Способ ионообменной очистки сахаросодержащего раствора

 

Изобретение относится к сахарной промышленности , а более конкретно к ионообменной технологии обесцвечивания сахаросодержащих растворов. Целью изобретения является снижение удельного расхода ионита. Способ предусматривает пропускание сахаросодержащего раствора через два слоя ионита, которые находятся в одном реакторе и расположены один над другим. Отбор обесцвеченного раствора осушествляют по линии раздела слоев ионита. При этом удельная скорость пропускания раствора через верхний слой ионита составляет 1,7-1,8 , а через нижний - 1,2-1,3 . Время же контакта раствора с ионитом верхнего слоя составляет 0,7-0,75 от времени контакта с ионитом нижнего слоя. Данный режим обеспечивает наиболее благоприятную плотность наполнения ионообменной колонны, что увеличивает сорбционную емкость ионита . 1 табл. I сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1423590 A 1

С 13 В 3(14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4079386/30-13 (22) 20.06.86 (46) 15.09.88. Бюл. № 34 (7I ) Всесоюзный научно-исследовательский институт сахарной промышленности (72) Я. О. Кравец, В. Н. Еременко, Ю. Д. Головняк и Г. В. Бузовецкая (53) 664.1.014 (088.8) (56) Industries alimentaires agricoles, 97-е

annee, juillet-aout, 1980, № 7, 8.

Способ очистки сахарных растворов.—

Сахарная промышленность, 1985, № 1, с. 22 — 26. (54) СПОСОБ ИОНООБ ЧЕННОЙ ОЧИСТКИ САХАРОСОДЕРЖАЩЕГО РАСТВОРА (57) Изобретение относится к сахарной промышленности, а более конкретно к ионообменной технологии обесцвечивания сахаросодержащих растворов. Целью изобретения является снижение удельного расхода ионита. Способ предусматривает пропуска ние сахаросодержащего раствора через два слоя ионита, которые находятся в одном реакторе и расположены один над другим. Отбор обесцвеченного раствора осуществляют по линии раздела слоев ионита. При этом удельная скорость пропускания раствора через верхний слой ионита составляет 1,7 — 1,8 ч а через нижний — 1,2 — 1,3 ч . Время же контакта раствора с ионитом верхнего слоя составляет 0,7 — 0,75 от времени контакта с ионитом нижнего слоя. Данный режим обеспечивает наиболее благоприятную плотность наполнения ионообменной колонны, что увеличивает сорбционную емкость ионита. 1 табл.

1423590

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к очистке сахаросодержа>пего раствора, преимущественно сиропа.

Цель изобретения — снижение удельного расхода ионита.

Способ осуществляют следуюп им образом.

Сироп двумя потоками подают в верхнее и нижнее сборно-распределительные устройства фильтра. При этом в фильтре формируют два слоя ионита (верхний и нижний).

Требуемое соотношение удельных скоростей измеряют гри помощи расходомеров и регулируK>T пневмоклапаном. В иîl èòíом фильтре на гранулы пористого ионита, плотность которых мепыпе плотности сахаросодержаiïåI о раствора, действуют две взаимопротивоположпые силы -- гравитационная и архимедова. Под воздействием указанных сил формируется слой ионита, на который в процессе работы действует скоростной напор раствора сверху вниз, снизу вверх или в двух направлен>иях одновремен:o. Под воздействием указанных сил слой ионита может находиться в плотном и IH в псевдоожиженном состоянии, причем пористость плотного слоя и расширение псевдоожиженИОГО слОя могут измс HHTbcH в п1ироком ин—

Tp(>BBëå B Bависимости >T м>пн ИK факторов (плотности ионита и раствора, вязкости, ско!>Остного потока, высоты с.lopB, конструкIl,HH фИЛЬТРОБ И . П.) .

