CN103657146A - 制糖时的离子交换方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制糖时的离子交换方法，包含如下步骤：S101、通过一根物料管道将预先准备的制糖物料同时送入两组并联的离子交换设备中；S102、每组离子交换设备分别去除各自设备中制糖物料的阴阳离子。同现有技术相比，由于两组离子交换设备是采用并联的方式进行连接，当物料管道开始供料时，制糖物料是分成两路同时进入两组离子交换设备中的，由两组离子交换设备同时分担物料所带了的压力，每组离子交换设备中物料的压力只有原先的一半左右，所以即使提高了物料的流量，也不会使得离子交换设备中的阳离子树脂和阴离子树脂出现破损的现象，从而大幅提高了成品糖的产能。

Description

制糖时的离子交换方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种制糖工艺，具体的说是一种制糖时的离子交换方法。

背景技术

糖，作为一种日常生活中常见的食用品和调味品，其种类非常繁多，包括麦芽糖、枫糖、粽子糖、桂花糖、淀粉糖、太妃糖等。而大多数的糖在生产时一般都要要经过糖化、过滤、脱色、浓缩(色谱分离)、离子交换、蒸发等步骤后才能制成成品。而在整个制糖的生产过程中，离子交换步骤作为整个生产工艺的重要环节，其作用是将制糖物料中的金属离子和粉尘去除，所以其重要性不言而喻。

而目前，在现有的整个制糖工艺中，制糖物料的离子交换方法一般是采用阴离子交换柱和阳离子交换柱组成的离子交换设备对制糖物料进行阴阳离子的去除。一般采用两组离子交换设备串联的方式来达到去除物料内阴阳离子的目的。并且为了降低整个系统的压力，在两组离子交换设备之间还连接有一个中转罐，物料在经过第一个离子交换设备后会进入中转罐，通过中转罐来释放管路内的压力，然后在进入第二离子交换设备。

但如今的问题是，当需要提高整个成品糖的产量时，就需要加大制糖物料在物料管中的流量，但由于目前的两组离子交换设备是采用串联的形式，一旦加大物料的流量，可能会使离子交换设备中的离子交换树脂无法承受物料所带来的压力，从而导致其发生破损的现象，对整个物料的离子交换过程造成影响。如何在提高产能的情况下，又不会对离子交换树脂造成损坏，是目前所要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制糖时的离子交换方法，可大大提高成品糖的产量，并且同时保证离子交换设备能够正常运行，不会发生泄漏。

为了实现上述目的，本发明提供了一种制糖时的离子交换方法，包含如下步骤：

S101、通过一根物料管道将预先准备的制糖物料同时送入两组并联的离子交换设备中；

S102、每组离子交换设备分别去除各自设备中制糖物料的阴阳离子。

另外，本发明还提供了一种制糖时的离子交换系统，包含：一根物料管道和两组并联的离子交换设备；

所述物料管道与两组离子交换设备的并联进口管路进行连接；

所述物料管道将所述制糖物料同时送入两组离子交换设备中，每组离子交换设备分别去除各自设备中制糖物料的阴阳离子。

本发明的实施方式相对于现有技术而言，由于两组离子交换设备是采用并联的方式进行连接，而物料管道是直接连接在两组离子交换设备的并联进口管路上。由此可知，当物料管道开始供料时，制糖物料是分成两路同时进入两组离子交换设备中的，由两组离子交换设备同时分担物料所带了的压力，每组离子交换设备中物料的压力只有原先的一半左右，所以即使提高了物料的流量，也不会使得离子交换设备中的离子交换树脂出现破损的现象，从而大幅提高了成品糖的产能。并且，由于两组离子交换设备是采用并联的结构来分担物料的总压力，所以能够省去原系统中的中转罐，从而使得整个系统在提高产能的情况下，进一步简化了整个系统的架构。

