CN113355461A - 一种木糖醇结晶工艺及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木糖醇结晶工艺及其设备，将经过除杂、清洗、破碎处理后的玉米芯输送到水解釜中；通过硫酸池配有2‑5％硫酸，泵入到水解釜中，并向水解釜中通入蒸汽，进行热酸解；水解釜中酸解获取的木糖液注入到活性炭脱色釜中进行多次脱色；并进入板框过滤中进行多次去渣处理；完成多次去渣的木糖液进入到离子交换柱中吸附除杂；木糖液经超滤后泵入蒸发浓缩管进行蒸发浓缩；浓缩后的糖液泵入到结晶罐中，并通过雾沫捕集装置对结晶罐内的雾沫进行吸取，结晶后的糖液通过通过离心分离机构将母液分离出，木糖湿晶体经流化床烘干线烘干。
Description
技术领域
本发明涉及木糖醇生产技术领域，具体为一种木糖醇结晶工艺及其设备。
背景技术
木糖醇甜度与蔗糖相当，溶于水时可吸收大量热量，是所有糖醇甜味剂中吸热值最大的一种，故以固体形式食用时，会在口中产生愉快的清凉感。木糖醇不致龋且有防龋齿的作用。代谢不受胰岛素调节，在人体内代谢完全，可作为糖尿病人的热能源。
现有技术会从玉米芯中提取木糖，目前的工艺导致废水、废渣多，能源消耗大，同时在木糖醇蒸发结晶过程中，蒸发器液面沸腾会产生大量的漂浮杂质和雾沫，这些雾沫通常会跟随二次蒸汽进入到冷却水循环中，造成水循环系统物料损失，长期还会导致循环系统堵塞，为此我们提出一种木糖醇结晶工艺及其设备用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种木糖醇结晶工艺及其设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种木糖醇结晶工艺，包括以下步骤：
S1：将经过除杂、清洗、破碎处理后的玉米芯输送到水解釜中；
S2：通过硫酸池配有2-5％硫酸，泵入到水解釜中，并向水解釜中通入蒸汽，进行热酸解，酸解温度为120-125℃；
S3：水解釜中酸解获取的木糖液注入到活性炭脱色釜中进行第一次脱色；
S4：活性炭脱色釜中第一次脱色后的木糖液进入到板框过滤中进行第一次去渣处理；
S5：完成第一次去渣处理后的木糖液再次进入到活性炭脱色釜和板框过滤进行第二次脱色和去渣处理；
S6：完成第二次去渣的木糖液进入到离子交换柱中吸附除杂；
S7：木糖液经超滤后泵入蒸发浓缩管进行蒸发浓缩，直到糖液浓度达到80-85％；
S8：浓缩后的糖液泵入到结晶罐中，结晶温度是90-100℃，结晶周期为60-80h；
S9：结晶后的糖液通过通过离心分离机构将母液分离出，木糖湿晶体经流化床烘干线烘干。
一种木糖醇结晶设备，包括：
水解釜，注入有木糖醇生产原料；
硫酸池，配有2-5％硫酸，泵入到水解釜中；
活性炭脱色釜，所述活性炭脱色釜连通水解釜的水解液出口端；
板框过滤，所述板框过滤连通活性炭脱色釜的出口端；
离子交换柱，所述离子交换柱连通板框过滤的出口端；
蒸发浓缩管，所述蒸发浓缩管连通离子交换柱出口端；
结晶罐，所述结晶罐连通蒸发浓缩管的出口端；
所述结晶罐内设置有雾沫捕集装置，所述雾沫捕集装置包括可升降安装在结晶罐顶部的装置盒，所述装置盒上竖向贯穿一个驱动轴，所述驱动轴底部固定连接有吸附转盘，驱动轴由安装在装置盒顶部的电机驱动；
所述装置盒内安装一个捕集头结构，所述捕集头结构包括腔体和连通安装在腔体一侧呈扁平状的吸附口，所述吸附口的同侧还安装有刮板，所述吸附口和刮板交替式与吸附转盘顶部接触，装置盒侧面上开设有用于吸附口和刮板活动的开口，所述腔体通过管件接头连通连接壳，所述连接壳通过伸缩管连通外部水泵；
所述装置盒内还安装有驱动吸附口和刮板交替式转动的驱动结构。
优选的，所述结晶罐顶部设置一个可活动开启的罐盖，所述罐盖底部竖向安装有多个气缸，所述气缸驱动端固定连接装置盒。
