本發(fā)明涉及木糖生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種低耗能、低污染的木糖生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
：木糖為白色結(jié)晶體甜味劑，甜度相當(dāng)于蔗糖的70％，不能為人體提供熱量，但對(duì)人體腸道內(nèi)的雙歧桿菌具有較高的增值作用。能改善人體的微生態(tài)環(huán)境，提高機(jī)體免疫力。在食品加工、飲料添加、寵物食品制備等方面有廣泛的應(yīng)用，還可作為肉食品、糧食制品的風(fēng)味改良劑和制備肉類香精、高檔醬油色的原料。對(duì)改善和提高人們的生活質(zhì)量有重要功能和作用。傳統(tǒng)工藝制備木糖產(chǎn)品是以玉米芯等農(nóng)業(yè)廢棄物為原料，經(jīng)預(yù)處理除雜、硫酸水解、碳酸鈣中和、活性炭脫色、一次離子交換凈化、一次蒸發(fā)濃縮、二次離子交換凈化、二次蒸發(fā)濃縮、單效蒸發(fā)、結(jié)晶、離心、烘干、篩分、包裝等工序制備而成。此工藝又如下缺點(diǎn)：1、由于采用硫酸水解工藝，木糖水解液中含有大量的硫酸根離子，中和過(guò)程又帶入大量的鈣離子，對(duì)后續(xù)的離子交換工藝帶來(lái)很大的負(fù)擔(dān)；硫酸水解使得水解液顏色很深，給后期脫色造成很大困難，并消耗大量的活性炭；硫酸水解工藝排放的廢水中，由于硫酸根的大量存在，無(wú)法采用厭氧工藝，其廢水處理無(wú)法達(dá)標(biāo)；由于硫酸的化學(xué)活性低，水解時(shí)所用量非常高，給水解后的脫鹽增加很大負(fù)荷，其離交負(fù)荷與脫色負(fù)荷均非常高。2、傳統(tǒng)工藝采用的是內(nèi)襯瓷磚的立式水解釜，瓷磚容易脫落，瓷磚粘接劑耐腐蝕性差。而且制造工藝復(fù)雜、只能現(xiàn)場(chǎng)做內(nèi)襯，維護(hù)困難。3、木糖液的精制除雜采用的是離子交換樹脂法，再生這些陰、陽(yáng)離子交換樹脂時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸、廢堿液，致使廢水排放量大，污染環(huán)境嚴(yán)重。4、濃縮過(guò)程始終采用高壓飽和蒸汽將低濃度的木糖液濃縮至高濃度的木糖膏，蒸汽耗量大.由此可見，傳統(tǒng)的木糖生產(chǎn)方法存在著高消耗、高耗能、高污染等三高問(wèn)題，不符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要求，存在著較大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)。因此，開發(fā)一種新的木糖生產(chǎn)工藝，不但具有迫切的研究?jī)r(jià)值，也具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和工業(yè)應(yīng)用潛力，這正是本發(fā)明得以完成的動(dòng)力所在和基礎(chǔ)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服上述所指出的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行了深入研究，在付出了大量創(chuàng)造性勞動(dòng)后，從而完成了本發(fā)明。具體而言，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種木糖生產(chǎn)工藝，以解決傳統(tǒng)木糖生產(chǎn)高能耗、高污染的技術(shù)問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種木糖生產(chǎn)工藝，利用玉米芯作為原料，依序經(jīng)過(guò)包括蒸汽爆碎、鹽酸水解、固液分離、脫色中和、超濾過(guò)濾、電滲析脫鹽、低壓反滲透膜濃縮、中壓反滲透膜濃縮、MVR蒸發(fā)濃縮、色譜精制除鹽提純、離子交換樹脂精制、濃縮、結(jié)晶、離心、烘干在內(nèi)的步驟，最終得到木糖產(chǎn)品。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，一種木糖生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：S1、前處理：取玉米芯作為原料，首先風(fēng)選處理，然后利用滾篩處理，最后進(jìn)行清水清洗；利用風(fēng)選可以去除玉米芯中的玉米須、樹葉、塑料袋等輕質(zhì)雜質(zhì)，用滾篩去除玉米芯中的塵土、磚石、玉米粒等大比重雜質(zhì)，再利用清水清洗掉玉米芯中殘存的灰塵等雜質(zhì)；S2、蒸汽爆碎預(yù)處理：將經(jīng)過(guò)步驟S1前處理的玉米芯噴灑鹽酸，導(dǎo)入已經(jīng)加熱的汽爆腔內(nèi)，通入飽和蒸汽和空氣對(duì)物料進(jìn)行加熱，在一定溫度和壓力下，維持一定時(shí)間后，瞬間泄壓；使玉米芯中半纖維素、木質(zhì)素、纖維素分開，半纖維素降解為低聚糖(主要是低聚戌糖)；木質(zhì)素活性基團(tuán)增加并與纖維素從結(jié)構(gòu)上松動(dòng)分離，使纖維素結(jié)晶度加強(qiáng)，為精制木糖創(chuàng)造了條件；為利用水解渣制造綠色無(wú)膠環(huán)保人造板材創(chuàng)造了條件。S3、低溫鹽酸水解：將經(jīng)過(guò)步驟S2蒸汽爆碎預(yù)處理的玉米芯(含水率30％)導(dǎo)入水解設(shè)備中，加入0.2—0.4wt％的鹽酸溶液，然后通入蒸汽，升溫至100-105℃停蒸汽，壓力為0.1-0.15Mpa，保溫1—2小時(shí)，得到混合有水解液的水解液渣；其中，0.2—0.4wt％的鹽酸溶液可以采用固體水解渣洗液配置；玉米芯物料干重與0.2—0.4wt％的鹽酸溶液的重量比值為1:(2—4)。使玉米芯中的半纖維素和已經(jīng)降解的低聚糖充分轉(zhuǎn)化為木糖分子。所用的專用水解設(shè)備由慈溪紅昇塑料容器有限公司生產(chǎn)的鋼襯塑反應(yīng)釜。S4、固液分離：將步驟S3得到的混合有水解液的水解液渣送入壓榨式固液分離裝置或氣囊式固液分離裝置中進(jìn)行固液分離，分離得到木糖水解液，木糖水解液進(jìn)入水解液儲(chǔ)罐，進(jìn)行下道工序的精制處理；分離后得到的固體水解渣進(jìn)行清洗，清洗液回收，用來(lái)配置步驟S3中的鹽酸溶液，對(duì)新爆碎玉米芯進(jìn)行水解，以回收殘?zhí)?、?jié)省水資源。分離后得到的固體水解渣經(jīng)清洗后送入發(fā)酵罐進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行深度活化，為不加任何膠粘劑壓制綠色環(huán)保人造板材創(chuàng)造條件。S5、脫色中和：將步驟S4得到的木糖水解液，用耐酸泵從水解液儲(chǔ)罐中輸送至脫色柱中，利用活性炭或大孔脫色樹脂將木糖水解液中的色素、灰分、膠體、可見渣漬等雜質(zhì)去除，使其透光率達(dá)到20—50％，并加入適量的NaOH調(diào)至節(jié)PH至2.5-3.5，得到透明的木糖脫色液；S6、超濾過(guò)濾：將步驟S5得到的木糖脫色液，利用超濾膜的半透性特性，選用分子量為20000道爾頓的潔星超濾膜，對(duì)分子量大于20000道爾頓的所有雜質(zhì)和色素進(jìn)行分離，得到澄清的木糖液，為后續(xù)的膜處理創(chuàng)造條件；所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)超濾裝置。S7、電滲析脫鹽：將步驟S6得到的木糖液，利用木糖液本身不導(dǎo)電的特性，在直流電場(chǎng)的作用下，中和過(guò)程產(chǎn)生的鹽和水解過(guò)程產(chǎn)生的陰陽(yáng)離子分別透過(guò)陽(yáng)膜和陰膜被去除，得到以木糖和水為主的木糖液。經(jīng)過(guò)電滲析脫鹽得到的木糖液電導(dǎo)率由10000us/cm降低至1000us/cm左右。此過(guò)程將去除80-90％水解液中的陰陽(yáng)離子，為后續(xù)的色譜精制和離子交換精制降低了負(fù)擔(dān)，減少了廢酸堿的排放。所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的連續(xù)電滲析脫鹽裝置。S8、低壓反滲透膜濃縮：將步驟S7得到的木糖液加壓到1.5-2.0Mpa，透過(guò)分子量為100道爾頓的低壓反滲透膜，分子量為150道爾頓的木糖被截留，低于100道爾頓分子量的鹽分和水透過(guò)膜，得到濃度達(dá)到10wt％的木糖液。該步驟達(dá)到低壓節(jié)能濃縮木糖液的目的。濃度達(dá)到10％的木糖液去下道工序，透過(guò)的水去做水解配液用水，大大節(jié)約了能耗，節(jié)省了水資源。所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)反滲透物料濃縮裝置。S9、中壓反滲透膜濃縮：將步驟S8得到的濃度達(dá)到10wt％的木糖液加壓到3-7Mpa，進(jìn)入中壓反滲透膜，在電腦控制下自動(dòng)調(diào)整壓力進(jìn)行二級(jí)濃縮，得到濃度達(dá)到20wt％的木糖液；該步驟中，濃度達(dá)到20wt％的木糖液輸送至下道工序，透過(guò)液去做水解配液用水。此過(guò)程每噸透過(guò)水的費(fèi)用為10元左右，比起三效蒸發(fā)每噸水平均70元的費(fèi)用，每噸水節(jié)省了60元，而且回收的高質(zhì)量的純水可以直接作為自來(lái)水的補(bǔ)充。所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)滲透物料濃縮裝置。S10、MVR蒸發(fā)濃縮：將步驟S9得到的濃度達(dá)到20wt％的木糖液加熱到60℃，采用MVR蒸發(fā)器(即機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)器)對(duì)木糖液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，得到濃度為40—50wt％的木糖液；加熱時(shí)，采用步驟S3水解時(shí)產(chǎn)生的熱量。由于預(yù)先用水解產(chǎn)生的熱量使木糖液加溫到60℃，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程不消耗生蒸汽。蒸發(fā)每噸水的電耗為20-50KW，有效降低了蒸發(fā)費(fèi)用。MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器，MVR為單體蒸發(fā)器，集多效降膜蒸發(fā)器于一身，根據(jù)所需產(chǎn)品濃度不同采取分段式蒸發(fā)，即產(chǎn)品在第一次經(jīng)過(guò)效體后不能達(dá)到所需濃度時(shí)，產(chǎn)品在離開效體后通過(guò)效體下部的真空泵將產(chǎn)品通過(guò)效體外部管路抽到效體上部再次通過(guò)效體，然后通過(guò)這種反復(fù)通過(guò)效體以達(dá)到所需濃度。效體內(nèi)部為排列的細(xì)管，管內(nèi)部為產(chǎn)品，外部為蒸汽，在產(chǎn)品由上而下的流動(dòng)過(guò)程中由于管內(nèi)面積增大而使產(chǎn)品呈膜狀流動(dòng)，以增加受熱面積，通過(guò)真空泵在效體內(nèi)形成負(fù)壓，降低產(chǎn)品中水的沸點(diǎn)，從而達(dá)到濃縮，產(chǎn)品蒸發(fā)溫度為60℃左右。S11、色譜精制除鹽提純：將步驟S10得到的濃度為40—50wt％的木糖液，控制溫度為50-70℃，采用色譜分離吸附樹脂進(jìn)行精制除鹽提純，收集抽提液；色譜分離吸附樹脂對(duì)木糖等糖類物質(zhì)和鈣、鎂、鈉、氯、硝酸根及色素等雜質(zhì)的吸附系數(shù)不同，導(dǎo)致各種物質(zhì)流出系統(tǒng)的時(shí)間也不同，先流出的組分叫抽提液(即含木糖等糖類物質(zhì)較多的組分)，后流出的組分叫提余液(即含雜質(zhì)較多的組分)，分別收集抽提液和提余液，抽提液進(jìn)行后續(xù)的木糖制備處理，提余液經(jīng)濃縮后作為木糖的副產(chǎn)品出售；S12、離子交換樹脂精制：將步驟S11得到的抽提液通過(guò)裝有陰、陽(yáng)離子的離子交換樹脂串聯(lián)組成的離子交換柱，對(duì)木糖液進(jìn)行進(jìn)一步的精制處理，以去除其含有的陰、陽(yáng)離子，得到電導(dǎo)率低于5us/cm的木糖液；S13、濃縮、結(jié)晶、離心、烘干：將步驟S12得到的木糖液，再采用MVR蒸發(fā)器和連續(xù)單效蒸發(fā)器對(duì)木糖精制液濃縮至81-84wt％的濃度，再利用蒸發(fā)結(jié)晶的方式，使木糖糖膏由不飽和溶液變?yōu)轱柡腿芤涸俎D(zhuǎn)化為過(guò)飽和溶液，其木糖晶粒不斷長(zhǎng)大并析出，再通過(guò)平板式離心機(jī)將木糖晶體與母液分離，分別得到木糖晶體和木糖母液，木糖晶體通過(guò)振動(dòng)流化床將木糖晶體烘干，得到結(jié)晶木糖成品；木糖母液作為副產(chǎn)品出售。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明還包括對(duì)廢水的處理步驟：采用厭氧、水解酸化、好氧、沉淀、微電解、芬頓試劑、絮凝沉淀進(jìn)行預(yù)處理，污泥通過(guò)壓濾機(jī)壓出，輸送至有機(jī)肥生產(chǎn)線；廢水達(dá)到后續(xù)設(shè)備的進(jìn)水要求，再采用精密過(guò)濾、超濾、納濾、反滲透深度處理后，透過(guò)水全部回用到生產(chǎn)線；濃縮水輸送至飼料生產(chǎn)線的爆破預(yù)噴鹽水從而實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟S2中，將噴灑有鹽酸的玉米芯在蒸汽爆破設(shè)備的汽爆腔內(nèi)利用飽和蒸汽和空氣加熱到120℃，達(dá)到壓力1.1-1.5Mpa，保壓8-10分鐘，再瞬間減壓噴放時(shí)，產(chǎn)生二次蒸汽，原料體積猛增，受機(jī)械力的作用，其固體物料結(jié)構(gòu)被破壞。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明所述的蒸汽爆破設(shè)備(型號(hào)為QB1500-3)，是指市售的中科院過(guò)程工程研究所發(fā)明的蒸汽爆破設(shè)備，可在0.00785秒的瞬間將物料破碎。當(dāng)然，也可以采用其他類似的、能夠達(dá)到所要求效果的蒸汽爆破設(shè)備。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟S3中，本發(fā)明所述的低溫水解過(guò)程，是在本發(fā)明專用的鋼襯塑反應(yīng)釜中完成的，其溫度、壓力可控，溫度控制為100-105℃.，壓力為0.1-0.15Mpa，反應(yīng)時(shí)間為1-2小時(shí)，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。專用的鋼襯塑反應(yīng)釜由慈溪紅昇塑料容器有限公司生產(chǎn)。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟S4中，采用固液分離裝置進(jìn)行固液分離，所述固液分離裝置采用氣囊壓榨機(jī)或液壓壓榨機(jī)中的一種。氣囊壓榨機(jī)或液壓壓榨機(jī)相比于傳統(tǒng)的板框過(guò)濾機(jī)或離心機(jī)，具有分離壓力高、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，可以充分回收水解渣中的木糖水解液，保證較高的水解得率。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟S7中，采用電滲析裝置完成，所述電滲析裝置采用異相離子交換膜或均相離子交換膜中的一種，所述電滲析裝置的直流電壓控制在80-220V。所述電滲析裝置由濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟S8中，所述低壓反滲透膜采用聚酰胺材質(zhì)抗污染膜，運(yùn)行壓力為1.5-2.0MPa。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟S9中，所述中壓反滲透膜聚酰胺材質(zhì)抗污染膜，運(yùn)行壓力為3.0-7.0MPa。本發(fā)明所述的低壓、中壓反滲透膜濃縮設(shè)備，是由濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟S11中，所述色譜分離吸附樹脂采用鈣型色譜分離吸附樹脂，運(yùn)行溫度范圍為50-70℃。本發(fā)明所述的陰、陽(yáng)離子交換樹脂再生產(chǎn)生的廢堿液、廢鹽酸液?jiǎn)为?dú)存放，為了保證再生液和水解液的質(zhì)量，不進(jìn)行回用。廢酸液應(yīng)用到廢水處理微電解和芬頓工序的PH調(diào)節(jié)，廢堿液應(yīng)用于絮凝沉淀工序的pH值回調(diào)。本發(fā)明所述的廢水處理，預(yù)處理采用傳統(tǒng)的厭氧、水解酸化、好氧和微電解、芬頓試劑結(jié)合的技術(shù)，保證預(yù)處理廢水達(dá)到后續(xù)深度處理的進(jìn)水要求。本發(fā)明所述的廢水處理，深度處理采用由濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司提供的超濾、納濾、反滲透等技術(shù)，保證廢水做到循環(huán)利用，使木糖生產(chǎn)過(guò)程的耗水量可以忽略不計(jì)。采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：1、采用蒸汽爆破技術(shù)對(duì)玉米芯進(jìn)行預(yù)處理，把木質(zhì)素、半纖維素、纖維素分開，即簡(jiǎn)單的把半纖維素成為低聚木聚糖，又把木質(zhì)素和纖維素分開并增強(qiáng)了各自的特性，為后續(xù)的環(huán)保無(wú)膠壓制人造板材創(chuàng)造了條件，生產(chǎn)效率又大為提高。2、采用本發(fā)明專用的鋼襯塑反應(yīng)釜，解決了鹽酸水解的腐蝕問(wèn)題，制造、運(yùn)輸、維護(hù)也大為簡(jiǎn)單。3、采用鹽酸水解工藝，在同樣的水解度下，鹽酸的化學(xué)當(dāng)量只需要硫酸當(dāng)量的60％，這樣后脫鹽精制工序負(fù)荷可減少40％，所得的木糖水解液的顏色較淺，脫色劑用量至少可以減少40％。4、由于鹽酸不存在對(duì)厭氧菌的抑制作用，所以本發(fā)明工藝產(chǎn)生的廢水比傳統(tǒng)木糖生產(chǎn)工藝的廢水處理的效果要好。5、采用NaOH中和，使水解液中增加的成分單一，有利于后續(xù)的電滲析脫鹽處理。6、采用超濾過(guò)濾水解液，利用超濾膜的選擇透過(guò)性，分離大分子的色素和雜質(zhì)，澄清水解液，為精制木糖液和下一步的膜法處理創(chuàng)造條件。7、采用電滲析脫鹽，利用木糖液不導(dǎo)電的原理，把水解液中的各種鹽分分離，脫鹽率可達(dá)80-90％，降低了離子交換工序酸堿的消耗，減少了離子交換設(shè)備的配備費(fèi)用。8、采用低壓反滲透濃縮水解液，用極低的能耗(1元/噸水)，把水解液濃度提高到10％。9、采用中壓反滲透濃縮水解液，用較低的能耗(3元/噸水)，把水解液濃度提高到20％。大大降低了濃縮費(fèi)用。10、采用MVR濃縮技術(shù)，利用來(lái)自于水解步驟產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行加熱，不用生蒸汽，僅用20-50KW的電耗就能蒸發(fā)一噸水，降低了蒸發(fā)費(fèi)用。11、采用色譜分離技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的離子交換樹脂精制提純木糖液，不消耗酸堿，無(wú)再生廢酸堿水產(chǎn)生，具有分離效率高，用水量少，廢水排放量少等優(yōu)勢(shì)，具有較好的節(jié)能、節(jié)水效果。12、本發(fā)明廢水處理采用濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司提供的廢水零排放技術(shù)，經(jīng)預(yù)處理、深度處理后，廢水達(dá)標(biāo)全部回用；污泥作為生產(chǎn)有機(jī)肥的原料；濃縮鹽水作為飼料生產(chǎn)爆破預(yù)噴液。12、本發(fā)明的制備方法相比于傳統(tǒng)木糖生產(chǎn)的工藝技術(shù)，降低了木糖的生產(chǎn)成本，提高了木糖的質(zhì)量，廢水做到了循環(huán)利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效果。綜上所述，本發(fā)明提供的木糖生產(chǎn)工藝，能夠?qū)⒂衩仔局械挠行С煞殖浞轴尫?，提高了木糖的產(chǎn)出率，同時(shí)，再利用后續(xù)的特定步驟做到了低能耗、低污染，生產(chǎn)工藝作為一個(gè)整體的流程，各個(gè)步驟之間相互制約、協(xié)同，共同實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)出率、低能耗、低污染的有益效果，具有十分顯著的進(jìn)步。