1、誠信承諾書本人鄭重承諾：我所呈交的課程設計是在指導教師年產2萬噸結晶木糖醇生產車間設計的指導下，獨立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點和材料，均在文后按順序列出其參考文獻，設計使用的數據真實可靠。承諾人簽名： 日期： 年 月 日年產2萬噸結晶木糖醇生產車間設計摘 要隨著人們對木糖及木糖醇的特殊功能的了解，木糖醇被廣泛用于食品、醫藥等領域；如利用木糖醇渣作基料成功開發出食用菌產品1，也可作為糖尿病患者的輔助治療劑。本設計是采用木糖結晶法來生產結晶木糖醇。結晶木糖醇的生產步驟是首先將玉米芯進行清洗，后送入水解罐中，再加入硫酸進行酸解；通過中和脫色罐進行中和脫色，接著將中和脫色液進行板框過濾，后

2、進入離子交換柱吸附除雜質；再進行第一次蒸發濃縮，繼續進行二次離子交換，和二次蒸發濃縮；將濃縮液打入臥式結晶機中進行木糖結晶，然后對其連續氫化，使木糖液轉化為木糖醇液，最后利用離子交換柱進行交換，蒸發器蒸發濃縮木糖醇液；然后采用梯度降溫對濃縮液進行結晶，通過離心機分離木糖醇晶體與母液，得到木糖醇晶體，利用蒸汽去除水分，最獲得晶體木糖醇成品。本設計是采用木糖結晶法可以提高和凈化結晶木糖醇的質量2。設計內容包括工藝原料的選擇；生產設備選型；工藝中的物料衡算，以及工藝流程圖和車間布置圖。關鍵詞：木糖；木糖醇；玉米芯；木糖結晶法An annual output of 20000 tons of crys

3、talline xylitol production workshop designAbstractAlong with the special function of xylose and xylitol understanding, xylitol is widely used in food, medicine and other fields; such as the use of xylitol slag as the raw material of edible fungus products successfully developed 1, also can be used a

4、s the auxiliary treatment of diabetes patients. This design is the use of xylose crystallization method to produce crystalline xylitol. The production steps crystalline xylitol is first cleaned the corncob, sent in the hydrolysis tank, adding sulfuric acid solution is neutralized by neutralization;

5、decolorization decolorization tank, then neutralizing decoloring solution of plate and frame filter, after entering the ion exchange column adsorption impurities; then the first evaporation, continue to carry out a two ion exchange, and two evaporation; xylose crystallization will concentrate in the

6、 horizontal crystal machine, and then the continuous hydrogenation of xylose into xylitol, liquid liquid, the ion exchange column exchange, evaporator evaporation and cooling crystallization of xylitol liquid; the concentrate gradient, separate the xylitol crystal and the mother liquor by centrifuge

7、, to obtain xylitol crystal, removing water use steam, the obtained crystal xylitol products. This design is the use of xylose crystallization method can improve the quality of 2 purification and crystallization of xylitol. Design content including the process of selection of raw materials; producti

8、on equipment; material balance in the process of calculation, and process flow diagrams and workshop layout.本設計工藝流程為：Keywords: Xylose；Xylitol ；Corn cob ；Xylose crystallization method目 錄1 前言11.1木糖醇的簡介11.2木糖醇的物化性質11.2.1物理性質11.2.1化學性質11.3木糖醇的用途21.4木糖醇的發展與意義21.5木糖醇工藝設計的簡述22 材料的確定于生產工藝的論述42.1材料的確定42.1.1木

9、糖醇的原料42.1.2木糖醇的輔料42.2木糖醇工藝的論述42.2.1水洗和水解工序42.2.2中和和脫色工序52.2.3一次離子交換工序62.2.4一次蒸發濃縮工序62.2.5二次離子交換工序72.2.6二次蒸發濃縮工序72.2.7結晶工序72.2.8加氫工序72.2.9三次離子交換工序82.2.10三次濃縮工序82.2.11再結晶工序82.2.12離心分離工序82.2.13干燥工序92.2.14內外包裝工序93 木糖醇工序的物料衡算103.1水洗和水解工序的物料衡算103.1.1水洗和酸預處理的物料衡算103.1.2水解，水洗回收糖的物料衡算113.2中和和脫色工序的物料衡算133.3一次

