CN115677797A - 一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，属于木糖生产技术领域。以半纤维素为原料，采用常规技术进行水解工序和脱色工序后，通过四种膜（超滤膜、电渗析膜、双极膜、反渗透膜）依次处理，分别得到电渗析高糖液、双极膜碱液、双极膜酸液和反渗透浓缩糖液，其中，电渗析高糖液可进入离子交换工序，双极膜碱液可作为离交工序的再生剂，双极膜酸液可作为水解工序的催化剂，反渗透浓缩糖液回到电渗析工序，进而实现木糖制备工艺中的中间产物的有效回用，即减少排废，友好环境；同时，减少跑糖量大，实现资源的最大利用化。
Description
技术领域
本发明涉及一种木糖的制备工艺，尤其涉及一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，属于木糖生产技术领域。
背景技术
在木糖生产过程中，以半纤维素为主要原料，经水解、脱色、除盐、除酸、蒸发、离心及干燥等工序，得到木糖产品。其中，木糖生产的部分具体工艺包括：以半纤维素为原料，在加热条件下，向半纤维素中加入硫酸，半纤维素被硫酸水解为木糖和其他杂糖，同时，水解液中存在有硫酸钠及硫酸等杂质。在离心工序前，生成的木糖均以溶液状态存在，因此，为了提高木糖质量，需要有效除去半纤维素水解液中硫酸钠、硫酸等杂质。
目前，在已有的分离方法中，一般向半纤维素水解液中加入盐（比如：氧化钙、碳酸钡）、酸（比如：硫酸）生成沉淀（硫酸钙或硫酸钡），以达到除去半纤维素水解液中的硫酸钠、硫酸等杂质的目的，但这种分离方法复杂，可调控难度大，效率低，成本高，且水解液中电解质仍有较多残留，而不能满足实际工艺需求。
现有技术CN109575088A中提出 “一种半纤维素水解液中木糖的精制方法”，其中，具体公开：包括以下步骤，1）半纤维素水解液除杂后，进入超滤膜，得到透过液；2）将透过液采用纳滤膜进行分离，硫酸留在浓缩液中，透过液含有醋酸和木糖；3）醋酸和木糖水溶液采用电渗析分离；4）木糖水溶液直接用于糠醛的生产；5）醋酸用溶剂萃取精馏进行萃取分离得到98.5%浓度的醋酸。该方法得到的木糖水溶液直接用于糠醛的生产，且得到的质量浓度为20%左右的醋酸，用溶剂萃取精馏装置进行萃取分离可得到质量浓度为98.5%的醋酸。CN101792822A中提出“从半纤维素酸水解液中分离提纯木糖、阿拉伯糖的方法”，其中，具体公开：分离提纯的步骤，（1）将直接酸水解得到的半纤维素水解液经电渗析、膜过滤浓缩预处理，高纯水进行脱氧、过滤备用；（2）经过预处理的半纤维素水解液进入模拟移动床色谱分离装置进行分离，分离后得到两种出料液；（3）将两种出料液用多效降膜蒸发器浓缩、降温结晶得到木糖、阿拉伯糖产品。该发明采用模拟移动床色谱分离装置（SSMB）系统提取单糖，将多个吸附柱串联成闭合环路，通过不断切换阀门改变各股物料的进出口位置，实现固、液两相的相对移动，进行不同组分的分离提取。CN103555865A中提出“一种木糖的制备方法”，处理含纤维素、半纤维素的原料，得到含木糖的溶液；含木糖的溶液经过提纯后，包括含木糖的溶液提纯前先经过活性炭脱色，得到脱色液；脱色液经一次蒸发浓缩之前，先经过保护过滤和/或卷式膜超滤，然后经电渗析设备除盐，得到电渗析液，再经膜浓缩得到膜浓缩液，最后经一次蒸发浓缩、活性炭脱色、离子交换、二次蒸发浓缩、结晶、离心得到木糖晶体。CN105713998A中公开“一种木糖的生产工艺”，以玉米芯为原料，具体工序包括：粉碎-高温水蒸煮-水解-脱色-精制-连续膜浓缩-蒸汽蒸发浓缩-结晶、离心、烘干，最后得到结晶木糖成品。
虽然现有技术公开了以电渗析、膜过滤、模拟移动床色谱分离装置、多效降膜蒸发器、离子交换柱等对半纤维素水解液的分离纯化处理，但是还存在如下技术问题：
一、分离处理后，所产生的废水（COD高）对环境污染严重，造成环境压力大；
二、跑糖量大，造成资源浪费等。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，而提出了一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺。在本技术方案中，将半纤维素水解液通过四种膜（超滤膜、电渗析膜、双极膜、反渗透膜）依次处理，分别得到电渗析高糖液、双极膜碱液、双极膜酸液和反渗透浓缩糖液，其中，电渗析高糖液可进入离子交换工序，双极膜碱液可作为离交工序的再生剂，双极膜酸液可作为水解工序的催化剂，反渗透浓缩糖液回到电渗析工序，进而实现木糖制备工艺中的中间产物的有效回用，即减少排废，友好环境；同时，减少跑糖量大，实现资源的最大利用化。
为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：
本技术方案提出，一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，包括：
1）以半纤维素为原料，采用常规技术进行水解工序和脱色工序后，半纤维素水解液包括浓度为70～90g/L的木糖、浓度为20～22g/L硫酸钠及浓度为20～25g/L硫酸，透光率＜0.5%，然后，采用超滤膜系统进行超滤，除去大颗粒杂质，得到超滤液；其中，大颗粒杂质主要包括少量活性炭颗粒（在半纤维素水解液脱色工序中，一般采用活性炭脱色）、未水解的纤维素、半纤维素以及水解过程中产生的其他大颗粒固体物质等；
2）采用电渗析膜系统，将所得的超滤液进行三级电渗析，得到高糖液和浓水，其中，可将高糖液暂存后，采用离子交换装置进行离子交换工序，最终得到木糖产品；
3）采用双极膜系统，将所得的浓水中硫酸钠进行解离，得到氢氧化钠溶液、硫酸溶液和低糖液，其中，将氢氧化钠溶液作为离子交换工序的再生剂，将硫酸溶液作为水解工序的催化剂；
4）采用反渗透膜系统，将所得的低糖液进行浓缩，得到滤液与浓缩液，其中，滤液指标接近工艺水（工艺水标准：电导＜10μs/cm、COD＜10mg/L），即可回用至生产线；浓缩液含糖、含盐量均较高，可用于电渗析工序。
