[发明专利]一种用甘蔗蔗渣生产木糖的水解方法

说明书

技术领域：

本发明涉及农产品加工过程中的综合利用，尤其是一种用甘蔗蔗渣生产木糖的水解方法。

技术背景：

目前我国木糖工业化生产都是采用化学水解工艺，水解是木糖生产的关键环节，木糖的水解得率决定了木糖产率，水解液的质量和浓度决定了木糖的提纯及浓缩成本及产品质量，对木糖生产企业实现节能减排目标起到决定性作用。目前国内木糖生产都是采用无强制循环直接加热常规水解工艺，现有工艺存在几个问题：(1)装锅系数不高，一般仅达到85％，如蔗渣较碎时只有80％，因而不能保证锅的上部留有足够空间让物料、水和稀酸沸腾；(2)排放不足会出现“假”的蒸汽压力。压力表显示已达指标，而实际没达到，因而水解温度不足，水解质量受影响；(3)排气过多。除浪费蒸汽外，升温速度慢，水解周期长；(4)直接蒸汽加热免不了加入蒸汽带来水分，使液比与实际有出入；(5)由于液比有变化，酸浓度不稳定，影响水解；(6)周期长，糖浓度低。

发明内容：

本发明提出一种用甘蔗蔗渣生产木糖的水解方法，它能解决传统木糖水解工艺控制不稳定、水解得率低、设备利用率低及水解液木糖含量低等问题。

本发明的这种用甘蔗蔗渣生产木糖的水解方法，以甘蔗糖厂蔗渣为原料，采用间接加热强制循环系统，升温时循环泵将水解锅内经过渣水分离的液体抽出间接进行加热，然后再通过布料系统送回锅内，确保水解锅各部份物料传热、传质的均匀性和完全性。

其具体步骤如下：

(1)、催化剂溶液的配制：取蔗渣质量0.5～1.0％浓硫酸或0.1～0.5％浓盐酸，加水配制成浓度为3～10％的催化剂溶液；

(2)、装料水解：将蔗渣装入水解锅，蔗渣体积大于水解锅容量的85％；按蔗渣与催化剂溶液质量比为1∶5～7的比例向水解锅中加入上一步骤配制好的催化剂溶液，立即对水解锅进行升温，保持蔗渣在水解锅内温度115～130℃、90～120分钟进行水解，水解时用循环泵将水解锅内经渣水分离的液体抽出至加热器间接加热，加热后的液体再通过布液器送回水解锅内；水解完成后利用水解锅内余压把物料排出。

所述水解锅内经渣水分离的液体抽入加热器采用蒸汽间接加热。

本发明与现有技术相比有如下的有益效果：

本发明以蔗渣为原料，用硫酸或盐酸作为催化剂，采用强制循环间接加热水解工艺得到高浓度的木糖水解液。它具有以下优点：(1)加热稀酸后再进锅，升温快，保温良好；(2)加热蒸汽凝缩水可以回锅炉；(3)装锅系数提高，可达85～95％，不需留空间让物料翻腾；(4)向外排空气容易操作；(5)降低蔗渣与水解的料液比、很好的实现蔗渣与水解液的分离、使水解过程热量均衡、控制稳定，提高了蔗渣的水解效率，降低后工段的能耗，具有显著的经济效益；(6)水解液质量高，酸浓度稳定；(7)周期缩短；(8)提高水解得率；(9)实现先渗透水解、再串联水解，水解液固形物浓度大于4.0％，比传统水解工艺提高20～25％，后工段蒸发系统的蒸汽消耗降低15～25％。

附图说明

图1为本发明的工艺流程原理图。

具体实施方式

本发明的主要设备包括：水解锅、间接加热器、循环泵、渣水分离器、布液器组成的具有良好的耐腐蚀性能的强制循环水解系统。

采用间接加热强制循环系统，升温时循环泵将水解锅内经过渣水分离的液体抽出，利用蒸汽间接进行加热，然后再通过布料器送回锅内，确保水解锅各部份物料传热、传质的均匀性和完全性，从而使锅内物料升温均匀，保持一定酸浓度，并且液比恒定，酸浓度均匀。此外，蔗渣与催化剂溶液按质量比为1∶5～7的低料液比装入，装锅系数可达85％以上。因此，强制循环水解提高了水解锅单位容积生产能力，缩短水解周期，同时提高固形物(木糖)的浓度，降低后面的了浓缩蒸发工段的负荷，实现节能降耗的目的。

实施例

(1)催化剂溶液的配制

在水箱中注入一定量的水或稀水解液，加入一定量盐酸或硫酸，配制成3～10％的浓度催化剂溶液。

(2)装料水解

往水解锅内加入蔗渣，蔗渣体积大于水解锅容量的85％，按质量比1∶5～7的比例加入配制好的催化剂溶液，对水解锅进行升温，同时启动强制循环泵，打开加热器进汽阀进行加热，保持在115～130℃，保温60～90分钟，水解结束。

(3)排料

水解完成后，关闭强制循环泵、关闭加热器进汽阀，利用水解锅内余压把物料排出喷放池，进入下工段处理。