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。但這些例舉性實(shí)施方式的用途和目的僅用來(lái)例舉本發(fā)明，并非對(duì)本發(fā)明的實(shí)際保護(hù)范圍構(gòu)成任何形式的任何限定，更非將本發(fā)明的保護(hù)范圍局限于此。實(shí)施例1一種木糖生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：S1、前處理：取玉米芯作為原料，首先風(fēng)選處理，然后利用滾篩處理，最后進(jìn)行清水清洗；利用風(fēng)選可以去除玉米芯中的玉米須、樹葉、塑料袋等輕質(zhì)雜質(zhì)，用滾篩去除玉米芯中的塵土、磚石、玉米粒等大比重雜質(zhì)，再利用清水清洗掉玉米芯中殘存的灰塵等雜質(zhì)；S2、蒸汽爆碎預(yù)處理：將經(jīng)過(guò)步驟S1前處理的玉米芯噴灑鹽酸，導(dǎo)入已經(jīng)加熱的汽爆腔內(nèi)，通入飽和蒸汽和空氣對(duì)物料進(jìn)行加熱，在一定溫度和壓力下，維持一定時(shí)間后，瞬間泄壓；使玉米芯中半纖維素、木質(zhì)素、纖維素分開，半纖維素降解為低聚糖(主要是低聚戌糖)；木質(zhì)素活性基團(tuán)增加并與纖維素從結(jié)構(gòu)上松動(dòng)分離，使纖維素結(jié)晶度加強(qiáng)，為精制木糖創(chuàng)造了條件；為利用水解渣制造綠色無(wú)膠環(huán)保人造板材創(chuàng)造了條件。具體的蒸汽爆碎步驟為：將噴灑有鹽酸的玉米芯在蒸汽爆破設(shè)備的汽爆腔內(nèi)利用飽和蒸汽和空氣加熱到120℃，達(dá)到壓力1.1Mpa，保壓8分鐘，再瞬間減壓噴放時(shí)，產(chǎn)生二次蒸汽，原料體積猛增，受機(jī)械力的作用，其固體物料結(jié)構(gòu)被破壞。本發(fā)明所述的蒸汽爆破設(shè)備(型號(hào)為QB1500-3)，是指市售的中科院過(guò)程工程研究所發(fā)明的蒸汽爆破設(shè)備，可在0.00785秒的瞬間將物料破碎。當(dāng)然，也可以采用其他類似的、能夠達(dá)到所要求效果的蒸汽爆破設(shè)備。S3、低溫鹽酸水解：將經(jīng)過(guò)步驟S2蒸汽爆碎預(yù)處理的玉米芯(含水率30％)導(dǎo)入水解設(shè)備中，加入0.2wt％的鹽酸溶液，然后通入蒸汽，升溫至100℃停蒸汽，壓力為0.1Mpa，保溫1小時(shí)，得到混合有水解液的水解液渣；其中，0.2wt％的鹽酸溶液可以采用固體水解渣洗液配置；玉米芯物料干重與0.2wt％的鹽酸溶液的重量比值為1:2。該步驟使玉米芯中的半纖維素和已經(jīng)降解的低聚糖充分轉(zhuǎn)化為木糖分子。所用的專用水解設(shè)備由慈溪紅昇塑料容器有限公司生產(chǎn)的鋼襯塑反應(yīng)釜，鋼襯塑反應(yīng)釜內(nèi)溫度、壓力可控，溫度控制為100℃，壓力為0.1Mpa，反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。S4、固液分離：將步驟S3得到的混合有水解液的水解液渣送入固液分離裝置中進(jìn)行固液分離，分離得到木糖水解液，木糖水解液進(jìn)入水解液儲(chǔ)罐，進(jìn)行下道工序的精制處理；分離后得到的固體水解渣進(jìn)行清洗，清洗液回收，用來(lái)配置步驟S3中的鹽酸溶液，對(duì)新爆碎玉米芯進(jìn)行水解，以回收殘?zhí)?、?jié)省水資源。分離后得到的固體水解渣經(jīng)清洗后送入發(fā)酵罐進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行深度活化，為不加任何膠粘劑壓制綠色環(huán)保人造板材創(chuàng)造條件。該步驟中，采用固液分離裝置進(jìn)行固液分離，所述固液分離裝置采用氣囊壓榨機(jī)或液壓壓榨機(jī)中的一種。氣囊壓榨機(jī)或液壓壓榨機(jī)相比于傳統(tǒng)的板框過(guò)濾機(jī)或離心機(jī)，具有分離壓力高、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，可以充分回收水解渣中的木糖水解液，保證較高的水解得率。S5、脫色中和：將步驟S4得到的木糖水解液，用耐酸泵從水解液儲(chǔ)罐中輸送至脫色柱中，利用活性炭或大孔脫色樹脂將木糖水解液中的色素、灰分、膠體、可見渣漬等雜質(zhì)去除，使其透光率達(dá)到20％，并加入適量的NaOH調(diào)至節(jié)PH至2.5，得到透明的木糖脫色液；S6、超濾過(guò)濾：將步驟S5得到的木糖脫色液，利用超濾膜的半透性特性，選用分子量為20000道爾頓的潔星超濾膜，對(duì)分子量大于20000道爾頓的所有雜質(zhì)和色素進(jìn)行分離，得到澄清的木糖液，為后續(xù)的膜處理創(chuàng)造條件；所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)超濾裝置。S7、電滲析脫鹽：將步驟S6得到的木糖液，利用木糖液本身不導(dǎo)電的特性，在直流電場(chǎng)的作用下，中和過(guò)程產(chǎn)生的鹽和水解過(guò)程產(chǎn)生的陰陽(yáng)離子分別透過(guò)陽(yáng)膜和陰膜被去除，得到以木糖和水為主的木糖液；經(jīng)過(guò)電滲析脫鹽得到的木糖液電導(dǎo)率由10000us/cm降低至1000us/cm左右；此過(guò)程將去除80-90％水解液中的陰陽(yáng)離子，為后續(xù)的色譜精制和離子交換精制降低了負(fù)擔(dān)，減少了廢酸堿的排放。該步驟采用電滲析裝置完成，所述電滲析裝置采用異相離子交換膜或均相離子交換膜中的一種，所述電滲析裝置的直流電壓控制在80-220V。所述電滲析裝置由濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)。S8、低壓反滲透膜濃縮：將步驟S7得到的木糖液加壓到1.5Mpa，透過(guò)分子量為100道爾頓的低壓反滲透膜，所述低壓反滲透膜采用聚酰胺材質(zhì)抗污染膜，運(yùn)行壓力為1.5MPa，分子量為150道爾頓的木糖被截留，低于100道爾頓分子量的鹽分和水透過(guò)膜，得到濃度達(dá)到10wt％的木糖液；該步驟達(dá)到低壓節(jié)能濃縮木糖液的目的。濃度達(dá)到10％的木糖液去下道工序，透過(guò)的水去做水解配液用水，大大節(jié)約了能耗，節(jié)省了水資源；所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)反滲透物料濃縮裝置。S9、中壓反滲透膜濃縮：將步驟S8得到的濃度達(dá)到10wt％的木糖液加壓到3Mpa，進(jìn)入中壓反滲透膜，所述中壓反滲透膜采用聚酰胺材質(zhì)抗污染膜，運(yùn)行壓力為3.0-7.0MPa，在電腦控制下自動(dòng)調(diào)整壓力進(jìn)行二級(jí)濃縮，得到濃度達(dá)到20wt％的木糖液；該步驟中，濃度達(dá)到20wt％的木糖液輸送至下道工序，透過(guò)液去做水解配液用水。此過(guò)程每噸透過(guò)水的費(fèi)用為10元左右，比起三效蒸發(fā)每噸水平均70元的費(fèi)用，每頓水節(jié)省了60元，而且回收的高質(zhì)量的純水可以直接作為自來(lái)水的補(bǔ)充。所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)滲透物料濃縮裝置。S10、MVR蒸發(fā)濃縮：將步驟S9得到的濃度達(dá)到20wt％的木糖液加熱到60℃，采用MVR蒸發(fā)器(即機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)器)對(duì)木糖液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，得到濃度為40wt％的木糖液；加熱時(shí)，采用步驟S3水解時(shí)產(chǎn)生的熱量。由于預(yù)先用水解產(chǎn)生的熱量使木糖液加溫到60℃，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程不消耗生蒸汽。蒸發(fā)每噸水的電耗為20-50KW，有效降低了蒸發(fā)費(fèi)用。MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器，MVR為單體蒸發(fā)器，集多效降膜蒸發(fā)器于一身，根據(jù)所需產(chǎn)品濃度不同采取分段式蒸發(fā)，即產(chǎn)品在第一次經(jīng)過(guò)效體后不能達(dá)到所需濃度時(shí)，產(chǎn)品在離開效體后通過(guò)效體下部的真空泵將產(chǎn)品通過(guò)效體外部管路抽到效體上部再次通過(guò)效體，然后通過(guò)這種反復(fù)通過(guò)效體以達(dá)到所需濃度。效體內(nèi)部為排列的細(xì)管，管內(nèi)部為產(chǎn)品，外部為蒸汽，在產(chǎn)品由上而下的流動(dòng)過(guò)程中由于管內(nèi)面積增大而使產(chǎn)品呈膜狀流動(dòng)，以增加受熱面積，通過(guò)真空泵在效體內(nèi)形成負(fù)壓，降低產(chǎn)品中水的沸點(diǎn)，從而達(dá)到濃縮，產(chǎn)品蒸發(fā)溫度為60℃左右。S11、色譜精制除鹽提純：將步驟S10得到的濃度為40wt％的木糖液，控制溫度為50℃，采用鈣型色譜分離吸附樹脂進(jìn)行精制除鹽提純，收集抽提液；色譜分離吸附樹脂對(duì)木糖等糖類物質(zhì)和鈣、鎂、鈉、氯、硝酸根及色素等雜質(zhì)的吸附系數(shù)不同，導(dǎo)致各種物質(zhì)流出系統(tǒng)的時(shí)間也不同，先流出的組分叫抽提液(即含木糖等糖類物質(zhì)較多的組分)，后流出的組分叫提余液(即含雜質(zhì)較多的組分)，分別收集抽提液和提余液，抽提液進(jìn)行后續(xù)的木糖制備處理，提余液經(jīng)濃縮后作為木糖的副產(chǎn)品出售；S12、離子交換樹脂精制：將步驟S11得到的抽提液通過(guò)裝有陰、陽(yáng)離子的離子交換樹脂串聯(lián)組成的離子交換柱，對(duì)木糖液進(jìn)行進(jìn)一步的精制處理，以去除其含有的陰、陽(yáng)離子，得到電導(dǎo)率低于5us/cm的木糖液；S13、濃縮、結(jié)晶、離心、烘干：將步驟S12得到的木糖液，再采用MVR蒸發(fā)器和連續(xù)單效蒸發(fā)器對(duì)木糖精制液濃縮至81wt％的濃度，再利用蒸發(fā)結(jié)晶的方式，使木糖糖膏由不飽和溶液變?yōu)轱柡腿芤涸俎D(zhuǎn)化為過(guò)飽和溶液，其木糖晶粒不斷長(zhǎng)大并析出，再通過(guò)平板式離心機(jī)將木糖晶體與母液分離，分別得到木糖晶體和木糖母液，木糖晶體通過(guò)振動(dòng)流化床將木糖晶體烘干，得到結(jié)晶木糖成品；木糖母液作為副產(chǎn)品出售。