10、離子交換工序的物料衡算153.4一次蒸發濃縮工序的物料衡算163.5二次離子交換工序的物料衡算173.6二次蒸發濃縮工序的物料衡算183.7結晶工序的物料衡算193.8加氫工序的物料衡算193.9三次離子交換工序的物料衡算203.10三次濃縮工序的物料衡算213.11再結晶工序的物料衡算223.12干燥工序的物料衡算224 木糖醇生產設備選型244.1水解工序設備選型244.2中和，脫色工序設備選型244.3一次交換工序設備選型254.4一次蒸發濃縮工序設備選型254.5二次交換工序設備選型264.6二次蒸發濃縮工序設備選型264.7木糖結晶工序設備選型274.8木糖加氫工序設備選型274.9

11、三次交換工序設備選型284.10三次蒸發濃縮工序設備選型284.11再結晶工序設備選型284.12離心分離工序設備選型284.13干燥工序設備選型294.14總設備選型305 能量估算與污染物處理315.1能量估算315.1.1水電氣用量315.1.2勞動力估算325.2污染處理325.2.1水污染處理325.2.2噪聲污染處理335.2.3廢渣污染處理336 設計總結34主要參考文獻35謝 辭36附 錄371 前言1.1木糖醇的簡介 木糖醇的分子式是C5H12O5，木糖醇和阿拉伯糖醇、核糖醇、來蘇糖醇互為同分異構體2。木糖醇是具有甜味的醇，但它卻不是糖，原因是它并沒有糖類的醛基，而是擁有5個

12、羥基，也正是羥基使其具有甜味；木糖醇擁有5個羥基使其甜味甜過蔗糖，比果糖稍低點2。糖類一般是應用于制作甜味劑，而木糖醇具有甜味，便也可用來制作甜味劑，可它們的物化性質是不同的，木糖醇一般不能被細菌發酵，而有的糖類卻可以被各種酵母發酵成不同的產品，這就說明了木糖醇具有它本身獨有的作用，有很大的研究的價值。不過，木糖醇本性偏涼，對腸胃有刺激作用，不易被胃酸分解3。木糖醇是一種重要的食品添加劑4,木糖醇具有很大的營養價值，不過它的提取所花費的費用巨大，但它卻普遍存在于自然界。但這并不能阻礙人們對木糖醇的需求，有需求便有效益，便促進企業不斷地研發新的制木糖醇工藝。因為農林廢料含有豐富的多縮戊糖2，而多

13、縮戊糖可通過加酸的化學水解及結晶得到木糖，進一步通過加氫還原成木糖醇。1.2木糖醇的物化性質1.2.1物理性質 木糖醇是五元醇，它的相對分子質量是152.12；其外形一般以結晶狀或粉末狀2。果糖的甜度是木糖醇的1.15倍，其熱量和蔗糖相同，鑒于木糖醇的優點，它大有取代蔗糖成為第一甜味劑的趨勢5；木糖醇可代替蔗糖按正常生產需要用于糖果、糕點、飲料6。木糖醇的熔點比蔗糖低，是9295；溶于水時會發生吸熱反應。由于相似相容原理，木糖醇微溶于酒精，易溶于水，難溶于有機溶劑。1.2.1化學性質木糖醇是戊五醇，與其他醇類物質一樣擁有羥基，故木糖醇具有其他醇類物質的通性。既可以被氧化生成酸，又可以被還原成醛

14、，更可以與有機酸發生反應生成相對應的酯；聚丙烯酸樹脂與木糖醇可以發生酯化反應7；還可以分子內脫水形成脫水木糖醇。脫水木糖醇與液體木糖醇（木糖醇結晶后的木糖醇母液）的形態相似2，都是液體；但它們不是同一種物質，并不是熔化了的木糖醇液體，兩者的性質有很大的區別。不過與甘油有太多的相似的地方，由于相似相容的原理，脫水木糖醇具有甘油一些性質，脫水木糖醇可運用于軍工和食品等行業2。1.3木糖醇的用途 木糖醇有廣泛的作用，比如木糖醇可以改善肝功能，降低轉氨酶，可制作營養劑和輔助治療劑；木糖醇可以延長食品保質期，緩慢物品潮濕度，可以制干燥劑；木糖醇可以防止齲齒，抑制鏈球菌的生長及酸的產生，可以制木糖醇口香糖