其中，所述离子交换设备包含：用于去除所述制糖物料中阳离子的阳离子交换柱、与所述阳离子交换柱连接用于去除所述制糖物料中阴离子的阴离子交换柱；所述制糖物料先进入阳离子交换柱进行阳离子的去除，再进入所述阴离子交换柱进行阴离子的去除。由于离子交换设备是由阳离子交换柱和阴离子交换柱串联组成，通过阴、阳离子交换柱来实现整个制糖物料的离子交换过程。

另外，在所述步骤S101之前还包含如下步骤：

S100、预先对所述制糖物料进行脱色的处理。

其中，制糖物料在进行脱色处理时采用如下步骤：

将所述制糖物料送入脱色罐内；

根据所述脱色罐内制糖物料的比例，在所述脱色罐内放入适量的活性炭，通过所述活性炭对所述制糖物料进行脱色。并且所述活性炭采用脱色吸附活性炭。

由于制糖物料在进入离子交换设备前，采用脱色吸附活性炭预先对制糖物料进行脱色处理，由于脱色吸附活性炭是一种具有疏松多孔的活性炭结构，并且具有极强的吸附能力，所以在对物料进行脱色时可用来吸附物料中的色素，并且能够除去物料中的异味。另外，由于制糖物料的最初颜色一般为土黄色，在经过脱色吸附活性炭脱色后会逐渐变为白色，从而可便于对物料进行后期的加工处理。

而在所述步骤S102之后还包含如下步骤：

S103、将去除阴阳离子的制糖物料送入蒸发器内，由蒸发器对所述制糖物料中的气液进行分离制成成品。

由于制糖物料在经过离子交换后是采用蒸发器对其进行气液分离，而蒸发器一般是由加热室和蒸发室组成，加热室用于向物料提供蒸发时所需要的热量，促使液体沸腾汽化；而蒸发室是用于将物料中的气液完全分离。由于在加热室中产生的蒸汽带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体凭借自身凝聚的特点得以与蒸汽分离，从而制得成品。

其中，为了满足市场的需求，所述蒸发器可采用三效、四效或五效蒸发器。工作人员可根据整个制糖工艺的需求进行选择。并且，本发明所使用的蒸发器为三效或五效蒸汽器，由此可知该蒸发器为多效蒸发器，由于多效蒸发器是将几个蒸发器串联运行进行蒸发操作，使得蒸汽的热能能够得到多次利用，从而提高热能的利用率。其中，以三效蒸发器为例，当蒸发器在工作时，第一效蒸发器以生蒸汽作为加热蒸汽，其余二效蒸发器均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量，进一步降低了整个系统在工作时的能耗，已达到节能环保的作用。

附图说明

图1为现有制糖时的离子交换设备的系统模块框图；

图2为本发明第一实施方式的制糖时的离子交换方法的流程图；

图3为本发明第四实施方式的制糖时的离子交换设备的系统模块框图；

图4为本发明第五实施方式的制糖时的离子交换设备的系统模块框图；

图5为本发明第六实施方式的制糖时的离子交换设备的系统模块框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

如图1所示，现有制糖时的离子交换方法一般采用两组离子交换设备串联的方式来达到去除物料内阴阳离子的目的。其中，为了降低整个系统的压力，在两组离子交换设备之间还连接有一个中转罐，物料在经过第一个离子交换设备后会进入中转罐，通过中转罐来释放管路内的压力，然后在进入第二离子交换设备，从而完成整个制糖过程中的离子交换步骤。

现有的离子交换方法所带来的问题是，当需要提高整个成品糖的产量时，就需要加大制糖物料在物料管中的流量，但由于目前的两组离子交换设备是采用串联的形式，一旦加大物料的流量，可能会使每组离子交换设备中的阴离子交换树脂和阳离子交换树脂无法承受物料所带来的压力，从而导致其发生破损的现象。