进一步的，在步骤1）的所述超滤膜系统中，超滤膜的过滤精度为0.01μm，进料流量为40～50m3/h，出口压力为0.5～0.8bar。该条件的限定，保证超滤膜过滤效率和质量，为后续的电渗析工序、解离工序和浓缩工序做准备工作，进而为后续工序的稳定运行提供前提保证。
进一步的，在步骤2）的所述电渗析膜系统中，涉及的电渗析膜为合金膜；电渗析膜系统包括呈串联设置的第一级电渗析膜装置、第二级电渗析膜装置和第三级电渗析膜装置，其中，对于所述超滤液，经三级电渗析（由一级→二级→三级）后，得到高糖液；对于进入电渗析膜系统的除盐水，由三级→二级→一级后，得到硫酸钠浓水；
其中，涉及的件包括：在第一级电渗析系统中，超滤液进料流量为40～50m3/h，第二级浓水进料流量为15～17m3/h；电压为150V，电流为75～100A，温度为40～45℃；第一级浓水出料流量为15～17m3/h，第一级高糖液出料流量为40～50m3/h；
在第二级电渗析系统中，第一级高糖液进料流量为40～50m3/h，除盐水进料流量为15～17m3/h；电压为150V，电流为75～100A，温度为40～45℃；第二级浓水出料流量为15～17m3/h，第二级高糖液出料流量为40～50m3/h；
在第三级电渗析系统中，第二级高糖液进料流量为40～50m3/h，除盐水进料流量为15～17m3/h；电压为150V，电流为75～100A，温度为40～45℃；第三级浓水出料流量为15～17m3/h，第三级高糖液出料流量为40～50m3/h；
此外，涉及的控制指标包括：第一级浓水包括浓度为17～20g/L还原糖、浓度为35～45g/L硫酸及浓度为35～45g/L硫酸钠，第一级浓水电导为150～180ms/cm，pH为0.5～1.0，折光为5.5～6.5；一级高糖液包括浓度为75～90g/L还原糖、浓度为12～14g/L硫酸及浓度为5～10g/L硫酸钠，第一级高糖液电导为40～50ms/cm，pH为1.0～1.3，折光为8.0～9.0；
第二级浓水包括浓度为15～18g/L还原糖、浓度为20～35g/L硫酸及浓度为20～35g/L硫酸钠，第二级浓水电导为70～80ms/cm，pH为1.0～1.2，折光为3～4；第二级高糖液包括浓度为75～90g/L还原糖、浓度为5～10g/L硫酸及浓度为5～10g/L硫酸钠，第二级高糖液电导为18～20ms/cm，pH为1.8～2.1，折光为8.0～9.0；
第三级浓水包括浓度为13～15g/L还原糖、浓度为5～20g/L硫酸及浓度为5～20g/L硫酸钠，第三级浓水电导为20～30ms/cm，pH为2～2.2，折光为1～2；第三级高糖液包括浓度为75～90g/L还原糖、浓度为1～2g/L硫酸及浓度为1～2g/L硫酸钠，第三级高糖液电导为3～4ms/cm，pH为2.2～2.8，折光为8.0～9.0。
进一步的，在步骤3）的所述双极膜系统中，浓水进料流量为15～17m3/h，控制电压22～25V、电流15～20A和运行温度在30～35℃；
控制浓水与氢氧化钠初始体积比为3：1，控制浓水与硫酸初始体积比为1：1；
双极膜解离后，氢氧化钠浓度为3.5～4.5%、电导为180～220ms；硫酸浓度为4.8～5.3%、电导190～250ms；
此外，低糖液中还原糖浓度为1.8～2.2%，收率为80～90%，电导为25ms～30ms，其中，主要包括硫酸钠与少量硫酸。控制最大化发挥双极膜效率与有效回收酸、碱的平衡点，偏离该控制将会降低双极膜效率，增加能耗，同时也会影响酸碱的收率，以及，也会导致回收木糖溶液中盐偏高等。
进一步的，在步骤4）的所述反渗透膜系统中，控制低糖液进料流量为15～17m³/h、运行压力25～30bar、运行温度为35～40℃；
低糖液浓缩后，浓缩液浓度为10～12%（其中，浓度为10～12%具体是指固性物含量，用折光表示），还原糖浓度为90～100g/L，电导为120～150ms；以及，控制滤液与浓缩液体积比为4：1。主要控制反渗透的经济浓缩区间，若加大体积比，后续浓缩成本将会成倍增加，其中，体积比的变化对滤液与浓缩液的获取基本没有影响，其主要还是考虑运行成本问题，如：浓缩液浓度不够，体积会增加，回到电渗析工序将会增加电渗析的过料流量。
在本技术方案中，根据标准《GB/T23532～2009木糖》，经检测：超滤液经电渗析分离后，电导≤4ms/cm，透光率≥98.0%，折光≥7.0，比旋光度18.5°～19.5°，pH为2.2～2.8；还原糖含量≥70g/L，木糖含量≥55g/L，木糖纯度≥80%；无机酸≤0.3%，总酸≤0.4%，硫酸盐含量≤0.005%，灰分≤0.05%，水分≤0.3%，氯化物≤0.005%；
浓水经双极膜解离后，低糖液电导为25ms～35ms，木糖折光为2～3；反渗透膜浓缩后，浓缩液电导120ms～150ms，折光9～10。
本技术方案提出，一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合系统，包括：超滤膜装置、电渗析膜装置、双极膜装置和反渗透膜装置，超滤膜装置的工位前侧设有脱色装置，脱色装置的工位前侧设有水解装置，水解装置与脱色装置连接，脱色装置与超滤膜装置的进料口连接；
超滤膜装置上超滤液出口与电渗析膜装置上进料口连接，电渗析膜装置上浓水出口与双极膜装置进料口连接，电渗析膜装置上高糖液出口与离子交换装置上进料口连接；
双极膜装置上低糖液出口与反渗透膜装置上进料口连接，双极膜装置上氢氧化钠溶液出口与离子交换装置上再生剂进口连接，双极膜装置上硫酸溶液出口与水解装置上催化剂进口连接；
反渗透膜装置上滤液出口与工业用水管连接，反渗透膜装置上浓缩液出口与电渗析膜装置连接。
进一步的，所述超滤膜装置与电渗析膜装置之间设有超滤液暂缓罐，超滤膜装置上超滤液出口与超滤液暂缓罐连接，超滤液暂缓罐与电渗析膜装置上进料口连接。
进一步的，所述电渗析膜装置包括第一电渗析膜装置、第二电渗析膜装置和第三电渗析膜装置，第一电渗析膜装置、第二电渗析膜装置和第三电渗析膜装置之间呈串联设置，第一电渗析膜装置上进料口与超滤液暂缓罐连接，第一电渗析膜装置上高糖液出口与第二电渗析膜装置上进料口连接，第一电渗析膜装置上浓水出口与双极膜装置进料口连接；