本實(shí)施例中，還包括對(duì)廢水的處理步驟：采用厭氧、水解酸化、好氧、沉淀、微電解、芬頓試劑、絮凝沉淀進(jìn)行預(yù)處理，污泥通過(guò)壓濾機(jī)壓出，輸送至有機(jī)肥生產(chǎn)線；廢水達(dá)到后續(xù)設(shè)備的進(jìn)水要求，再采用精密過(guò)濾、超濾、納濾、反滲透深度處理后，透過(guò)水全部回用到生產(chǎn)線；濃縮水輸送至飼料生產(chǎn)線的爆破預(yù)噴鹽水從而實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用。所用技術(shù)為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司提供的廢水零排放技術(shù)，已經(jīng)在濰坊浮煙山垃圾滲濾液處理、沈陽(yáng)法庫(kù)煤制氣污水處理廠、昌邑新奧化工有限公司成功中試或?qū)嵤?。本發(fā)明所述的陰、陽(yáng)離子交換樹脂再生產(chǎn)生的廢堿液、廢鹽酸液?jiǎn)为?dú)存放，為了保證再生液和水解液的質(zhì)量，不進(jìn)行回用。廢酸液應(yīng)用到廢水處理微電解和芬頓工序的PH調(diào)節(jié)，廢堿液應(yīng)用于絮凝沉淀工序的PH值回調(diào)。實(shí)施例2一種木糖生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：S1、前處理：首先風(fēng)選處理，然后利用滾篩處理，最后進(jìn)行清水清洗；利用風(fēng)選可以去除玉米芯中的玉米須、樹葉、塑料袋等輕質(zhì)雜質(zhì)，用滾篩去除玉米芯中的塵土、磚石、玉米粒等大比重雜質(zhì)，再利用清水清洗掉玉米芯中殘存的灰塵等雜質(zhì)；S2、蒸汽爆碎預(yù)處理：將經(jīng)過(guò)步驟S1前處理的玉米芯噴灑鹽酸，導(dǎo)入已經(jīng)加熱的汽爆腔內(nèi)，通入飽和蒸汽和空氣對(duì)物料進(jìn)行加熱，在一定溫度和壓力下，維持一定時(shí)間后，瞬間泄壓；使玉米芯中半纖維素、木質(zhì)素、纖維素分開，半纖維素降解為低聚糖(主要是低聚戌糖)；木質(zhì)素活性基團(tuán)增加并與纖維素從結(jié)構(gòu)上松動(dòng)分離，使纖維素結(jié)晶度加強(qiáng)，為精制木糖創(chuàng)造了條件；為利用水解渣制造綠色無(wú)膠環(huán)保人造板材創(chuàng)造了條件。具體的蒸汽爆碎步驟為：將噴灑有鹽酸的玉米芯在蒸汽爆破設(shè)備的汽爆腔內(nèi)利用飽和蒸汽和空氣加熱到120℃，達(dá)到壓力1.5Mpa，保壓10分鐘，再瞬間減壓噴放時(shí)，產(chǎn)生二次蒸汽，原料體積猛增，受機(jī)械力的作用，其固體物料結(jié)構(gòu)被破壞。本發(fā)明所述的蒸汽爆破設(shè)備(型號(hào)為QB1500-3)，是指市售的中科院過(guò)程工程研究所發(fā)明的蒸汽爆破設(shè)備，可在0.00785秒的瞬間將物料破碎。當(dāng)然，也可以采用其他類似的、能夠達(dá)到所要求效果的蒸汽爆破設(shè)備。S3、低溫鹽酸水解：將經(jīng)過(guò)步驟S2蒸汽爆碎預(yù)處理的玉米芯(含水率30％)導(dǎo)入水解設(shè)備中，加入0.4wt％的鹽酸溶液，然后通入蒸汽，升溫至105℃停蒸汽，壓力為0.15Mpa，保溫2小時(shí)，得到混合有水解液的水解液渣；其中，0.4wt％的鹽酸溶液可以采用固體水解渣洗液配置；玉米芯物料干重與0.4wt％的鹽酸溶液的重量比值為1:4。該步驟使玉米芯中的半纖維素和已經(jīng)降解的低聚糖充分轉(zhuǎn)化為木糖分子。所用的專用水解設(shè)備由慈溪紅昇塑料容器有限公司生產(chǎn)的鋼襯塑反應(yīng)釜，鋼襯塑反應(yīng)釜內(nèi)溫度、壓力可控，溫度控制為105℃，壓力為0.15Mpa，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。S4、固液分離：將步驟S3得到的混合有水解液的水解液渣送入固液分離裝置中進(jìn)行固液分離，分離得到木糖水解液，木糖水解液進(jìn)入水解液儲(chǔ)罐，進(jìn)行下道工序的精制處理；分離后得到的固體水解渣進(jìn)行清洗，清洗液回收，用來(lái)配置步驟S3中的鹽酸溶液，對(duì)新爆碎玉米芯進(jìn)行水解，以回收殘?zhí)?、?jié)省水資源。分離后得到的固體水解渣經(jīng)清洗后送入發(fā)酵罐進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行深度活化，為不加任何膠粘劑壓制綠色環(huán)保人造板材創(chuàng)造條件。該步驟中，采用固液分離裝置進(jìn)行固液分離，所述固液分離裝置采用氣囊壓榨機(jī)或液壓壓榨機(jī)中的一種。氣囊壓榨機(jī)或液壓壓榨機(jī)相比于傳統(tǒng)的板框過(guò)濾機(jī)或離心機(jī)，具有分離壓力高、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，可以充分回收水解渣中的木糖水解液，保證較高的水解得率。S5、脫色中和：將步驟S4得到的木糖水解液，用耐酸泵從水解液儲(chǔ)罐中輸送至脫色柱中，利用活性炭或大孔脫色樹脂將木糖水解液中的色素、灰分、膠體、可見渣漬等雜質(zhì)去除，使其透光率達(dá)到50％，并加入適量的NaOH調(diào)至節(jié)PH至3.5，得到透明的木糖脫色液；S6、超濾過(guò)濾：將步驟S5得到的木糖脫色液，利用超濾膜的半透性特性，選用分子量為20000道爾頓的潔星超濾膜，對(duì)分子量大于20000道爾頓的所有雜質(zhì)和色素進(jìn)行分離，得到澄清的木糖液，為后續(xù)的膜處理創(chuàng)造條件；所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)超濾裝置。S7、電滲析脫鹽：將步驟S6得到的木糖液，利用木糖液本身不導(dǎo)電的特性，在直流電場(chǎng)的作用下，中和過(guò)程產(chǎn)生的鹽和水解過(guò)程產(chǎn)生的陰陽(yáng)離子分別透過(guò)陽(yáng)膜和陰膜被去除，得到以木糖和水為主的木糖液；經(jīng)過(guò)電滲析脫鹽得到的木糖液電導(dǎo)率由10000us/cm降低至1000us/cm左右；此過(guò)程將去除80-90％水解液中的陰陽(yáng)離子，為后續(xù)的色譜精制和離子交換精制降低了負(fù)擔(dān)，減少了廢酸堿的排放。該步驟采用電滲析裝置完成，所述電滲析裝置采用異相離子交換膜或均相離子交換膜中的一種，所述電滲析裝置的直流電壓控制在80-220V。所述電滲析裝置由濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)。S8、低壓反滲透膜濃縮：將步驟S7得到的木糖液加壓到2.0Mpa，透過(guò)分子量為100道爾頓的低壓反滲透膜，所述低壓反滲透膜采用聚酰胺材質(zhì)抗污染膜，運(yùn)行壓力為1.5-2.0MPa，分子量為150道爾頓的木糖被截留，低于100道爾頓分子量的鹽分和水透過(guò)膜，得到濃度達(dá)到10wt％的木糖液；該步驟達(dá)到低壓節(jié)能濃縮木糖液的目的。濃度達(dá)到10％的木糖液去下道工序，透過(guò)的水去做水解配液用水，大大節(jié)約了能耗，節(jié)省了水資源；所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)反滲透物料濃縮裝置。S9、中壓反滲透膜濃縮：將步驟S8得到的濃度達(dá)到10wt％的木糖液加壓到7Mpa，進(jìn)入中壓反滲透膜，所述中壓反滲透膜采用聚酰胺材質(zhì)抗污染膜，運(yùn)行壓力為3.0-7.0MPa，在電腦控制下自動(dòng)調(diào)整壓力進(jìn)行二級(jí)濃縮，得到濃度達(dá)到20wt％的木糖液；該步驟中，濃度達(dá)到20wt％的木糖液輸送至下道工序，透過(guò)液去做水解配液用水。此過(guò)程每噸透過(guò)水的費(fèi)用為10元左右，比起三效蒸發(fā)每噸水平均70元的費(fèi)用，每頓水節(jié)省了60元，而且回收的高質(zhì)量的純水可以直接作為自來(lái)水的補(bǔ)充。所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)滲透物料濃縮裝置。S10、MVR蒸發(fā)濃縮：將步驟S9得到的濃度達(dá)到20wt％的木糖液加熱到60℃，采用MVR蒸發(fā)器(即機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)器)對(duì)木糖液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，得到濃度為50wt％的木糖液；加熱時(shí)，采用步驟S3水解時(shí)產(chǎn)生的熱量。由于預(yù)先用水解產(chǎn)生的熱量使木糖液加溫到60℃，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程不消耗生蒸汽。蒸發(fā)每噸水的電耗為20-50KW，有效降低了蒸發(fā)費(fèi)用。MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器，MVR為單體蒸發(fā)器，集多效降膜蒸發(fā)器于一身，根據(jù)所需產(chǎn)品濃度不同采取分段式蒸發(fā)，即產(chǎn)品在第一次經(jīng)過(guò)效體后不能達(dá)到所需濃度時(shí)，產(chǎn)品在離開效體后通過(guò)效體下部的真空泵將產(chǎn)品通過(guò)效體外部管路抽到效體上部再次通過(guò)效體，然后通過(guò)這種反復(fù)通過(guò)效體以達(dá)到所需濃度。效體內(nèi)部為排列的細(xì)管，管內(nèi)部為產(chǎn)品，外部為蒸汽，在產(chǎn)品由上而下的流動(dòng)過(guò)程中由于管內(nèi)面積增大而使產(chǎn)品呈膜狀流動(dòng)，以增加受熱面積，通過(guò)真空泵在效體內(nèi)形成負(fù)壓，降低產(chǎn)品中水的沸點(diǎn)，從而達(dá)到濃縮，產(chǎn)品蒸發(fā)溫度為60℃左右。