优选的，所述吸附转盘上呈中心对称开设有多个矩形口，所述矩形口的下端设置倾斜的吸附板。
优选的，连接壳的两侧设置有转轴，所述转轴转动安装在装置盒上，所述装置盒转动带动吸附口向着吸附转盘靠近或者远离方向运动，所述装置盒底部固定连接弹簧的一端，所述弹簧的另一端设置一个调节弹簧松紧程度的调节结构。
优选的，所述调节结构包括固定安装在装置盒内的固定板，所述固定板上通过螺纹结构贯穿有螺杆，所述螺杆的端部转动连接弹簧端部。
优选的，所述装置盒内转动安装有连接管，所述连接管的侧面管壁上开设有通口，所述连接管的一侧端部通过所述管件接头与腔体连通。
优选的，所述驱动结构包括双轮盘和齿轮，所述双轮盘由上轮盘和下轮盘构成，所述上轮盘的边缘设置有弧形顶板，下轮盘的边缘设置有弧形齿条，且当弧形顶板与齿轮端面接触时，齿轮与弧形齿条啮合，所述齿轮与所述连接管的另一侧端部固定连接。
优选的，所述驱动轴上开设有皮带槽，所述皮带槽和上轮盘之间通过皮带传动连接，且装置盒顶部还安装一个张力轮，所述张力轮与皮带一侧传动连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在装置盒内安装一个捕集头结构，捕集头结构前端设置吸附口和刮板，并交替式与吸附转盘顶部接触，利用吸附口将吸附转盘的上方的雾沫吸取到腔体内，刮板可将吸附转盘顶部的杂质铲除干净，便于吸取到腔体内；腔体通过管件接头连通连接壳，连接壳通过伸缩管连通外部水泵，通过水泵将连接壳内雾沫排出。
吸附板的倾斜面朝向吸附转盘的转动方向，随着吸附转盘的转动，结晶罐内的雾沫沿着吸附板穿过吸附口，并位于吸附转盘的上方。便于后续的捕集。
气缸带动装置盒和吸附转盘上下运动，在结晶罐的侧面罐体上开设透明窗，便于观察吸附转盘上下运动的幅度，实际中可根据罐体内部雾沫的高度来调节吸附转盘的位置，保证能够将罐体内部的雾沫吸取干净。
利用连接管起到传动连接腔体和齿轮的作用，保证齿轮能够带动腔体转动；同时利用连接管还能起到连通腔体和连接壳的作用，使得腔体内的雾沫通过连接管侧壁上开设的通口进入到连接壳内，便于通过伸缩管排出。
附图说明
图1为本发明流程示意图；
图2为本发明中结晶罐示意图；
图3为本发明中雾沫捕集装置示意图；
图4为本发明中装置盒内部结构示意图；
图5为本发明中吸附盘结构示意图；
图6为本发明中捕集头结构示意图；
图7为本发明中双轮盘示意图；
图8为本发明中捕集头结构剖视图。
图中：101、硫酸池；102、水解釜；103、活性炭脱色釜；104、板框过滤；105、离子交换柱；106、蒸发浓缩管；107、结晶罐；107a、罐盖；107b、透明窗；
2、雾沫捕集装置；21、装置盒；2101、气缸；22、吸附转盘；22a、吸附口；2201、吸附板；23、驱动轴；2301、皮带槽；24、电机；
25、捕集头结构；251、腔体；252、吸附口；253、刮板；254、贯穿口；255、管件接头；256、连接管；256a、通口；257、连接壳；257a、转轴；257b、伸缩管；
26、驱动结构；261、双轮盘；261a、上轮盘；261b、下轮盘；261c、弧形顶板；261d、弧形齿条；262、齿轮；
27、皮带；2701、张力轮；
28、弹簧；29、调节结构；291、固定板；292、螺杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种木糖醇结晶工艺，包括以下步骤：
S1：将经过除杂、清洗、破碎处理后的玉米芯输送到水解釜102中；玉米芯破碎后的颗粒直径为3-5mm；
S2：通过硫酸池101配有2-5％硫酸，泵入到水解釜102中，并向水解釜102中通入蒸汽，进行热酸解，酸解温度为120-125℃；
S3：水解釜102中酸解获取的木糖液注入到活性炭脱色釜103中进行第一次脱色；