15、8；木糖醇可增加相容性，提高絕緣電阻，可以制耐熱的增塑劑；木糖醇具有相當強的吸濕性，降低了物體的干燥度，可以制保濕劑；木糖醇具有抑制肥胖，消除人體內有害酮體的產生，可制作減肥甜點。木糖醇具有無刺激作用，可調節化妝品類的濕潤度，可以制調整劑。糖醇來源廣泛,價格低廉,具有開發綠色增塑劑的潛在優勢9。1.4木糖醇的發展與意義一開始，開發研究木糖醇是為了解決甘油缺乏的問題，從而尋找甘油的代替品。我國的木糖醇發展史悠久，將近40多年。木糖醇開發起步時，由于技術不夠成熟，耗能高，所付出的成本遠大于甘油的，導致不能廣泛運用于其他工業部門2。我國是農業發展的大國，每年產生大量的農業廢料，而木糖醇新興工業又是以

16、農業廢料為原料的工業，所以這新興工業是變廢為寶的工業。但是，一開始時，木糖醇工業并不是很理想；在20世紀60年代末2，我國的經濟不發達，木糖醇工藝復雜，開發成本高，很多人都買不起。近10多年，我國木糖醇產量劇增，全都是研究技術人員的努力以及企業逐利而研究新的工藝所帶來的效果，促進木糖醇工業的發展。如今，我國生產木糖醇的數量占世界產量的1/2,遠銷國外市場的數量占世界的2/3，說明我國已是木糖醇的出口大國2；我國木糖醇質量已達到FCC級，說明我國木糖醇的質量擠入國際領先水平。木糖醇作為健康配料，越來越廣泛地應用住糖果、飲料、焙烤食品、保健食品等食品品類中，具有巨大的市場潛力10。目前，我國經濟發

17、展良好，人民的生活質量得到了提高，越來越注重營養和健康；而木糖醇可以使雙岐桿菌增殖來提高人體的免疫力2，受到人們普遍歡迎；我國木糖醇很受國外客商的歡迎，出口量和價格不斷上漲，生產木糖醇的數量遠遠不能滿足國內外市場的需求。可見，木糖醇的市場前景一片光明。1.5木糖醇工藝設計的簡述隨著木糖醇工業的發展，很多廠家采用了中和脫酸工藝，離子交換脫酸工藝，中和-離子交換復合脫酸工藝和木糖結晶法生產木糖醇2。中和脫酸工藝的優點是設備易操作，成本少；缺點是產品質量不是很好，耗時耗力，對設備影響也大。離子交換脫酸工藝的優點是凈化液質量好，設備使用壽命長，缺點是設備多，成本大。中和-離子交換復合脫酸工藝是結合前兩

18、者的優點而推出的工藝2，木糖結晶法更是進一步提高和凈化產品的質量。本設計為了得到質量高，產量多的木糖醇結晶產品，結合上述4種工藝，故采取木糖醇結晶法生產結晶木糖醇，工藝如下：圖1.1 結晶木糖醇生產工藝流程圖2 材料的確定于生產工藝的論述2.1材料的確定2.1.1木糖醇的原料多縮戊糖可通過加酸的化學水解及結晶得到木糖，進一步通過加氫還原成木糖醇2。因此，要尋找確定木糖醇的原料，就要選取多縮戊糖含量高的，雜質含量少的農業廢料；生產木糖醇工業需要大量的原料，故要選一些農林業廢料數量能滿足生產木糖的要求，甚至要考慮成本，便要選擇一些運輸簡單以及比較集中的原料。各種農業廢料組成如表2.1所示2，表2.

19、1 各種農業廢料組成(%）名稱多縮戊糖纖維素木質素灰分玉米芯3542323617201.211.84玉米稈2458376818384.66甘蔗渣242545182024棉稈20.7641.4223.169.47小麥稈25.5640.4022.346.04由上面表2.1得出玉米芯是生產木糖醇最佳的原料之一，故本設計選取玉米芯為原料。2.1.2木糖醇的輔料由于生產木糖醇工藝得知，輔料有硫酸和鹽酸，碳酸鈣，活性炭，陰樹脂和陽樹脂，純堿以及酒精。其實硫酸和鹽酸可作水解時的催化劑和陽樹脂的再生劑；碳酸鈣可作凈化過程中的中和劑；活性炭可作脫色時所需要的脫色劑；陰樹脂和陽樹脂可作離子交換時的交換樹脂；純堿可

