Способ ионообменной очистки сахаросодержащего раствора Советский патент 1988 года по МПК C13D3/14 

4 N2

СО

ел

со

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к очистке сахаро- содержащего раствора, преимущественно сиропа.

Цель изобретения - снижение удельного расхода ионита.

Способ осуществляют следуюпдим образом.

Сироп двумя потоками подают в верхнее и нижнее сборно-распределительные устройства фильтра. При этом в фильтре форми- руют два слоя ионита (верхний и нижний). Требуемое соотноп1ение удельных скоростей измеряют при помощи расходомеров и регулируют пневмоклапаном. В иопитном фильтре па гранулы пористого ионкта, плотность которых меньше плотпости сахаросодержа- агего раствора, действуют две взаимопро- тивоположпые силы -- гравитационная и архимедова. Под воздействием указанных сил формируется слой иопита, па который в процессе работы действует скоростной на- пор раствора сверху вниз, снизу вверх или в двух паг1рав;1е1шях однов)емепно. Под воздействием указанных сил слой ионита может паходиться в илотном или в псевдо- ожиженпом состоянии, причем пористость плотного слоя и расп1ирение нсевдоожижен- пог о слоя могут изменяться в широком интервале в зависимости от мног-их факторов (плотности иопита и раствора, вязкости, скоростного потока, высоты слоев, конструкции фильтров и т. н.).

Наиболее эконо.мичным способом очистки таких растворов является способ, когда слой или слои ионита в фильтре находятся в плотном состоянии, но с пористостью, близкой к максимальной. Такое состояние слоя имеет минимальное гидравлическое сопротивление и хорон1ий фазовый контакт между гранулами иопита и очин1аемым раствором. Имеп- по такой режим и реализуется при очистке по предла1-аемому способу.

Снижение скорости движения верхнего потока ниже предлагаемой и yMenbHjenne высоты верхнего слоя нецелесообразно, так как снижается производительность. Увеличение скорости движения верхнего потока выше приведенной умепынает время контакта между очищаемы.м раствором и иони- том, что связано со снижение.м эффекта очистки, а также приводит к канальному прохождению жидкости, рабочая емкость ионита используется пе полностью.

Опыты проводят с сахарным сиропом, имеющим следующие характеристики: СВ 64--65%, С, , Дб 99,Гэ--99,7%, Т 78-80°С, Вязкость 0,0092-0,0090 Цветмность 1,5-- -1,8 усл. ед.

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

5

5

„

0 0

5

-

5

0

5

0

Очистку прекращают, когда цветность обесцвечеппого 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,,73 через нижний слой 6,75:5,,30 . По по- казания.м интегратора через фильтр пропущено 6900 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1,63-0,55)Х6900 7450 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита: 10,25X1000:7450 1,38 л/усл. ед. цветности. Время контакта раствор-ионита: для верхнего слоя 1:1,,58 ч; для нижнего слоя 1:1,,77 ч. Отнощение величины времени контакта сиропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,57:0,,75.

Пример 2. Удельная скорость потоков: через верхний слой 10,13:5,,82 через нижний слой 6,75:5,,20 . По показаниям интегратора через фильтр пропущено 7150 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1,65-0,55)Х7150 7870 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита: 10,75X1000:7870 1,36 л/усл. ед. цветности. Время контакта сиропа с ионитом для верхнего слоя 1:1,,55 ч; для нижнего слоя 1:1,,77 ч. Отнощение величин времени контакта скропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,55:0,,71.

Пример 3. Удельная скорость потоков: через верхний слой 1 1,46:5,85 ,96 через пижний слой 6,75:4,,50 . По показаниям интегратора через фильтр пропущено 6050 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1,7-0,60)Х6050 6650 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита 10,35X1000:6650 1,56 л/усл. ед. цветности. Время контакта раствора с ионитом: для верхнего слоя 1:1,,51 ч; для нижнего слоя 1:1,,66 ч. Отношение величины вре.мени контакта сиропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,51:0,66 0,77.

Пример 4. Удельная скорость потока: для верхнего слоя 9,72:5, 1,89 для нижнего слоя 5,75:5,,12 . По показаниям интегратора через фильтр проиу- щепо 5,920 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1,07-0,50) X5920 7100 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита 10,26X1000:7100 1,44 л/усл. ед. цветности. Время контакта раствора с иони- то.м для верхнего слоя 1:1,,53 ч; для нижнего слоя 1:1,,89 ч. Отнощение величины времени контакта сиропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,53:0,,60.

