CN116493055B - 一种调节糖液pH值的装置及调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调节糖液pH值的装置及调节方法，它属于糖液净化领域，包括调节装置，所述调节装置中至少设有两个单元，若干单元首尾相连，相邻单元之间设有隔板，所述单元中均设有阳树脂；所述调节装置上方设有进料管，所述进料管下方设有一个单元，每个所述单元底部均设有出料管，所述出料管上均设有出料阀，若干所述出料管下方设有出料槽；自所述进料管下方的单元开始，首尾相连的单元之间的隔板高度逐渐减小，最尾端单元与进料管下方单元之间的隔板高度最高。还包括旁通管，所述旁通管一端与进料管连通，所述旁通管另一端与所述出料槽连通，所述旁通管上设有旁通阀。本发明通过上述结构能够实现糖液pH值的稳定调整，且不影响生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及糖液净化领域，具体涉及一种调节糖液pH值的装置。
背景技术
DL-木糖，中文别名，五碳醛糖，英文名称，α-D-xylose，分子式：C5H10O5，分子量：150.130，木糖主要通过加氢制备木糖醇，木糖醇是一种白色结晶体，其甜度与蔗糖相当，能量相当于葡萄糖，因其具有防龋功能，人体代谢不需要胰岛素参与，同时能改善多种疾病具有很好的效果，被应用在食品、饮料、口香糖很多领域。目前，木糖的提取工艺主要是酸法水解，一般以富含戊聚糖的植物纤维为原料，经过水解、中和、脱色、离子交换、蒸发、结晶、离心和干燥等精制过程得到结晶木糖。在整个生产工艺过程中，净化是木糖生产的主要环节。
木糖液的净化工艺除活性炭脱色外，离子交换才是净化过程最重要的环节，作用是除酸脱盐脱色，其工艺是阳树脂→弱碱树脂→强碱树脂，木糖液是一种酸性条件下性质稳定，碱性条件下极不稳定的还原性糖，因此在整个生产工艺过程中，控制并稳定pH非常重要，控制最佳pH有利于结晶分离，并能提高木糖纯度及收率。而对控制pH等起决定性作用的过程是离子交换工序，控制离交出料关键指标pH5.5、电导率≤20μs/cm、透光度≥90%。
离交的原理如下：a、阳离子交换的基本原理：利用氢型的阳离子交换树脂上H+交换去除料液中的钙镁等阳离子；b、阴离子交换的基本原理：利用氢氧型的阴离子交换树脂上OH-交换去除料液中的CL-、SO4 2-等阴离子，从而达到净化料液的目的。
木糖液的净化因用强碱性树脂，产出糖液pH值在7.0以上，而结晶所需糖膏的最佳pH值在5.5左右，需要将糖液再通过阳树脂柱或添加盐酸等来实现pH值的调节。
然而阳树脂调节经常因进料流量和树脂不匹配，糖液流量大，糖液未充分进行离子交换调节，收集的糖液pH仍然偏高，而若进料流量小，则会影响生产效率，而且糖液离子交换调节过度，导致收集的糖液pH偏低。现有工艺装置导致pH不稳定，实际生产中糖液pH都是存在一个区间范围，而不是最佳。如果通过添加盐酸的方式，当调节需要盐酸量大时，过多的盐酸杂质会对结晶产生影响，降低纯度和收率。
针对上述现有技术存在的问题，本发明设计制造了一种调节糖液pH值的装置及调节方法，来克服上述缺陷。
发明内容
对于现有技术中所存在的问题，本发明提供的一种调节糖液pH值的装置及调节方法，能够实现糖液pH值的稳定调整，且不影响生产效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种调节糖液pH值的装置，包括调节装置，所述调节装置中至少设有两个单元，若干单元首尾相连，相邻单元之间设有隔板，所述单元中均设有阳树脂；
所述调节装置上方设有进料管，所述进料管上设有pH在线检测装置,所述进料管下方设有一个单元，每个所述单元底部均设有出料管，所述出料管上均设有出料阀，若干所述出料管下方设有出料槽；
自所述进料管下方的单元开始，首尾相连的单元之间的隔板高度逐渐减小，最尾端单元与进料管下方单元之间的隔板高度最高,糖液通过溢流的方式进入下一单元中；
还包括旁通管，所述旁通管一端与进料管连通，所述旁通管另一端与所述出料槽连通，所述旁通管上设有旁通阀；
