CN101148405A - 一种柠檬酸分离装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柠檬酸分离装置与方法，含有杂质的柠檬酸混合液从进口进入分离柱，通过分离柱内填充的阴树脂颗粒进行分离，柠檬酸吸附在阴树脂颗粒上，其他液体从出口流出；从出口输入硫酸，将阴树脂颗粒上的柠檬酸进行置换；经分离的柠檬酸从进口进入到脱色柱，通过脱色柱内填充的脱色碳颗粒进行脱色，柠檬酸内色素吸附在脱色碳颗粒上，柠檬酸从出口流出，采用了本发明的技术方案，能够扩大填充物空间，能上进下出或者下进上出，处理的柠檬酸质量易控制，设备使用寿命加长。

Description

一种柠檬酸分离装置与方法
技术领域
本发明涉及食品化工技术领域，尤其涉及一种柠檬酸分离装置和方法。
背景技术
在化工、制药、水处理、食品添加剂行业，经常采用到提纯设备。图1是现有技术中柠檬酸分离装置的结构示意图。如图1所示，该装置为固定柱式，滤板101安装在法兰102之间，滤板上开有多孔，滤板上堆放滤材103，滤材为石英砂，滤材上放置填充物104，防止填充物流出，在筒体107上端开有进口105，封头108下端开有出口106，进口进料，过滤后从出口出料，达到提纯物质的目的，填充物在筒内不动。这种设备结构，导致筒体密封性差，法兰直径大，滤板只能安装在法兰之间，易渗漏、易腐蚀，内加滤材占用了填充物空间，而且只能上进下出，不能反洗，填充物易跑漏，处理的液体质量不易控制，填充物在筒体内不活动，容易产生死角，易结块，设备使用寿命短。
发明内容
本发明的目的在于提出一种柠檬酸分离装置与方法，能够扩大填充物空间，能上进下出或者下进上出，处理的柠檬酸质量易控制，设备使用寿命加长。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种柠檬酸分离装置，包括分离柱、脱色柱，所述分离柱和所述脱色柱通过管道连接，所述分离柱包括筒体、封头、上布水器和下布水器，所述筒体的下端和所述封头焊接在一起，所述上布水器安装在所述筒体的上端，所述上布水器与所述筒体周边闭合，所述下布水器安装在所述封头，所述下布水器与所述封头周边闭合，所述筒体的上端开有进口，所述封头下端开有出口，所述上布水器和所述下布水器上安装有滤水帽，在所述上布水器和所述下布水器之间填充有阴树脂颗粒；
所述脱色柱包括筒体、封头、上布水器和下布水器，所述筒体的下端和所述封头焊接在一起，所述上布水器安装在所述筒体的上端，所述上布水器与所述筒体周边闭合，所述下布水器安装在所述封头，所述下布水器与所述封头周边闭合，所述筒体的上端开有进口，所述封头下端开有出口，所述上布水器和所述下布水器上安装有滤水帽，在所述上布水器和所述下布水器之间填充有脱色碳颗粒。
所述分离柱中，在所述筒体的进口的下方安装有两个法兰，在所述封头的出口的上方安装有一个法兰；所述脱色柱中，在所述筒体的进口的下方安装有两个法兰，在所述封头的出口的上方安装有一个法兰。
所述分离柱的内壁衬有聚乙烯材料层，所述脱色柱的内壁衬有聚乙烯材料层。
所述分离柱的内壁和所述聚乙烯材料层之间采用冲压件焊接，所述脱色柱的内壁和所述聚乙烯材料层之间采用冲压件焊接。
所述分离柱中，所述上布水器由支撑件固定，所述支撑件的一端固定在所述筒体上方的法兰，一端通过紧固件连接所述上布水器，所述下布水器由支撑件固定，所述支撑件的一端固定在所述封头下方的法兰上，一端通过紧固件连接所述下布水器；所述脱色柱中，所述上布水器由支撑件固定，所述支撑件的一端固定在所述筒体上方的法兰，一端通过紧固件连接所述上布水器，所述下布水器由支撑件固定，所述支撑件的一端固定在所述封头下方的法兰上，一端通过紧固件连接所述下布水器。
