_柠檬酸脱色用颗粒活性炭_标准的研制

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生物质化学工程
第 42卷
家 ) 标注为合格的柠檬酸脱色用颗粒活性炭产品 作为本标准制定的实物依据, 进行统计性研究。 1. 2 方法 1. 2. 1 活性炭产品的指标测定方法 所有活性 炭样品均严格按照 GB 12496- 1999 木质活性炭 试验方法 中的相关指标的检测方法进行检 测 [ 1] 。 1. 2. 2 制定的活性炭产品标准中指标的测定方 法 方法同 1. 2. 1节。
项目 item s
水分 m oistu re conten t /% 灰分 ash conten t /% 铁含量 iron conten t/% 重金属 heavy m etals /% 表观密度 apparen t dens ity / ( g& mL- 1 ) pH 值 pH value
生产厂家 production factories
摘 要: 对柠檬酸脱色用颗粒活性炭标准研制中各项指标的 确定进行 了详细的论 证。在标准的 研制过程 中各项 指标的
确定主要采用了具体 实验和采样统计的方法。尤其是对颗粒活性炭 脱色力指 标进行了大 量的实验 研究, 通过柠 檬酸实 物脱色的实验研究, 证明了采用亚甲基蓝吸附值代替传统的醋 酸吸附值 来表示柠檬 酸脱色用 颗粒活性炭 的吸附 能力是 合适的。
项目 item s
1#
2#
粒度分布 part icle s ize d is tribut ion /%
醋酸吸附值 acetic acid adsorp tion / ( mg& g- 1 ) 碘吸附值 iodine num ber/ ( mg& g- 1 ) 亚甲基蓝吸附值 m ethylene b lue ad sorp tion / ( m g& g- 1 ) 强度 abrasion resistance/% 灰分 ash conten t /% 水分 m oistu re conten t /% pH 值 pH value 表观密度 apparen t d ensity / ( g& m L- 1 ) 铁含量 iron conten t/% 重金属 heavy m etals /%
第 42卷第 6期 2008年 11月
生物质化学工程 B iom ass Chem ical Eng ineering
V o.l 42 N o. 6 N ov. 2008
柠檬酸脱色用颗粒活性炭 标准的研制
孙云娟, 戴伟娣, 张燕萍, 童娅娟, 孙 康, 常 侠
(中国林业科学研究 院 林产化学工业研究所; 国家 林业局 林产化学工程重点开放性实验室, 江苏 南京 210042)
柠檬酸及其盐在食品、医药、化学工业部门有 广泛的用途, 特别是近年来, 随着对日用洗涤剂工 业含磷化合物的限制甚至取缔, 使得柠檬酸及其 盐类在洗涤剂工业得到了广泛的应用, 年需求量 以 3% ~ 6% 速度增长。 2006年, 我国柠檬酸总 产量达 80万吨, 出口 60 万吨, 并且有增长趋势。 柠檬酸主要利用淀粉质农作物为原料, 经发酵工 艺制造。刚刚发酵得到的柠檬酸液是不能立即应 用到后续的生产过程中的, 需要经过一定的工艺 处理, 最好的方法就是通过活性炭吸附法将大部 分大分子物质去除。
4~ 7. 5
4 ~ 7. 5
0. 43~ 0. 55 0. 43 ~ 0. 55
∃ 0. 10
∃ 0. 15
%
%
2. 2 制定的柠檬酸脱色用颗粒活性炭标准 2. 2. 1 柠檬酸脱色用颗粒活性炭标准中一般性 指标 对于柠 檬酸脱色用颗粒 活性炭中的一 般 性 指标, 例如 水分、灰分、铁含 量、重金属、表 观 密度、pH 值等指标, 在 制定标准的过 程中, 考 虑
% % % 165 # 90 ∃4 ∃ 10 5~ 7 0. 4~ 0. 52 ∃ 0. 1 %
3#
一级品
二级品
first grade
second grade
G B 24~ 50 目 m esh
( 355 ~ 800 m ) #
96
93
%
%
# 1000
# 900
Βιβλιοθήκη Baidu