S11、色譜精制除鹽提純：將步驟S10得到的濃度為50wt％的木糖液，控制溫度為70℃，采用鈣型色譜分離吸附樹脂進(jìn)行精制除鹽提純，收集抽提液；色譜分離吸附樹脂對(duì)木糖等糖類物質(zhì)和鈣、鎂、鈉、氯、硝酸根及色素等雜質(zhì)的吸附系數(shù)不同，導(dǎo)致各種物質(zhì)流出系統(tǒng)的時(shí)間也不同，先流出的組分叫抽提液(即含木糖等糖類物質(zhì)較多的組分)，后流出的組分叫提余液(即含雜質(zhì)較多的組分)，分別收集抽提液和提余液，抽提液進(jìn)行后續(xù)的木糖制備處理，提余液經(jīng)濃縮后作為木糖的副產(chǎn)品出售；S12、離子交換樹脂精制：將步驟S11得到的抽提液通過(guò)裝有陰、陽(yáng)離子的離子交換樹脂串聯(lián)組成的離子交換柱，對(duì)木糖液進(jìn)行進(jìn)一步的精制處理，以去除其含有的陰、陽(yáng)離子，得到電導(dǎo)率低于5us/cm的木糖液；S13、濃縮、結(jié)晶、離心、烘干：將步驟S12得到的木糖液，再采用MVR蒸發(fā)器和連續(xù)單效蒸發(fā)器對(duì)木糖精制液濃縮至81-84wt％的濃度，再利用蒸發(fā)結(jié)晶的方式，使木糖糖膏由不飽和溶液變?yōu)轱柡腿芤涸俎D(zhuǎn)化為過(guò)飽和溶液，其木糖晶粒不斷長(zhǎng)大并析出，再通過(guò)平板式離心機(jī)將木糖晶體與母液分離，分別得到木糖晶體和木糖母液，木糖晶體通過(guò)振動(dòng)流化床將木糖晶體烘干，得到結(jié)晶木糖成品；木糖母液作為副產(chǎn)品出售。本實(shí)施例中，還包括對(duì)廢水的處理步驟：采用厭氧、水解酸化、好氧、沉淀、微電解、芬頓試劑、絮凝沉淀進(jìn)行預(yù)處理，污泥通過(guò)壓濾機(jī)壓出，輸送至有機(jī)肥生產(chǎn)線；廢水達(dá)到后續(xù)設(shè)備的進(jìn)水要求，再采用精密過(guò)濾、超濾、納濾、反滲透深度處理后，透過(guò)水全部回用到生產(chǎn)線；濃縮水輸送至飼料生產(chǎn)線的爆破預(yù)噴鹽水從而實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用。所用技術(shù)為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司提供的廢水零排放技術(shù)，已經(jīng)在濰坊浮煙山垃圾滲濾液處理、沈陽(yáng)法庫(kù)煤制氣污水處理廠、昌邑新奧化工有限公司成功中試或?qū)嵤?。本發(fā)明所述的陰、陽(yáng)離子交換樹脂再生產(chǎn)生的廢堿液、廢鹽酸液?jiǎn)为?dú)存放，為了保證再生液和水解液的質(zhì)量，不進(jìn)行回用。廢酸液應(yīng)用到廢水處理微電解和芬頓工序的PH調(diào)節(jié)，廢堿液應(yīng)用于絮凝沉淀工序的PH值回調(diào)。實(shí)施例3一種木糖生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：S1、前處理：首先風(fēng)選處理，然后利用滾篩處理，最后進(jìn)行清水清洗；利用風(fēng)選可以去除玉米芯中的玉米須、樹葉、塑料袋等輕質(zhì)雜質(zhì)，用滾篩去除玉米芯中的塵土、磚石、玉米粒等大比重雜質(zhì)，再利用清水清洗掉玉米芯中殘存的灰塵等雜質(zhì)；S2、蒸汽爆碎預(yù)處理：將經(jīng)過(guò)步驟S1前處理的玉米芯噴灑鹽酸，導(dǎo)入已經(jīng)加熱的汽爆腔內(nèi)，通入飽和蒸汽和空氣對(duì)物料進(jìn)行加熱，在一定溫度和壓力下，維持一定時(shí)間后，瞬間泄壓；使玉米芯中半纖維素、木質(zhì)素、纖維素分開，半纖維素降解為低聚糖(主要是低聚戌糖)；木質(zhì)素活性基團(tuán)增加并與纖維素從結(jié)構(gòu)上松動(dòng)分離，使纖維素結(jié)晶度加強(qiáng)，為精制木糖創(chuàng)造了條件；為利用水解渣制造綠色無(wú)膠環(huán)保人造板材創(chuàng)造了條件。具體的蒸汽爆碎步驟為：將噴灑有鹽酸的玉米芯在蒸汽爆破設(shè)備的汽爆腔內(nèi)利用飽和蒸汽和空氣加熱到120℃，達(dá)到壓力1.3Mpa，保壓9分鐘，再瞬間減壓噴放時(shí)，產(chǎn)生二次蒸汽，原料體積猛增，受機(jī)械力的作用，其固體物料結(jié)構(gòu)被破壞。本發(fā)明所述的蒸汽爆破設(shè)備(型號(hào)為QB1500-3)，是指市售的中科院過(guò)程工程研究所發(fā)明的蒸汽爆破設(shè)備，可在0.00785秒的瞬間將物料破碎。當(dāng)然，也可以采用其他類似的、能夠達(dá)到所要求效果的蒸汽爆破設(shè)備。S3、低溫鹽酸水解：將經(jīng)過(guò)步驟S2蒸汽爆碎預(yù)處理的玉米芯(含水率30％)導(dǎo)入水解設(shè)備中，加入0.3wt％的鹽酸溶液，然后通入蒸汽，升溫至102℃停蒸汽，壓力為0.13Mpa，保溫1.5小時(shí)，得到混合有水解液的水解液渣；其中，0.3wt％的鹽酸溶液可以采用固體水解渣洗液配置；玉米芯物料干重與0.3wt％的鹽酸溶液的重量比值為1:3。該步驟使玉米芯中的半纖維素和已經(jīng)降解的低聚糖充分轉(zhuǎn)化為木糖分子。所用的專用水解設(shè)備由慈溪紅昇塑料容器有限公司生產(chǎn)的鋼襯塑反應(yīng)釜，鋼襯塑反應(yīng)釜內(nèi)溫度、壓力可控，溫度控制為102℃，壓力為0.13Mpa，反應(yīng)時(shí)間為1.5小時(shí)，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。S4、固液分離：將步驟S3得到的混合有水解液的水解液渣送入固液分離裝置中進(jìn)行固液分離，分離得到木糖水解液，木糖水解液進(jìn)入水解液儲(chǔ)罐，進(jìn)行下道工序的精制處理；分離后得到的固體水解渣進(jìn)行清洗，清洗液回收，用來(lái)配置步驟S3中的鹽酸溶液，對(duì)新爆碎玉米芯進(jìn)行水解，以回收殘?zhí)?、?jié)省水資源。分離后得到的固體水解渣經(jīng)清洗后送入發(fā)酵罐進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行深度活化，為不加任何膠粘劑壓制綠色環(huán)保人造板材創(chuàng)造條件。該步驟中，采用固液分離裝置進(jìn)行固液分離，所述固液分離裝置采用氣囊壓榨機(jī)或液壓壓榨機(jī)中的一種。氣囊壓榨機(jī)或液壓壓榨機(jī)相比于傳統(tǒng)的板框過(guò)濾機(jī)或離心機(jī)，具有分離壓力高、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，可以充分回收水解渣中的木糖水解液，保證較高的水解得率。S5、脫色中和：將步驟S4得到的木糖水解液，用耐酸泵從水解液儲(chǔ)罐中輸送至脫色柱中，利用活性炭或大孔脫色樹脂將木糖水解液中的色素、灰分、膠體、可見渣漬等雜質(zhì)去除，使其透光率達(dá)到35％，并加入適量的NaOH調(diào)至節(jié)PH至3.0，得到透明的木糖脫色液；S6、超濾過(guò)濾：將步驟S5得到的木糖脫色液，利用超濾膜的半透性特性，選用分子量為20000道爾頓的潔星超濾膜，對(duì)分子量大于20000道爾頓的所有雜質(zhì)和色素進(jìn)行分離，得到澄清的木糖液，為后續(xù)的膜處理創(chuàng)造條件；所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)超濾裝置。S7、電滲析脫鹽：將步驟S6得到的木糖液，利用木糖液本身不導(dǎo)電的特性，在直流電場(chǎng)的作用下，中和過(guò)程產(chǎn)生的鹽和水解過(guò)程產(chǎn)生的陰陽(yáng)離子分別透過(guò)陽(yáng)膜和陰膜被去除，得到以木糖和水為主的木糖液；經(jīng)過(guò)電滲析脫鹽得到的木糖液電導(dǎo)率由10000us/cm降低至1000us/cm左右；此過(guò)程將去除80-90％水解液中的陰陽(yáng)離子，為后續(xù)的色譜精制和離子交換精制降低了負(fù)擔(dān)，減少了廢酸堿的排放。該步驟采用電滲析裝置完成，所述電滲析裝置采用異相離子交換膜或均相離子交換膜中的一種，所述電滲析裝置的直流電壓控制在80-220V。所述電滲析裝置由濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)。S8、低壓反滲透膜濃縮：將步驟S7得到的木糖液加壓到1.7Mpa，透過(guò)分子量為100道爾頓的低壓反滲透膜，所述低壓反滲透膜采用聚酰胺材質(zhì)抗污染膜，運(yùn)行壓力為1.5-2.0MPa，分子量為150道爾頓的木糖被截留，低于100道爾頓分子量的鹽分和水透過(guò)膜，得到濃度達(dá)到10wt％的木糖液；該步驟達(dá)到低壓節(jié)能濃縮木糖液的目的。濃度達(dá)到10％的木糖液去下道工序，透過(guò)的水去做水解配液用水，大大節(jié)約了能耗，節(jié)省了水資源；所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)反滲透物料濃縮裝置。S9、中壓反滲透膜濃縮：將步驟S8得到的濃度達(dá)到10wt％的木糖液加壓到5Mpa，進(jìn)入中壓反滲透膜，所述中壓反滲透膜采用聚酰胺材質(zhì)抗污染膜，運(yùn)行壓力為3.0-7.0MPa，在電腦控制下自動(dòng)調(diào)整壓力進(jìn)行二級(jí)濃縮，得到濃度達(dá)到20wt％的木糖液；該步驟中，濃度達(dá)到20wt％的木糖液輸送至下道工序，透過(guò)液去做水解配液用水。此過(guò)程每噸透過(guò)水的費(fèi)用為10元左右，比起三效蒸發(fā)每噸水平均70元的費(fèi)用，每頓水節(jié)省了60元，而且回收的高質(zhì)量的純水可以直接作為自來(lái)水的補(bǔ)充。所用設(shè)備為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)滲透物料濃縮裝置。S10、MVR蒸發(fā)濃縮：將步驟S9得到的濃度達(dá)到20wt％的木糖液加熱到60℃，采用MVR蒸發(fā)器(即機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)器)對(duì)木糖液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，得到濃度為45wt％的木糖液；加熱時(shí)，采用步驟S3水解時(shí)產(chǎn)生的熱量。由于預(yù)先用水解產(chǎn)生的熱量使木糖液加溫到60℃，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程不消耗生蒸汽。蒸發(fā)每噸水的電耗為20-50KW，有效降低了蒸發(fā)費(fèi)用。MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器，MVR為單體蒸發(fā)器，集多效降膜蒸發(fā)器于一身，根據(jù)所需產(chǎn)品濃度不同采取分段式蒸發(fā)，即產(chǎn)品在第一次經(jīng)過(guò)效體后不能達(dá)到所需濃度時(shí)，產(chǎn)品在離開效體后通過(guò)效體下部的真空泵將產(chǎn)品通過(guò)效體外部管路抽到效體上部再次通過(guò)效體，然后通過(guò)這種反復(fù)通過(guò)效體以達(dá)到所需濃度。效體內(nèi)部為排列的細(xì)管，管內(nèi)部為產(chǎn)品，外部為蒸汽，在產(chǎn)品由上而下的流動(dòng)過(guò)程中由于管內(nèi)面積增大而使產(chǎn)品呈膜狀流動(dòng)，以增加受熱面積，通過(guò)真空泵在效體內(nèi)形成負(fù)壓，降低產(chǎn)品中水的沸點(diǎn)，從而達(dá)到濃縮，產(chǎn)品蒸發(fā)溫度為60℃左右。S11、色譜精制除鹽提純：將步驟S10得到的濃度為45wt％的木糖液，控制溫度為50-70℃，采用鈣型色譜分離吸附樹脂進(jìn)行精制除鹽提純，收集抽提液；色譜分離吸附樹脂對(duì)木糖等糖類物質(zhì)和鈣、鎂、鈉、氯、硝酸根及色素等雜質(zhì)的吸附系數(shù)不同，導(dǎo)致各種物質(zhì)流出系統(tǒng)的時(shí)間也不同，先流出的組分叫抽提液(即含木糖等糖類物質(zhì)較多的組分)，后流出的組分叫提余液(即含雜質(zhì)較多的組分)，分別收集抽提液和提余液，抽提液進(jìn)行后續(xù)的木糖制備處理，提余液經(jīng)濃縮后作為木糖的副產(chǎn)品出售；S12、離子交換樹脂精制：將步驟S11得到的抽提液通過(guò)裝有陰、陽(yáng)離子的離子交換樹脂串聯(lián)組成的離子交換柱，對(duì)木糖液進(jìn)行進(jìn)一步的精制處理，以去除其含有的陰、陽(yáng)離子，得到電導(dǎo)率低于5us/cm的木糖液；S13、濃縮、結(jié)晶、離心、烘干：將步驟S12得到的木糖液，再采用MVR蒸發(fā)器和連續(xù)單效蒸發(fā)器對(duì)木糖精制液濃縮至81-84wt％的濃度，再利用蒸發(fā)結(jié)晶的方式，使木糖糖膏由不飽和溶液變?yōu)轱柡腿芤涸俎D(zhuǎn)化為過(guò)飽和溶液，其木糖晶粒不斷長(zhǎng)大并析出，再通過(guò)平板式離心機(jī)將木糖晶體與母液分離，分別得到木糖晶體和木糖母液，木糖晶體通過(guò)振動(dòng)流化床將木糖晶體烘干，得到結(jié)晶木糖成品；木糖母液作為副產(chǎn)品出售。本實(shí)施例中，還包括對(duì)廢水的處理步驟：采用厭氧、水解酸化、好氧、沉淀、微電解、芬頓試劑、絮凝沉淀進(jìn)行預(yù)處理，污泥通過(guò)壓濾機(jī)壓出，輸送至有機(jī)肥生產(chǎn)線；廢水達(dá)到后續(xù)設(shè)備的進(jìn)水要求，再采用精密過(guò)濾、超濾、納濾、反滲透深度處理后，透過(guò)水全部回用到生產(chǎn)線；濃縮水輸送至飼料生產(chǎn)線的爆破預(yù)噴鹽水從而實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用。所用技術(shù)為濰坊潔星水處理設(shè)備有限公司提供的廢水零排放技術(shù)，已經(jīng)在濰坊浮煙山垃圾滲濾液處理、沈陽(yáng)法庫(kù)煤制氣污水處理廠、昌邑新奧化工有限公司成功中試或?qū)嵤?。本發(fā)明所述的陰、陽(yáng)離子交換樹脂再生產(chǎn)生的廢堿液、廢鹽酸液?jiǎn)为?dú)存放，為了保證再生液和水解液的質(zhì)量，不進(jìn)行回用。廢酸液應(yīng)用到廢水處理微電解和芬頓工序的PH調(diào)節(jié)，廢堿液應(yīng)用于絮凝沉淀工序的PH值回調(diào)。實(shí)施例4預(yù)處理：取1噸玉米芯，利用風(fēng)選去除玉米芯中的輕質(zhì)雜質(zhì)，用滾篩去除玉米芯中的塵土、磚石、玉米粒等大比重雜質(zhì)，再利用清水清洗掉玉米芯中殘存的灰塵等雜質(zhì)。蒸汽爆碎：將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玉米芯噴入0.28wt％的鹽酸，導(dǎo)入到已經(jīng)加熱到預(yù)設(shè)溫度的汽爆腔內(nèi)，通入飽和蒸汽和空氣，控制溫度為120℃，壓力為1.2Mpa，保壓到9分鐘后，在0.00785秒的瞬間快速打開與接收器連接的閥門，瞬間泄壓。使玉米芯中半纖維素、木質(zhì)素、纖維素分開，半纖維素降解為低聚糖(主要是低聚戌糖)；木質(zhì)素活性基團(tuán)增加并與纖維素從結(jié)構(gòu)上松動(dòng)分離，使纖維素結(jié)晶度加強(qiáng)，為精制木糖創(chuàng)造了條件；為利用水解渣制造綠色無(wú)膠環(huán)保人造板材創(chuàng)造了條件。低溫鹽酸水解：將經(jīng)過(guò)汽爆的玉米芯(含水率30％)導(dǎo)入專用的水解設(shè)備中，按玉米芯干物重量的1:2加入用水解渣洗液配置的0.25％的鹽酸溶液2噸，然后通入蒸汽，升溫至105℃停蒸汽，打開壓縮空氣升壓至0.15Mpa，保溫1小時(shí)，使玉米芯中的半纖維素和已經(jīng)講解的低聚糖充分轉(zhuǎn)化為木糖分子；固液分離：將水解液渣送入壓榨式固液分離裝置中進(jìn)行固液分離，分離后的木糖水解液進(jìn)入水解液罐，進(jìn)行下道工序的精制處理。分離后的水解渣經(jīng)清洗后送入發(fā)酵罐進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行深度活化，為不加任何膠粘劑壓制綠色環(huán)保人造板材創(chuàng)造條件。水解渣清洗液回收，配置鹽酸液后對(duì)新爆碎玉米芯進(jìn)行水解，以回收殘?zhí)?、?jié)省水資源；脫色中和：用耐酸泵將水解液罐中的木糖水解液輸送至裝脫色柱中，利用活性炭將木糖水解液中的色素、灰分、膠體、可見渣漬等雜質(zhì)去除，使其透光率達(dá)到20％，得到透明的木糖脫色液；并加入適量的NaOH調(diào)至節(jié)PH至3.5；超濾過(guò)濾：利用超濾膜的半透性特性，選用20000道爾頓分子量的超濾膜，對(duì)分子量大于20000道爾頓的所有雜質(zhì)和色素進(jìn)行分離，得到澄清的透光率為80％的木糖液，為后續(xù)的膜處理創(chuàng)造條件；電滲析脫鹽：利用木糖溶液本身不導(dǎo)電的特性，在直流電場(chǎng)的作用下，中和過(guò)程產(chǎn)生的鹽和水解過(guò)程產(chǎn)生的陰陽(yáng)離子分別透過(guò)陽(yáng)膜和陰膜被去除，得到以木糖和水為主的水解液。此過(guò)程將去除80-90％水解液中的陰陽(yáng)離子，為后續(xù)的色譜精制和離子交換精制降低了負(fù)擔(dān)，減少了酸堿的排放；低壓反滲透膜濃縮：經(jīng)過(guò)電滲析處理的水解液，電導(dǎo)率由10000us/cm降低至1000us/cm左右。將木糖液加壓到1.5-2.0Mpa，透過(guò)分子量為100道爾頓的抗污染反滲透膜，分子量為150道爾頓的木糖被截留，低于100道爾頓分子量的鹽分和水透過(guò)膜，從而達(dá)到低壓節(jié)能濃縮木糖液的目的。濃度達(dá)到10％的木糖液去下道工序，透過(guò)的水去做水解配液用水，大大節(jié)約了能耗，節(jié)省了水資源；中壓反滲透膜濃縮：將濃度達(dá)到10％的木糖液加壓到3Mpa，進(jìn)入抗污染反滲透膜，在電腦控制下自動(dòng)調(diào)整壓力進(jìn)行二級(jí)濃縮，濃度達(dá)到20％的木糖液輸送至下道工序，透過(guò)液去做水解配液用水。MVR蒸發(fā)濃縮：MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器，MVR為單體蒸發(fā)器，集多效降膜蒸發(fā)器于一身，根據(jù)所需產(chǎn)品濃度不同采取分段式蒸發(fā)，即產(chǎn)品在第一次經(jīng)過(guò)效體后不能達(dá)到所需濃度時(shí)，產(chǎn)品在離開效體后通過(guò)效體下部的真空泵將產(chǎn)品通過(guò)效體外部管路抽到效體上部再次通過(guò)效體，然后通過(guò)這種反復(fù)通過(guò)效體以達(dá)到所需濃度。效體內(nèi)部為排列的細(xì)管，管內(nèi)部為產(chǎn)品，外部為蒸汽，在產(chǎn)品由上而下的流動(dòng)過(guò)程中由于管內(nèi)面積增大而使產(chǎn)品呈膜狀流動(dòng)，以增加受熱面積，通過(guò)真空泵在效體內(nèi)形成負(fù)壓，降低產(chǎn)品中水的沸點(diǎn)，從而達(dá)到濃縮，產(chǎn)品蒸發(fā)溫度為60℃左右。用水解過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱將經(jīng)過(guò)濃縮的木糖液加溫到60℃，采用MVR蒸發(fā)器(即機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)器)對(duì)濃度為20％的木糖液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，使其干物濃度為40—50％,。由于預(yù)先用水解廢熱使木糖液加溫到60℃，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程不消耗生蒸汽。蒸發(fā)每噸水的電耗為20-50KW，有效降低了蒸發(fā)費(fèi)用。色譜精制除鹽提純：采用色譜分離吸附樹脂對(duì)木糖MVR蒸發(fā)濃縮液進(jìn)行精制除鹽提純，色譜分離吸附樹脂對(duì)木糖等糖類物質(zhì)和鈣、鎂、鈉、氯、硝酸根及色素等雜質(zhì)的吸附系數(shù)不同，導(dǎo)致各種物質(zhì)流出系統(tǒng)的時(shí)間也不同，有先有后，先流出的組分叫抽提液(即含木糖等糖類物質(zhì)較多的組分)，后流出的組分叫提余液(即含雜質(zhì)較多的組分)，分別收集抽提液和提余液，抽提液進(jìn)行后續(xù)的木糖制備處理，提余液經(jīng)濃縮后作為木糖的副產(chǎn)品出售；陰、陽(yáng)離子交換樹脂精制：將抽提液通過(guò)裝有陰(D296)、陽(yáng)(001-7)離子交換樹脂串聯(lián)組成的離子交換柱，對(duì)木糖液進(jìn)行進(jìn)一步的精制處理，以去除其含有的陰、陽(yáng)離子，此過(guò)程木糖液的電導(dǎo)率低于5us/cm；濃縮、結(jié)晶、離心、烘干：經(jīng)過(guò)色譜精制和離子交換精制后的木糖液濃度有所降低，采用MVR蒸發(fā)器和連續(xù)單效蒸發(fā)器對(duì)木糖精制液濃縮至81-84％的濃度，，再利用蒸發(fā)結(jié)晶的方式，使木糖糖膏由不飽和溶液變?yōu)轱柡腿芤涸俎D(zhuǎn)化為過(guò)飽和溶液，其木糖晶粒不斷長(zhǎng)大并析出，再通過(guò)平板式離心機(jī)將木糖晶體與母液分離，得到0.095噸木糖晶體和0.090噸濃度為60％的木糖母液，木糖晶體通過(guò)振動(dòng)流化床將木糖晶體中的水分去除，得到結(jié)晶木糖成品，其含水率為0.1％符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，木糖母液作為副產(chǎn)品出售。