本发明的第一实施方式涉及一种制糖时的离子交换方法，如图2所示，包含如下步骤：

步骤201、采用一根物料管道将预先准备的制糖物料同时送入两组并联的离子交换设备中；

步骤202、每组离子交换设备分别去除各自设备中制糖物料的阴阳离子。

在本实施方式中，由于两组离子交换设备是采用并联的方式进行连接，当物料管道开始供料时，制糖物料是分成两路同时进入两组离子交换设备中的，由两组离子交换设备同时分担物料所带了的压力，每组离子交换设备中物料的压力只有原先的一半左右，所以即使提高了物料的流量，也不会使得离子交换设备中的离子交换树脂出现破损的现象，从而能够使成品糖的产能大幅提高。并且，由于两组离子交换设备是采用并联的结构来分担物料的总压力，所以能够省去原系统中的中转罐的设计，从而使得整个系统在提高产能的情况下，还进一步简化了整个系统的架构。

具体的说，当物料的流量的总流量为100L/min，如采用现有的离子交换方法时，由于采用串联的形式，两组离子交换设备内物流的流量均为100L/min。如果提高物料的流量，就会使得离子交换设备的压力增大，有可能会使离子交换设备中的离子交换树脂出现破损现象，对整个物料的离子交换过程造成影响。

但如果是采用本发明的离子交换方法，由于两组离子交换设备采用并联的形式，所以当物料管道开始供料时，制糖物料是分成两路同时进入两组离子交换设备中的，每组离子交换设备中物料的压力基本上只有原先的一半左右，即每组离子交换设备的压力为50L/min左右。只有当物料的总流量提高到200L/min时，此时各组离子交换设备内物料的总流量才会达到100L/min左右。由此可知，工作人员可通过提高物料的流量，以使整个成品糖的产能大幅度提高。

值得一提的是，在本实施方式中，离子交换设备包含：用于去除制糖物料中阳离子的阳离子交换柱、与阳离子交换柱连接用于去除制糖物料中阴离子的阴离子交换柱。

其中，制糖物料是先进入阳离子交换柱进行阳离子的去除，然后再进入阴离子交换柱进行阴离子的去除。由此可知，由于离子交换设备是由阳离子交换柱和阴离子交换柱串联组成，通过阴、阳离子交换柱来实现整个制糖物料的离子交换过程。

本发明的第二实施方式涉及一种制糖时的离子交换方法，第二实施方式是在第一实施方式的基础上做了进一步改进，其主要改进在于：在上述步骤201之前还包含如下步骤：

步骤200、预先对制糖物料进行脱色处理。具体可采用如下方法进行物料的脱色：

首先，将预先准备的制糖物料送入脱色罐内。

其次，根据脱色罐内制糖物料的比例，在脱色罐内放入适量的活性炭，通过活性炭对制糖物料进行脱色。具体的说，活性炭采用脱色吸附活性炭。

由次可知，由于制糖物料在进入离子交换设备前，需采用脱色吸附活性炭对其进行脱色处理，由于脱色吸附活性炭是一种具有疏松多孔的活性炭结构，具有极强的吸附能力，所以在对物料进行脱色时可用来吸附物料中的色素，并且能够除去物料中的异味。另外，由于制糖物料的最初颜色一般为土黄色，在经过脱色吸附活性炭脱色后会逐渐变成白色，从而可便于对物料进行后期的加工处理。

本发明的第三实施方式涉及一种制糖时的离子交换方法，第三实施方式是在第一实施方式的基础上做了进一步改进，其主要改进在于：在上述步骤202之后还包含如下步骤：

步骤203、将去除阴阳离子的制糖物料送入蒸发器内，由蒸发器对制糖物料中的气液进行分离制成成品。

在本实施方式中，由于制糖物料在经过离子交换后是采用蒸发器对其进行蒸发，而蒸发器一般是由加热室和蒸发室组成，加热室用于向物料提供蒸发时所需要的热量，促使液体沸腾汽化；而蒸发室是用于将物料中的气液完全分离。由于在加热室中产生的蒸汽带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体凭借自身凝聚的特性得以与蒸汽分离，从而制得成品。