第二电渗析膜装置上高糖液出口与第三电渗析膜装置上进料口连接，第二电渗析膜装置上浓水出口与第一电渗析膜装置连接；
第三电渗析膜装置上高糖液出口与离子交换装置上进料口连接，第三电渗析膜装置上浓水出口与第二电渗析膜装置连接，第三电渗析膜装置连接有除盐水储罐。
进一步的，所述第一电渗析膜装置与双极膜装置之间设有浓水暂存罐，第一电渗析膜装置上浓水出口与浓水暂存罐连接，浓水暂存罐与双极膜装置上进料口连接；
第三电渗析膜装置与离子交换装置之间设有高糖液暂存罐，第三电渗析膜装置上高糖液出口与高糖液暂存罐连接，高糖液暂存罐与离子交换装置上进料口连接。
进一步的，所述双极膜装置与离子交换装置之间设有碱液暂存罐，双极膜装置上氢氧化钠溶液出口与碱液暂存罐连接，碱液暂存罐与离子交换装置上再生剂进口连接；
双极膜装置与水解装置之间设有酸液暂存罐，双极膜装置上硫酸溶液出口与酸液暂存罐连接，酸液暂存罐与水解装置上催化剂进口连接；
双极膜装置与反渗透膜装置之间设有低糖液暂存罐，双极膜装置上低糖液出口与低糖液暂存罐连接，低糖液暂存罐与反渗透膜装置上进料口连接。
进一步的，所述反渗透膜装置上滤液出口连接有滤液暂存罐，滤液暂存罐通过工业用水管与工业用水储罐连接；反渗透膜装置上浓缩液出口与超滤膜装置连接。
在本技术方案中，根据实际需求，所涉及各装置还包含配套的清洗系统，具体有清洗罐、各种清洗剂添加装置以及配套管路等；对于各输送管，根据实际需求，设置有流量计、控制阀以及自动控制装置等。
在本技术方案中，涉及工作原理包括：
在超滤膜系统中，以压力为推动力，0.01μm以上微粒被超滤膜拦截，从而达到除杂的目的。
在电渗析膜系统中，电源正负两极直接交替、平行的放置阳膜和阴膜，阳膜和阴膜构成膜组，并用隔板将膜组与膜组之间隔开，形成淡水室和浓水室。向淡水室内通入超滤液物料，向浓水室内通入除盐水，在直流电场的作用下，淡水室内阳离子（钠离子、氢离子）向负极迁移，只能通过阳离子交换膜；阴离子（硫酸根离子、氢氧根离子）向正极迁移，只能通过阴离子交换膜，使得淡水室中硫酸钠和硫酸淡化，形成高糖液；使得浓水室内硫酸钠和硫酸被浓缩，形成浓水，然后，将浓水和高糖液分别引出，从而达到脱盐、脱酸目的，即实现分离。
在双极膜系统中，向脱盐室内通入浓水，向酸室和碱室内分别通入一定比例除盐水，由阴膜和阳膜复合制成的阴阳膜，并在直流电场的作用下，阴膜、阳膜复合层间的H2O解离成OH-和H+，分别通过阴膜和阳膜，作为OH-和H+离子源，最终生成硫酸溶液与氢氧化钠溶液，硫酸向酸室迁移，即形成硫酸溶液；氢氧化钠向碱室迁移，即形成氢氧化钠溶液，从而达到解离硫酸钠、回收酸碱、浓水脱酸脱盐的目的。
采用本技术方案，带来的有益技术效果为：
一、在本发明中，基于对制备工艺的特别控制，对采用成熟技术脱色后的半纤维素水解液进行超滤膜过滤以及三级电渗析膜电渗析，得到高糖液与浓水，高糖液中酸、盐含量较低，可直接进入离子交换工序；浓水中含有较高的酸、盐以及一定比例的还原糖，后进入双极膜系统、反渗透膜系统回收处理和再利用，不仅实现木糖的有效制备，即提高其产率和纯度，而且实现废液零排放，即友好环境。
在电渗析膜的解离工序中，将浓水解离为酸、碱和低糖液三部分，有效解决了电渗析浓水COD难处理、污染环境等问题，同时，酸、碱、低糖液的分类回收，实现了资源的有效利用，节约成本，绿色生产；
在反渗透膜的浓缩工序中，对低糖液进行浓缩，将低糖液分离成了滤液与浓缩液两部分，有效回收了80%水资源和提高低糖液浓度，为低糖液中木糖的回收创造条件，该工序是对蒸发的有效替代，对节约能源、保护环境具有非常重要的意义；
二、在本发明的四膜联合工艺中，通过超滤、电渗析、解离、反渗透和特定控制条件等限定，一方面增加木糖溶液中杂质的去除率，提高产品质量；另一方面将电渗析浓水解离、分类回收和利用，木糖收率可达99%，此外，也保证酸、盐、水回收率高，实现零排放，做到资源的循环重复利用，减少污水中COD含量，有效地降低环保压力。
其中，通过对各中间产物/终产物的指标控制，保证各产物的回用条件，即不需做过多处理，仅进行浓度的调整，或者直接回用，进而可较好的衔接各工序，提供本制备工艺的连续性和稳定性；
三、本发明应用于制备木糖工艺（半纤维素水解液的脱盐、脱酸），进而达到对木糖溶液的除杂、纯化的目的，在提高木糖质量及生产效率的前提下，提高收率（＞98%），提高经济效益。同时，实现对难处理废液的回收利用，大幅度提高了环保效益，降低环保压力，比如：减少废液排放约3000吨/天，废液处理费节约约15元/吨等；
四、本发明采用超滤联合电渗析法除电解质，提高了作业效率和除电解质的有效性，使得可控性更高，且有效避免引入新的杂质，减少了成本，并将利润增加约2.5万元/天；
五、在本发明中，双极膜系统对浓水的解离，有效实现了酸、盐、糖的回收，跑糖量由10%减少至1%，且将木糖产量提高约5吨/天；酸、碱回收约10吨/天；
六、在本发明中，由于跑糖大部分被回收，各类膜装置的使用寿命大幅度增加（膜寿命提高30%以上），这不仅增加木糖制备工艺的稳定性，而且还提高了设备使用性，降低设备消耗的成本等。
附图说明
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明涉及制备系统的逻辑连接图（一）；
图3为本发明涉及制备系统的逻辑连接图（二）；
图4为本发明中超滤的工作流程示意图；
图5为本发明中电渗析的工作原理示意图；
图6为本发明中双极膜解离的工作原理示意图；
图7为本发明中反渗透的工作流程示意图；
其中，图中：1、超滤膜装置，2、电渗析膜装置，21、第一电渗析膜装置，22、第二电渗析膜装置，23、第三电渗析膜装置，3、双极膜装置，4、反渗透膜装置，5、脱色装置，6、水解装置，7、离子交换装置，8、工业用水储罐，9、超滤液暂缓罐，10、除盐水储罐，11、浓水暂存罐，12、高糖液暂存罐，13、碱液暂存罐，14、碱液暂存罐，15、低糖液暂存罐，16、滤液暂存罐。
具体实施方式