Пример 5. Удельная скорость потоков: через верхний слой 9,72:5,,70 через пижний слой 5,75:4,,27 . По показаниям интегратора через фильтр пропу-, щено 6550 м сиропа. По лабораторным дая- ным сорбировано (1.75-0,58) X6550

7660 ycji. ед. цветности. Удельный расход ионита 10,32X1000:7660 1,34 л/усл. ед. цветности. Время контакта раствора с иони- том для верхнего слоя 1:1,,59 ч; для нижнего слоя 1:1,,80 ч. Отношение величин времени контакта сиропа с ионитом верхнего и нижнего слоев 0,59:0,,74. Пример 6. Удельная скорость потоков: через верхний слой 9,72:6,,51 через нижний слой 5,75:3,,51 . По поСводные данные приведенных опытов как по предлагае.мо.му способу, так и по прототипу представлены в таблице.

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

казаниям интегратора через фильтр пропу- (опыты 1, 2, о) приходятся на те режимы щено 6300 .м сиропа. По лабораторны.м дан-обесцвечивания, в которых удельная ско- ным сорбировано (1,65-0,62)Х6300 рость потоков через верхний слой была в пре- 6480 усл. ед. цветности. Удельный расходделах 1,70-1,80 , а через нижний слой ионита 10,26X1000:6480 1,58 л/усл. ед.1,20-1,30 . При этом время контакта цветности. Время контакта раствора с иони- сиропа с ионитом в верхнем слое составляет том: для верхнего слоя 1:1,,66 ч; для0,70-0,75 от времени контакта ионита с си- нижнего слоя 1:1,,66 ч. Отношение ве-ропом в нижнем слое.

личины времени контакта сиропа с ионитомИспользование предлагаемого способа

верхнего и нижнего слоев 0,66:0,,0.по сравнению с известны.ми способами возДля выявления положительного эффектаволяет сократить удельный расход ионита,

предлагаемого способа были проведены ряд20 реагентов и воды па единицу сорбируемой опытов по известному способу очисткл.

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.

УСЛОВНОЙ единицы цветности.

Форм у.л а изобретения

Способ ионообменной очистки сахаро- содержащего раствора, предусматриваюп|ий его пропускание через два слоя ионита, расположенных один над другим в фильтре, навстречу друг другу, и отбор очищенного раствора по ,1инпи раздела слоев, отличаюПример 7. Количество ионита в каждом слое 5,10 .м Удельная скорость потоков 1,44 . По показаниям интегратора через

Способ ионообменной очистки сахаро- содержащего раствора, предусматриваюп|ий его пропускание через два слоя ионита, расположенных один над другим в фильтре, навстречу друг другу, и отбор очищенного раствора по ,1инпи раздела слоев, отличаюфильтр пропущено 7021 м сиропа. По лабо- ЗО щийся тем, что, с целью снижения удельного

раторным данным сорбировано (1,53 - -0,59) XJ021 6600 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита (5,10+5,10)Х XI000:6600 1,54 л/усл. ед. цветности. Вре- .мя контакта раствора с ионито.м 1:1,44

расхода ионита, удельная скорость пропускания раствора через верхний слой составляет 1,7-1,8 , а удельная скорость пропускания через нижний слой - 1,2-1,3 , при этом вре.мя контакта раствора с ионитом

0,69 ч для обоих слоев. Отношение вели- 35 верхнего слоя составляет 0,7-0,75 от вре- чин вре.мени контакта сиропа с ионитом мени контакта раствора с ионитом нижнего верхнего и нижнего слоев 0,69:0,,0. слоя.

Сводные данные приведенных опытов как по предлагае.мо.му способу, так и по прототипу представлены в таблице.

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 1, 2, о) приходятся на те режимы обесцвечивания, в которых удельная ско- рость потоков через верхний слой была в пре- делах 1,70-1,80 , а через нижний слой 1,20-1,30 . При этом время контакта сиропа с ионитом в верхнем слое составляет 0,70-0,75 от времени контакта ионита с си- ропом в нижнем слое.

реагентов и воды па единицу

УСЛОВНОЙ единицы цветности.

Форм у.л а изобретения

Способ ионообменной очистки сахаро- содержащего раствора, предусматриваюп|ий его пропускание через два слоя ионита, расположенных один над другим в фильтре, навстречу друг другу, и отбор очищенного раствора по ,1инпи раздела слоев, отличаюрасхода ионита, удельная скорость пропускания раствора через верхний слой составляет 1,7-1,8 , а удельная скорость пропускания через нижний слой - 1,2-1,3 , при этом вре.мя контакта раствора с ионитом

верхнего слоя составляет 0,7-0,75 от вре- мени контакта раствора с ионитом нижнего слоя.

Изобретение относится к сахарной промышленности, а более конкретно к ионообменной технологии обесцвечивания сахаросодержащих растворов. Целью изобретения является снижение удельного расхода иони- та. 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