一种甜菜糖脱钙系统技术方案

本发明专利技术公开了一种甜菜糖脱钙系统，包括：生产区包括多根并联设置的离子交换树脂柱；冷却反洗区包括从生产区切换来的失效离子交换树脂柱；再生区包括从冷却反洗区切换来的离子交换树脂柱，NaOH软化稀汁对反洗完成的离子交换树脂柱中的树脂进行再生；淋洗和预热区包括从再生区切换来的离子交换树脂柱，软化稀汁对离子交换树脂柱中的树脂进行淋洗和预热。通过本发明专利技术的甜菜糖稀汁软化方法获得的软化稀汁进入后续蒸发器等工序后，减少了蒸发器、结晶煮糖设备的结垢现象，不再因为要对蒸发器等设备进行除垢而停止生产，实现了甜菜糖的连续生产，节省人工费用。同时也延长了蒸发器和结晶煮糖设备的使用寿命。煮糖设备的使用寿命。煮糖设备的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种甜菜糖脱钙系统


[0001]本专利技术涉及甜菜糖生产
，尤其涉及一种甜菜糖脱钙系统。

技术介绍

[0002]离子交换法始于二十世纪四十年代，它利用合成树脂特有的离子交换性能，在物质提纯技术中具有广泛的应用。二十世纪末，世界上各甜菜制糖国家，特别是欧美等国，在离子交换清净糖汁方面，从研究到应用都有了长足的发展，从树脂脱钙、脱盐、脱碱到树脂脱色等方面均取得了不少成功经验。
[0003]国内制糖行业应用树脂脱钙到制糖生产，近几年来主要是南方甘蔗制糖企业，北方甜菜制糖企业针对树脂脱钙曾经有过试验，但由于当时技术不成熟，生产运行成本过高，树脂再生废液无法处理等相关因素，树脂脱钙在甜菜制糖生产中的应用驻足不前，没有成功案例！现代甜菜制糖生产过程中，糖汁经过清净过程后，糖汁中依然含有一定量的钙盐，现有制糖生产工艺无法将糖汁中的钙盐彻底清除出去，或有效降低其在糖汁中的含量，随着制糖生产的进行，在糖汁蒸发过程中，糖汁中钙盐随着糖汁浓度逐渐增加，糖汁中的钙盐自糖汁中析出，沉积在糖汁蒸发设备的加热管上，造成蒸发设备换热效能降低，直接对制糖生产均衡、稳定造成影响。
[0004]为降低蒸发器积垢对蒸发效能产生的影响，现有制糖生产工艺采取向稀汁中加入防垢剂的方式，减缓蒸发罐积垢生成，由于目前国内外没有食品级防垢剂，意味着需要在后续生产中还需去除防垢剂，一是造成制糖生产成本升高；二是还涉及食品生产安全问题；三是向糖水中加入防垢剂，并不能消除糖汁中的钙离子，只是将钙离子后移到下一工序，这样的结果，造成成品糖感官质量下降，成品糖光泽度差，更严重造成成品糖浊度升高，直接影响产品质量。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决的技术问题是甜菜糖生产中钙盐难以清除，采用脱钙树脂清除时再生废液处理难度较大的问题，提供一种甜菜糖脱钙系统，使甜菜糖生产能够省去了停产清洗积垢的阶段，实现了真正的连续生产。
[0006]本专利技术提供甜菜糖脱钙系统，采用连续多柱离子交换树脂去除甜菜糖汁中的钙离子，系统包括：生产区：包括多根并联设置的离子交换树脂柱,甜菜糖汁通过多根并联的离子交换树脂柱的树脂层进行离子交换对甜菜糖汁进行脱钙后获得软化稀汁，离子交换树脂柱的出液管与出料罐连接。出料罐用于软化稀汁的出料缓存，减少系统出料的压力，连接其出口的泵将软化稀汁输送到蒸发工段。
[0007]冷却反洗区：包括从生产区切换来的失效离子交换树脂柱，软化稀汁对失效离子交换树脂柱中的树脂进行反洗和冷却；
再生区：包括从冷却反洗区切换来的离子交换树脂柱，NaOH软化稀汁对反洗完成的离子交换树脂柱中的树脂进行再生；淋洗和预热区：包括从再生区切换来的离子交换树脂柱，软化稀汁对离子交换树脂柱中的树脂进行淋洗和预热。
[0008]生产区的离子交换树脂柱为上进料下出料方式。
[0009]冷却反洗区的失效离子交换树脂柱下方与压缩空气管道连接，上方设置排气管，压缩空气管道上设置空气阀，空气阀打开后压缩空气对树脂进行空气擦洗。
[0010]再生区包括多根串联设置的离子交换树脂柱，再生区的出液管与碳饱充前罐连接。由于再生液使用NaOH软化稀汁，离子交换树脂柱的出液回收到碳饱充前罐，再经过生成沉淀后过滤，钙离子就可以排出系统。
[0011]再生区进料管道上设置管道混合器，管道混合器的进口分别与氢氧化钠溶液进液管和软化稀汁进液管连接。管道混合器能够配置再生液NaOH软化稀汁。
[0012]淋洗和预热区包括多根串联设置的离子交树脂柱，淋洗和预热区淋洗时采用上进下出方式。