下面通过对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，包括如下步骤：
1）以半纤维素为原料，进行水解和脱色后，得到包括浓度为70g/L的木糖、浓度为22g/L硫酸钠及浓度为25g/L硫酸的半纤维素水解液，所述半纤维素水解液的透光率＜0.5%；
采用超滤膜装置1，将所得的半纤维素水解液过滤，得到超滤液；
2）采用电渗析膜装置2，控制电压为150V、电流为100A及温度为40℃，将所得的超滤液进行三级电渗析，得到高糖液和浓水；其中，高糖液的指标包括：电导≤4ms/cm，透光率≥98.0%，折光≥7.0，比旋光度18.5°～19.5°，pH为2.2～2.8；还原糖含量≥70g/L，木糖含量≥55g/L，木糖纯度≥80%；无机酸≤0.3%，总酸≤0.4%，硫酸盐含量≤0.005%，灰分≤0.05%，水分≤0.3%，氯化物≤0.005%；
再采用离子交换装置7，将高糖液进行分离，得到木糖产品；
3）采用双极膜装置3，控制电压25V、电流15A和温度为30℃，将所得的浓水进行解离，得到浓度为4.5%和电导为180ms的氢氧化钠溶液，以及得到浓度为5.3%和电导为190ms的硫酸溶液，以及得到还原糖浓度为2.2%、折光为2和电导为25ms的低糖液；
其中，将氢氧化钠溶液作为再生剂，回用于离子交换装置7的再生工序；
将硫酸溶液作为催化剂，回用于水解工序；
4）采用反渗透膜装置4，控制运行压力为25bar和温度为40℃，将所得的低糖液进行浓缩，得到滤液（电导＜100us/cm和COD＜500mg/L），以及得到还原糖浓度为100g/L、折光为10及电导为120ms的浓缩液；
其中，将滤液回用至工业用水储罐8，将浓缩液回用于电渗析工序。
实施例2
一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，包括如下步骤：
1）以半纤维素为原料，进行水解和脱色后，得到包括浓度为90g/L的木糖、浓度为20g/L硫酸钠及浓度为20g/L硫酸的半纤维素水解液，所述半纤维素水解液的透光率＜0.5%；
采用超滤膜装置1，将所得的半纤维素水解液过滤，得到超滤液；
2）采用电渗析膜装置2，控制电压为150V、电流为75A及温度为45℃，将所得的超滤液进行三级电渗析，得到高糖液和浓水；
其中，高糖液的指标包括：电导≤4ms/cm，透光率≥98.0%，折光≥7.0，比旋光度18.5°～19.5°，pH为2.2～2.8；还原糖含量≥70g/L，木糖含量≥55g/L，木糖纯度≥80%；无机酸≤0.3%，总酸≤0.4%，硫酸盐含量≤0.005%，灰分≤0.05%，水分≤0.3%，氯化物≤0.005%；
再采用离子交换装置7，将高糖液进行分离，得到木糖产品；
3）采用双极膜装置3，控制电压22V、电流20A和温度为35℃，将所得的浓水进行解离，得到浓度为3.5%和电导为220ms的氢氧化钠溶液，以及得到浓度为4.8%和电导为250ms的硫酸溶液，以及得到还原糖浓度为1.8%、折光为3和电导为30ms的低糖液；
其中，将氢氧化钠溶液作为再生剂，回用于离子交换装置7的再生工序；
将硫酸溶液作为催化剂，回用于水解工序；
4）采用反渗透膜装置4，控制运行压力为30bar和温度为35℃，将所得的低糖液进行浓缩，得到滤液（电导＜100us/cm和COD＜500mg/L），以及得到还原糖浓度为90g/L、折光为9及电导为150ms的浓缩液；
其中，将滤液回用至工业用水储罐8，将浓缩液回用于电渗析工序。
实施例3
一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，包括如下步骤：
1）以半纤维素为原料，进行水解和脱色后，得到包括浓度为80g/L的木糖、浓度为21g/L硫酸钠及浓度为23g/L硫酸的半纤维素水解液，所述半纤维素水解液的透光率＜0.5%；
采用超滤膜装置1，将所得的半纤维素水解液过滤，得到超滤液；
2）采用电渗析膜装置2，控制电压为150V、电流为85A及温度为43℃，将所得的超滤液进行三级电渗析，得到高糖液和浓水；其中，高糖液的指标包括：电导≤4ms/cm，透光率≥98.0%，折光≥7.0，比旋光度18.5°～19.5°，pH为2.2～2.8；还原糖含量≥70g/L，木糖含量≥55g/L，木糖纯度≥80%；无机酸≤0.3%，总酸≤0.4%，硫酸盐含量≤0.005%，灰分≤0.05%，水分≤0.3%，氯化物≤0.005%；
再采用离子交换装置7，将高糖液进行分离，得到木糖产品；
3）采用双极膜装置3，控制电压23V、电流18A和温度为33℃，将所得的浓水进行解离，得到浓度为4.0%和电导为200ms的氢氧化钠溶液，以及得到浓度为5.1%和电导为220ms的硫酸溶液，以及得到还原糖浓度为2.0%、折光为2.5和电导为28ms的低糖液；
其中，将氢氧化钠溶液作为再生剂，回用于离子交换装置7的再生工序；
将硫酸溶液作为催化剂，回用于水解工序；
4）采用反渗透膜装置4，控制运行压力为27bar和温度为39℃，将所得的低糖液进行浓缩，得到滤液（电导＜100us/cm和COD＜500mg/L），以及得到还原糖浓度为950g/L、折光为9.6及电导为135ms的浓缩液；
其中，将滤液回用至工业用水储罐8，将浓缩液回用于电渗析工序。
实施例4
一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，包括如下步骤：
1）超滤：将半纤维素水解液脱色后，通入超滤膜装置1，除去大颗粒杂质，得到超滤液；
2）电渗析：超滤液通入至电渗析装置，在三级电渗析作用下，得到高糖液与浓水；其中，高糖液储存于高糖液暂存罐12后，进入离子交换工序；
3）解离：将浓水在双极膜作用下，解离浓水中的硫酸钠，将浓水分为氢氧化钠溶液、硫酸溶液和低糖液三部分；
其中，氢氧化钠可作为离子交换工序再生剂，硫酸溶液可作为水解工序催化剂；
4）反渗透：低糖液通过反渗透膜浓缩，得到滤液与浓缩液，滤液指标接近工艺水（工业用水）可回用至生产，浓缩液含糖量、含盐量均较高，可回兑至电渗析工序。
