一种抑制木糖液中微生物生长的装置及方法
【专利摘要】本发明提供了一种抑制木糖液中微生物生长的装置及方法，该装置主要由换热器、PID模块、暂存罐组成，暂存罐上端设置人孔和通气孔，通气孔内置超滤膜，暂存罐下端设置进料口、排料口、目镜、pH计、热电偶，暂存罐外周设置保温材料。采用该装置，首先，通过换热器将木糖液升温至40-90℃，然后，将升温后的木糖液引入暂存罐内备用，同时通过pH控制PID模块控制pH调节剂的加入量，控制木糖液的pH在4-7之间。采用本发明所述装置，可用控制木糖生产净化液的温度，使其隔绝空气，同时控制其pH值，从而抑制的微生物生长。该装置操作简单，成本低，可以对木糖生产净化液中微生物起到有效抑制生长或杀灭的作用。
【专利说明】—种抑制木糖液中微生物生长的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于功能糖生产领域，具体涉及一种抑制木糖液中微生物生长的装置及方法。
【背景技术】
[0002]木糖是一种应用十分广泛的高附加值化学品，广泛应用于食品、医药等领域，主要用于生产木糖醇。木糖主要通过水解含聚戊糖的半纤维素植物原料获得，水解所得料液中伴随有蛋白质，葡萄糖等物质。中国是木糖、木糖醇的生产和出口大国。目前，比较成熟的木糖生产工艺为:水解-脱色-净化-浓缩-结晶-成品。其中净化工序主要是依靠离子交换树脂或电渗析等方法脱除其中绝大多数的无机盐，色素，大分子物质等杂质，并将物料温度调节为中性或偏酸性。在这样的环境中，因为有适宜的碳源、氮源、渗透压、pH、温度，所以非常容易滋生微生物。微生物的大量滋生对后续的生产造成很大的影响，如果滋生物进入下游工序，最终经结晶离心步骤，容易混入木糖晶体产品，影响产品纯度，造成生产事故。所以有效的抑制微生物的生长是木糖生产中的一个难题。
[0003]目前，普遍采用的方法是保守方法，即定期清理罐体，清除罐壁及管道内的微生物，并引入高温蒸汽进行空罐消毒。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种抑制木糖液中微生物生长的装置，具体地说是抑制木糖净化液中微生物生长的装置。
[0005]本发明所述装置主要由换热器、PID模块、暂存罐组成，换热器上端设置料液入口和热源入口，下端设置热源出口和料液出口 ；热源入口设置热源流量控制电磁阀；暂存罐上端设置人孔和通气孔，通气`孔内置超滤膜，暂存罐下端设置进料口、排料口、目镜、PH计、热电偶，暂存罐外周设置保温材料，暂存罐内部设置浮动装置，浮动装置由支撑部分和密封部分组成，支撑部分为圆锥形板材，由若干片扇形PE泡沫板材拼接而成，直径略小于暂存罐内径，密封部分为直径等于暂存罐内壁的圆形橡胶；热电偶通过温度控制PID模块与热源流量控制电磁阀相连接，进料口通过管道分别与料液出口和pH调节剂流量控制电磁阀相连接，pH计通过pH控制PID模块与pH调节剂流量控制电磁阀相连接相连接。
[0006]所述换热器为板式换热器或管壳式换热器。
[0007]本发明还提供了一种抑制木糖液中微生物生长的方法，采用本发明所述抑制木糖液中微生物生长的装置，主要包括如下步骤:首先，通过换热器将木糖液升温至40-90 V,然后，将升温后的木糖液引入暂存罐内备用，同时通过PH控制PID模块控制pH调节剂的加入量，控制木糖液的PH在4-7之间。
[0008]所述换热器采用的热源包括但不限于二次废热、新鲜蒸汽。
[0009]优选的，所述热源为二次废热水。
[0010]优选的，通过换热器将木糖液升温至45-55 °C。[0011 ] 罐体顶部通气孔内置超滤膜，过滤空气中的微生物及活性孢子等。
[0012]所述pH调节剂选自食品级易挥发有机酸。
[0013]优选的，所述pH调节剂为甲酸。
[0014]优选的，控制木糖液的pH在4-5之间。
[0015]本发明所述“木糖生产净化液”是木糖生产过程中所有容易滋生微生物的液体物料。本发明所述装置的使用位置为整个木糖生产工艺中容易滋生微生物的罐体，主要是最后一次离子交换或电渗析之后，浓缩蒸发器之前的位置，将净化之后的木糖液通过本发明所述方法处理后，置于暂存罐内备用。采用本发明所述装置，可用控制木糖生产净化液的温度，使其隔绝空气，同时控制其PH值，从而抑制的微生物生长。该装置操作简单，成本低，可以对木糖生产净化液中微生物起到有效抑制生长或杀灭的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1为本发明所述装置的结构示意图；
图中1.热源流量控制电磁阀；2.料液入口 ；3.板式换热器；4.温度控制PID模块；
5.pH调节剂流量控制电磁阀；6.pH控制PID模块；7.人孔；8.内置超滤膜的通气孔；9.保温材料；10.暂存罐；11.密封用橡胶材料；12.支撑用PE泡沫材料；13.进料口 ；14.pH计；
15.目镜；16.热电偶；17.排料口。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