20、作陰樹脂的再生劑；酒精則使離心分離中的木糖醇膏的收率和質量得到提高。 2.2木糖醇工藝的論述2.2.1水洗和水解工序預處理是指玉米芯經過水洗，去除表面附著的泥土與內在大多部分的雜質，如果膠、脂肪、含氮物、灰分、色素等2。水解工序包括水洗等部分的。水解的步驟是首先將1%濃硫酸用壓酸罐壓入酸高位罐，接著讓酸高位罐中的濃硫酸流入酸計量罐；當玉米芯通過稀酸釜處理后，打開水解釜上蓋，1%濃硫酸經酸計量罐和水解用水一同加入水解釜內，然后蓋上水解釜上蓋，在溫度105115下進行3小時水解2，水解完后，讓水解液流入水解液儲池。玉米芯水洗與水解工藝流程圖如圖2.1所示。圖2.1 玉米芯水洗與水解工藝流程圖1-濃

21、硫酸儲罐;2-壓酸罐；3-酸高位罐；4-酸計量罐；5-皮式輸送機；6-刷子7-水洗機；8-上料輸送機；9-皮式輸送機；10-循環水池；11-循環水泵2.2.2中和和脫色工序水中和脫色的步驟是開啟水解液泵，將水解液打入中和-脫色罐內，當溫度75左右時，讓乳化液罐中的1.101.16g/cm3碳酸鈣乳液緩慢加入中和-脫色罐內，當PH值為3時，停止加碳酸鈣乳液,讓它們充分反應45分鐘左右2；之后將中和脫色液打入板框過濾機進入過濾，濾液通過濾嘴排放到中和脫色液池中。中和脫色工藝流程圖如圖2.2所示。圖2.2 中和脫色工藝流程圖1-乳化液罐；2-中和脫色罐；3，6-泵；4-板框過濾機；5-中和脫色液池；

22、2.2.3一次離子交換工序 在木糖結晶法的工藝中的中和脫色工序引入了中和劑碳酸鈣，即是引進了鈣離子，所以先進入陽柱，可以先除去鈣離子；再進入陰柱，再除去硫酸根離子；最后進入陽柱，這樣一來可以使陰柱出來的凈化液PH得到調節，不會破壞后面工序中的木糖2。一次離子交換工藝流程圖如圖2.3所示。圖2.3 一次離子交換工藝流程圖1-堿液;2-廢堿；3-去離子水；4-凈化液；5-1%凈化液；6-廢酸7-酸液；8-中和脫色液；2.2.4一次蒸發濃縮工序木糖醇的濃縮工藝中的蒸發濃縮是為除去部分有機酸與水解液的灰分，而生產木糖醇是極大的工程，消耗能量與水量非常大，故盡量采用一些節能的設備2，因此此工序則采用三效

23、蒸發器進行濃縮。三效蒸發設備流程示意圖如圖2.4所示。圖2.4 三效蒸發設備流程示意圖1-升膜式蒸發器;2-濃縮液收集器；3-大氣冷凝器；4-真空緩沖器；5-真空泵；6-廢酸凈化液池;7-冷卻水循環池；2.2.5二次離子交換工序一次離子交換后的凈化液質量達不到木糖加氫的標準，故要進行二次離子交換，繼續清除凈化液中的雜質2，此工序的交換先進入是陽柱，之后才是陰柱。二次離子交換工藝流程圖如圖2.5所示。圖2.5 二次離子交換工藝流程圖1-堿液;2-廢堿；3-去離子水；4-凈化液；5-1%凈化液；6-廢酸7-酸液；8-中和脫色液；2.2.6二次蒸發濃縮工序凈化液要經過多次濃縮才能達到木糖結晶的要求，

24、則二次濃縮工序中的凈化液要分兩步進行，分別為二效蒸發器和降膜式蒸發器進行濃縮2。2.2.7結晶工序將濃縮后的濃縮液加入結晶機中，調節冷卻水的流量，使結晶機內的溫度下降，實木糖結晶析出。2.2.8加氫工序木糖加氫工序是采用連續加氫的，先加入催化劑，再調節PH值到7左右2，用高壓進料泵將料液打入，再充入氫氣，讓兩者彼此混合進行反應；氫氣可以通過回氣柜循環使用。加氫工藝流程圖如圖2.6所示。圖2.6 加氫工藝流程圖1-氫氣壓縮機;2-氫氣緩沖器；3-混合器；4-進料泵；5-預熱器；6-反應器7-冷卻器；8-高壓分離器；9-低壓分離器；2.2.9三次離子交換工序此交換工序的目的是為了除去加氫工序所增加