实施例5
在实施例4的基础上，本实施例对原料半纤维素水解液作进一步的限定，以对本技术方案做进一步的说明。
半纤维素水解液是指：以半纤维素原料，经硫酸水解后，采用现有成熟技术进行过滤、脱色等前处理后，所得半纤维素水解液。其中，在该半纤维素水解液的制备过程中，控制半纤维素水解液的指标为：木糖含量为70～90g/L，硫酸钠含量20～22g/L，硫酸含量20～25g/L，透光率＜0.5%，可以直接购买，也可以制备采用常规技术制备而成。
此外，超滤工序涉及的超滤膜装置1是指：包括拦截精度＞0.01微米的超滤膜。
实施例6
在实施例4的基础上，在四膜法联合工艺制备木糖中，涉及的控制条件包括：
在步骤1）的超滤膜装置1中，控制半纤维素水解液的进料流量为42m3/h，出口压力为0.5bar；
在步骤2）的第一级电渗析膜装置2中，在第一级电渗析膜装置2中，超滤液进料流量为42m3/h，第二级浓水进料流量为15m3/h；控制电压为150V、电流为80A及温度为41℃；第一级浓水出料流量为15m3/h，第一级高糖液出料流量为42m3/h；
在第二级电渗析膜装置2中，第一级高糖液进料流量为42m3/h，第三级浓水进料流量为15m3/h；控制电压为150V、电流为76A及温度为41℃；第二级浓水出料流量为15m3/h，第二级高糖液出料流量为42m3/h；
在第三级电渗析膜装置2中，第二级高糖液进料流量为42m3/h，除盐水进料流量为15m3/h；控制电压为150V、电流为76A及温度为41℃；第三级浓水出料流量为15m3/h，第三级高糖液出料流量为42m3/h；
在步骤3）的双极膜装置3中，控制第一级浓水进料流量为15m3/h，浓水与氢氧化钠初始体积比为3：1，控制浓水与硫酸初始体积比为1：1，控制电压22V、电流16A和温度为31℃；
在步骤4）的反渗透膜装置4中，控制低糖液进料流量为15m³/h；控制滤液与浓缩液体积比为4：1；控制运行压力为25bar和温度为36℃。
此外，在四膜法联合工艺制备木糖中，涉及的指标包括：
在步骤2）中，第一级浓水包括浓度为18g/L还原糖、浓度为36g/L硫酸及浓度为37g/L硫酸钠，第一级浓水电导为155ms/cm，pH为0.6，折光为5.7；一级高糖液包括浓度为77g/L还原糖、浓度为12g/L硫酸及浓度为6g/L硫酸钠，第一级高糖液电导为40ms/cm，pH为1.1，折光为8.2；
第二级浓水包括浓度为16g/L还原糖、浓度为22g/L硫酸及浓度为34g/L硫酸钠，第二级浓水电导为71ms/cm，pH为1.0，折光为4；第二级高糖液包括浓度为76g/L还原糖、浓度为6g/L硫酸及浓度为7g/L硫酸钠，第二级高糖液电导为18ms/cm，pH为1.9，折光为8.0；
第三级浓水包括浓度为12g/L还原糖、浓度为8g/L硫酸及浓度为9g/L硫酸钠，第三级浓水电导为22ms/cm，pH为2，折光为1.2；第三级高糖液包括浓度为80g/L还原糖、浓度为1.1g/L硫酸及浓度为1.9g/L硫酸钠，第三级高糖液电导为3ms/cm，pH为2.8，折光为8.7。
根据标准《GB/T23532～2009木糖》，经检测第三级高糖液，得出：电导≤4ms/cm，透光率≥98.0%，折光≥7.0，比旋光度18.5°～19.5°，pH为2.2～2.8；还原糖含量≥70g/L，木糖含量≥55g/L，木糖纯度≥80%；无机酸≤0.3%，总酸≤0.4%，硫酸盐含量≤0.005%，灰分≤0.05%，水分≤0.3%，氯化物≤0.005%；
在步骤3）中，解离后，得到浓度为3.6%和电导为190ms的氢氧化钠溶液，以及得到浓度为4.9%和电导为200ms的硫酸溶液，以及得到还原糖浓度为2.0%、折光为1.9和电导为29ms的低糖液；
在步骤4）中，浓缩后，得到滤液（电导＜100us/cm和COD＜500mg/L），以及得到还原糖浓度为92g/L、折光为9.1及电导为129ms的浓缩液。
实施例7
在实施例6的基础上，本实施例区别在于：
在步骤1）的超滤膜装置1中，控制半纤维素水解液的进料流量为46m3/h，出口压力为0.6bar；
在步骤2）的第一级电渗析膜装置2中，在第一级电渗析膜装置2中，超滤液进料流量为46m3/h，第二级浓水进料流量为16m3/h；控制电压为150V、电流为88A及温度为43℃；第一级浓水出料流量为16m3/h，第一级高糖液出料流量为46m3/h；
在第二级电渗析膜装置2中，第一级高糖液进料流量为46m3/h，第三级浓水进料流量为16m3/h；控制电压为150V、电流为90A及温度为44℃；第二级浓水出料流量为16m3/h，第二级高糖液出料流量为46m3/h；
在第三级电渗析膜装置2中，第二级高糖液进料流量为46m3/h，除盐水进料流量为16m3/h；控制电压为150V、电流为90A及温度为44℃；第三级浓水出料流量为16m3/h，第三级高糖液出料流量为46m3/h；
在步骤3）的双极膜装置3中，控制第一级浓水进料流量为16m3/h，浓水与氢氧化钠初始体积比为3：1，控制浓水与硫酸初始体积比为1：1，控制电压24V、电流19A和温度为33℃；
在步骤4）的反渗透膜装置4中，控制低糖液进料流量为16m³/h；控制滤液与浓缩液体积比为4：1；控制运行压力为29bar和温度为35℃。
此外，在四膜法联合工艺制备木糖中，涉及的指标包括：
在步骤2）中，第一级浓水包括浓度为19g/L还原糖、浓度为38g/L硫酸及浓度为40g/L硫酸钠，第一级浓水电导为170ms/cm，pH为0.9，折光为5.9；一级高糖液包括浓度为88g/L还原糖、浓度为13g/L硫酸及浓度为8g/L硫酸钠，第一级高糖液电导为44ms/cm，pH为1.1，折光为8.9；
第二级浓水包括浓度为17g/L还原糖、浓度为33g/L硫酸及浓度为31g/L硫酸钠，第二级浓水电导为79ms/cm，pH为1.2，折光为4；第二级高糖液包括浓度为80g/L还原糖、浓度为9g/L硫酸及浓度为10g/L硫酸钠，第二级高糖液电导为18ms/cm，pH为2.0，折光为8.8；
