高果糖浆工艺培训离子交换介绍
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
正常运行
两套运行 一套运行
反洗 沉降 加酸加碱 慢洗 快洗 循环洗
7
正常运行
糖浆 酸
阳柱
碱
阴柱
正常运行的目的：除去阴阳离子杂质
进第二套
8
脱糖1
工艺水
酸
阳柱
碱
阴柱
进第三套
脱糖1 的目的：除去阴阳离子柱里面的大部分糖浆
9
脱糖2
工艺水 酸
阳柱
碱
阴柱
进甜水、废水
脱糖 2 的目的：除去阴阳离子柱中剩余的糖浆
Cation second pass
Anion second pass
plisher
ion-exchange columns
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
工艺控制参数
1.葡萄糖离交
工艺参数：进料温度52～57°C 一级电导＜40 二级电导＜20
conductivity - PH
relations来自百度文库between conductivity and PH
1400
conductivity
PH
8
1200
7
6 1000
5 800
4 600
3
400 2
200
1
0
0
Feed to ionex
Cation first pass
Anion first pass
23
AS10_ChinaStrategy_120604_CCRv3 - 2020年9月13日3时44分
(２) 对阴离子的吸附 强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为： so42－> no3－ > cl－ > hco3－ > oh－ 弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下： oh－> 柠檬酸根3－ > so42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > po43－ >no2－ > cl－ >醋酸根－ > hco3－
17
入糖2
糖浆 酸
阳柱
碱
阴柱
入糖 2 的目的：用糖浆完全取代阴阳离子柱中的水
18
进甜水
离子交换过程之颜色
Lovibond colour(BL)
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 Feed to ionex
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
Regenerating Processing 1st pass
Cycle 1
5
Processing 1st pass
Processing Regenerating 2nd pass
离交柱结构
水帽 物料
树脂 水帽
6
陶瓷球 陶瓷球
离子交换之再生
脱糖1 脱糖2
入糖1 入糖2
正常运行 脱糖 再生 入糖
Colour Removing
Anion first pass
Anion second pass
Columns
Lovibond colour 30%ds PH=4.5 Polisher
离子交换过程之蛋白
Protein Removing
Protein
Protein(ppm/ds)
700 600 500 400 300 200 100
离子交换树脂 的作用原理
离子交换树脂可分为阳离子交换树脂, 阴离子交换 树脂和其他树脂. > 阳离子交换树脂是一类骨架上结合有磺(SO3 H)和 羧酸(COOH)等酸性功能基团的聚合物,如
R SO3 H R SO3- + H+ RCOOH R COO- + H+ > 阴离子交换树脂是一类骨架上结合有季胺基,伯胺基 ,叔胺基的聚合物,如 R N+ (CH3 )3 OH- R N+ (CH3 )3 + OH-
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
1
AS10_ChinaStrategy_120604_CCRv3 - 2020年9月13日3时44分
离子交换
> 借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换 ,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的,是一种属于传质 分离过程的单元操作。广泛采用人工合成的离子交换树脂作 为离子交换剂，它是具有网状结构和可电离的活性基团的难 溶性高分子电解质。根据树脂骨架上的活性基团的不同，可 分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂等。用于离子交换分 离的树脂要求具有不溶性、一定的交联度和溶胀作用，而且 交换容量和稳定性要高。
Pair 2 Cat. An.
Pair 3 Cat. An.