25、的酸度和催化劑等雜質，交換順序為陽柱陰柱。2.2.10三次濃縮工序 由于加氫工序采用了連續加氫，則氫化液的濃縮一般分兩步濃縮，分別用雙效蒸發器和單效蒸發器進行蒸發濃縮，使濃縮液達到82882。2.2.11再結晶工序 通過了三次交換和三次濃縮，濃縮液達到了結晶的標準，收集高濃度82的醇膏醇溶液2，往結晶機中加入，調節冷卻水的流量使結晶機的溫度緩慢降低，使晶體析出。2.2.12離心分離工序 通過結晶得到的木糖醇加入三足式離心機中，使其充分離心分離，得到較高純度的木糖醇晶體。2.2.13干燥工序 木糖醇結晶干燥是為了減少晶體中的含水量，使水分降低至0.5以下2，以方便長時間存放，采用氣流干燥機對木糖

26、醇結晶體進行干燥。2.2.14內外包裝工序對結晶木糖醇進行內外包裝，木糖醇的包裝要嚴格按標準的包裝要求來進行，保證結晶木糖醇產品的穩定，不使其被破壞便可。3 木糖醇工序的物料衡算3.1水洗和水解工序的物料衡算年產結晶木糖醇20000t，每年按300個工作日計算，則日產結晶木糖醇66.67t。查詢資料得知，生產1t結晶木糖醇需要消耗絕干玉米芯11.73t2，則日產66.67t結晶木糖醇需要消耗絕干玉米芯782.04t，那么年產20000t結晶木糖醇需要消耗絕干玉米芯234612t。3.1.1水洗和酸預處理的物料衡算表3.1 風干玉米芯水洗耗水量計算參數2計算參數數值計算參數數值風干玉米芯：水1:

27、10預處理后玉米芯損失5%（風干玉米芯）預處理加水固液比1:5（風干玉米芯）預處理后釜內玉米芯含水量60%（風干玉米芯）預處理加酸濃度0.1%日產66.67t結晶木糖醇需要消耗絕干玉米芯782.04t的物料衡算：進入系統：要增加15%的彈性系數，而絕干玉米芯782.04t,即是風干玉米芯是含15%水分的玉米芯；離開系統：表3.2 水洗和酸預處理的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a絕干玉米芯782.04234012絕干玉米芯736.0375220811.25其中：水138.0141403玉米芯損失46.002513800.75加洗水

28、9200.52760150廢水12839.3043851791.2預處理加水4600.251380075預處理料含水1104.05625331216.875預處理加酸4.600251380.075總計14725.400254417620.075總計14725.400254417620.0753.1.2水解，水洗回收糖的物料衡算表3.3 水解，水洗回收糖的計算參數2計算參數數值計算參數數值得糖率30%（絕干玉米芯）無機酸濃度0.6%加水固液比1:4（風干）灰分0.2%加酸后水解液酸的濃度1%有機酸濃度0.4%加洗水量為玉米芯（風干）1.5倍殘渣含水80%糖液濃度5%進入系統：玉米芯（干基）：73

29、6.0375t，玉米芯含水：1104.05625t其中，離開系統：表3,4 水解，水洗回收糖的物料衡算進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a玉米芯（干基）736.0375220811.25水解液4416.2251324867.5玉米芯含水1104.05625331216.875其中：糖220.8112566243.375水解加酸36.80211040.6無機酸26.497357949.205水解加水2576.14772842有機酸17.66495299.47蒸汽冷凝水1104.06331218灰分8.832452649.735加洗水1380.0

30、75414022.5水4142.419051242725.715殘渣1416.8895425066.85其中：含水1133.5116340053.48總計5833.11451749934.35總計5833.11451749934.353.2中和和脫色工序的物料衡算表3.5 中和脫色工序的物料衡算的計算參數2計算參數數值計算參數數值中和脫色糖收率85%中和脫色液中CaSO4含量0.2%加活性炭量（對糖）10%有機酸含量0.4%CaCO3含量85%無機酸含量0.1%濾餅中含水量75%濾餅中干物質含量活性炭量的2倍中和脫色液中糖濃度4.2%洗滌濾餅用水系數2透光率80%以上進入系統：水洗液，CaCO

