木糖醇生產中的物料衡算計算工程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u15641木糖醇生產中的物料衡算計算工程案例 1320341.1技術指標及基礎數據 1208761.2物料衡算 192631.2.1原料消耗 1215831.2.2預處理工序的物料衡算 1176021.2.3水解階段物料衡算 2179511.2.4脫色以及離子交換階段物料衡算 326501.2.5蒸發濃縮物料衡算 3254481.2.6木糖結晶物料衡算 4109911.2.7加氫階段物料衡算 4206041.2.8離子交換物料衡算 5201901.2.9濃縮物料衡算 572411.2.10木糖醇結晶物料衡算 5228481.2.11干燥階段物料衡算 61.1技術指標及基礎數據（1）規模：年產木糖醇10000噸（2）生產天數：300天（3）生產計劃：日產結晶木糖醇33.4噸，設置3個班次，每班六個批次（4）生產工藝：玉米芯經酸水解后催化加氫（5）產品標準：符合GB1886.234-2016食品安全國家標準（6）預處理加入四倍量的水，酸處理加三倍2%硫酸，脫色加入3%活性炭1.2物料衡算由加工工藝可知，整個生產過程以玉米芯為原料，以硫酸、活性炭、陰陽樹脂、水、鎳為輔料。1.2.1原料消耗使用絕干玉米芯，每11.7噸可生產結晶木糖醇1噸[15],日產玉米芯33.4噸，則日需玉米芯390.8噸，一年300天需要117234噸玉米芯。1.2.2預處理工序的物料衡算本設計使用風干玉米芯，其含有15%水分，即水=(絕干玉米芯+水）×15%，計算得水=68.9噸。理論日需絕干玉米芯390.8噸，則需要：風干玉米芯=絕干玉米芯+水=390.8+68.9=459.8噸。表5-1預處理參數項目數值水洗玉米芯用水水：玉米芯=10：1預處理加水水：玉米芯=4：1玉米芯損失5%玉米芯含水量60%進入系統：風干玉米芯：459.8噸清洗加水：風干玉米芯×10=459.8×10=4598噸預處理加水：風干玉米芯×4=1839.2噸系統總量：風干玉米芯+預處理加水+清洗加水=459.8+4598+1839.2=6897噸離開系統：玉米芯損失=459.8×5%=23.0噸輸出絕干玉米芯=絕干玉米芯-損失玉米芯=390.83-23.0=367.8噸玉米芯含水量÷（絕干玉米芯+玉米芯含水量）=60%因此，玉米芯含水量=551.7噸廢水=系統總量-輸出絕干玉米芯-玉米芯含水量=5977.49噸1.2.3水解階段物料衡算表5-2水解參數項目數值得糖率30%（絕干）加水量1：3（風干）硫酸濃度2%玉米芯渣清洗用水1：1.5（風干）水解液糖濃度5%玉米芯渣含水量80%進入系統：絕干玉米芯：367.8噸，玉米芯含水：551.7噸加水量=風干玉米芯×3=459.8×3=1379.4噸清洗用水=風干玉米芯×1.5=459.8×1.5=689.7噸加酸量=加水量×2%=27.6噸總計：絕干玉米芯+加水量+清洗用水+酸=367.8+1379.4+689.7+27.6=2464.5噸離開系統：糖=絕干玉米芯×30%=367.8×30%=110.34噸水解液=糖÷5%=110.34÷5%=2206.8噸玉米芯渣=總計-水解液=2464.5-2206.8=257.7噸玉米芯渣含水量=玉米芯渣×80%=206.1噸1.2.4脫色以及離子交換階段物料衡算表5-3脫色及離子交換參數項目數值糖得率90%添加活性炭的量3%糖液損失離子交換液糖濃度8%12%進入系統：水解液活性炭離開系統：交換液糖=水解液含糖量×90%=110.34×90%=99.3噸加入活性炭=水解液含糖量×3%=110.34×3%=3.3噸交換液=糖÷12%=99.3÷12%=827.5噸糖損失=水解液糖含量×8%=110.34×8%=8.9噸交換液糖=糖-糖損失=99.3-8.9=90.5噸1.2.5蒸發濃縮物料衡算表5-4蒸發濃縮參數項目數值糖得率95%糖濃度90%進入系統：交換液離開系統：糖膏、水糖=交換液糖量×95%=90.5×95%=81.9噸糖膏=糖÷90%=81.9÷90%=91.5噸蒸發掉水量=交換液-糖膏=827.5-91.5=732噸1.2.6木糖結晶物料衡算進入系統：糖膏離開系統：結晶木糖、母液結晶木糖的收率為75%，因此：結晶木糖=糖×75%=81.9×75%=64.4噸母液中的糖=糖膏中的糖-木糖=81.9-64.4=21.5噸母液=糖膏-結晶木糖=91.5-64.4=31.1噸1.2.7加氫階段物料衡算反應方程式為：C5H10O5+H2NiC5H12O5分子量：1502152表5-5加氫參數項目數值結晶木糖加水量50%加氫工藝加水量5%鎳量2%氫化液中殘糖含量0.5%糖得率99%進入系統：木糖，鎳，水離開系統：氫化液木糖液=結晶木糖÷50%=64.4÷50%=128.8噸氫化過程加水=木糖液×5%=128.8×5%=6.4噸糖收率=（糖-殘糖）÷糖，即殘糖=0.6噸鎳=木糖液×2%=128.8×2%=2.6噸氫化液=殘糖÷0.5%=0.6÷0.5%=120噸總木糖量=結晶木糖-殘糖=64.4-0.6=63.8噸由反應方程式可得：木糖醇的生成量=總木糖量×152÷150=63.8×152÷150=64.6噸氫氣=總木糖量×2÷150=63.8×2÷150=0.8噸1.2.8離子交換物料衡算表5-6離子交換參數項目數值糖收率木糖醇凈化濃度92%29.6%木糖醇=氫化液含醇量×92%=64.4×92%=59.2噸木糖醇凈化液=木糖醇÷29.6%=59.2÷29.6%=200噸1.2.9濃縮物料衡算表5-7物料濃縮參數項目數值糖收率95%木糖醇濃度82%氫化液損失5%進入系統：木糖醇凈化液離開系統：水，木糖醇液，氫化液木糖醇=凈化液中醇含量×95%=59.2×95%=56.2噸木糖醇膏=木糖醇÷82%=56.2÷82%=68.6噸氫化液損失=木糖醇凈化液×5%=200×5%=10噸蒸發水=木糖醇凈化液-木糖醇膏-氫化液損失=200-68.6-10=121.4噸1.2.10木糖醇結晶物料衡算表5-8結晶參數項目數值結晶木糖醇得率80%進入系統：木糖醇膏離開系統：母液，結晶木糖醇結晶木糖醇=木糖醇膏中木糖醇含量×80%=56.2×80%=44.9噸母液中木糖醇=木糖醇膏中木糖醇含量-結晶木糖醇=56.2-44.9=11.3噸母液=木糖醇膏-結晶木糖醇=68.6-44.9=23.7噸1.2.11干燥階段物料衡算表5-9干燥參數項目數值干燥前含水量2%干燥后含水量0.5%離心后木糖醇得率97%進入系統：結晶木糖醇離開系統：干燥木糖醇，水結晶木糖醇=44.9×97%=43.5噸干燥前干物質質量=