%
%
# 92
# 95
∃3
∃4
∃ 10
∃ 10
1 实验
1. 1 原料 在标准制定过程中, 收集了 3家活性炭生产
厂家和 3 家柠檬酸生产厂家 (即活性炭使用厂
收稿日期: 2008- 05- 15 基金项目: 国家林业局 ! 林化产品质量标准制定与升级 ∀子项目 ! 柠檬酸脱色用颗粒活性炭 ∀ 作者简介: 孙云娟 ( 1979- ) , 女, 河北唐山人, 硕士, 主要从事生物质能源与活性炭的研究。
5. 10
4. 90
3. 80
0. 21
0. 22
0. 20
0. 003
0. 003
0. 003
0. 45
0. 43
0. 41
4. 90
5. 70
4. 95
制定的标准 standard ∃ 10 ∃ 5. 0 ∃ 0. 15 ∃ 0. 005
0. 40 ~ 0. 55 4. 0 ~ 7. 0
从表 2数据可以看出, 所收集的颗粒活性炭 的实测数据基本与所制定的标准相符, 其中水分 的指标略有不符, 但制定的水分指标指的是生产 厂家包装时的数值, 不包括活性炭产品在运输途
关键词: 颗粒活性炭; 柠檬酸; 亚甲基蓝吸附值; 标准
中图分类号: TQ424. 1
文献标识码: A
文章编号: 1673- 5854( 2008) 06- 0015- 04
Study on the Standard of Granular A ctivated Carbon for Decoloration of C itric Acid
中由于部分暴露在空气中, 增加的水分含量, 因而 使用厂家的颗粒活性炭的水分指标相对偏高。考 虑到国内各类颗粒活性炭水分含量制定, 将柠檬 酸脱色用颗粒活性炭的出厂包装时的水分制定为
第 6期
孙云娟, 等: 柠檬酸脱色用颗粒活性炭 标准的研制
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∃ 10% ; 另外, 表 2所统计的数据显示, 被收集的 柠檬酸脱色用颗粒活性炭的铁含量基本高于所制 定的指标, 但是考虑到活性炭中的铁含量在柠檬 酸脱色过程中会与柠檬酸 形成略带黄色 的络合 物, 对最终的产品质量造成一定的影响, 同时参考 被收集颗粒活性炭生产厂家制定的企业标准, 铁 含量均小于 0. 15% , 所以制定的柠檬酸脱色用颗 粒活性炭的铁含量要严格控制在 0. 15% 以内。 2. 2. 2 柠檬酸脱色用颗粒活性炭标准中重要性 指标 柠檬酸脱色用颗粒活性炭在工厂使用过程 中是对不断流动的柠檬酸液进行脱色的, 所以对 于实际使用过程中的柠檬酸脱色用颗粒活性炭, 强度、粒度分布及脱色性能等指标显得尤为重要 的。 2. 2. 2. 1 粒度分布 颗粒活性炭的粒度在动态 使用过程中必须要有一个合适的粒度分布范围, 目 前, 其粒度分布一直沿用日本 JIS标准的维尼隆载 体炭的指标, 297~ 710 m ( 24~ 48目 )之间。在实 际工厂操作中发现, 如果颗粒太细, 在生产过程中 很容易被流动的液体带走, 但颗粒太粗, 吸附时间 延长, 有可能不能满足吸附的要求, 而且生产中流 动压降 P 会随颗粒大小而改变, 从而改变动力消 耗等生产因素, 所以有一个合理的粒度分布范围非 常重要。本次标准制定将其粒度分布范围制定为 355~ 900 m (国标 20~ 50目 ) 。
SUN Yun juan, DA IW e i d,i ZHANG Yan p ing, TONG Y a juan, SUN Kang, CHANG X ia
( Institute o f Chem ica l Industry o f Fo rest Products, CAF, K ey and O pen L ab. on F orest Chem ical Eng inee ring, SFA, N anjing 210042, Ch ina)
目前, 用于柠檬酸脱色用的活性炭主要有两 大类: 粉状活性炭和颗粒活性炭。用于柠檬酸脱 色工艺的粉状活性炭只能进行间歇操作生产, 极 大限制了生产效率, 污染了环境卫生。随着生产