Processing 1st pass
Processing 2nd pass
Cycle 2
Regenerating Processing
Processing
1st pas
Processing 2st pas
Cycle 3
Processing 2nd pass
> 离子交换反应是可逆的，而且等当量地进行。温度增高，浓 度增大，交换反应速率也增快。
> 离子交换树脂可以再生。将交换耗竭的离子交换树脂和适当 的酸、碱或盐溶液发生交换，使树脂转化为所需要的型式， 叫做再生。这类酸、碱或盐就叫再生剂。
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
10
反洗
进废水
酸
阳柱
进废水 碱
阴柱
工艺水 反洗的目的：使压实的冷树凝水脂能够得到松散，破碎 的树脂冲洗出离子柱
11
沉降
酸
阳柱
碱
阴柱
沉降的目的：使阴阳离子树脂自然降落，分布均匀
12
加酸加碱
酸
阳柱
碱
阴柱
进废水
进废水
加酸加碱的目的：使阴阳离子树脂得到再生
13
慢洗
工艺水
阳柱
冷凝水
阴柱
进废水
进废水
慢洗的目的：除去再生过程中过量的大部分酸碱
2.果糖离交
工艺参数：进料温度46～48°C 一级电导＜35 二级电导＜20
22
操作要点
> 为了保证阴离子交换树脂被压实，糖浆流速不 得小于3.7m/h=19.5m3/h(直径2.6m）
> 冷凝液换热器 > 稀酸，稀碱浓度要定期检测 > 气顶
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
离子交换树脂的吸附选择性
离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的 亲和力，对它们的吸附有选择性。各种离子受树 脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律，但不 同的树脂可能略有差异。主要规律如下：
(１) 对阳离子的吸附 fe3+ > al3+ > pb2+ > ca2+ > mg2+ > k+ > na+ > h+
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
4
AS10_ChinaStrategy_120604_CCRv3 - 2020年9月13日3时44分
离子交换过程
System standby
All pairs regenerated
Cycle 1
Pair 1 Cat. An.
14
快洗
工艺水 酸
阳柱
冷凝水 碱
阴柱
合格后PH >2.3
进废水
合格后PH <11
快洗的目的：除去阴阳离子树脂再生过程中过量的
进废水
剩余酸碱
15
循环洗
工艺水 酸
阳柱
碱
阴柱
合格后PH >2.7
合格后PH <10.5
循环洗的目的：使阴阳离子柱达到再生后的要求
16
入糖1
糖浆 酸
阳柱
碱
阴柱
进废水
入糖 1 的目的：用糖浆赶走阴阳离子柱中的大部分水
0 Feed to ionex Cation first pass
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
Anion first Cation second
pass
pass
Columns
Anion second pass
Polisher
离子交换过程之PH
两套运行 一套运行
反洗 沉降 加酸加碱 慢洗 快洗 循环洗
7
正常运行
糖浆 酸
阳柱
碱
阴柱
正常运行的目的：除去阴阳离子杂质
进第二套
8
脱糖1
工艺水
酸
阳柱
碱
阴柱
进第三套
脱糖1 的目的：除去阴阳离子柱里面的大部分糖浆
9
脱糖2
工艺水 酸
阳柱
碱
阴柱
进甜水、废水
脱糖 2 的目的：除去阴阳离子柱中剩余的糖浆
Cation second pass
Anion second pass
plisher
ion-exchange columns
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
工艺控制参数
1.葡萄糖离交
工艺参数：进料温度52～57°C 一级电导＜40 二级电导＜20
conductivity - PH
relations来自百度文库between conductivity and PH
1400
conductivity
PH
8
1200
7
6 1000
5 800
4 600
3
400 2
200
1
0
0
Feed to ionex
Cation first pass
Anion first pass
23
AS10_ChinaStrategy_120604_CCRv3 - 2020年9月13日3时44分
(２) 对阴离子的吸附 强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为： so42－> no3－ > cl－ > hco3－ > oh－ 弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下： oh－> 柠檬酸根3－ > so42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > po43－ >no2－ > cl－ >醋酸根－ > hco3－
17
入糖2
糖浆 酸
阳柱
碱
阴柱
入糖 2 的目的：用糖浆完全取代阴阳离子柱中的水
18
进甜水
离子交换过程之颜色
Lovibond colour(BL)
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 Feed to ionex
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