S4：活性炭脱色釜103中第一次脱色后的木糖液进入到板框过滤104中进行第一次去渣处理；
S5：完成第一次去渣处理后的木糖液再次进入到活性炭脱色釜103和板框过滤104进行第二次脱色和去渣处理；
S6：完成第二次去渣的木糖液进入到离子交换柱105中吸附除杂；
S7：木糖液经超滤后泵入蒸发浓缩管106进行蒸发浓缩，直到糖液浓度达到80-85％；
S8：浓缩后的糖液泵入到结晶罐107中，结晶温度是90-100℃，结晶周期为60-80h；
S9：结晶后的糖液通过通过离心分离机构将母液分离出，木糖湿晶体经流化床烘干线烘干。
请参阅图2-8，本发明提供一种技术方案：一种木糖醇结晶设备，包括：
水解釜102，注入有木糖醇生产原料；
硫酸池101，配有2-5％硫酸，泵入到水解釜102中；
活性炭脱色釜103，活性炭脱色釜103连通水解釜102的水解液出口端；
板框过滤104，板框过滤104连通活性炭脱色釜103的出口端；
离子交换柱105，离子交换柱105连通板框过滤104的出口端；
蒸发浓缩管106，蒸发浓缩管106连通离子交换柱105出口端；
结晶罐107，结晶罐107连通蒸发浓缩管106的出口端；
结晶罐107内设置有雾沫捕集装置2，雾沫捕集装置2包括可升降安装在结晶罐107顶部的装置盒21，装置盒21上竖向贯穿一个驱动轴23，驱动轴23底部固定连接有吸附转盘22，驱动轴23由安装在装置盒21顶部的电机24驱动。
如图2-3所示，结晶罐107顶部设置一个可活动开启的罐盖107a，罐盖107a底部竖向安装有多个气缸2101，气缸2101驱动端固定连接装置盒21；气缸2101带动装置盒21和吸附转盘22上下运动，在结晶罐107的侧面罐体上开设透明窗107b，便于观察吸附转盘22上下运动的幅度，实际中可根据罐体内部雾沫的高度来调节吸附转盘22的位置，保证能够将罐体内部的雾沫吸取干净。
吸附转盘22上呈中心对称开设有多个矩形口22a，矩形口22a的下端设置倾斜的吸附板2201。吸附板2201的倾斜面朝向吸附转盘22的转动方向，随着吸附转盘22的转动，结晶罐107内的雾沫沿着吸附板2201穿过矩形口22a，并位于吸附转盘22的上方。便于后续的捕集。
装置盒21内安装一个捕集头结构25，捕集头结构25包括腔体251和连通安装在腔体251一侧呈扁平状的吸附口252，吸附口252的同侧还安装有刮板253，吸附口252和刮板253交替式与吸附转盘22顶部接触，装置盒21侧面上开设有用于吸附口252和刮板253活动的开口，腔体251通过管件接头255连通连接壳257，连接壳257通过伸缩管257b连通外部水泵。
利用吸附口252将吸附转盘22的上方的雾沫吸取到腔体251内，刮板253可将吸附转盘22顶部的杂质铲除干净，便于吸取到腔体251内。与刮板253连接的吸附口252上开设一个贯穿口254，刮板253刮下的杂质直接通过贯穿口254进入到腔体251内。
进一步的，连接壳257的两侧设置有转轴257a，转轴257a转动安装在装置盒21上，装置盒21转动带动吸附口252向着吸附转盘22靠近或者远离方向运动，装置盒21底部固定连接弹簧28的一端，弹簧28的另一端设置一个调节弹簧28松紧程度的调节结构29。
更进一步的，调节结构29包括固定安装在装置盒21内的固定板291，固定板291上通过螺纹结构贯穿有螺杆292，螺杆292的端部转动连接弹簧28端部，在弹簧28拉力作用下，带动装置盒21向下转动，使得吸附口252或者刮板253朝向吸附转盘22方向运动，转动螺杆292可以调节弹簧28的松紧度，进而控制吸附口252或者刮板253与吸附转盘22的接触力度。
如图4、6、7所示，装置盒21内还安装有驱动吸附口252和刮板253交替式转动的驱动结构26。
