Способ ионообменной очистки сахаросодержащего раствора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК С 13 САНИЕ ИЗОБРЕТ Я ЧИСТ- ВОРА й проон ооб- ахароГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ИОНООБЧЕННОЙ ОКИ САХАРОСОДЕРЖАЩЕГО РАСТ(57) Изобретение относится к сахарномышленности, а более конкретно к именной технологии обесцвечивания с ЯО 1423590 содержащих 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 в 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 иони- а та. 1 табл.Изобретение отцосится к сахарной промышленности, а именно к очистке сахаросодержапего раствора, преиму 1 цественно сиропа.Цель изобретения - снижение удельного расхода ионита.Способ осуществляют следуюц:им образох.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 регу,чирукт пцевмоклапаном. В иоцитном фильтре на гранулы пористого ионита, плотность которых мецыце плотности сахаросодержацего раствора, действуют две взаимопротивоположцые силыгравитационная и архимедова. Под воздействис с указанных сил формируется слой ионита, ца который в процессе работы действует скоростной цапор раствора сверху вниз, снизу вверх или ц двух направлениях одновременно. Под воздействием указанных сил слой нонита может находиться в плотном или в псевдоожижецнох состоянии, причем пористость плотцогс слоя и расширение цсевдоожижец- НОГО слОя мог/т РЗмснятьс 5 В пироком Р 1 Нтервале в зависимости от мНцих факторов (плотности цонита и раствора, вязкости, скоростного потока, высоты слоев, конструк- СИИ ФИЛЬТРОВ И 1. П.) .1 аиболее экономичцым способом очистки таких растворов является способ, когда слой или слои иоцита в фильтре находятся в плот- ЦОМ СОСТ 05 НИИ НО С ПОРИСТОСТЬЮ, ОЛИЗКОЙ к максимальной. Такое состояние слоя имеет минимальное гидравли:еское сопротивление и короний фазовый коНгакт между грану- ЛаМИ ИОЦИта И ОЧРПСаЕсЫМ РаСТВОРОМ. ИМЕН- цо такой режим ц реализуется при очистке по предлагаемому способу. Снижение скорости движения верхнего потока ниже предлагаемой и уменьшение высоты верхнего слоя нецелесообразно, так как с нижается производитеч.Искть, Увеличение скорости движения верхнего потока вНце приведенной уменыцает время коцгакта меж,су очи 1 цаемым раствором и ионитом, что связано со снижением эффекта оцистки, а также приводит к канальному прохождению жидкости, рабочая емкость ионита используется нс. полностью.Опыты проводят с сахарным сиропом, имеюсцим следующие характеристики: СВ 64 65",л С, 63,7 О,гсб 99,6 99,7" Т 78 -- 80 С, Вязкость 0,0092 - 0,0090 - ; Цветмность 1,5 1,8 уел. ед. Количество обесцвеченного сиропа опре. деляют по показаниям интегральных счетчиков, а количество сорбированной краски -- лабораторным путем. 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 Очистку прекращают, когда цветность обесцвеченного сиропа достигает 0,5 0,6 уел. 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=1,30 ц . По показаниям интегратора через фильтр пропугцено 6900 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1,63 - 0,55) Х 6900 7450 уел. ед. цветности. Удельный расход ионита:0,25 К 1000:7450= 1,38 л/уел. 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.Пример 2. Удельная 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 пропушено 7150 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1,65 - 0,55) К 7150= =7870 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита: 10,75 р,1000:7870= 1,36 л/усл. ед. цветности. Время контакта сиропа с ионитом для верхнего слоя 1;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 3. Удельная скорость потоков: церез вер:ний слой 11,46:5,85= 1,96 ч через нижний слой 6,75:4,50=1,50 ц . По показаниям интегратора через фильтр пропущено 6050 м сиропа. По лабораторным данным сорбировацо (1,7 - 0,60) К 6050= ==6650 уел. ед. цветцости. Удельный расход ионита 10,35;( 1000:6650= 1,56 л/уел. ед. цветцости. Время контакта раствора с ионитом: для верхнего слоя 1:1,96=0,51 ц; 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.Пример 4. Удельная скорость потока: для верхнего слоя 9,72:5,13=1,89 ч; для нижнего слоя 5,75:5,13=1,12 ч . По показаниям интегратора через фильтр пропу 1 цено 5,920 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1,07 - 0,50) (5920= ==-7100 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита 10,26 К 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 с.чоев 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 ц ". По показаниям интегратора через фильтр пропу-, 1 цецо 6550 м сиропа. По лабораторным данным сорбировано (1.75 - 0,58) )(65501423590 Форм.га изобретения Время контакта раствора с ионитом,ч Отношение геличин Удель -ный Удельная скоростьпотоков, ч Пример времени контактовсиропа с ионитом(верх. : ниж.) расход ионита, л/усл.ед. Верхний Нижнийслой слой Нижний слой=7660 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита 10,32)(1000:660=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 10,26 х,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 ион ита 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)р,702=6600 усл. ед. цветности. Удельный расход ионита (5,10+5,10)х, 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 опытовкак по предлагаемому 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 , 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 способапо сравнению с известными способами возволяет сократить удельный расход ионита, 20 реагентов и воды на единицу сорбируемойусловной единицы цвстности. Способ ионообменной очистки сахаросодержащего раствора, предусматривающий его пропускание через два слоя ионита, расположенных один над другим в фильтре, навстречу друг другу, и отбор очищенного раствора по линии раздела слоев, от.гичаю игийся тем, что, с целью снижения удельногорасхода ионита. удельная скорость пропускания раствора через верхний слой составляет 1,7 в 1,8 ч , а удельная скорость пропускания 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.