Regenerating Processing 1st pass
Cycle 1
5
Processing 1st pass
Processing Regenerating 2nd pass
离交柱结构
水帽 物料
树脂 水帽
6
陶瓷球 陶瓷球
离子交换之再生
脱糖1 脱糖2
入糖1 入糖2
正常运行 脱糖 再生 入糖
Colour Removing
Anion first pass
Anion second pass
Columns
Lovibond colour 30%ds PH=4.5 Polisher
离子交换过程之蛋白
Protein Removing
Protein
Protein(ppm/ds)
700 600 500 400 300 200 100
离子交换树脂 的作用原理
离子交换树脂可分为阳离子交换树脂, 阴离子交换 树脂和其他树脂. > 阳离子交换树脂是一类骨架上结合有磺(SO3 H)和 羧酸(COOH)等酸性功能基团的聚合物,如
R SO3 H R SO3- + H+ RCOOH R COO- + H+ > 阴离子交换树脂是一类骨架上结合有季胺基,伯胺基 ,叔胺基的聚合物,如 R N+ (CH3 )3 OH- R N+ (CH3 )3 + OH-
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
1
AS10_ChinaStrategy_120604_CCRv3 - 2020年9月13日3时44分
离子交换
> 借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换 ,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的,是一种属于传质 分离过程的单元操作。广泛采用人工合成的离子交换树脂作 为离子交换剂，它是具有网状结构和可电离的活性基团的难 溶性高分子电解质。根据树脂骨架上的活性基团的不同，可 分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂等。用于离子交换分 离的树脂要求具有不溶性、一定的交联度和溶胀作用，而且 交换容量和稳定性要高。
Pair 2 Cat. An.
Pair 3 Cat. An.
Processing 1st pass
Processing 2nd pass
Cycle 2
Regenerating Processing
Processing
1st pas
Processing 2st pas
Cycle 3
Processing 2nd pass
> 离子交换反应是可逆的，而且等当量地进行。温度增高，浓 度增大，交换反应速率也增快。
> 离子交换树脂可以再生。将交换耗竭的离子交换树脂和适当 的酸、碱或盐溶液发生交换，使树脂转化为所需要的型式， 叫做再生。这类酸、碱或盐就叫再生剂。
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
10
反洗
进废水
酸
阳柱
进废水 碱
阴柱
工艺水 反洗的目的：使压实的冷树凝水脂能够得到松散，破碎 的树脂冲洗出离子柱
11
沉降
酸
阳柱
碱
阴柱
沉降的目的：使阴阳离子树脂自然降落，分布均匀
12
加酸加碱
酸
阳柱
碱
阴柱
进废水
进废水
加酸加碱的目的：使阴阳离子树脂得到再生
13
慢洗
工艺水
阳柱
冷凝水
阴柱
进废水
进废水
慢洗的目的：除去再生过程中过量的大部分酸碱
2.果糖离交
工艺参数：进料温度46～48°C 一级电导＜35 二级电导＜20
22
操作要点
> 为了保证阴离子交换树脂被压实，糖浆流速不 得小于3.7m/h=19.5m3/h(直径2.6m）
> 冷凝液换热器 > 稀酸，稀碱浓度要定期检测 > 气顶
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
离子交换树脂的吸附选择性
离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的 亲和力，对它们的吸附有选择性。各种离子受树 脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律，但不 同的树脂可能略有差异。主要规律如下：
(１) 对阳离子的吸附 fe3+ > al3+ > pb2+ > ca2+ > mg2+ > k+ > na+ > h+
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
4
AS10_ChinaStrategy_120604_CCRv3 - 2020年9月13日3时44分
离子交换过程
System standby
All pairs regenerated
Cycle 1
Pair 1 Cat. An.
14
快洗
工艺水 酸
阳柱
冷凝水 碱
阴柱
合格后PH >2.3
进废水
合格后PH <11
快洗的目的：除去阴阳离子树脂再生过程中过量的
进废水
剩余酸碱
15
循环洗
工艺水 酸
阳柱
碱
阴柱
合格后PH >2.7
合格后PH <10.5
循环洗的目的：使阴阳离子柱达到再生后的要求
16
入糖1
糖浆 酸
阳柱
碱
阴柱
进废水
入糖 1 的目的：用糖浆赶走阴阳离子柱中的大部分水
0 Feed to ionex Cation first pass
© 2009 Cargill Incorporated. All rights reserved
Anion first Cation second
pass
pass
Columns
Anion second pass
Polisher
离子交换过程之PH