结晶木糖醇生产工艺、节能及环保分析

郭朝华 乔建芬

（1中国日用化学工业研究院，太原，030001） （2山西轻工职业技术学院，太原， 030013）

结晶木糖醇生产工艺、节能及环保分析

郭朝华1*乔建芬2

（1中国日用化学工业研究院，太原，030001） （2山西轻工职业技术学院，太原， 030013）

介绍了结晶木糖醇生产背景、质量标准及生产技术方案；分析了结晶木糖醇生产过程主要能耗，提出了节能措施；分析了结晶木糖醇生产过程主要“三废”内容，提出了“三废”治理的方法。

木糖醇；生产工艺；节能；环保

1 结晶木糖醇生产背景

随着生活水平的提高，人们对木糖醇的特殊功能的了解，木糖及木糖醇制品越来越受到消费者的欢迎。木糖醇可以防龋齿，可以添加到牙膏中；对糖尿病有辅助治疗作用，可做为糖尿病人的最佳替代蔗糖之甜味剂；能抑制肥胖，可制作减肥甜点；木糖醇还有润肠作用，可作为治疗便秘的辅助药。木糖醇的需求包括出口需求和内销需求两部分。在国外，木糖醇制品早已深入千家万户。国内厂商加大了对木糖醇功能的宣传，含木糖醇的功能食品与保健品成了市场的新卖点，国内对木糖醇的市场需求逐年增长，结晶木糖醇产品供不应求，对木糖醇新的需求不断涌现，木糖醇市场发展形势非常乐观。

2 FCCⅣ级结晶木糖醇质量标准（见表1）

表1 FCCⅣ级结晶木糖醇质量标准

3 FCCⅣ级结晶木糖醇生产技术方案

目前FCCⅣ级结晶木糖醇的生产采用比较先进的“蒸发结晶制木糖醇”及“釜内沉降”新工艺，各项技术经济指标己基本达到国内先进水平。

3.1 工艺流程

3.2 工艺流程简述

3.2.1 溶解

将定量的结晶木糖倒入定量的水中，开动搅拌使其完全溶解于水中，得到质量分数50%的木糖溶液。

3.2.2 pH调节

加入硫酸将溶液pH调节到7.5～7.8。

3.2.3 氢化

木糖溶液被送入高压釜中，在镍铝合金催化剂的作用下与氢气发生反应，木糖氢化得到木糖醇。

3.2.4 脱色

氢化液中的糖液在氢化过程因高温而产生的有色物质，在氢化液中加入粉末活性炭以吸附有色物质。

3.2.5 压滤

利用板框压滤机将氢化液中的活性炭连同其吸附的有色杂质一并滤除，氢化液颜色变得清亮透明，部分夹带在氢化液中的镍铝合金催化剂也被滤除。

3.2.6 离子交换

经脱色后的氢化液依次通过阳离子交换柱和阴离子交换柱，溶液中的阳离子和阴离子分别被除去，氢化液中的无机杂质（包括残留的镍铝合金催化剂）基本被去除。

3.2.7 真空蒸发

经离子交换后的氢化液通过真空降膜蒸发器除去其中的部分水分，质量由50%左右上升到70%。

3.2.8 真空蒸发结晶

木糖醇溶液进入真空蒸发结晶罐中，随着水分的不断蒸发，溶液过饱合，木糖醇以晶体的形式从溶液中析出。

3.2.9 离心分离

结晶好的木糖醇膏进入离心机，其中的高纯度晶体木糖醇留存在离心机的筛蓝中，仍然溶解在溶液中的木糖醇及少量杂质从离心机甩出后返回至真空蒸发结晶工序。

3.2.10 干燥

留存在离心机的筛蓝中的高纯度晶体木糖醇仍含有一部分水分，将其取出后送到干燥设备中烘干至水分符合要求。

3.2.11 包装

干燥后的结晶木糖醇被精确称量后密封在专门的包装袋中，等待质检后出售。

4 结晶木糖醇生产过程节能措施

我国资源利用中的浪费现象十分严重，能源利用率只有日本的50%、美国的60%，不仅加大人力、物力、财力损耗，也污染了自然环境，因此调整能源结构、节约能源是我国发展国民经济的一项长期基本国策，对每一个建设项目，从计划到生产管理，都必须认真地研究并采取节能措施，从而降低产品的成本，提高企业的经济效益。工艺生产主要耗能是蒸汽和电力，因此企业应加强蒸汽、电力的控制管理，以达到节省能耗、降低成本、增加经济效益的目的。在结晶木糖醇生产过程中主要采用的节能措施有几点。