31、3(85%),水，活性炭，洗水離開系統：中和脫色液，濾餅中干物質，濾餅中水分，CO2即中和脫色液中CaSO4含量：中和反應方程式：H2SO4+CaCO3CaSO4+H2O+CO2 98 100 44則CaCO3消耗量：但CaCO3實際消耗量：CO2生成量： 加洗表3.6 中和脫色工序的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a水解液4416.2251324867.5中和脫色液4468.8041671340641.25其中：糖220.8112566243.375其中：糖187.68977556306.9325有機酸26.497357949.

32、205CaSO48.93772681.31無機酸17.66495299.47有機酸17.87535362.59灰分8.832452649.735無機酸4.46821340.46CaCO3（85%）26.19317857.93灰分8.832452649.735加水102.425730727.71濾餅中干物質44.1622513248.675活性炭22.0811256624.3375濾餅中水分132.4867539746.025洗水88.324526497.35其中：損失糖33.12168759936.5063CO29.79622938.86總計4655.24941396574.82總計4655.

33、24941396574.823.3一次離子交換工序的物料衡算表3.7 一次離子交換的物料衡算的計算參數2計算參數數值計算參數數值糖收率92%中和脫色液中CaSO4含量0.2%加活性炭量（對糖）10%有機酸含量0.4%CaCO3含量85%無機酸含量0.1%濾餅中含水量75%濾餅中干物質含量活性炭量的2倍中和脫色液中糖濃度4.2%洗滌濾餅用水系數2透光率80%以上進入系統：中和脫色液，頂水離開系統：交換液表3.8 一次離子交換的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a中和脫色液4468.8041671340641.25交換液4655.249

34、41396574.82其中：糖187.68977556306.9325其中：糖172.674651802.38CaSO48.93772681.31灰分0.9311279.33有機酸17.87535362.59有機酸9.0892726.7無機酸4.46821340.46無機酸00灰分8.832452649.735除去灰分7.90142370.42頂水75.264222579.2399除去有機酸44.1622513248.675活性炭22.0811256624.3375除去無機酸132.4867539746.025洗水88.324526497.35損失糖33.12168759936.5063總計4

35、655.24941396574.82總計4655.24941396574.823.4一次蒸發濃縮工序的物料衡算表3.9 一次蒸發濃縮工序的物料衡算的計算參數2計算參數數值計算參數數值糖收率95%有機酸濃度0.167%濃縮糖漿濃度30%進入系統：交換液離開系統：濃縮糖漿，水表3.10 一次蒸發濃縮工序的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a交換液4655.24941396574.82濃縮糖漿546.803164040.9其中：糖172.674651802.38其中：糖164.040949212.27灰分0.9311279.33損失糖8.

36、63372590.11有機酸9.0892726.7灰分量0.9311279.33有機酸0.9132273.96蒸發掉水量4108.44641232533.92總計4655.24941396574.82總計4655.24941396574.823.5二次離子交換工序的物料衡算表3.11 二次離子交換的物料衡算的計算參數2計算參數數值計算參數數值糖收率92%無機酸濃度0交換液糖濃度12%總酸濃度0.05%灰分含量0.0063%進入系統：濃縮糖漿，頂水離開系統：交換液表3.12二次離子交換的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a濃縮糖漿54

37、6.8029164040.9交換液1257.6469377300.7其中：糖164.040949212.27其中：糖150.917745275.31有機酸0.9132273.96損失糖13.12323936.96灰分量0.9311279.33灰分量0.0824頂水710.8439213253.17有機酸0.6289188.67除去灰分0.8511255.33總計1257.6469377300.7總計1257.6469377300.73.6二次蒸發濃縮工序的物料衡算表3.13 二次蒸發濃縮工序的物料衡算的計算參數2計算參數數值計算參數數值糖收率95%糖膏糖濃度82%進入系統：交換液離開系統：糖膏

38、，水表3.14 二次蒸發濃縮工序的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a交換液1257.6469377300.7糖膏174.843752453.11其中：糖150.917745275.31其中：糖143.371943011.57損失糖7.54582263.74蒸發掉水量1082.8032324840.96總計1257.6469377300.7總計1257.6469377294.073.7結晶工序的物料衡算表3.15 結晶工序的物料衡算的計算參數2計算參數數值計算參數數值結晶木糖收率75%進入系統：糖膏離開系統：，結晶木糖，母液表3.1

