甜菜糖精炼用离子交换树脂

离子交换树脂广泛应用于甜菜糖的稀汁软化和甜菜糖蜜的色谱分离. 利用离子交换树脂改善炼油作业的机会更多, 节约成本, 提高产能,解决环境问题. 一些目前的甜菜工厂的树脂技术如下所述. 离子交换树脂在甜菜糖精炼中也有许多潜在的应用.
 
脱钙:甜菜糖(白芨糖、NRS糖、弱Catex糖)  
碳酸化过程使果汁溶液中含有大量的Ca++离子,这些Ca++离子会沉淀并结垢传热表面, 如浓汁蒸发器或真空锅, 从而增加了能源成本和化学锅炉(除垢)成本. 此外还能降低能源成本, 采用糖蜜脱糖的甜菜工厂需要软化的糖蜜,以保持色谱分离树脂的单价形式.
 
Gryllus工艺采用一种单价形式的强酸性阳离子树脂.  二价钙和镁对树脂有较高的亲和力,并与树脂交换,同时释放出Na+和/或K+离子. 树脂在硬度耗尽后以浓汁再生为一价形态,浓汁通过蒸发使Na+和K+离子浓度增加,可克服选择性差异. 与Na+或K+相比,Ca++和Mg++被转移回浓汁中,由于这些离子的催黄作用较低,从而增加了糖蜜的消耗. 这个过程没有化学品的使用,稀释或浪费.
 
NRS工艺还使用了一种单价形式的强酸性阳离子树脂. NRS与Gryllus的区别在于再生. NRS利用NaOH在较低温度下软化稀汁,从树脂上剥离Ca++离子. 在较低的温度下, Ca(OH)2与蔗糖形成可溶的络合物,防止Ca(OH)2沉淀,直到它被回收到碳酸化过程中,此时温度升高,络合物破裂,钙沉淀为CaCO3. 这个过程不会产生稀释或浪费.
 
弱Catex工艺使用H+形式的弱酸性阳离子树脂来去除硬度. 最初, 树脂上的H+离子与稀汁中的K+和Na+离子交换, 然后被对树脂有更高选择性的Ca++和Mg++离子交换. 再生是由H2SO4和再生出水含CaSO4作为纸浆压榨助剂完成.

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昆汀的过程: 
为了达到最大的糖蜜消耗(最低的蔗糖纯度),有时b -绿糖浆要通过一种Mg++离子形式的强酸性阳离子树脂. 由于糖浆中存在高浓度的Na+和K+离子, 树脂会将Mg++交换为Na+和K+离子. Mg++比Na+和K+的致幻性小, 所以它们的存在降低了蔗糖的溶解度, 使更多的糖结晶的. 在疲惫, 用MgCl2溶液再生树脂,将树脂转化为Mg++形式,以进行更多的糖浆处理.

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糖蜜的色谱分离: 
因为甜菜中大约15%的蔗糖以糖蜜的形式离开工厂, 使用色谱分离树脂将蔗糖从非糖中分离出来,这是一个强大的经济动机. 另外, 糖蜜中含有大量的甜菜碱, 一种有价值的氨基酸, 哪些也可以用相同的树脂分离. 当糖蜜经过树脂时, 盐与大分子色体一起被离子排除,不能进入树脂珠内部. 它们将首先退出分隔符. 蔗糖会扩散到树脂珠中,然后用水洗脱. 这就推迟了蔗糖在色谱柱中的通过. 甜菜碱通过与树脂的相互作用进一步受阻. 废水可以分三个部分处理, 盐份(萃余物), 蔗糖部分(提取物)和甜菜碱部分. 在一个耦合环路分离器, 第一个分离器将只做一个甜菜切块,第二个将做一个蔗糖切块. 糖蜜中90%以上的蔗糖可用于蒸发和结晶.

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浓汁或提取物的脱色: 
甜菜大战后期,甜菜在成堆的甜菜中腐烂, 工厂生产的浓果汁颜色增加了. 可以使用Cl-型的强碱性阴离子树脂来减少浓汁的颜色, 节约结晶能耗,提高白糖产量. 因为糖蜜中的许多色体都很小, 它们将在脱糖过程中以与蔗糖相同的速率通过树脂层,并在萃取孔中离开色谱柱. 这些色体很容易用强碱性阴离子树脂去除.

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稀汁或提取物的脱矿: 
稀果汁或提取物可以脱色和脱矿,以水白色液体糖或转化溶液使用离子交换树脂. 然而, 除去大量的盐和氨基酸的化学成本很少证明这个过程是合理的.

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蔗糖转化: 
当用蔗糖生产液体转化液时, 转化过程可以通过以H+形式通过的强酸性阳离子树脂来完成. 与直接加酸和中和的倒置相比,该倒置含有较少的杂质和灰分. 反转程度受停留时间和温度的控制.

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