第三级浓水包括浓度为14g/L还原糖、浓度为17g/L硫酸及浓度为17g/L硫酸钠，第三级浓水电导为29ms/cm，pH为2.1，折光为2；第三级高糖液包括浓度为89g/L还原糖、浓度为2g/L硫酸及浓度为1.9g/L硫酸钠，第三级高糖液电导为3.1ms/cm，pH为2.7，折光为8.0～9.0。
根据标准《GB/T23532～2009木糖》，经检测第三级高糖液，得出：电导≤4ms/cm，透光率≥98.0%，折光≥7.0，比旋光度18.5°～19.5°，pH为2.2～2.8；还原糖含量≥70g/L，木糖含量≥55g/L，木糖纯度≥80%；无机酸≤0.3%，总酸≤0.4%，硫酸盐含量≤0.005%，灰分≤0.05%，水分≤0.3%，氯化物≤0.005%；
在步骤3）中，解离后，得到浓度为4.5%和电导为210ms的氢氧化钠溶液，以及得到浓度为5.2%和电导为240ms的硫酸溶液，以及得到还原糖浓度为2.2%、折光为2.19和电导为27ms的低糖液；
在步骤4）中，浓缩后，得到滤液（电导＜100us/cm和COD＜500mg/L），以及得到还原糖浓度为98g/L、折光为9.5及电导为140ms的浓缩液。
实施例8
在实施例6-7的基础上，本实施例区别在于：
在步骤1）的超滤膜装置1中，控制半纤维素水解液的进料流量为49m3/h，出口压力一般为0.7bar；
在步骤2）的第一级电渗析膜装置2中，在第一级电渗析膜装置2中，超滤液进料流量为49m3/h，第二级浓水进料流量为17m3/h；控制电压为150V、电流为95A及温度为43℃；第一级浓水出料流量为17m3/h，第一级高糖液出料流量为49m3/h；
在第二级电渗析膜装置2中，第一级高糖液进料流量为49m3/h，第三级浓水进料流量为17m3/h；控制电压为150V、电流为95A及温度为43℃；第二级浓水出料流量为17m3/h，第二级高糖液出料流量为49m3/h；
在第三级电渗析膜装置2中，第二级高糖液进料流量为49m3/h，除盐水进料流量为17m3/h；控制电压为150V、电流为95A及温度为43℃；第三级浓水出料流量为17m3/h，第三级高糖液出料流量为49m3/h；
在步骤3）的双极膜装置3中，控制第一级浓水进料流量为17m3/h，浓水与氢氧化钠初始体积比为3：1，控制浓水与硫酸初始体积比为1：1，控制电压25V、电流20A和温度为35℃；
在步骤4）的反渗透膜装置4中，控制低糖液进料流量为17m³/h；控制滤液与浓缩液体积比为4：1；控制运行压力为29bar和温度为39℃。
此外，在四膜法联合工艺制备木糖中，涉及的指标包括：
在步骤2）中，第一级浓水包括浓度为19g/L还原糖、浓度为44g/L硫酸及浓度为44g/L硫酸钠，第一级浓水电导为175ms/cm，pH为0.9，折光为6.4；一级高糖液包括浓度为79g/L还原糖、浓度为13g/L硫酸及浓度为9g/L硫酸钠，第一级高糖液电导为49ms/cm，pH为1.2，折光为8.8；
第二级浓水包括浓度为17g/L还原糖、浓度为35g/L硫酸及浓度为35g/L硫酸钠，第二级浓水电导为75ms/cm，pH为1.2，折光为3.8；第二级高糖液包括浓度为80g/L还原糖、浓度为10g/L硫酸及浓度为10g/L硫酸钠，第二级高糖液电导为19ms/cm，pH为2.1，折光为8.7；
第三级浓水包括浓度为14g/L还原糖、浓度为16g/L硫酸及浓度为15g/L硫酸钠，第三级浓水电导为22ms/cm，pH为2.2，折光为1.5；第三级高糖液包括浓度为89g/L还原糖、浓度为2g/L硫酸及浓度为2g/L硫酸钠，第三级高糖液电导为3ms/cm，pH为2.2，折光为9.0。
根据标准《GB/T23532～2009木糖》，经检测第三级高糖液，得出：电导≤4ms/cm，透光率≥98.0%，折光≥7.0，比旋光度18.5°～19.5°，pH为2.2～2.8；还原糖含量≥70g/L，木糖含量≥55g/L，木糖纯度≥80%；无机酸≤0.3%，总酸≤0.4%，硫酸盐含量≤0.005%，灰分≤0.05%，水分≤0.3%，氯化物≤0.005%；
在步骤3）中，解离后，得到浓度为4.1%和电导为211ms的氢氧化钠溶液，以及得到浓度为5.2%和电导为222ms的硫酸溶液，以及得到还原糖浓度为2.1%、折光为3和电导为27ms的低糖液；
在步骤4）中，浓缩后，得到滤液（电导＜100us/cm和COD＜500mg/L），以及得到还原糖浓度为99g/L、折光为10及电导为144ms的浓缩液。
实施例9
基于实施例1-8，本实施例提供一种对应的四膜法联合系统，包括：超滤膜装置1、电渗析膜装置2、双极膜装置3和反渗透膜装置4，超滤膜装置1的工位前侧设有脱色装置5，脱色装置5的工位前侧设有水解装置6，水解装置6与脱色装置5连接，脱色装置5与超滤膜装置1的进料口连接；超滤膜装置1上超滤液出口与电渗析膜装置2上进料口连接，电渗析膜装置2上浓水出口与双极膜装置3进料口连接，电渗析膜装置2上高糖液出口与离子交换装置7上进料口连接；双极膜装置3上低糖液出口与反渗透膜装置4上进料口连接，双极膜装置3上氢氧化钠溶液出口与离子交换装置7上再生剂进口连接，双极膜装置3上硫酸溶液出口与水解装置6上催化剂进口连接；反渗透膜装置4上滤液出口与工业用水管连接，反渗透膜装置4上浓缩液出口与电渗析膜装置2连接。
其中，所述超滤膜装置1与电渗析膜装置2之间设有超滤液暂缓罐9，超滤膜装置1上超滤液出口与超滤液暂缓罐9连接，超滤液暂缓罐9与电渗析膜装置2上进料口连接。
所述电渗析膜装置2包括第一电渗析膜装置21、第二电渗析膜装置22和第三电渗析膜装置23，第一电渗析膜装置21、第二电渗析膜装置22和第三电渗析膜装置23之间呈串联设置，第一电渗析膜装置21上进料口与超滤液暂缓罐9连接，第一电渗析膜装置21上高糖液出口与第二电渗析膜装置22上进料口连接，第一电渗析膜装置21上浓水出口与双极膜装置3进料口连接；
第二电渗析膜装置22上高糖液出口与第三电渗析膜装置23上进料口连接，第二电渗析膜装置22上浓水出口与第一电渗析膜装置21连接；