39、6 結晶工序的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a糖膏174.843752453.11結晶木糖107.52932258.7其中：糖143.371943011.57其中：結晶木糖107.52932258.7母液中糖35.842910752.87母液67.314720194.41總計174.843752453.11總計174.843752453.113.8加氫工序的物料衡算表3.17 加氫工序的物料衡算的計算參數計算參數數值計算參數數值氫化液的PH值67氫化液中醇濃度0.509%加氫糖收率99%加氫工藝中加水5%木糖溶解液中糖含量49.

40、45%氫化液中殘糖含量0.51%進入系統：木糖溶解液，氫氣，水離開系統：氫化液 其中糖為107.529t，水為：109.921t木糖加氫反應：C5H10O5(木糖）+H2C5H12O5（木糖醇） 150 2 152表3.18 加氫工序的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a木糖溶解液217.4565235氫化液210.841263252.36其中：糖107.52932258.7其中:殘糖1.0753322.59水109.92132976.3醇107.873132361.93氫氣1.4194425.82損失醇1.0897326.91帶入

41、水10.87253261.75總計229.741968922.57總計229.741968922.573.9三次離子交換工序的物料衡算表3.19 三次離子交換工序的物料衡算的計算參數計算參數數值計算參數數值糖收率92%醇凈化醇濃度29.6%進入系統：氫化液，頂水離開系統：醇凈化液表3.20 三次離子交換工序的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a氫化液210.841263252.36醇凈化液335.2815100584.45其中：醇107.873132361.93其中：醇99.243329772.99灰分量0.0824損失醇8.629

42、82588.94有機酸0.6289188.67除去灰分0.0824頂水124.440337332.09除去有機酸0.6289188.67總計335.2815100584.45總計335.2815100584.453.10三次濃縮工序的物料衡算 表3.21 三次濃縮工序的物料衡算的計算參數計算參數數值計算參數數值糖收率95%醇膏醇濃度82%氫化液損失5%進入系統：醇凈化液離開系統：氫化液，水，醇膏表3.22 三次濃縮工序的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a醇凈化液335.2815100584.45醇膏114.97734493.1其中

43、：醇99.243329772.99其中：醇94.281228284.36損失醇4.96211488.63蒸發掉的水203.540461062.12氫化液損失16.76415029.23總計335.2815100584.45總計335.2815100584.453.11再結晶工序的物料衡算 表3.23 結晶工序的物料衡算的計算參數計算參數數值計算參數數值結晶木糖醇收率80%進入系統：醇膏離開系統：，結晶木糖醇，母液表3-24 結晶工序的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a醇膏114.97734493.1結晶木糖醇75.42522627

44、.5其中：醇94.281228284.36其中：結晶中醇75.42522627.5母液中醇18.85625656.86母液39.55211865.6總計114.97734493.1總計114.97734493.13.12干燥工序的物料衡算 表3.25 干燥工序的物料衡算的計算參數計算參數數值計算參數數值木糖醇結晶干燥前含水2%木糖醇結晶干燥后含水0.5%結晶木糖醇經離心分離（結晶中醇收率是99%）后，進入系統：結晶木糖醇離開系統：干燥結晶木糖醇，水表3.26 干燥工序的物料衡算表進入系統離開系統產量66.67t/d20000t/a產量66.67t/d20000t/a結晶木糖醇74.670822

45、401.24干燥結晶木糖醇73.545222063.56水1.1256337.68總計74.670822401.24總計74.670822401.24其實每天實際生產結晶木糖醇73.5452t，全年實際生產結晶木糖醇22063.56t。4 木糖醇生產設備選型機器設備的質量和性能，對企業的生產能力，產品質量，原鋪材料及公用工程消耗等方面都有直接的影響11。所以設備選型上要遵循實用，經濟，先進的原則。4.1水解工序設備選型年產結晶木糖醇20000t，每年按300個工作日計算，則日產結晶木糖醇66.67t。查詢資料得知，生產1t結晶木糖醇需要消耗絕干玉米芯11.73t2，則日產66.67t結晶木糖醇