发展需求, 自动化和连续化已经成为了现代工厂 生产优先采用的工艺方法。因此, 对于柠檬酸发 酵液也可以采用颗粒活性炭进行处理。颗粒活性 炭相比于粉状活性炭而言, 具有连续性、可循环性 的特点, 增加了工作效率, 同时减少了对环境的污 染。但目前国内还没有针对柠檬酸专用颗粒活性 炭的相关质量标准, 厂家各持己见。为统一整个 市场的指标, 建立良好的评价体系, 促进柠檬酸专 用颗粒活性炭产业的和谐发展, 迫切需要制定柠 檬酸脱色用颗粒活性炭的行业标准。
从表 3中的统计数据可以看出, 从生产厂家 和使用厂家收集的柠檬酸脱色用颗粒活性炭的实 测指标基本都在所制定的标准范围内, 说明制定 的指标是在一个比较合理的范围内的。 2. 2. 2. 2 强度 由于柠檬酸脱色用颗粒活性炭 是要应用在动态的使用过程中, 所以强度越高对 活性炭的再生及使用越有利, 但强度过高会使颗 粒活性炭的吸附性能指标下降。所制定的强度标
到生产成本、使用 成本 和对柠 檬酸 产品 质量 影 响等诸多因素, 以及参考了国外和国内脱色用 颗粒活性炭的产品指 标制定的。收集颗粒活 性 炭的实测数据和所制定的颗 粒活性炭的指标 分 别列于表 2。
表 2 柠檬酸脱 色用颗粒活性炭的一般性指标
T ab le 2 Un iversal item s of collected activated carbon
2 结果与讨论
2. 1 柠檬 酸脱 色用颗 粒活 性炭 生产 厂家企 业 标准
在标准的制定过程中, 遵循了既保证产品质 量又不增加产品成本的原则, 并且为了使标准具 有更加广泛的适用性, 收集了 3家活性炭生产厂 家的企业标准作为参考, 见表 1。
表 1 活性炭生产厂家的企业标准
Tab le 1 En terprise standards of activated carbon p rodu ction factories
Abstrac t: The standa rd of granular activa ted carbon for deco loration o f citric acid w as investig ated by the m ethod of m ath statis tic. O n the bas is o f cons iderable exper im ents, item s of g ranu la r ac tivated carbons for the deco loration in the production of citric acid w ere dec ided. M o reover, the results show that the item of me thy lene b lue adsorption shou ld be recomm ended to eva luate the deco lor ing capacity o f activa ted carbons fo r the produc tion o f c itr ic ac id, ra ther than the adsorption capac ity of ace tic ac id. K ey word s: g ranu lar activated carbon; c itr ic acid; m ethylene blue adsorption; standard
JIS 24 ~ 48目 mesh ( 297~ 710 m ) # 90 < 48目 ( 297 m ) ∃ 3
# 480 % %
# 90 ∃ 5. 0 ∃ 10 4. 0 ~ 7. 5 0. 45 ~ 0. 55 ∃ 0. 10 ∃ 0. 005
G B 20~ 50目 m esh ( 355~ 900 m ) # 90
1#
2#
3#
7. 01
8. 45
5. 53
4. 85
1. 74
1. 43
0. 20
0. 11
0. 09
0. 0018
0. 0025
0. 0015
0. 48
0. 44
0. 41
3. 83
5. 33
6. 23
使用厂家 app lication factories
4#
5#
6#
11. 80
10. 40
11. 24