廢水處理：采用厭氧、水解酸化、好氧、沉淀、微電解、芬頓試劑、絮凝沉淀進(jìn)行預(yù)處理，污泥通過(guò)壓濾機(jī)壓出，輸送至有機(jī)肥生產(chǎn)線；廢水達(dá)到后續(xù)設(shè)備的進(jìn)水要求，再采用精密過(guò)濾、超濾、納濾、反滲透深度處理后，透過(guò)水全部回用到生產(chǎn)線；濃縮水輸送至飼料生產(chǎn)線的爆破預(yù)噴鹽水從而實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用。實(shí)施例5預(yù)處理：取0.8噸玉米芯，利用風(fēng)選去除玉米芯中的輕質(zhì)雜質(zhì)，用滾篩去除玉米芯中的塵土、磚石、玉米粒等大比重雜質(zhì)，再利用清水清洗掉玉米芯中殘存的灰塵等雜質(zhì)。蒸汽爆碎：將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玉米芯噴入0.18％的鹽酸，導(dǎo)入到已經(jīng)加熱到預(yù)設(shè)溫度的汽爆腔內(nèi)，通入飽和蒸汽和空氣，控制溫度為120℃，壓力為1.5Mpa，保壓到8分鐘后，在0.00785秒的瞬間快速打開與接收器連接的閥門，瞬間泄壓。使玉米芯中半纖維素、木質(zhì)素、纖維素分開，半纖維素降解為低聚糖(主要是低聚戌糖)；木質(zhì)素活性基團(tuán)增加并與纖維素從結(jié)構(gòu)上松動(dòng)分離，使纖維素結(jié)晶度加強(qiáng)，為精制木糖創(chuàng)造了條件；為利用水解渣制造綠色無(wú)膠環(huán)保人造板材創(chuàng)造了條件。低溫鹽酸水解：將經(jīng)過(guò)汽爆的玉米芯(含水率30％)導(dǎo)入專用的水解設(shè)備中，按玉米芯干物重量的1:6加入用水解渣洗液配置的0.4％的鹽酸溶液4.8噸，然后通入蒸汽，升溫至100℃停蒸汽，打開壓縮空氣升壓至0.12Mpa，保溫1.3小時(shí)，使玉米芯中的半纖維素和已經(jīng)講解的低聚糖充分轉(zhuǎn)化為木糖分子；固液分離：將水解液渣送入壓榨式固液分離裝置中進(jìn)行固液分離，分離后的木糖水解液進(jìn)入水解液罐，進(jìn)行下道工序的精制處理。分離后的水解渣經(jīng)清洗后送入發(fā)酵罐進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行深度活化，為不加任何膠粘劑壓制綠色環(huán)保人造板材創(chuàng)造條件。水解渣清洗液回收，配置鹽酸液后對(duì)新爆碎玉米芯進(jìn)行水解，以回收殘?zhí)?、?jié)省水資源；脫色中和：用耐酸泵將水解液罐中的木糖水解液輸送至裝脫色柱中，利用活性炭將木糖水解液中的色素、灰分、膠體、可見渣漬等雜質(zhì)去除，使其透光率達(dá)到20％，得到透明的木糖脫色液；并加入適量的NaOH調(diào)至節(jié)PH至2.5；超濾過(guò)濾：利用超濾膜的半透性特性，選用20000道爾頓分子量的超濾膜，對(duì)分子量大于20000道爾頓的所有雜質(zhì)和色素進(jìn)行分離，得到澄清的透光率為80％的木糖液，為后續(xù)的膜處理創(chuàng)造條件；電滲析脫鹽：利用木糖溶液本身不導(dǎo)電的特性，在直流電場(chǎng)的作用下，中和過(guò)程產(chǎn)生的鹽和水解過(guò)程產(chǎn)生的陰陽(yáng)離子分別透過(guò)陽(yáng)膜和陰膜被去除，得到以木糖和水為主的水解液。此過(guò)程將去除80-90％水解液中的陰陽(yáng)離子，為后續(xù)的色譜精制和離子交換精制降低了負(fù)擔(dān)，減少了酸堿的排放；低壓反滲透膜濃縮：經(jīng)過(guò)電滲析處理的水解液，電導(dǎo)率由10000us/cm降低至1000us/cm左右。將木糖液加壓到1.8Mpa，透過(guò)分子量為100道爾頓的抗污染反滲透膜，分子量為150道爾頓的木糖被截留，低于100道爾頓分子量的鹽分和水透過(guò)膜，從而達(dá)到低壓節(jié)能濃縮木糖液的目的。濃度達(dá)到10％的木糖液去下道工序，透過(guò)的水去做水解配液用水，大大節(jié)約了能耗，節(jié)省了水資源；中壓反滲透膜濃縮：將濃度達(dá)到10％的木糖液加壓到3.5Mpa，進(jìn)入抗污染反滲透膜，在電腦控制下自動(dòng)調(diào)整壓力進(jìn)行二級(jí)濃縮，濃度達(dá)到20％的木糖液輸送至下道工序，透過(guò)液去做水解配液用水。MVR蒸發(fā)濃縮：MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器，MVR為單體蒸發(fā)器，集多效降膜蒸發(fā)器于一身，根據(jù)所需產(chǎn)品濃度不同采取分段式蒸發(fā)，即產(chǎn)品在第一次經(jīng)過(guò)效體后不能達(dá)到所需濃度時(shí)，產(chǎn)品在離開效體后通過(guò)效體下部的真空泵將產(chǎn)品通過(guò)效體外部管路抽到效體上部再次通過(guò)效體，然后通過(guò)這種反復(fù)通過(guò)效體以達(dá)到所需濃度。效體內(nèi)部為排列的細(xì)管，管內(nèi)部為產(chǎn)品，外部為蒸汽，在產(chǎn)品由上而下的流動(dòng)過(guò)程中由于管內(nèi)面積增大而使產(chǎn)品呈膜狀流動(dòng)，以增加受熱面積，通過(guò)真空泵在效體內(nèi)形成負(fù)壓，降低產(chǎn)品中水的沸點(diǎn)，從而達(dá)到濃縮，產(chǎn)品蒸發(fā)溫度為60℃左右。用水解過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱將經(jīng)過(guò)濃縮的木糖液加溫到60℃，采用MVR蒸發(fā)器(即機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)器)對(duì)濃度為20％的木糖液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，使其干物濃度為40—50％,。由于預(yù)先用水解廢熱使木糖液加溫到60℃，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程不消耗生蒸汽。蒸發(fā)每噸水的電耗為20-50KW，有效降低了蒸發(fā)費(fèi)用。色譜精制除鹽提純：采用色譜分離吸附樹脂對(duì)木糖MVR蒸發(fā)濃縮液進(jìn)行精制除鹽提純，色譜分離吸附樹脂對(duì)木糖等糖類物質(zhì)和鈣、鎂、鈉、氯、硝酸根及色素等雜質(zhì)的吸附系數(shù)不同，導(dǎo)致各種物質(zhì)流出系統(tǒng)的時(shí)間也不同，有先有后，先流出的組分叫抽提液(即含木糖等糖類物質(zhì)較多的組分)，后流出的組分叫提余液(即含雜質(zhì)較多的組分)，分別收集抽提液和提余液，抽提液進(jìn)行后續(xù)的木糖制備處理，提余液經(jīng)濃縮后作為木糖的副產(chǎn)品出售；陰、陽(yáng)離子交換樹脂精制：將抽提液通過(guò)裝有陰(D296)、陽(yáng)(001-7)離子交換樹脂串聯(lián)組成的離子交換柱，對(duì)木糖液進(jìn)行進(jìn)一步的精制處理，以去除其含有的陰、陽(yáng)離子，此過(guò)程木糖液的電導(dǎo)率低于5us/cm；濃縮、結(jié)晶、離心、烘干：經(jīng)過(guò)色譜精制和離子交換精制后的木糖液濃度有所降低，采用MVR蒸發(fā)器和連續(xù)單效蒸發(fā)器對(duì)木糖精制液濃縮至81-84％的濃度，再利用蒸發(fā)結(jié)晶的方式，使木糖糖膏由不飽和溶液變?yōu)轱柡腿芤涸俎D(zhuǎn)化為過(guò)飽和溶液，其木糖晶粒不斷長(zhǎng)大并析出，再通過(guò)平板式離心機(jī)將木糖晶體與母液分離，得到0.075噸木糖晶體和0.070噸濃度為50％的木糖母液，木糖晶體通過(guò)振動(dòng)流化床將木糖晶體中的水分去除，得到結(jié)晶木糖成品，其含水率為0.14％符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，木糖母液作為副產(chǎn)品出售。廢水處理：采用厭氧、水解酸化、好氧、沉淀、微電解、芬頓試劑、絮凝沉淀進(jìn)行預(yù)處理，污泥通過(guò)壓濾機(jī)壓出，輸送至有機(jī)肥生產(chǎn)線；廢水達(dá)到后續(xù)設(shè)備的進(jìn)水要求，再采用精密過(guò)濾、超濾、納濾、反滲透深度處理后，透過(guò)水全部回用到生產(chǎn)線；濃縮水輸送至飼料生產(chǎn)線的爆破預(yù)噴鹽水從而實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用。實(shí)施例6預(yù)處理：取0.9噸玉米芯，利用風(fēng)選去除玉米芯中的輕質(zhì)雜質(zhì)，用滾篩去除玉米芯中的塵土、磚石、玉米粒等大比重雜質(zhì)，再利用清水清洗掉玉米芯中殘存的灰塵等雜質(zhì)。蒸汽爆碎：將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玉米芯噴入0.18％的鹽酸，導(dǎo)入到已經(jīng)加熱到預(yù)設(shè)溫度的汽爆腔內(nèi)，通入飽和蒸汽和空氣，控制溫度為120℃，壓力為1.2Mpa，保壓到9分鐘后，在0.00785秒的瞬間快速打開與接收器連接的閥門，瞬間泄壓。使玉米芯中半纖維素、木質(zhì)素、纖維素分開，半纖維素降解為低聚糖(主要是低聚戌糖)；木質(zhì)素活性基團(tuán)增加并與纖維素從結(jié)構(gòu)上松動(dòng)分離，使纖維素結(jié)晶度加強(qiáng)，為精制木糖創(chuàng)造了條件；為利用水解渣制造綠色無(wú)膠環(huán)保人造板材創(chuàng)造了條件。