a） 所有的蒸发工段尽量选用低耗能三效蒸发器，糖液在浓缩蒸发时从三效蒸发器排出的凝结水用作过程水返回流程使用，不但减少了污水排放量，而且节约了新鲜水量。

b）为了减少地下水资源的开采，最大限度的提高水的回用率，生产中凡是能够使用循环水的工序全部使用循环水。

c）选用先进的大型设备代替小型多台并联生产，提高生产的效率；选用节能电机、节能风机等节能设备，降低能源消耗。

d）采用新型节能型变压器，不选用已公布淘汰的高能耗机电产品。在车间变配电所集中安装设补偿电容器，使其功率因素达到0.95以上。

e） 生产过程中用泵较多，因此泵的选型时，对泵的流量、扬程要给予充分的重视，做到合理选用，避免大马拉小车，以节省电耗。

f）重视耗能计量设计，主要耗能单元均设计量仪表，使操作人员和管理人员心中有数。

5 结晶木糖醇生产过程环境保护

5.1 结晶木糖醇生产过程产生的主要污染源与污染物

5.1.1 废水

主要有糖醇车间生产工艺废水、离交柱冲洗水、蒸发冷凝水；氢制备车间循环冷却水、蒸汽冷凝水；生活污水。

5.1.2 废渣

主要有糖醇车间失活镍铝合金催化剂、废活性炭。

5.1.3 噪音

主要有风机、离心机等高速设备产生的噪声。

5.1.4废气

该生产过程基本没有废气产生。

5.2 “三废”污染物综合治理方法

5.2.1 噪声治理

对噪声大的设备均分别装设消音设施，尽量降低噪音，必要时在建筑处理上设间壁墙单独封闭或安装吸音板材等措施；对运转时震动较大的设备，在基础处理上均采取防震、隔震、减震措施。尽可能减少噪声对其他生产部位的干扰，国内设备配套的电动机均选用低噪音的Y系列及TB系列电动机，使噪声不超过《城市区域环境噪声标准》GB3096-93规定的标准，以保证生产操作人员的健康。

5.2.2 废渣综合利用

本项目废渣有失活的镍铝合金催化剂与废活性炭等。失活的镍铝合金催化剂可以卖给镍铝合金催化剂生产厂家重新复活；活性炭可以掺入煤中做燃料或出售给活性炭生产企业再生利用，不会产生二次污染。

5.2.3 废水综合治理

该生产所产生的废水中主要含有约质量分数0.3%的氯化钠，不含任何有毒有害物质，废水经简单处理后即可达到国家排放标准。

5.2.4 废气治理

该生产过程无废气产生。

6 结论

结晶木糖醇的生产过程能耗低，环境污染少、易治理；生产项目投资少，见效快；产品生产成本低，市场有保障，前景可观。

［1］ 金树人.中国糖醇行业的形势与发展动态［J］.牙膏工业.2006（2）：47-48.

［2］ 尹璇，陈志伟.木糖生产与分析方法的研究进展［J］.生命科学仪器，2008，6（8）：13-17

［3］ 王关斌，赵光辉.木糖醇的生产与发展趋势［J］.浙江化工，2005，36（2）：25-26，42.

［4］ 朱宝轩.化工安全生产概论［M］.北京：化学工业出版社，2005.

Analysis in technology,energy-saving,and environmentally-friendly of crystallized xylitol

GUOChao-hua1*QIAOJian-fen
1（China research institute ofdailychemical industry,Taiyuan 030001，China）2（Shanxi vocational and technical college oflight industry，Taiyuan 030013，China）

Production procedures,quality standards,and the production technology of crystallized xylitol were introduced.The main energy consumption and the three wastes（waste gas,waste water and industrial residue）in production were analyzed.The energy-savingand environmentally-friendlymethods were put forward.

xylitol；production process； energy-saving； environmentally-friendly

TS245.8

A

1673-6004（2011）03-0040-03

* 郭朝华，男，1965年出生，1987年毕业于天津轻工学院化工机械设备专业，高级工程师。

乔建芬，通讯作者：Email：Joe-660322-Joe@yahu.com.cn.

2011-09-16