所述出料槽上端设有溢流管，所述溢流管另一端设有末端料槽；
所述末端料槽中设有pH在线检测装置。
优选的，所述出料管和旁通管均伸入所述出料槽底部。
优选的，所述进料管上设有进料阀，所述旁通管的进口端与进料阀后端的进料管连通。
优选的，还包括控制系统，所述出料阀、旁通阀上均设有流量计，所述控制系统与所述出料阀、旁通阀、流量计以及进料管的pH在线检测装置、末端料槽的pH在线检测装置连接。
优选的，所述调节装置、出料槽以及末端料槽均为封闭腔体。
优选的，所述调节装置每个单元以及出料槽底部均设有排净管，所述排净管上设有排净阀。
一种调节糖液pH值的调节方法，其步骤如下：
S1.打开进料阀，根据进料管中pH在线检测装置检测 pH值，确认开启调节装置单元底部出料阀的数量；
S2.如果进料管中pH在线检测装置检测pH值略高，则完全打开进料管底部单元下方出料管的出料阀；如果pH值高，则关小进料管底部单元下方出料管的出料阀，使糖液溢满进料管底部单元并通过隔板进入相邻的下一单元中；如果pH值更高，则依次关小下一单元下方出料管的出料阀，且依次开启再下一单元的出料阀；
S3.单元下方出料管出来的糖液混合进入出料槽，如果进料管中pH在线检测装置检测pH值较低，则糖液通过进料管和旁通管直接进入出料槽中；
S4.出料槽内糖液混合后最终通过溢流管溢流到末端料槽中，末端料槽中的pH在线检测装置检测pH值。
优选的，根据末端料槽中pH在线检测装置检测的pH值，可以反馈再次调整出料管底部出料阀或旁通阀的开度。
该发明的有益之处在于：
本发明将调节装置一分为多个含有阳树脂的单元，提前根据进料管中pH在线检测装置检测pH值，合理调整进料管底部单元下方出料管的出料阀开度，并通过溢流的方式进入下一单元中，最终保证糖液稳定pH值在5.5左右，而且不影响生产效率。
本发明无需盐酸快速调整pH值，因此不会增加糖液杂质，间接提高了结晶收率和成品糖纯度及产量。
附图说明
图1为一种调节糖液pH值的装置的结构示意图；
图2为本发明调节装置的俯视图。
图中：1-调节装置、2-进料管、3-单元、4-出料阀、5-出料管、6-出料槽、7-旁通管、8-旁通阀、9-溢流管、10-末端料槽、11-隔板。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1、图2所示，一种调节糖液pH值的装置，包括调节装置1，调节装置1中至少设有两个单元3，附图以四个单元3为例，若干单元3首尾相连，相邻单元3之间设有隔板11，单元3中均设有阳树脂。
本发明调节装置1上方设有进料管2，进料管2上设有进料阀和pH在线检测装置，进料管2下方设有一个单元3，每个单元3底部均设有出料管5，出料管5上均设有出料阀4，若干出料管5下方设有出料槽6，自进料管2下方的单元3开始，首尾相连的单元3之间的隔板11高度逐渐减小，最尾端单元3与进料管2下方单元3之间的隔板11高度最高。
本发明将调节装置1一分为多个含有阳树脂的单元3，提前根据进料管2中pH在线检测装置检测pH值，合理调整进料管2底部单元3下方出料管5的出料阀4开度，并通过溢流的方式进入下一单元3中，最终保证糖液稳定pH值在5.5左右，而且不影响生产效率。替换了传统的通过盐酸快速调整pH值的方式，因此不会增加糖液杂质，间接提高了结晶收率和成品糖产量。
还包括旁通管7，旁通管7一端与进料管2连通，具体的，旁通管7的进口端与进料阀后端的进料管2连通，旁通管7另一端与出料槽6连通，旁通管7上设有旁通阀8，如果进料管2中pH在线检测装置检测pH值较低，则糖液通过进料管2和旁通管7直接进入出料槽6中。
出料管5和旁通管7均伸入出料槽6底部，保证通过出料管5和旁通管7的糖液能够在出料槽6中充分混合，出料槽6上端设有溢流管9，溢流管9另一端设有末端料槽10，末端料槽10中设有pH在线检测装置。
还包括控制系统，出料阀4、旁通阀8上均设有流量计，控制系统与出料阀4、旁通阀8、流量计以及进料管2的pH在线检测装置、末端料槽10的pH在线检测装置连接。
