工艺流程设计模板

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工艺流程设计

项目名称: 1000吨/年新型羧甲基木聚糖工厂设计公司名称: 广西来宾有间生物科技股份有限公司

桂林理工大学

小题大作参赛团队

8月

目录

第1章木聚糖提取工艺路线的选择 .................. 错误!未定义书签。

1.1 酸法 ........................................................... 错误!未定义书签。

1.2 碱法 ........................................................... 错误!未定义书签。

1.3 高温蒸煮法 ............................................... 错误!未定义书签。第2章木聚糖醚化工艺路线的选择 . (3)

2.1 NaOH和一氯乙酸用量对DS的影响 (3)

2.2 醚化和碱化反应时间对DS的影响 (4)

2.3 醚化和碱化反应温度对DS的影响 (5)

第3章流程设计说明 (7)

3.1 蔗渣原料预处理阶段 (7)

3.2 木聚糖提取阶段 (7)

3.3 羧甲基木聚糖合成阶段 (8)

第1章木聚糖提取工艺路线的选择

据我们了解所知常见的木聚糖提取方式主要有以下3种。

1.1酸法

高温下, 植物组成中的木聚糖在酸的作用下会水解成可溶性的聚合度较低的木聚糖, 从而将木聚糖从植物纤维中提取出来。但用酸法抽提半纤维素时木聚糖基本上都水解成单糖即木糖, 因而不能用于木聚糖的生产。酸法提取木聚糖多用于木糖的生产。

1.2碱法

由于木聚糖能够溶在碱当中, 因此采用稀碱液浸泡或者在较高温度下( 60℃) 下浸泡提取木聚糖。但碱法对设备腐蚀性很大, 不适于工业生产, 且碱的回收利用较难, 易造成环境污染。

1.3高温蒸煮法

在高温的环境中, 木聚糖链发生水解断裂, 释放出乙酸降低环境的pH值, 使木聚糖进一步发生自身水解反应, 糖苷键断裂, 释放出聚合度较小可溶的木聚糖。

综合上述方法的优缺点, 分析比较得出采用高温蒸煮法是最为适合的工艺路线。

另外, 由于用0.1%强酸在适当温度下浸泡蔗渣, 硫酸能很好地使组织纤维结构疏松, 破坏了它的机械牢固性, 削弱了纤维素之间的连接性, 使木聚糖得以游离。故而采用硫酸预处理甘蔗渣, 即用0.1%强酸在60℃下浸泡蔗渣。同时, 由于木聚糖不溶于乙醇, 故用乙醇作沉淀剂可使木聚糖沉淀。

最终选择的木聚糖提取工艺路线为: 用0.1%硫酸在60℃下浸泡粉碎后的蔗渣6个小时, 其中加入的V( 0.1%硫酸) 与V( 蔗渣) 为1.5: 1。压出滤液得到处理后的蔗渣。将处理后的蔗渣送入蒸煮罐, 其中加入的V( 水) 与V( 蔗渣) 为1: 1, 在120℃高温下蒸煮1个小时将木聚糖释放出来。由于压滤后得到的溶液中含水较多, 而木聚糖含量较少, 因此采用三效蒸发设备将大部分的水除去, 再经过换热器降低溶液温度, 以利于后续的沉淀步骤。由于木聚糖不溶于乙醇, 溶液经三效蒸发后在可常温下用95%的乙醇进行2次沉淀, 使木聚糖以沉淀的形式与溶液分离, 每次沉淀所需乙醇用量约为三效蒸发出口总溶液体积的1倍, 最后将沉淀汇合经离心机将木聚糖分离出来。

第2章木聚糖醚化工艺路线的选择

经过实验得知, 在实验中经过使用NaOH溶液对CB进行碱化, 再用一氯乙酸溶液进行醚化得到产品CBX。在碱化、醚化的过程中不同因素会对CB的取代度( DS) 有不同影响。在选择工艺流线时, 主要从下面几点因素去考虑。

2.1 NaOH和一氯乙酸用量对DS的影响

氢氧化钠和一氯乙酸的量是在将BX结构理想化, 即假设BX 是以D-木糖(AXU)为结构单元的简单聚合物的基础上, 以换算出的AXU物质的量为基准来衡量的。

氢氧化钠能够有效地破坏木聚糖分子内部氢键, 生成木聚糖氧负离子, 形成大分子活性中心。按n(一氯乙酸)∶n(AXU)=