[发明专利]一种用于木糖生产的连续离子交换系统及其使用方法

说明书

本发明涉及一种用于木糖生产的连续离子交换系统，包括多个阳离子交换树脂柱和多个阴离子交换树脂柱、连接管路、自控阀和自动控制系统，连接管路包括离子排污总管、纯化水总管、再生剂总管、生产总管、精制总管和甜水总管，以及生产料串柱总管、精制料串柱总管、中转串柱管道和串柱管道，多个阳离子交换树脂柱和多个阴离子交换树脂柱分别组成顺序移动、循环运转的顶水组、精制组、生产组、顶糖组、反洗组、再生组和淋洗组，自动控制系统通过自控阀周期性地控制各组离子交换树脂柱间实现生产、精制、糖顶水、水顶糖、反洗、淋洗和再生过程。本发明还公开一种使用该系统的方法。本发明降低了再生剂和纯化水的消耗量，污水排放量少，降低生产成本。

技术领域

本发明属于离子交换处理技术领域，特别涉及一种用于木糖生产的连续离子交换系统及其使用方法。

背景技术

木糖是自然界中含量最丰富的五碳糖，以缩聚状态广泛地存在于自然界植物的半纤维素中。用酸或酶都可以使聚木糖降解获得木糖。我国北方的广大木糖生产企业主要以玉米芯为原料，生产方式有稀酸水解和酶法水解等，目前，普遍采用的方式是稀酸水解。作为天然产物，玉米芯在稀酸的催化作用下，其中的半纤维素首先水解，生成D-木糖、L-阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖等单糖。同时，生产过程中玉米芯夹带大量的无机盐、水解工序作为催化剂添加的无机酸、以及水解过程产生的非糖有机杂质，如色素、蛋白等物质都对木糖的结晶有重大影响。如果去除不到位，木糖结晶收率明显下降，甚至造成结晶失败。目前，木糖生产过程中脱盐脱酸工作主要依赖于离子交换，离子交换是木糖生产过程中非常重要的一个步骤，主要用途是提纯产品，脱除物料中的杂质，以达到纯化效果。常见的离子交换工艺为固定床离交脱盐工艺，人工操作误差大，很容易跑料，导致离交收率只有85%左右，且树脂利用率低、再生剂用量和纯化水用量都较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种利用模拟移动床进行自动化连续操作，并且再生剂消耗与水消耗低，污水排放量少，用于木糖生产的连续离子交换系统及其使用方法。

本发明是这样实现的，提供一种用于木糖生产的连续离子交换系统，包括多个阳离子交换树脂柱和多个阴离子交换树脂柱，以及相互连接管路和设置在连接管路上的自控阀，以及自动控制系统，所述连接管路包括分别设置在阳离子交换树脂柱和阴离子交换树脂柱的进料端的进料端离子排污总管、纯化水总管、再生剂总管、生产进料总管和精制进料总管，所述连接管路还包括分别设置在阳离子交换树脂柱和阴离子交换树脂柱的出料端的甜水总管、出料端排污总管、生产出料总管、精制出料总管，所述连接管路还包括分别设置在阳离子交换树脂柱和阴离子交换树脂柱之间的生产料串柱总管和精制料串柱总管，所述连接管路还包括设置在阳离子交换树脂柱的生产出料总管与阴离子交换树脂柱的精制进料总管之间的中转串柱管道，所述连接管路还包括设置在相邻的阳离子交换树脂柱和相邻的阴离子交换树脂柱之间的串柱管道，所述生产料串柱总管将阴离子交换树脂柱出料端的生产出料总管与阳离子交换树脂柱进料端的生产进料总管串柱连通，所述精制料串柱总管将阴离子交换树脂柱出料端的精制出料总管与阳离子交换树脂柱进料端的精制进料总管串柱连通，所述串柱管道分别将前一阳离子交换树脂柱和前一阴离子交换树脂柱的进料口分别对应地与下一阳离子交换树脂柱和下一阴离子交换树脂柱的出料口连通；所述多个阳离子交换树脂柱和多个阴离子交换树脂柱分别组成顺序移动、循环运转的顶水组、精制组、生产组、顶糖组、反洗组、淋洗组和再生组，所述自动控制系统通过自控阀周期性地控制各组离子交换树脂柱间实现生产、精制、糖顶水、水顶糖、反洗、淋洗和再生过程。

进一步地，在中转串柱管道上分别设置中转罐和中转泵，阴离子交换树脂柱的生产进料总管外接待离子交换处理的木糖脱色液，阳离子交换树脂柱的精制出料总管外接收集罐以收集已离子交换处理的木糖液，阳离子交换树脂柱和阴离子交换树脂柱的纯化水总管分别外接纯化水，阳离子交换树脂柱的再生剂总管外接阳离子再生剂，阴离子交换树脂柱的再生剂总管外接阴离子再生剂。