如图所示，板式换热器2上端两个开口分别为料液入口 2和热源入口，下端两个开口分别为热源出口和料液出口 ；热源入口设置热源流量控制电磁阀I ;暂存罐10上端设置人孔7和通气孔8，通气孔8内置超滤膜，暂存罐10下端设置进料口 13、排料口 17、目镜15、pH计14、热电偶16，暂存罐10外周设置保温材料9，暂存罐10内部设置浮动装置，浮动装置由支撑部分和密封部分组成，支撑部分为圆锥形板材，由12片扇形PE泡沫板材12拼接而成，直径略小于暂存罐内径，密封部分为直径等于暂存罐内壁的圆形橡胶11 ;热电偶16通过温度控制PID模块4与热源流量控制电磁阀I相连接，进料口 13通过管道分别与料液出口和pH调节剂流量控制电磁阀5相连接，pH计14通过pH控制PID模块6与pH调节剂流量控制电磁阀5相连接相连接。
[0018]料液pH为4.5-5，温度20 °C，分光光度计检测420 nm透光率为99.5%以上。使用时，首先，通过换热器3将料液升温至45 V (板式换热器热源进口温度85 V)。采用的热源为木糖生产工艺过程中的二次废热水。木糖净化液温度通过温度控制PID模块4进行控制。加热后的物料引入暂存罐10，罐体采取聚氨酯泡沫等保温措施，罐体的进液口设置在底部侧壁位置，以避免与空气的接触。通过PH控制PID模块6控制甲酸的加入量，使料液pH在4-7之间，暂存罐出口物料pH为4.35-4.85。420 nm透光率为99%以上。通过目镜观察，无微生物滋生。
[0019]实施例2
换热器为管壳式换热器，采用的热源为新鲜蒸汽。料液经过换热器后升温至50 °C。通过pH控制PID模块6控制乙酸的加入量，使料液pH在4-5之间，暂存罐出口物料pH为4.25-4.70。420 nm透光率为99%以上。通过目镜观察，无微生物滋生。
[0020]实施例3
料液pH为4.5-5，温度20 °C，分光光度计检测420 nm透光率为99.5%以上。板式换热器热源进口温度85 °C，经过换热器后料液升温至55 °C。暂存罐出口物料pH为4.20-4.70。420 nm透光率为98.5%以上。通过目镜观察，无微生物滋生。
[0021]实施例4
料液pH为4.5-5，温度20 °C，分光光度计检测420 nm透光率为99.5%以上。板式换热器热源进口温度85 °C，经过换热器后料液升温至60 °C。暂存罐出口物料pH为4.20-4.65。420 nm透光率为97.5%以上。通过目镜观察，无微生物滋生。
[0022]实施例5
料液pH为4.5-5，温度20 °C，分光光度计检测420 nm透光率为99.5%以上。板式换热器热源进口温度85 °C，经过换热器后料液升温至70 °C。暂存罐出口物料pH为4.10-4.50。420 nm透光率为95.0%以上。通过目`镜观察，无微生物滋生。
【权利要求】
1.一种抑制木糖液中微生物生长的装置，其特征在于，所述装置主要由换热器、PID模块、暂存罐组成，换热器上端设置料液入口和热源入口，下端设置热源出口和料液出口 ；热源入口设置热源流量控制电磁阀；暂存罐上端设置人孔和通气孔，通气孔内置超滤膜，暂存罐下端设置进料口、排料口、目镜、PH计、热电偶，暂存罐外周设置保温材料，暂存罐内部设置浮动装置，浮动装置由支撑部分和密封部分组成，支撑部分为圆锥形板材，由若干片扇形PE泡沫板材拼接而成，直径略小于暂存罐内径，密封部分为直径等于暂存罐内壁的圆形橡胶；热电偶通过温度控制PID模块与热源流量控制电磁阀相连接，进料口通过管道分别与料液出口和PH调节剂流量控制电磁阀相连接，pH计通过pH控制PID模块与pH调节剂流量控制电磁阀相连接相连接。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述换热器为板式换热器或管壳式换热器。
3.一种抑制木糖液中微生物生长的方法，其特征在于，采用如权利要求1或2所述抑制木糖液中微生物生长的装置，主要包括如下步骤:首先，通过换热器将木糖液升温至40-90°C，然后，将升温后的木糖液引入暂存罐内备用，同时通过pH控制PID模块控制pH调节剂的加入量，控制木糖液的PH在4-7之间。
4.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述换热器采用的热源包括但不限于二次废热、新鲜蒸汽。
5.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述热源为二次废热水。
6.如权利要求3所述方法，其特征在于，通过换热器将木糖液升温至45-55°C。
7.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述pH调节剂选自食品级易挥发有机酸。
8.如权利要求7所述方法，其特征在于，所述pH调节剂为甲酸。
9.如权利要求3所述方法 ，其特征在于，控制木糖液的pH在4-5之间。
【文档编号】C13K13/00GK103498013SQ201310485500
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】孙鲁, 罗希韬, 李林, 邱学良, 黄伟红, 姜希生 申请人:山东福田药业有限公司