驱动结构26包括双轮盘261和齿轮262，双轮盘261由上轮盘261a和下轮盘261b构成，上轮盘261a的边缘设置有弧形顶板261c，下轮盘261b的边缘设置有弧形齿条261d，且当弧形顶板261c与齿轮262端面接触时，齿轮262与弧形齿条261d啮合，齿轮262与连接管256的另一侧端部固定连接。
利用弧形顶板261c将齿轮262顶起，使得齿轮262啮合弧形齿条261d，当双轮盘261转动时，弧形齿条261d会间歇式与齿轮262啮合，并在啮合过程中带动齿轮262转动，齿轮262转动的同时，带动连接管256在连接壳257内部转动，进而带动连接壳257另一侧的腔体251转动，齿轮262每转动一次，吸附口252和刮板253便交替转换一次方向。
而当弧形顶板261c不与齿轮262接触时，齿轮262也不与弧形齿条261d啮合，此时齿轮262不发生转动，那此时吸附口252和刮板253两者中位于下侧的一个与吸附转盘22接触。
进一步的，装置盒21内转动安装有连接管256，连接管256的侧面管壁上开设有通口256a，连接管256的一侧端部通过管件接头255与腔体251连通。
利用连接管256起到传动连接腔体251和齿轮262的作用，保证齿轮262能够带动腔体251转动；同时利用连接管256还能起到连通腔体251和连接壳257的作用，使得腔体251内的雾沫通过连接管256侧壁上开设的通口256a进入到连接壳257内，便于通过伸缩管257b排出。
如图4和7所示，驱动轴23上开设有皮带槽2301，皮带槽2301和上轮盘261a之间通过皮带27传动连接，且装置盒21顶部还安装一个张力轮2701，张力轮2701与皮带27一侧传动连接。在驱动轴23转动的同时，利用皮带27还可以带动上轮盘261a跟随转动。
以下就本案结晶罐107内设置的雾沫捕集装置2工作步骤作出详细说明：
在结晶罐107顶部设置可升降的吸附转盘22，并通过电机24驱动吸附转盘22转动，利用吸附转盘22下方的吸附板2201将结晶罐107内部的雾沫吸取到吸附转盘22上方；
装置盒21内安装一个捕集头结构25，捕集头结构25前端设置吸附口252和刮板253，并交替式与吸附转盘22顶部接触，利用吸附口252将吸附转盘22的上方的雾沫吸取到腔体251内，刮板253可将吸附转盘22顶部的杂质铲除干净，便于吸取到腔体251内；腔体251通过管件接头255连通连接壳257，连接壳257通过伸缩管257b连通外部水泵，通过水泵将连接壳257内雾沫排出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种木糖醇结晶工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将经过除杂、清洗、破碎处理后的玉米芯输送到水解釜(102)中；
S2：通过硫酸池(101)配有2-5％硫酸，泵入到水解釜(102)中，并向水解釜(102)中通入蒸汽，进行热酸解，酸解温度为120-125℃；
S3：水解釜(102)中酸解获取的木糖液注入到活性炭脱色釜(103)中进行第一次脱色；
S4：活性炭脱色釜(103)中第一次脱色后的木糖液进入到板框过滤(104)中进行第一次去渣处理；
S5：完成第一次去渣处理后的木糖液再次进入到活性炭脱色釜(103)和板框过滤(104)进行第二次脱色和去渣处理；
S6：完成第二次去渣的木糖液进入到离子交换柱(105)中吸附除杂；
S7：木糖液经超滤后泵入蒸发浓缩管(106)进行蒸发浓缩，直到糖液浓度达到80-85％；
S8：浓缩后的糖液泵入到结晶罐(107)中，结晶温度是90-100℃，结晶周期为60-80h；
S9：结晶后的糖液通过通过离心分离机构将母液分离出，木糖湿晶体经流化床烘干线烘干。
2.一种木糖醇结晶设备，其特征在于，包括：
水解釜(102)，注入有木糖醇生产原料；
硫酸池(101)，配有2-5％硫酸，泵入到水解釜(102)中；
