[发明专利]一种木糖醇电渗析脱酸装置

说明书

本发明公开了一种木糖醇电渗析脱酸装置，包括用于盛放原液的原水箱、用于分离木糖醇与酸液的电渗析器、用于将原水箱中的原液流入电渗析器内的水泵，电渗析器内设有交替排列的阳膜和阴膜，原液在供水泵的作用下进入电渗析器，经阳膜和阴膜将原液中的酸液和木糖醇分离，得到分离的酸液和木糖水解液。本发明具有电阻率低，导电性能优良，能耗低，选择透过性高；同离子交换树脂比催化效果好、不易中毒，使用寿命长；性能稳定可靠，有良好的耐酸、耐碱、耐氧化性能，电化学性能优良；处理简便，无须再生；强度高，撕裂强度好的优点。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其是涉及一种木糖醇电渗析脱酸装置。

背景技术

木糖醇作为一种可作为甜味剂的糖醇具有广泛的应用前景。木糖醇其甜度与蔗糖相当，具有不刺激胰岛素分泌就能被人体吸收的功能，是糖尿病、肝炎等患者的理想甜味剂。同时，木糖醇不被口腔类的细菌所利用，具有不致龋且有防龋齿的作用，可以适用于做口香糖、巧克力、硬糖等食品的甜味剂。此外，木糖醇具有和甘油等多元醇相类似的性质，在高分子材料、皮革制剂、涂料和医药化工等方面具有广泛的用途。

目前，工业上木糖醇的制备方法主要是酸水解法，一般是利用农业植物短纤维废料，如玉米芯、甘蔗渣、种壳等原料，在稀酸的作用下将植物纤维中的多缩戊糖水解得到木糖水解液，水解液经过中和脱酸、脱色、浓缩、离子交换得到较为纯净的木糖，木糖在镍催化剂的作用下催化加氢得到木糖醇。例如专利号为CN200710150402.X，专利名称为一种木糖醇的制备方法，这种酸水解法制备木糖醇的工艺中，植物纤维水解液中一般含有0.6％～0.8％的稀硫酸，存在一个中和脱酸的工艺路线，一般是加入大量的饱和石灰水或其他碱性原料，充分搅拌中和沉淀后，去除水解液中的残酸。这种中和脱酸的方法存在几个明显的缺点。其一，消耗大量的化工原料。其二，产生大量固体废渣和废水，容易带来二次污染。其三，工艺操作繁琐，劳动强度大，少量的硫酸钙残留会加重后续脱色、浓缩的工艺负担。特别是石膏沉积在蒸发器的管壁上会形成隔热层，降低浓缩过程中蒸汽效率及对蒸发设备造成腐蚀。因此，如何选择一种更加清洁高效、绿色环保的技术应用于木糖醇的脱酸过程显得尤为迫切。

发明内容

本发明的目的在于针对常规技术的不足，提供一种设计合理，更符合环保要求的一种木糖醇电渗析脱酸装置。废水做到无害排放，实现资源的循环再利用。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种木糖醇电渗析脱酸装置，包括用于盛放原液的原水箱、用于分离木糖醇与酸液的电渗析器、用于将原水箱中的原液流入电渗析器内的水泵，电渗析器内设有交替排列的阳膜和阴膜，原液在供水泵的作用下进入电渗析器，经阳膜和阴膜将原液中的酸液和木糖醇分离，得到分离的酸液和木糖水解液。由于木糖呈电中性，而硫酸是强电解质，在电场的作用下，利用阴膜和阳膜对离子的选择透过性，通过电渗析工艺可实现木糖水解液中残酸的选择性去除。电渗析是在直流电场作用下利用阴膜和阳膜的选择透过性，把电解质从水中分离出来的过程。在直流电场的作用下，原液中的离子就定向迁移。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。从而使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。酸液与木糖醇得到分离，木糖醇留在淡水中形成木糖水解液。

作为优选，电渗析器内设有隔板，隔板设在阴膜与阳膜之间，隔板包括网膜、用于包围网膜阻止原水流出的隔离带，网膜上设有若干用于过滤杂质的小孔。通过小孔的设置，可以将原液中的杂质进行过滤，避免杂质进入木糖水解液中。

作为优选，阳膜为均相膜阳膜，阴膜为均相膜阴膜。离子交换膜对不同电荷的离子具有选择透过性。阳膜只允许通过阳离子，阻止阴离子通过；阴膜只允许通过阴离子，阻止阳离子通过。在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移。均相膜因其膜体结构的“均质”特性而有稳定的离子选择透过性能及优良的电化学性能。