Наиболее экономичным способом очистки таких растворов является способ, когда слой или слои ионита в фильтре находятся в плотHO%I COCTOHHHH HO C IIOPHCTOCTbIO O f1H3KOH к максимальной. Такое состояние слоя имеет

1 минимальное гидравли:1еское сопротивление

H хороший фазовый ко1ггакт между гранулами ионита и очипсаемым раствором. Именно такой режим и реализуется при очистке по предлагаемому способу.

Снижение скорости движения верхнего потока ниже предлагаемой и уменьшение

BbIcoTtl верхнего слоя нецелесообразно, так как с.нижается производитеч>.нсэсть. Увеличение скорости движения верхнего потока вып е приведенной уменыпает время кон.гакта меж,l . очищае viblì раствором и ионитом, что связано со снижением эффекта очистки. а также приводит к канальному прохождению жидкости, рабочая емкость ионита Hclioëüç>,CTcH не полностью.

Опыты проводят с сахарным сиропом, имеющим следующие характеристики: СВ

64-- 65% С 63,7>%,,г(,б 99,6-- 99 7% Т 78 ——

80 С, В яз кость 0,0092 — 0,0090 —,,; ЦветМ ность 1,5 1,8 уел. ед.

Количество обесцвеченного сиропа определяют по показаниям интегральных счетчиков, а количество сорбированной краски-— лабораторным путем.

5 !

О !

Очистку прекращают, когда цветность обесцвеченного сиропа достигает 0,5

0,6 усл. ед.

После каждого опыта определяют удельный расход ионита.

Пример 1. Удельная скорость потоков: через верхний слой 0,73:5,05= 1,73 ч, через нижний слой 6,75:5,20=!,30 ч . По показаниям интегратора через фильтр пропущено 6900 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1,63 — 0,55)к,6900

7450 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита: 10,25>с 1000:7450= 1,38 л/усл. ед. цветности. Время контакта раствор-ионита: для верхнего слоя 1:1,73=0,58 ч; для нижнего слоя 1:1,30=0,77 ч. Отношение величины времени контакта сиропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,57:0,77=0,75.

Прилсер 2. Удел ьная скорость потоков: через верхний слой 10,13:5,55=1,82 ч через нижний слой 6,75:5,22=1,20 ч . По показаниям интегратора через фильтр пропущено 7150 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1,65 — 0,55)>с,7150=

=7870 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита: !0,75Р, 1000:7870= 1,36 л/усл. ед. цветности. Время контакта сиропа с ионитом для верхнего слоя l:1,82=0,55 ч: для нижнего слоя 1:1,29= — 0,77 ч. Отношение величин времени контакта сиропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,55:0,77= — 0,71.

Пример 8. Удельная сKîðîñòü потоков: через верхний слой 11.46:5,85=1,96 v через нижний слой 6,75:4,50=1,50 ч . По показаниям интегратора через фильтр пропущено 6050 м сиропа. По лабораторным данным сорб ирова но (1,7 — 0,60) >с, 6050=

==6650 уел. ед. цветности. Удельный расход ионита 10,35+ 1000:6650=1,56 л/усл. ед. цветности. Время контакта раствора с ионитом: для верхнего слоя 1:1,96=0,51 ч; для нижнего слоя 1:1,50=0,66 ч. Отношение величины времени контакта сиропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,51:0,66=

==-0,77.

Прииер 4. Удельная скорость потока: для верхнего слоя 9,72:5,13=1,89 ч; для нижнего слоя 5,75:5,13=1,!2 ч . По показаниям интегратора через фильтр пропущено 5,920 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1,07 — 0,50) >с,5920=

==-7100 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита 10,26;>(1000:7100= 1,44 л/усл. ед. цветности. Время контакта раствора с ионитом для верхнего слоя 1:1,89=0,53 ч; для нижнего слоя 1:1,12=0,89 ч. Отношение величины времени контакта сиропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,53:0,89=0,60.

