木糖醇生產(chǎn)中要產(chǎn)生大量的工業(yè)廢渣，一般情況下生產(chǎn)1t木糖醇大約排放含水約70%~80%的廢渣26~28t。年產(chǎn)500t木糖醇廠每年排放的廢渣約13000~15000t，不僅占用大量場地且會(huì)造成環(huán)境污染。同時(shí)，木糖醇生產(chǎn)中還需用大量粉狀活性炭，年產(chǎn)500t木糖醇廠每年需粉狀活性炭約150t。以玉米芯為原料的木糖醇渣經(jīng)分析，其主要化學(xué)成分是含碳量較高的纖維素和木質(zhì)素，因此，利用木糖醇渣生產(chǎn)該廠需用的粉狀活性炭，既能將廢渣綜合利用，變廢為寶，又能為廠家節(jié)約大量資金，增加經(jīng)濟(jì)效益。
1 原料
木糖醇渣：含水量約70%~80%；
工業(yè)磷酸：85%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；
工業(yè)鹽酸：31%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。
2 原理與方法
2.1 原理
用磷酸浸漬經(jīng)干燥的木糖醇渣制備活性炭。磷酸是一種中強(qiáng)酸，具有脫水性，它能將廢渣中的部分纖維分子的復(fù)合體溶解，加熱活化時(shí)，磷酸作為電子對(duì)給予體和接受體中心與纖維素復(fù)合體的-OH發(fā)生作用，導(dǎo)致纖維素分子間鍵的斷裂，形成鏈狀纖維素分子，易環(huán)構(gòu)化形成縮合苯環(huán)平面狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步縮合成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而形成微孔、中孔、過渡孔發(fā)達(dá)的縮聚碳。因此，其焦糖脫色能力較佳。該法所得活性炭收率高、易精制、成本低。
2.2 方法
首先對(duì)木糖醇渣進(jìn)行預(yù)處理，除去泥沙等雜質(zhì)后，干燥并粉碎至20目以上。配制一定濃度的磷酸溶液，與木糖醇渣的固液比經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定為1：2.5較適宜，混合攪拌20~30min，放置30min。將混合料投入炭活化爐中，緩慢升溫至400~500℃，保溫1~2h。活化料出爐后經(jīng)酸洗、水洗、干燥粉碎等工序得粉狀活性炭。
3 結(jié)果與討論
3.1 經(jīng)試驗(yàn)得知，木糖醇渣制備粉狀活性炭的較佳活化條件應(yīng)選為磷酸濃度40%，活化溫度450℃，活化時(shí)間1h為宜（固液化為1：2.5）。
3.2 由實(shí)驗(yàn)可知，原料木糖醇渣水分含量對(duì)活性炭脫色力有很大影響。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，原料水分含量<10%時(shí)，所得活性炭脫色能力強(qiáng)，但從生產(chǎn)成本考慮，原料含水越少，其消耗能源越多，從綜合效益看，原料含水量以控制在20%~25%較為適宜。
4 經(jīng)濟(jì)效益
年產(chǎn)500t木糖醇廠可利用廢渣生產(chǎn)糖用粉狀活性炭200t。木糖醇生產(chǎn)中每年使用50t左右，按活性炭價(jià)格為6000元/t計(jì)，本廠可降低成本30萬元，余下150t活性炭可盈利10萬元。因此，年產(chǎn)500t木糖醇廠將廢渣生產(chǎn)為活性炭，每年可為本廠降低成本總計(jì)為40萬元左右。不僅減少了環(huán)境污染，而且可變廢為寶，增加經(jīng)濟(jì)效益。
5 結(jié)論
5.1 由木糖醇渣制取粉狀活性炭的較佳工藝條件為：磷酸濃度40%，活化溫度450℃，活化時(shí)間1h（固液比1：2.5）。
5.2 產(chǎn)品活性炭的亞甲基藍(lán)脫色力和焦糖脫色力（A法）指標(biāo)均達(dá)一級(jí)活性炭標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 12496.1~12496.22-90）。
5.3 原料含水量應(yīng)控制在20%~25%為宜。
5.4 該法生產(chǎn)的活性炭灰分較高，有待進(jìn)一步改進(jìn)。