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木糖是木聚糖的一個組分,木聚糖廣泛存在于植物中,目前我們國家木糖提取原料主要有玉米芯和甘蔗渣?,F(xiàn)有的木糖生產(chǎn)工藝主要為酸水解玉米芯制木糖,但得到的水解液木糖濃度低,現(xiàn)有工藝中主要通過蒸汽濃縮的方式完成木糖離交液的濃縮。但這種方式往往需消耗大量的蒸汽,造成高能耗,增加了生產(chǎn)成本,同時,濃縮周期也比較長,生產(chǎn)效率低下,隨著膜分離技術(shù)的發(fā)展,膜分離技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)蒸汽濃縮技術(shù)可以有效的減少蒸汽的消耗,降低能耗,節(jié)約生產(chǎn)成本。而膜濃縮出來的水,顏色趨于無色潔凈,可回用于前端酸解工序,節(jié)省生產(chǎn)用水,降低廢水排放量。
木糖生產(chǎn)工藝流程
在天然色素提取過程中,經(jīng)過離心、精濾等方式處理,后期結(jié)合單效、多效濃縮、減壓真空濃縮等方式,對提取液進行濃縮和除雜,以獲得我們需要的有效成分。在生產(chǎn)工藝中往往用到很多的過濾方式,常用的精濾、板框等死端過濾,由于提取液中含有大量的溶解性大分子雜質(zhì),如:大分子蛋白、鞣質(zhì)、多糖等,傳統(tǒng)過濾方法只能實現(xiàn)提取液的暫時澄清,久置過程中,這些溶解性雜質(zhì)仍然會析出產(chǎn)生沉淀,導致成品出現(xiàn)分層、返渾等現(xiàn)象,極大的影響了產(chǎn)品品質(zhì)。
天然色素提取傳統(tǒng)工藝劣勢
1、濃縮過程沒有除雜、提高產(chǎn)品純度的優(yōu)勢。
2、統(tǒng)工藝,人工勞動強大,增加了大量的人工成本。
3、濾除雜精度低,效果不穩(wěn)定,產(chǎn)品品質(zhì)差,貨架期短。
4、備自動化程度低,操作繁瑣,容易出現(xiàn)污染。
5、材使用量大,生產(chǎn)成本高。
6、素久置出現(xiàn)分層、返渾等現(xiàn)象。
天然色素提取膜過濾濃縮工藝過程
提取液通過預處理去除部分固性雜質(zhì)(常用過濾方式有板框過濾/離心等),然后經(jīng)過膜過濾,去除前工序中溶解的蛋白、鞣質(zhì)、大分子多糖等雜質(zhì),徹底實現(xiàn)料液的澄清,澄清后的料液進入膜濃縮系統(tǒng),濃縮膜截留色素,使小分子的無機鹽、水分及其他雜質(zhì),實現(xiàn)濃縮脫水以及除雜質(zhì)的雙重目的。
天然色素提取膜過濾濃縮工藝
天然色素提取液→離心/板框→超濾膜除雜→膜濃縮→后續(xù)工藝
天然色素提取膜過濾濃縮工藝優(yōu)勢
1、濾精度高,徹底去除溶液中的大分子蛋白、鞣質(zhì)、淀粉、植物纖維等,提高提取液的澄清度,避免成品久置產(chǎn)生沉淀,延長貨架期,提高產(chǎn)品澄明度。
2、用壽命長,運行成本低。
3、生清洗容易,維護成本低。
4、濃縮的成本只有熱濃縮的1/5左右,極大的節(jié)省了企業(yè)的成本。
5、過篩分過濾使提取液中分子質(zhì)量更為集中,久置不會出現(xiàn)分層。
6、縮的同時,脫除小分子雜質(zhì)及無機鹽,提高產(chǎn)品品質(zhì)。
天然色素提取膜過濾濃縮應用領(lǐng)域
1、菜紅膜提取濃縮
2、曲紅膜提取濃縮
3、子黃膜提取濃縮
4、卜紅膜提取濃縮
5、黃膜提取濃縮
6、色素膜提取濃縮
在水解液凈化過程中,采取了一次中和一次離子交換工藝,在這個工藝的基礎(chǔ)上,又加了一次氫化液離子交換,就變成了一次中和脫酸二次交換工藝,都屬于中和脫酸工藝。我們知道,在木糖醇生產(chǎn)過程中,玉米芯首先要水解生產(chǎn)水解液,水解時要加催化劑—硫酸,而水解后,硫酸就存在于水解液中,但在生產(chǎn)過程中,這部分硫酸必須除去,顧名思義中和脫酸工藝就是用中和的方法將酸除去,中和劑通常用碳酸鈣。硫酸被碳酸鈣中和成石膏—硫酸鈣,硫酸鈣在水中的溶解度很小,絕大部分石膏都成為沉淀經(jīng)過濾除去。
木糖生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點
木糖生產(chǎn)工藝比較簡單,酸堿消耗低,可降低成本,設備也比較簡單,易操作,投資少。但由于它是初始工藝,必然有不足之處,它的缺點主要來至工藝本身,眾所周知,石膏雖然在水中的溶解度小,也不是絕對不溶解,在進入下個濃縮工序時,隨著水解液變濃,石膏在水解液中濃度也變大,呈過飽和狀態(tài),此時就有一部分石膏又沉淀出來,沉積在蒸發(fā)器的管壁上,形成隔熱層,降低蒸發(fā)效力,浪費蒸汽,降低設備利用率。 由于,這層結(jié)垢很難除去,特別是很難用化學方法除去,不得不用機械法清除結(jié)垢,不但麻煩,而且勞動強度很大,對設備也有不同程度的損傷,降低設備的使用壽命。
膜法濃縮木糖一次離交液工藝過程
木糖水解液→石灰沉淀→活性炭脫色→壓濾→一次離子交換→膜濃縮→一次蒸發(fā)濃縮→二次活性炭脫色→二次離子交換→二次蒸發(fā)濃縮→三次蒸發(fā)濃縮→結(jié)晶→離心分離→烘干→包裝→成品
膜工藝濃縮技術(shù)優(yōu)勢
1、濃縮膜可以有效的截留木糖等有效成分而透出水,達到濃縮的目的。
2、濃縮透過水澄清透亮,可以用于提取回用,節(jié)約水資源,減少污水排放。
3、膜濃縮是一種低溫濃縮,不需要額外的加熱,因此,膜濃縮可以節(jié)省大量的蒸汽,降低能源消耗,降低生產(chǎn)成本。
4、膜濃縮過程也會產(chǎn)生一定的熱量,濃縮同時可使木糖離交液的溫度升高,可降低下一步濃縮升溫所帶來的蒸汽消耗。
5、膜工藝過程無污染物排放,減輕了廢水排放的壓力,減少廢水處理的投資。
6、自動化程度高,操作簡單方便,在線清洗,降低勞動強度。
7、膜元件有完善的操作、清洗、保養(yǎng)說明和方法,使用壽命長、降低膜的消耗成本。