[0013]淋洗出液管与再生区的进液管串联连接。通过淋洗和预热区与再生区串联连接，则淋洗液还能用于再生区，因此，淋洗液能够充分利用。
[0014]淋洗和预热区的第一工艺位的离子交换树脂柱在淋洗完成后通过打开反洗出和反洗进阀门通入热软化稀汁对该工艺位上的离子交换树脂柱进行预热。
[0015]离子交换树脂的单柱体积为1.5
‑
3m3。
[0016]离子交换树脂柱为Na型强酸阳离子交换树脂柱。
[0017]本专利技术的甜菜糖脱钙系统能够连续生产，生产区中的离子交换树脂柱饱和后切换出去，进入冷却反洗区完成反洗冷却后切换到再生区、淋洗和预热区，通过顺次切换，使每个工作区的离子交换树脂柱始终保持数量不变，可以连续地进行甜菜糖稀汁软化。
[0018]现有技术中的脱钙离子交换采用固定床形式，单柱体积约为30m3，一般为2柱或者3柱，整个系统装填树脂量共30
‑
45m3左右。当固定床树脂吸附饱和需要反洗再生时，需要较大流量才能实现固定床树脂的反洗。因为反洗流量和树脂量有关系，反洗要冲洗掉树脂间的杂质，树脂要达到流化，膨胀的状态，才能反洗干净。处理同样产量的物料，传统固定床中一个柱中的树脂相当于多单元柱中树脂量的10
‑
20倍左右。因此所需的反洗流量也相当于10
‑
20倍左右，对生产系统的冲击大。主要因为反洗期间有一个柱停产，而且反洗所需的反洗液剂量较大，因而对系统产生的冲击非常大，而较大流量冲击也容易破坏树脂。通过将过去大型的固定床改进为现在小型的多根脱钙离子交换树脂柱并联单元，生产效率没有减低，加上生产工艺和连接方式发生了较大改进，小型脱钙离子交换树脂柱的反洗再生剂用量减少，反洗和再生的效果反而提高。
[0019]通过本专利技术的甜菜糖脱钙系统获得的软化稀汁进入后续蒸发器等工序后，减少了蒸发器、结晶煮糖设备的结垢现象，不再因为要对蒸发器等设备进行除垢而停止生产，实现了甜菜糖的连续生产，节省人工费用。同时也延长了蒸发器和结晶煮糖设备的使用寿命。
[0020]选用NaOH软化稀汁作为饱和树脂的再生剂,解决了脱钙树脂饱和后再生产生的诸多问题。使用稀汁洗涤再生后的树脂柱，不但省去了额外用水，而且不会稀释稀汁；相比现在的脱钙再生方法，既没有高盐废水难以处理的环保压力，又大大减少了后续蒸发浓缩的
能耗。
[0021]本专利技术的系统的工作原理是:含有较多Ca
2+
离子的二清糖汁（甜菜糖汁）通过装填有Na型阳离子树脂的树脂柱，糖汁中的Ca
2+
离子与树脂层里的Na
+
离子交换后，钙离子含量就降低到较低的水平，获得软化稀汁。交换上了较多Ca
2+
的树脂逐渐失去交换的能力，我们称之为失效树脂。由于在碱性条件下，糖与钙离子会形成蔗糖钙（C
12
H
22
O
11
∙
2CaO），在相对较低的温度下(40℃)可溶于水。将NaOH溶解在软化脱钙并冷却到40℃的二清稀汁（软化稀汁）中，进入树脂柱失效树脂层进行再生，蔗糖在这样的环境条件下与Ca
2+
形成蔗糖钙（C
12
H
22
O
11
∙
2CaO）溶液，随再生排出液排出至碳饱充前罐，经过碳饱充工序，蔗糖析出，Ca
2+
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甜菜糖脱钙系统，其特征在于，包括：生产区：包括多根并联设置的离子交换树脂柱,甜菜糖汁通过多根并联的离子交换树脂柱的树脂层进行离子交换对甜菜糖汁进行脱钙后获得软化稀汁，离子交换树脂柱的出液管与出料罐连接；冷却反洗区：包括从生产区切换来的失效离子交换树脂柱，软化稀汁对失效离子交换树脂柱中的树脂进行反洗和冷却；再生区：包括从冷却反洗区切换来的离子交换树脂柱，NaOH软化稀汁对反洗完成的离子交换树脂柱中的树脂进行再生；淋洗和预热区：包括从再生区切换来的离子交换树脂柱，软化稀汁对离子交换树脂柱中的树脂进行淋洗和预热。2.根据权利要求1所述的甜菜糖脱钙系统，其特征在于，生产区的离子交换树脂柱为上进料下出料方式。3.根据权利要求1所述的甜菜糖脱钙系统，其特征在于，冷却反洗区的失效离子交换树脂柱下方与压缩空气管道连接，上方设置排气管，压缩空气管道上设置空气阀，空气阀打开后压缩空气对树脂进行空气擦洗。4.根据权利要求1所述的甜菜糖脱钙系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐海静，苏鑫，张成伟，王成全，甄小琴，王启明，支冬生，
申请(专利权)人：欧尚元天津有限公司，
类型：发明
国别省市：