本发明由于涉及到食品领域，因此优选将调节装置1、出料槽6以及末端料槽10均设为封闭腔体，同时优选在调节装置1每个单元以及出料槽6底部均设有排净管，排净管上设有排净阀，方便后期的清理工作。
本发明还公开了一种调节糖液pH值的调节方法，其步骤如下：
S1.打开进料阀，根据进料管2中pH在线检测装置检测 pH值，确认开启调节装置1单元3底部出料阀4的数量；
S2.如果进料管2中pH在线检测装置检测pH值略高（此处pH值为5.5），则完全打开进料管2底部单元3下方出料管5的出料阀4；如果pH值高，则关小进料管2底部单元3下方出料管5的出料阀4，使糖液溢满进料管2底部单元3并通过隔板11进入相邻的下一单元3中；如果pH值更高，则依次关小下一单元3下方出料管5的出料阀4，且依次开启再下一单元3的出料阀4；
S3.单元3下方出料管5出来的糖液混合进入出料槽6，如果进料管2中pH在线检测装置检测pH值较低，则糖液通过进料管2和旁通管7直接进入出料槽6中；
S4.出料槽6内糖液混合后最终通过溢流管9溢流到末端料槽10中，末端料槽10中的pH在线检测装置检测pH值，根据末端料槽10中pH在线检测装置检测的pH值，可以反馈再次调整出料管5底部出料阀4或旁通阀8的开度。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种调节糖液pH值的装置，其特征在于，包括调节装置，所述调节装置中至少设有两个单元，若干单元首尾相连，相邻单元之间设有隔板，所述单元中均设有阳树脂；
所述调节装置上方设有进料管，所述进料管上设有pH在线检测装置,所述进料管下方设有一个单元，每个所述单元底部均设有出料管，所述出料管上均设有出料阀，若干所述出料管下方设有出料槽；
自所述进料管下方的单元开始，首尾相连的单元之间的隔板高度逐渐减小，最尾端单元与进料管下方单元之间的隔板高度最高,糖液通过溢流的方式进入下一单元中；
还包括旁通管，所述旁通管一端与进料管连通，所述旁通管另一端与所述出料槽连通，所述旁通管上设有旁通阀；
所述出料槽上端设有溢流管，所述溢流管另一端设有末端料槽；
所述末端料槽中设有pH在线检测装置。
2.根据权利要求1所述的一种调节糖液pH值的装置，其特征在于，所述出料管和旁通管均伸入所述出料槽底部。
3.根据权利要求1所述的一种调节糖液pH值的装置，其特征在于，所述进料管上设有进料阀，所述旁通管的进口端与进料阀后端的进料管连通。
4.根据权利要求1所述的一种调节糖液pH值的装置，其特征在于，还包括控制系统，所述出料阀、旁通阀上均设有流量计，所述控制系统与所述出料阀、旁通阀、流量计以及进料管的pH在线检测装置、末端料槽的pH在线检测装置连接。
5.根据权利要求1所述的一种调节糖液pH值的装置，其特征在于，所述调节装置、出料槽以及末端料槽均为封闭腔体。
6.根据权利要求1所述的一种调节糖液pH值的装置，其特征在于，所述调节装置每个单元以及出料槽底部均设有排净管，所述排净管上设有排净阀。
7.一种调节糖液pH值的调节方法，其特征在于，通过如权利要求1至6任意一项所述的调节糖液pH值的装置实现，其步骤如下：
S1.打开进料阀，根据进料管中pH在线检测装置检测 pH值，确认开启调节装置单元底部出料阀的数量；
S2.如果进料管中pH在线检测装置检测pH值略高，则完全打开进料管底部单元下方出料管的出料阀；如果pH值高，则关小进料管底部单元下方出料管的出料阀，使糖液溢满进料管底部单元并通过隔板进入相邻的下一单元中；如果pH值更高，则依次关小下一单元下方出料管的出料阀，且依次开启再下一单元的出料阀；
S3.单元下方出料管出来的糖液混合进入出料槽，如果进料管中pH在线检测装置检测pH值较低，则糖液通过进料管和旁通管直接进入出料槽中；
S4.出料槽内糖液混合后最终通过溢流管溢流到末端料槽中，末端料槽中的pH在线检测装置检测pH值。
8.根据权利要求7所述的一种调节糖液pH值的调节方法，其特征在于，根据末端料槽中pH在线检测装置检测的pH值，可以反馈再次调整出料管底部出料阀或旁通阀的开度。
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