所述分离柱中，所述筒体在上布水器的下方位置设置一个开口，所述封头在下布水器的上方位置设置一个开口；所述脱色柱中，所述筒体在上布水器的下方位置设置一个开口，所述封头在下布水器的上方位置设置一个开口。
一种柠檬酸分离方法，包括以下步骤：
A、柠檬酸混合液从进口输入分离柱，通过分离柱内填充的阴树脂颗粒进行纯化，柠檬酸吸附在所述阴树脂颗粒上，其他液体从出口流出；
B、从所述出口输入硫酸，所述硫酸将所述阴树脂颗粒上的柠檬酸进行置换；
C、所述柠檬酸从进口输入到脱色柱，通过脱色柱内填充的脱色碳颗粒进行纯化，柠檬酸内色素吸附在所述脱色碳颗粒上，柠檬酸从出口流出。
还包括以下步骤：
D、将碱性物质输入分离柱，与所述硫酸中和，还原所述阴树脂颗粒活性。
E、如果所述阴树脂颗粒或者所述脱色碳颗粒失去效用，将从所述封头的开口取出。
采用了本发明的技术方案，增强了法兰的密封结构，解决了冷热温差大正负压的频繁使用而造成的内衬脱层，增加了筒体容积，增加了填充料的数量，使整体设备交换量增大，使内部填充料在罐体内上下浮动产生了最大交换速率，提高了产量和品质，节省了大量的再生剂和水。
附图说明
图1是现有技术中柠檬酸分离柱的结构示意图；
图2是本具体实施方式中柠檬酸分离柱的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图2是本具体实施方式中柠檬酸分离柱的结构示意图，其中左边为剖面图。如图2所示，分离柱包括筒体201、封头202、上布水器203、下布水器204，筒体的下端和封头焊接在一起，筒体的上端开有进口205，封头下端开有出口206，在筒体的进口的下方安装有两个法兰，一个大法兰207，一个是中法兰208，在所述封头的出口的上方安装有一个法兰209，上布水器安装在筒体的上端，上布水器与筒体周边闭合，下布水器安装在封头，下布水器与封头周边闭合。上布水器由支撑件固定，支撑件的一端固定在筒体上方的法兰，一端通过紧固件连接上布水器，下布水器由支撑件固定，支撑件的一端固定在封头下方的法兰，一端通过紧固件连接下布水器。生产过程中上进下出、下进上出往返使用时，因有一定的压力和温度，使用了新型环氧树脂制作的布水器支撑组件，保证了布水器在压力(0.6Mpa)温度(60℃)往返(1次/小时)的冲击下无任何变化，紧固件为注塑成型，材料为ABS工程塑料。
在上布水器和下布水器之间填充有阴树脂颗粒210，上布水器和下布水器上安装有滤水帽211，上布水器或者下布水器的球面与滤水帽螺纹连接后加锁紧母，滤水帽专为控制填充物不外流，只能通过液体，上布水器和下布水器共有260个滤水帽。
分离柱的内壁衬有聚乙烯(PE)材料层212，PE材料层是采用先进的双向可调整转速的滚塑机一次投料成型的，无任何接缝，无毒、无味、食品级的PE，无任何腐蚀性，分离柱的内壁和PE材料层之间采用冲压件213焊接，冲压件与筒体焊接密度为120毫米×120毫米品字形排列，保证了内衬与筒体的紧密结合。上布水器和下布水器也是采用与内衬相同的PE材料。
筒体在上布水器的下方位置设置一个开口，封头在下布水器的上方位置设置一个开口，用于放入或取出填充物。
脱色柱的结构与分离柱的结构一致，不同之处在于，分离柱内的填充物是阴树脂颗粒，脱色柱内的填充物是脱色碳颗粒。
分离柱和脱色柱之间通过管道进行连接。柠檬酸混合液从进口输入分离柱，通过分离柱内填充的阴树脂颗粒进行提纯，柠檬酸吸附在阴树脂颗粒上，其他液体从出口流出；从出口输入硫酸，硫酸将阴树脂颗粒上的柠檬酸置换出来；经过分离柱处理后的柠檬酸从进口输入到脱色柱，通过脱色柱内填充的脱色碳颗粒进行提纯，柠檬酸内色素吸附在脱色碳颗粒上，柠檬酸从出口流出；将碱性物质输入分离柱，与硫酸中和，还原阴树脂颗粒。如果阴树脂颗粒或者脱色碳颗粒失去效用，将从封头的开口取出。