Пример 5. Удельная скорость потоков: через верхний слой 9,72:5,72=1,70 ч, через нижний слой 5,75:4,54=1,27 ч . По показаниям интегратора через фильтр пропу-, щено 6550 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1.75 — 0,58) >с,6550

1423590

Форм!).га ггзоггретения

Время контакта ра— створа с ионитом,ч

Отношение г,еличин

Удель— ный

Удельная скорость

-1 потоков., ч

Пример времени контактов сиропа с ионитом (верх. : ниж.) расход ионита, л/усл.ед.

Верхний Нижний слой слой

Нижний слой

Верхний слой цветности

О, 75

0,77

1,30

1,38

0,58

1,73

1,20

1,36

0,77

0,71

7 82

0,55

0,66

0,77

1,96

1,50

1,56

0,51

0,53

1,44

0,89

0,60

7 89

l,12

0,79

1,70

7,34

0,75

0,59

1,27

0,66

1,00

1,58

0,66

7,51

1,51

1,44

1,44 l, 54

0,69

0,69

1,00

=7660 усл. ед. цветности. Удельный расход и о нита 10,32)(1000: 7660= 1,34 л /усл. ед. цветности. Время контакта раствора с ионитом для верхнего слоя 1:1,70=0,59 ч; для нижнего слоя 1:1,26=0,80 ч. Отношение величин времени контакта сиропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,59:0,80=0,74.

Пример б. Удельная скорость потоков: через верхний слой 9,72:6,44=1,51 ч; через нижний слой 5,75:3,82=1,51 ч . По показаниям интегратора через фильтр пропущено 6300 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (!,65 — 0,62)х 6300

=6480 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита 10,2бх,1000:6480= 1,58 л/усл. ед. цветности. Время контакта раствора с ионитом: для верхнего слоя 1:1,51=0,66 ч; для нижнего слоя 1:1,51=0,66 ч. Отношение величины времени контакта сиропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,66:0,66=1,0.

Для выявления положительного эффекта предлагаемого способа были проведены ряд опытов по известному способу очистки.

По известному способу объем ионита в верхнем слое равен объему ионита в нижнем слое. Через оба слоя одновременно проходит равное количество сахарного раствора т. е. с равными удельными скоростями.

Пример 7. Количество ионита в каждом слое 5,10 м . Удельная скорость потоков

1,44 ч . По показаниям интегратора через фильтр пропущено 7021 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1,53 — 0,59) +702! =6600 усл. ед. цветности.

Удельный расход ионита (5,10+5,10) P х 1000:6600= 1,54 л/усл. ед. цветности. Время контакта раствора с ионитом 1:1,44=

=0,69 ч для обоих слоев. Отношение величин времени контакта сиропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,69:0,69=1,0.

Сводные данные приведенных опытов как по предлагаемому способу, так и по прототипу представлены в табл и це.

Анализ данных опытов позволяет выявить закономерность зависимости расхода ионита от удельных скоростей потоков сахарных растворов через верхний и нижний слои ионита, а также от времени контакта раствора с ионитом.

Минимальный удельный расход ионита (опыты !, 2, 5) приходятся на те режимы обесцвечивания, в которых удельная скорость потоков через верхний слой была в пределах 1,70 — 1,80 ч, а через нижний слой

1,20 — 1,30 ч . При этом время контакта сиропа с ионитом в верхнем слое составляет

0,70 — 0,75 от времени контакта ионита с сиропом в нижнем слое.

Использование предлагаемого способа по сравнению с известными способами возволяет сократить удельный расход ионита, 20 реагентов и воды ца единицу сорбируемой условной единицы цвстности.

Способ ионообменной очистки сахаросодержащего раствора, предусматривающий его пропускание через два слоя ионита, расположеHHblx один над другим в фильтре, навстречу друг другу, и отбор очищенного раствора по линии раздела слоев, от.гичаю3р бийся тем, что, с целью снижения удельного расхода ионита. удельная скорость пропускания раствора через верхний слой составляет 1,7 — 1,8 ч . а удельная скорость ппопускания через нижний слой — — 1,2 — 1,3 ч при этом время контакта раствора с ионитом верхнего слоя составляет 0.7 — 0,75 от времени контакта раствора с ионитом нижнего слоя.