活性炭脱色釜(103)，所述活性炭脱色釜(103)连通水解釜(102)的水解液出口端；
板框过滤(104)，所述板框过滤(104)连通活性炭脱色釜(103)的出口端；
离子交换柱(105)，所述离子交换柱(105)连通板框过滤(104)的出口端；
蒸发浓缩管(106)，所述蒸发浓缩管(106)连通离子交换柱(105)出口端；
结晶罐(107)，所述结晶罐(107)连通蒸发浓缩管(106)的出口端；
所述结晶罐(107)内设置有雾沫捕集装置(2)，所述雾沫捕集装置(2)包括可升降安装在结晶罐(107)顶部的装置盒(21)，所述装置盒(21)上竖向贯穿一个驱动轴(23)，所述驱动轴(23)底部固定连接有吸附转盘(22)，驱动轴(23)由安装在装置盒(21)顶部的电机(24)驱动；
所述装置盒(21)内安装一个捕集头结构(25)，所述捕集头结构(25)包括腔体(251)和连通安装在腔体(251)一侧的吸附口(252)，所述吸附口(252)的同侧还安装有刮板(253)，所述吸附口(252)和刮板(253)交替式与吸附转盘(22)顶部接触，所述腔体(251)通过管件接头(255)连通连接壳(257)，所述连接壳(257)通过伸缩管(257b)连通外部水泵；
所述装置盒(21)内还安装有驱动吸附口(252)和刮板(253)交替式转动的驱动结构(26)。
3.根据权利要求2所述的一种木糖醇结晶设备，其特征在于：所述结晶罐(107)顶部设置一个可活动开启的罐盖(107a)，所述罐盖(107a)底部竖向安装有多个气缸(2101)，所述气缸(2101)驱动端固定连接装置盒(21)。
4.根据权利要求2所述的一种木糖醇结晶设备，其特征在于：所述吸附转盘(22)上呈中心对称开设有多个矩形口(22a)，所述矩形口(22a)的下端设置倾斜的吸附板(2201)。
5.根据权利要求2所述的一种木糖醇结晶设备，其特征在于：所述连接壳(257)的两侧设置有转轴(257a)，所述转轴(257a)转动安装在装置盒(21)上，所述装置盒(21)底部固定连接弹簧(28)的一端，所述弹簧(28)的另一端设置一个调节弹簧(28)松紧程度的调节结构(29)。
6.根据权利要求5所述的一种木糖醇结晶设备，其特征在于：所述调节结构(29)包括固定安装在装置盒(21)内的固定板(291)，所述固定板(291)上通过螺纹结构贯穿有螺杆(292)，所述螺杆(292)的端部转动连接弹簧(28)端部。
7.根据权利要求2所述的一种木糖醇结晶设备，其特征在于：所述装置盒(21)内转动安装有连接管(256)，所述连接管(256)的侧面管壁上开设有通口(256a)，所述连接管(256)的一侧端部通过所述管件接头(255)与腔体(251)连通。
8.根据权利要求7所述的一种木糖醇结晶设备，其特征在于：所述驱动结构(26)包括双轮盘(261)和齿轮(262)，所述双轮盘(261)由上轮盘(261a)和下轮盘(261b)构成，所述上轮盘(261a)的边缘设置有弧形顶板(261c)，下轮盘(261b)的边缘设置有弧形齿条(261d)，且当弧形顶板(261c)与齿轮(262)端面接触时，齿轮(262)与弧形齿条(261d)啮合，所述齿轮(262)与所述连接管(256)的另一侧端部固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种木糖醇结晶设备，其特征在于：所述驱动轴(23)上开设有皮带槽(2301)，所述皮带槽(2301)和上轮盘(261a)之间通过皮带(27)传动连接，且装置盒(21)顶部还安装一个张力轮(2701)，所述张力轮(2701)与皮带(27)一侧传动连接。
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