝水；氫制備車(chē)間循環(huán)冷卻水、蒸汽冷凝水；生活污水。

5.1.2 廢渣

主要有糖醇車(chē)間失活鎳鋁合金催化劑、廢活性炭。

5.1.3 噪音

主要有風(fēng)機(jī)、離心機(jī)等高速設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。

5.1.4廢氣

該生產(chǎn)過(guò)程基本沒(méi)有廢氣產(chǎn)生。

5.2 “三廢”污染物綜合治理方法

5.2.1 噪聲治理

對(duì)噪聲大的設(shè)備均分別裝設(shè)消音設(shè)施，盡量降低噪音，必要時(shí)在建筑處理上設(shè)間壁墻單獨(dú)封閉或安裝吸音板材等措施；對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)震動(dòng)較大的設(shè)備，在基礎(chǔ)處理上均采取防震、隔震、減震措施。盡可能減少噪聲對(duì)其他生產(chǎn)部位的干擾，國(guó)內(nèi)設(shè)備配套的電動(dòng)機(jī)均選用低噪音的Y系列及TB系列電動(dòng)機(jī)，使噪聲不超過(guò)《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB3096-93規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，以保證生產(chǎn)操作人員的健康。

5.2.2 廢渣綜合利用

本項(xiàng)目廢渣有失活的鎳鋁合金催化劑與廢活性炭等。失活的鎳鋁合金催化劑可以賣(mài)給鎳鋁合金催化劑生產(chǎn)廠家重新復(fù)活；活性炭可以摻入煤中做燃料或出售給活性炭生產(chǎn)企業(yè)再生利用，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。

5.2.3 廢水綜合治理

該生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水中主要含有約質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3%的氯化鈉，不含任何有毒有害物質(zhì)，廢水經(jīng)簡(jiǎn)單處理后即可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

5.2.4 廢氣治理

該生產(chǎn)過(guò)程無(wú)廢氣產(chǎn)生。

6 結(jié)論

結(jié)晶木糖醇的生產(chǎn)過(guò)程能耗低，環(huán)境污染少、易治理；生產(chǎn)項(xiàng)目投資少，見(jiàn)效快；產(chǎn)品生產(chǎn)成本低，市場(chǎng)有保障，前景可觀。

［1］ 金樹(shù)人.中國(guó)糖醇行業(yè)的形勢(shì)與發(fā)展動(dòng)態(tài)［J］.牙膏工業(yè).2006（2）：47-48.

［2］ 尹璇，陳志偉.木糖生產(chǎn)與分析方法的研究進(jìn)展［J］.生命科學(xué)儀器，2008，6（8）：13-17

［3］ 王關(guān)斌，趙光輝.木糖醇的生產(chǎn)與發(fā)展趨勢(shì)［J］.浙江化工，2005，36（2）：25-26，42.

［4］ 朱寶軒.化工安全生產(chǎn)概論［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

Analysis in technology,energy-saving,and environmentally-friendly of crystallized xylitol

GUOChao-hua1*QIAOJian-fen
1（China research institute ofdailychemical industry,Taiyuan 030001，China）2（Shanxi vocational and technical college oflight industry，Taiyuan 030013，China）

Production procedures,quality standards,and the production technology of crystallized xylitol were introduced.The main energy consumption and the three wastes（waste gas,waste water and industrial residue）in production were analyzed.The energy-savingand environmentally-friendlymethods were put forward.

xylitol；production process； energy-saving； environmentally-friendly

TS245.8

A

1673-6004（2011）03-0040-03

* 郭朝華，男，1965年出生，1987年畢業(yè)于天津輕工學(xué)院化工機(jī)械設(shè)備專(zhuān)業(yè)，高級(jí)工程師。

喬建芬，通訊作者：Email：Joe-660322-Joe@yahu.com.cn.

2011-09-16