第三电渗析膜装置23上高糖液出口与离子交换装置7上进料口连接，第三电渗析膜装置23上浓水出口与第二电渗析膜装置22连接，第三电渗析膜装置23连接有除盐水储罐10。
进一步的，所述第一电渗析膜装置21与双极膜装置3之间设有浓水暂存罐11，第一电渗析膜装置21上浓水出口与浓水暂存罐11连接，浓水暂存罐11与双极膜装置3上进料口连接；
第三电渗析膜装置23与离子交换装置7之间设有高糖液暂存罐12，第三电渗析膜装置23上高糖液出口与高糖液暂存罐12连接，高糖液暂存罐12与离子交换装置7上进料口连接。
所述双极膜装置3与离子交换装置7之间设有碱液暂存罐13，双极膜装置3上氢氧化钠溶液出口与碱液暂存罐13连接，碱液暂存罐13与离子交换装置7上再生剂进口连接；
双极膜装置3与水解装置6之间设有酸液暂存罐，双极膜装置3上硫酸溶液出口与酸液暂存罐连接，酸液暂存罐与水解装置6上催化剂进口连接；
双极膜装置3与反渗透膜装置4之间设有低糖液暂存罐15，双极膜装置3上低糖液出口与低糖液暂存罐15连接，低糖液暂存罐15与反渗透膜装置4上进料口连接。
反渗透膜装置4上滤液出口连接有滤液暂存罐16，滤液暂存罐16通过工业用水管与工业用水储罐8连接；反渗透膜装置4上浓缩液出口与超滤膜装置1连接。
根据实际需求，在各输送管上设置有温度、流量、压力、电导率等仪表；气动阀、调节阀等控制阀。
实施例10
一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，包括如下步骤：
1）超滤：将半纤维素水解液脱色后，通入超滤膜装置1（条件如下表1），除去大颗粒杂质，得到超滤液（如下表5）；
2）电渗析：超滤液通入至电渗析装置（条件如下表2-1、2-2、2-3），在三级电渗析作用下，得到高糖液与浓水（如下表6）；其中，高糖液储存于高糖液暂存罐12后，进入离子交换工序；
3）解离：将浓水在双极膜作用下（条件如下表3），解离浓水中的硫酸钠，将浓水分为氢氧化钠溶液、硫酸溶液和低糖液（如下表7）；
其中，氢氧化钠可作为离子交换工序再生剂，硫酸溶液可作为水解工序催化剂；
4）反渗透：低糖液通过反渗透膜浓缩（条件如下表4），得到滤液与浓缩液，滤液指标接近工艺水（工业用水）可回用至生产（如下表8），浓缩液含糖量、含盐量均较高，可回兑至电渗析工序。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1）以半纤维素为原料，进行水解和脱色后，得到包括浓度为70～90g/L的木糖、浓度为20～22g/L硫酸钠及浓度为20～25g/L硫酸的半纤维素水解液，所述半纤维素水解液的透光率＜0.5%；
采用超滤膜装置（1），将所得的半纤维素水解液过滤，得到超滤液；
2）采用电渗析膜装置（2），控制电压为150V、电流为75～100A及温度为40～45℃，将所得的超滤液进行三级电渗析，得到高糖液和浓水；
其中，高糖液的指标包括：电导≤4ms/cm，透光率≥98.0%，折光≥7.0，比旋光度18.5°～19.5°，pH为2.2～2.8；还原糖含量≥70g/L，木糖含量≥55g/L，木糖纯度≥80%；无机酸≤0.3%，总酸≤0.4%，硫酸盐含量≤0.005%，灰分≤0.05%，水分≤0.3%，氯化物≤0.005%；
采用离子交换装置（7），将高糖液进行分离，得到木糖产品；
3）采用双极膜装置（3），控制电压22～25V、电流15～20A和温度为30～35℃，将所得的浓水进行解离，得到浓度为3.5～4.5%和电导为180～220ms的氢氧化钠溶液，以及得到浓度为4.8～5.3%和电导为190～250ms的硫酸溶液，以及得到还原糖浓度为1.8～2.2%、折光为2～3和电导为25～30ms的低糖液；
其中，将氢氧化钠溶液作为再生剂，回用于离子交换装置（7）的再生工序；
将硫酸溶液作为催化剂，回用于水解工序；
4）采用反渗透膜装置（4），控制运行压力为25～30bar和温度为35～40℃，将所得的低糖液进行浓缩，得到电导＜100us/cm和COD＜500mg/L的滤液，以及得到还原糖浓度为90～100g/L、折光为9～10及电导为120～150ms的浓缩液；
其中，将滤液回用至工业用水储罐（8），将浓缩液回用于电渗析工序。
2.根据权利要求1所述的适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，其特征在于，在步骤1）的超滤膜装置（1）中，超滤膜的过滤精度为0.01μm，进料流量为40～50m3/h，出口压力为0.5～0.8bar。
3.根据权利要求1所述的适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，其特征在于，在步骤2）中，电渗析膜装置（2）包括依次呈串联设置的第一级电渗析膜装置（2）、第二级电渗析膜装置（2）和第三级电渗析膜装置（2）；
其中，在第一级电渗析膜装置（2）中，超滤液进料流量为40～50 m3/h，第二级浓水进料流量为15～17 m3/h；第一级浓水出料流量为15～17 m3/h，第一级高糖液出料流量为40～50m3/h；
在第二级电渗析膜装置（2）中，第一级高糖液进料流量为40～50 m3/h，第三级浓水进料流量为15～17 m3/h；第二级浓水出料流量为15～17 m3/h，第二级高糖液出料流量为40～50m3/h；
在第三级电渗析膜装置（2）中，第二级高糖液进料流量为40～50 m3/h，除盐水进料流量为15～17 m3/h；第三级浓水出料流量为15～17m3/h，第三级高糖液出料流量为40～50 m3/h。
4.根据权利要求3所述的适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，其特征在于，在步骤2）中，第一级浓水包括浓度为17～20g/L还原糖、浓度为35～45g/L硫酸及浓度为35～45g/L硫酸钠，第一级浓水电导为150～180ms/cm，pH为0.5～1.0，折光为5.5～6.5；一级高糖液包括浓度为75～90g/L还原糖、浓度为12～14g/L硫酸及浓度为5～10g/L硫酸钠，第一级高糖液电导为40～50ms/cm，pH为1.0～1.3，折光为8.0～9.0；