低溫鹽酸水解：將經(jīng)過(guò)汽爆的玉米芯(含水率30％)導(dǎo)入專用的水解設(shè)備中，按玉米芯干物重量的1:2加入用水解渣洗液配置的0.75％的鹽酸溶液1.8噸，然后通入蒸汽，升溫至100-105℃停蒸汽，打開壓縮空氣升壓至1-1.5Mpa，保溫1—2小時(shí)，使玉米芯中的半纖維素和已經(jīng)講解的低聚糖充分轉(zhuǎn)化為木糖分子；3、固液分離：將水解液渣送入壓榨式固液分離裝置中進(jìn)行固液分離，分離后的木糖水解液進(jìn)入水解液罐，進(jìn)行下道工序的精制處理。分離后的水解渣經(jīng)清洗后送入發(fā)酵罐進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行深度活化，為不加任何膠粘劑壓制綠色環(huán)保人造板材創(chuàng)造條件。水解渣清洗液回收，配置鹽酸液后對(duì)新爆碎玉米芯進(jìn)行水解，以回收殘?zhí)恰⒐?jié)省水資源；脫色中和：用耐酸泵將水解液罐中的木糖水解液輸送至裝脫色柱中，利用活性炭將木糖水解液中的色素、灰分、膠體、可見渣漬等雜質(zhì)去除，使其透光率達(dá)到20％，得到透明的木糖脫色液；并加入適量的NaOH調(diào)至節(jié)PH至2.5-3.5；超濾過(guò)濾：利用超濾膜的半透性特性，選用20000道爾頓分子量的超濾膜，對(duì)分子量大于20000道爾頓的所有雜質(zhì)和色素進(jìn)行分離，得到澄清的透光率為80％的木糖液，為后續(xù)的膜處理創(chuàng)造條件；電滲析脫鹽：利用木糖溶液本身不導(dǎo)電的特性，在直流電場(chǎng)的作用下，中和過(guò)程產(chǎn)生的鹽和水解過(guò)程產(chǎn)生的陰陽(yáng)離子分別透過(guò)陽(yáng)膜和陰膜被去除，得到以木糖和水為主的水解液。此過(guò)程將去除80-90％水解液中的陰陽(yáng)離子，為后續(xù)的色譜精制和離子交換精制降低了負(fù)擔(dān)，減少了酸堿的排放；低壓反滲透膜濃縮：經(jīng)過(guò)電滲析處理的水解液，電導(dǎo)率由10000us/cm降低至1000us/cm左右。將木糖液加壓到1.5-2.0Mpa，透過(guò)分子量為100道爾頓的抗污染反滲透膜，分子量為150道爾頓的木糖被截留，低于100道爾頓分子量的鹽分和水透過(guò)膜，從而達(dá)到低壓節(jié)能濃縮木糖液的目的。濃度達(dá)到10％的木糖液去下道工序，透過(guò)的水去做水解配液用水，大大節(jié)約了能耗，節(jié)省了水資源；中壓反滲透膜濃縮：將濃度達(dá)到10％的木糖液加壓到3-7Mpa，進(jìn)入抗污染反滲透膜，在電腦控制下自動(dòng)調(diào)整壓力進(jìn)行二級(jí)濃縮，濃度達(dá)到20％的木糖液輸送至下道工序，透過(guò)液去做水解配液用水。MVR蒸發(fā)濃縮：MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器，MVR為單體蒸發(fā)器，集多效降膜蒸發(fā)器于一身，根據(jù)所需產(chǎn)品濃度不同采取分段式蒸發(fā)，即產(chǎn)品在第一次經(jīng)過(guò)效體后不能達(dá)到所需濃度時(shí)，產(chǎn)品在離開效體后通過(guò)效體下部的真空泵將產(chǎn)品通過(guò)效體外部管路抽到效體上部再次通過(guò)效體，然后通過(guò)這種反復(fù)通過(guò)效體以達(dá)到所需濃度。效體內(nèi)部為排列的細(xì)管，管內(nèi)部為產(chǎn)品，外部為蒸汽，在產(chǎn)品由上而下的流動(dòng)過(guò)程中由于管內(nèi)面積增大而使產(chǎn)品呈膜狀流動(dòng)，以增加受熱面積，通過(guò)真空泵在效體內(nèi)形成負(fù)壓，降低產(chǎn)品中水的沸點(diǎn)，從而達(dá)到濃縮，產(chǎn)品蒸發(fā)溫度為60℃左右。用水解過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱將經(jīng)過(guò)濃縮的木糖液加溫到60℃，采用MVR蒸發(fā)器(即機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)器)對(duì)濃度為20％的木糖液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，使其干物濃度為40—50％,。由于預(yù)先用水解廢熱使木糖液加溫到60℃，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程不消耗生蒸汽。蒸發(fā)每噸水的電耗為20-50KW，有效降低了蒸發(fā)費(fèi)用。色譜精制除鹽提純：采用色譜分離吸附樹脂對(duì)木糖MVR蒸發(fā)濃縮液進(jìn)行精制除鹽提純，色譜分離吸附樹脂對(duì)木糖等糖類物質(zhì)和鈣、鎂、鈉、氯、硝酸根及色素等雜質(zhì)的吸附系數(shù)不同，導(dǎo)致各種物質(zhì)流出系統(tǒng)的時(shí)間也不同，有先有后，先流出的組分叫抽提液(即含木糖等糖類物質(zhì)較多的組分)，后流出的組分叫提余液(即含雜質(zhì)較多的組分)，分別收集抽提液和提余液，抽提液進(jìn)行后續(xù)的木糖制備處理，提余液經(jīng)濃縮后作為木糖的副產(chǎn)品出售；陰、陽(yáng)離子交換樹脂精制：將抽提液通過(guò)裝有陰(D296)、陽(yáng)(001-7)離子交換樹脂串聯(lián)組成的離子交換柱，對(duì)木糖液進(jìn)行進(jìn)一步的精制處理，以去除其含有的陰、陽(yáng)離子，此過(guò)程木糖液的電導(dǎo)率低于5us/cm；濃縮、結(jié)晶、離心、烘干：經(jīng)過(guò)色譜精制和離子交換精制后的木糖液濃度有所降低，采用MVR蒸發(fā)器和連續(xù)單效蒸發(fā)器對(duì)木糖精制液濃縮至81-84％的濃度，再利用蒸發(fā)結(jié)晶的方式，使木糖糖膏由不飽和溶液變?yōu)轱柡腿芤涸俎D(zhuǎn)化為過(guò)飽和溶液，其木糖晶粒不斷長(zhǎng)大并析出，再通過(guò)平板式離心機(jī)將木糖晶體與母液分離，得到0.080噸木糖晶體和0.075噸濃度為57％的木糖母液，木糖晶體通過(guò)振動(dòng)流化床將木糖晶體中的水分去除，得到結(jié)晶木糖成品，其含水率為0.2％符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，木糖母液作為副產(chǎn)品出售。廢水處理：采用厭氧、水解酸化、好氧、沉淀、微電解、芬頓試劑、絮凝沉淀進(jìn)行預(yù)處理，污泥通過(guò)壓濾機(jī)壓出，輸送至有機(jī)肥生產(chǎn)線；廢水達(dá)到后續(xù)設(shè)備的進(jìn)水要求，再采用精密過(guò)濾、超濾、納濾、反滲透深度處理后，透過(guò)水全部回用到生產(chǎn)線；濃縮水輸送至飼料生產(chǎn)線的爆破預(yù)噴鹽水從而實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用。對(duì)比實(shí)施例采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，步驟如下：1)粉碎：玉米芯經(jīng)除塵、除雜后轉(zhuǎn)入粉碎機(jī)中，將玉米芯粉碎至2-3cm，備用；2)高溫水蒸煮：將粉碎后的玉米芯導(dǎo)入高溫水蒸煮罐中，按玉米芯干物重量的1:5-10加入蒸發(fā)冷凝水，并開啟攪拌裝置，控制攪拌轉(zhuǎn)速為10-100轉(zhuǎn)/分鐘，用蒸汽升溫至80-110℃、保溫1-3小時(shí)后送入固液分離裝置進(jìn)行固液分離，分離后的高溫蒸煮液進(jìn)入沉降池，其上清液用于玉米芯的罐外預(yù)處理，以節(jié)省工業(yè)水資源；分離后的高溫蒸煮渣進(jìn)入水解釜，進(jìn)行水解操作；3)水解：將高溫蒸煮渣倒入水解釜中，按高溫蒸煮渣干物重量的1:4-12加入經(jīng)反滲透設(shè)備處理過(guò)的淡水，并加入濃硫酸，使水解釜中混合液的硫酸濃度為0.8-1.2％，開動(dòng)攪拌裝置，控制攪拌轉(zhuǎn)速為10-100轉(zhuǎn)/分鐘，然后通入蒸汽，升溫至100-120℃、保溫2-4小時(shí)后送入固液分離裝置進(jìn)行固液分離，分離后的木糖水解液進(jìn)入水解液罐，進(jìn)行后續(xù)的精制處理；分離后的水解渣進(jìn)入渣煤混燒生物質(zhì)鍋爐進(jìn)行燃燒制備蒸汽，用于本發(fā)明工藝的蒸發(fā)濃縮用；4)脫色中和：用泵將水解液罐中的木糖水解液打至脫色釜或脫色柱中，利用脫色釜或脫色柱中的脫色劑將木糖水解液中的色素去除，使其透光率達(dá)到20-50％；利用碳酸鈣將PH值調(diào)節(jié)至3.5；5)精制：對(duì)木糖脫色液進(jìn)行精制處理，使其電導(dǎo)率降低至50μs/cm以下；6)蒸汽蒸發(fā)濃縮：采用多效蒸發(fā)器和單效蒸發(fā)器對(duì)木糖液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，至干物濃度為80-85％，得到木糖糖膏；8)結(jié)晶、離心、烘干：采用冷卻降溫結(jié)晶的方式，按1℃/h的降溫速度進(jìn)行降溫結(jié)晶，使木糖糖膏由不飽和溶液變?yōu)轱柡腿芤涸俎D(zhuǎn)化為過(guò)飽和溶液，其木糖晶粒不斷長(zhǎng)大并析出，通過(guò)三足式離心機(jī)將木糖晶體與母液分離，分別得到木糖晶體和木糖母液，木糖晶體再通過(guò)蒸汽烘干裝置將木糖晶體中的水分去除，得到結(jié)晶木糖成品；木糖母液作為副產(chǎn)品出售，用于制備焦糖色素產(chǎn)品的原料。傳統(tǒng)工藝原材輔料、固廢、廢水、消耗指標(biāo)(噸糖)以實(shí)施例3為例，與對(duì)比實(shí)施例相比，具有以下顯著的進(jìn)步：實(shí)施例3原材輔料、固廢、廢水、消耗指標(biāo)均有了非常大的節(jié)省。序號(hào)名稱單位數(shù)量節(jié)省率1玉米芯噸910％2蒸汽噸2364.5％3電噸110041.7％4水噸6090％5硫酸噸0100％6活性炭噸0.04550％7碳酸鈣噸0100％8鹽酸噸0.515％9氫氧化鈉噸0.726.3％10酒精噸0100％11固廢噸無(wú)12廢水噸回用應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例的用途僅用于說(shuō)明本發(fā)明而非意欲限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，也應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)、修改和/或變型，所有的這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3