46、需要消耗絕干玉米芯782.04t，那么換成風干玉米芯，則日產66.67t結晶木糖醇需要消耗風干玉米芯920.05t,查表可知風干玉米芯的密度為0.18t/m3,即風干玉米芯的容積是m3，預處理加水量是；又因為水解釜的裝鍋系數是85%2，故水解釜的容積是。水解釜工作周期是4h2，機器按一天24小時運行，即處理11425.5m3，需要30m3的。帶式輸送機和錘式粉碎機：周期是8t/h，則一天輸送66.67t，只要1臺便行了。水解工序所用的設備如表4.1水解工序設備，表4.1 水解工序設備序號設備名稱材質序號設備名稱材質1帶式輸送機304不銹鋼8空壓機2洗料機304不銹鋼9回收水解液池混凝土襯瓷磚3

47、濃硫酸儲罐316不銹鋼1030m3水解釜碳素鋼，耐酸瓷磚4濃硫酸高位罐316不銹鋼11曲篩5濃硫酸計量罐316不銹鋼12快開閥6二次蒸汽發生器316不銹鋼13水解池混凝土襯瓷磚7刮板升料機4.2中和，脫色工序設備選型中和脫色罐：一般脫色時間不能超過1h2，則一天一臺中和脫色罐可操作24次，那么處理4656t水解液需要30m3。板框過濾機：過濾一次不會超過2h/次，則4656t水解液需要200m3板框過濾機臺數。中和脫色工序所用的設備如表4.2中和脫色工序設備，表4.2 中和脫色工序設備序號設備名稱材質序號設備名稱材質1板框過濾機聚丙烯4配石灰乳罐碳素鋼2中和脫液泵304不銹鋼5中和脫色罐碳素鋼

48、3中和脫色液池混凝土襯瓷磚4.3一次交換工序設備選型陰陽離子交換柱是一次交換工序中主要的設備；陰陽離子交換柱的材質是玻璃鋼或碳鋼襯橡皮。不過，陽離子交換樹脂是苯乙烯磺酸型樹脂，而陰離子交換樹脂是大孔陰樹脂D301，兩樹脂的優點是壽命長，較穩定2。陰陽離子交換柱的處理量是100t/h2，則一天處理4656t需要陰陽離子交換柱臺數。一次離子交換是陽陰陽；二次離子交換是陽陰；三次離子交換是陽陰；則用到陽離子交換柱4次，陰離子交換柱3次；即是需要陽離子交換柱臺數，需要陰離子交換柱臺數。一次交換工序所用的設備如表4.3一次交換工序設備，表4.3 一次交換工序設備序號設備名稱材質序號設備名稱材質1陽離子交

49、換柱玻璃鋼或碳鋼襯橡膠6糖液回收池混凝土襯瓷磚2糖漿高位槽玻璃鋼7陰離子交換柱玻璃鋼或碳鋼襯橡膠3廢酸池混凝土襯瓷磚8稀堿高位槽玻璃鋼4凈化液池混凝土襯瓷磚9稀酸高位槽玻璃鋼5廢堿池混凝土襯瓷磚10去離子水高位槽玻璃鋼4.4一次蒸發濃縮工序設備選型在木糖醇生產工藝中用三效升膜式蒸發器對木糖槳進行蒸發是最好的選擇。升膜式蒸發機的處理量是20t/h2，則一天處理4656t需要升膜式蒸發機臺數。由于三效升膜式蒸發器是用三個升膜式蒸發機組成的，即是需要升膜式蒸發機臺數。一次濃縮工序所用的設備如表4.4濃縮工序設備，表4.4 一次濃縮工序設備序號設備名稱材質序號設備名稱材質1濃縮液收集器316不銹鋼6濃縮液儲池混凝土襯瓷磚2真空泵7三效升膜式蒸發器316不銹鋼3氫化凈化液池混凝土襯瓷磚8濃縮液泵316不銹鋼4真空緩沖器碳素鋼9預熱器316不銹鋼5氫化凈化液泵316不銹鋼10大氣冷凝器316不銹鋼4.5二次交換工序設備選型二次交換工序所用的設備如表4.5二次交換工序設備，表4.5 二次交換工序設備序號設備名稱材質序號設備名稱材質1陽離子交換柱玻璃鋼或碳鋼襯橡膠7泵316不銹鋼2濃縮糖漿高位槽玻璃鋼8陰離子交換柱玻璃鋼或碳鋼襯橡膠3廢酸池混凝土