第二级浓水包括浓度为15～18g/L还原糖、浓度为20～35g/L硫酸及浓度为20～35g/L硫酸钠，第二级浓水电导为70～80ms/cm，pH为1.0～1.2，折光为3～4；第二级高糖液包括浓度为75～90g/L还原糖、浓度为5～10g/L硫酸及浓度为5～10g/L硫酸钠，第二级高糖液电导为18～20ms/cm，pH为1.8～2.1，折光为8.0～9.0；
第三级浓水包括浓度为13～15g/L还原糖、浓度为5～20g/L硫酸及浓度为5～20g/L硫酸钠，第三级浓水电导为20～30ms/cm，pH为2～2.2，折光为1～2；第三级高糖液包括浓度为75～90g/L还原糖、浓度为1～2g/L硫酸及浓度为1～2g/L硫酸钠，第三级高糖液电导为3～4ms/cm，pH为2.2～2.8，折光为8.0～9.0。
5.根据权利要求4所述的适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，其特征在于，在步骤3）的双极膜装置（3）中，控制第一级浓水进料流量为15～17 m3/h，浓水与氢氧化钠初始体积比为3：1，控制浓水与硫酸初始体积比为1：1。
6.根据权利要求5所述的适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，其特征在于，在步骤4）的反渗透膜装置（4）中，控制低糖液进料流量为15～17m³/h；控制滤液与浓缩液体积比为4：1。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，其特征在于，涉及的四膜法联合系统包括：超滤膜装置（1）、电渗析膜装置（2）、双极膜装置（3）和反渗透膜装置（4），超滤膜装置（1）的工位前侧设有脱色装置（5），脱色装置（5）的工位前侧设有水解装置（6），水解装置（6）与脱色装置（5）连接，脱色装置（5）与超滤膜装置（1）的进料口连接；
超滤膜装置（1）上超滤液出口与电渗析膜装置（2）上进料口连接，电渗析膜装置（2）上浓水出口与双极膜装置（3）进料口连接，电渗析膜装置（2）上高糖液出口与离子交换装置（7）上进料口连接；
双极膜装置（3）上低糖液出口与反渗透膜装置（4）上进料口连接，双极膜装置（3）上氢氧化钠溶液出口与离子交换装置（7）上再生剂进口连接，双极膜装置（3）上硫酸溶液出口与水解装置（6）上催化剂进口连接；
反渗透膜装置（4）上滤液出口与工业用水管连接，反渗透膜装置（4）上浓缩液出口与电渗析膜装置（2）连接。
8.根据权利要求9所述的适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，其特征在于，所述超滤膜装置（1）与电渗析膜装置（2）之间设有超滤液暂缓罐（9），超滤膜装置（1）上超滤液出口与超滤液暂缓罐（9）连接，超滤液暂缓罐（9）与电渗析膜装置（2）上进料口连接。
9.根据权利要求8所述的适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，其特征在于，所述电渗析膜装置（2）包括第一电渗析膜装置（21）、第二电渗析膜装置（22）和第三电渗析膜装置（23），第一电渗析膜装置（21）、第二电渗析膜装置（22）和第三电渗析膜装置（23）之间呈串联设置，第一电渗析膜装置（21）上进料口与超滤液暂缓罐（9）连接，第一电渗析膜装置（21）上高糖液出口与第二电渗析膜装置（22）上进料口连接，第一电渗析膜装置（21）上浓水出口与双极膜装置（3）进料口连接；
第二电渗析膜装置（22）上高糖液出口与第三电渗析膜装置（23）上进料口连接，第二电渗析膜装置（22）上浓水出口与第一电渗析膜装置（21）连接；
第三电渗析膜装置（23）上高糖液出口与离子交换装置（7）上进料口连接，第三电渗析膜装置（23）上浓水出口与第二电渗析膜装置（22）连接，第三电渗析膜装置（23）连接有除盐水储罐（10）；
进一步的，所述第一电渗析膜装置（21）与双极膜装置（3）之间设有浓水暂存罐（11），第一电渗析膜装置（21）上浓水出口与浓水暂存罐（11）连接，浓水暂存罐（11）与双极膜装置（3）上进料口连接；
第三电渗析膜装置（23）与离子交换装置（7）之间设有高糖液暂存罐（12），第三电渗析膜装置（23）上高糖液出口与高糖液暂存罐（12）连接，高糖液暂存罐（12）与离子交换装置（7）上进料口连接。
10.根据权利要求9所述的适用于以半纤维素制备木糖的四膜法联合工艺，其特征在于，所述双极膜装置（3）与离子交换装置（7）之间设有碱液暂存罐（13），双极膜装置（3）上氢氧化钠溶液出口与碱液暂存罐（13）连接，碱液暂存罐（13）与离子交换装置（7）上再生剂进口连接；
双极膜装置（3）与水解装置（6）之间设有酸液暂存罐，双极膜装置（3）上硫酸溶液出口与酸液暂存罐连接，酸液暂存罐与水解装置（6）上催化剂进口连接；
双极膜装置（3）与反渗透膜装置（4）之间设有低糖液暂存罐（15），双极膜装置（3）上低糖液出口与低糖液暂存罐（15）连接，低糖液暂存罐（15）与反渗透膜装置（4）上进料口连接；
其中，反渗透膜装置（4）上滤液出口连接有滤液暂存罐（16），滤液暂存罐（16）通过工业用水管与工业用水储罐（8）连接；反渗透膜装置（4）上浓缩液出口与超滤膜装置（1）连接。
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| 徐小荣等: "电渗析在木糖纯化过程中的应用研究", 《中国化工贸易》, no. 27, 30 September 2019 (2019-09-30), pages 115 - 116 * |
| 李忠正主编: "《植物纤维资源化学》", 30 June 2012, 中国轻工业出版社, pages: 317 - 318 * |
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