采用了本发明的技术方案，树脂利用率从固定柱式的92％上升到98％，树脂再生从2％的死角下降到无死角，料液回收率从97％提高到99％，再生剂和水节约了5％，使用寿命也从3-5年上升到10年以上，而且不使用石英砂，对环境不造成污染。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种柠檬酸分离装置，其特征在于，包括分离柱、脱色柱，所述分离柱和所述脱色柱通过管道连接，所述分离柱包括筒体、封头、上布水器和下布水器，所述筒体的下端和所述封头焊接在一起，所述上布水器安装在所述筒体的上端，所述上布水器与所述筒体周边闭合，所述下布水器安装在所述封头，所述下布水器与所述封头周边闭合，所述筒体的上端开有进口，所述封头下端开有出口，所述上布水器和所述下布水器上安装有滤水帽，在所述上布水器和所述下布水器之间填充有阴树脂颗粒；
所述脱色柱包括筒体、封头、上布水器和下布水器，所述筒体的下端和所述封头焊接在一起，所述上布水器安装在所述筒体的上端，所述上布水器与所述筒体周边闭合，所述下布水器安装在所述封头，所述下布水器与所述封头周边闭合，所述筒体的上端开有进口，所述封头下端开有出口，所述上布水器和所述下布水器上安装有滤水帽，在所述上布水器和所述下布水器之间填充有脱色碳颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种柠檬酸分离装置，其特征在于，所述分离柱中，在所述筒体的进口的下方安装有两个法兰，在所述封头的出口的上方安装有一个法兰；所述脱色柱中，在所述筒体的进口的下方安装有两个法兰，在所述封头的出口的上方安装有一个法兰。
3.根据权利要求1所述的一种柠檬酸分离装置，其特征在于，所述分离柱的内壁衬有聚乙烯材料层，所述脱色柱的内壁衬有聚乙烯材料层。
4.根据权利要求3所述的一种柠檬酸分离装置，其特征在于，所述分离柱的内壁和所述聚乙烯材料层之间采用冲压件焊接，所述脱色柱的内壁和所述聚乙烯材料层之间采用冲压件焊接。
5.根据权利要求1所述的一种柠檬酸分离装置，其特征在于，所述分离柱中，所述上布水器由支撑件固定，所述支撑件的一端固定在所述筒体上方的法兰，一端通过紧固件连接所述上布水器，所述下布水器由支撑件固定，所述支撑件的一端固定在所述封头下方的法兰上，一端通过紧固件连接所述下布水器；所述脱色柱中，所述上布水器由支撑件固定，所述支撑件的一端固定在所述筒体上方的法兰，一端通过紧固件连接所述上布水器，所述下布水器由支撑件固定，所述支撑件的一端固定在所述封头下方的法兰上，一端通过紧固件连接所述下布水器。
6.根据权利要求1所述的一种柠檬酸分离装置，其特征在于，所述分离柱中，所述筒体在上布水器的下方位置设置一个开口，所述封头在下布水器的上方位置设置一个开口；所述脱色柱中，所述筒体在上布水器的下方位置设置一个开口，所述封头在下布水器的上方位置设置一个开口。
7.一种柠檬酸分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、柠檬酸混合液从进口输入分离柱，通过分离柱内填充的阴树脂颗粒进行纯化，柠檬酸吸附在所述阴树脂颗粒上，其他液体从出口流出；
B、从所述出口输入硫酸，所述硫酸将所述阴树脂颗粒上的柠檬酸进行置换；
C、所述柠檬酸从进口输入到脱色柱，通过脱色柱内填充的脱色碳颗粒进行纯化，柠檬酸内色素吸附在所述脱色碳颗粒上，柠檬酸从出口流出。
8.根据权利要求7所述的一种柠檬酸分离方法，其特征在于，还包括以下步骤：
D、将碱性物质输入分离柱，与所述硫酸中和，还原所述阴树脂颗粒活性。
9.根据权利要求7所述的一种柠檬酸分离方法，其特征在于，还包括以下步骤：
E、如果所述阴树脂颗粒或者所述脱色碳颗粒失去效用，将从所述封头的开口取出。
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