值得一提的是，为了满足市场的需求，蒸发器可采多效蒸发器，可以选用三效、四效或五效蒸发器。工作人员可根据整个制糖工艺需求进行选择。并且，由于本实施方式所使用的蒸发器为多效蒸发器，由此可知，由于多效蒸发器是将几个蒸发器串联运行进行蒸发操作，使得蒸汽的热能能够得到多次利用，从而提高热能的利用率。其中，以三效蒸发器为例，当蒸发器在工作时，第一效蒸发器以生蒸汽作为加热蒸汽，其余二效蒸发器均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量，进一步降低了整个系统的工作时的能耗，已达到节能环保的作用。

本发明的第四实施方式涉及一种制糖时的离子交换系统，如图3所示，包含：一根物料管道和两组并联的离子交换设备。其中，物料管道是与两组离子交换设备的并联进口管路进行连接。

其具体工作方式如下，物料管道将制糖物料同时送入两组离子交换设备中，由每组离子交换设备分别去除各自设备中制糖物料的阴阳离子。

由本实施方式的离子交换系统可知，由于两组离子交换设备是采用并联的方式进行连接，而物料管道是直接连接在两组离子交换设备的并联进口管路上。由此可知，当物料管道开始供料时，制糖物料是分成两路同时进入两组离子交换设备中的，由两组离子交换设备同时分担物料所带了的压力，每组离子交换设备中物料的压力只有原先的一半左右，所以即使提高了物料的流量，也不会使得离子交换设备中的离子交换树脂出现破损的现象，从而能够使成品糖的产能大幅提高。并且，由于两组离子交换设备是采用并联的结构来分担物料的总压力，所以能够省去原系统中的中转罐，从而使得整个系统在提高产能的情况下，简化了整个系统的架构。

具体的说，在本实施方式中，离子交换设备包含：用于去除制糖物料中阳离子的阳离子交换柱、与阳离子交换柱连接用于去除制糖物料中阴离子的阴离子交换柱。

其中，制糖物料是先进入阳离子交换柱进行阳离子的去除，然后再进入阴离子交换柱进行阴离子的去除。由此可知，由于离子交换设备是由阳离子交换柱和阴离子交换柱串联组成，通过阴、阳离子交换柱来实现整个制糖物料的离子交换过程。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的制糖时的离子交换系统的实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明的第五施方式涉及一种制糖时的离子交换系统，第五实施方式是在第四实施方式的基础上做了进一步改进，其主要改进在于：如图4所示，本实施方式的离子交换系统还包含一个用于对制糖物料进行脱色的脱色罐。其中，脱色罐是与物料管道的进口进行连接。

由于物料管的进口还连接有一个脱色罐，通过脱色罐可预先对制糖物料进行脱色处理。在实际的脱色过程中，工作人员可根据脱色罐内制糖物料的比例，在脱色罐内加入适量的活性炭，通过活性炭完成对制糖物料的脱色处理。

值得一提的是，在往脱色关内加入活性炭时，该活性炭可采用脱色吸附活性炭，由于脱色吸附活性炭是一种具有疏松多孔的活性炭结构，具有极强的吸附能力，所以在对物料进行脱色时可用来吸附物料中的色素，并且能够除去物料中的异味。另外，由于制糖物料的最初颜色一般为土黄色，在经过脱色吸附活性炭脱色后会逐渐变成白色，从而可便于对物料进行后期的加工处理。

不难发现，本实施方式为与第二实施方式相对应的制糖时的离子交换系统的实施例，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明的第六施方式涉及一种制糖时的离子交换系统，第六实施方式是在第三实施方式的基础上做了进一步改进，其主要改进在于：如图5所示，本实施方式的离子交换系统还包含一个蒸发器。其中，蒸发器是与两组离子交换设备的并联出口管路进行连接。

其具体工作方式为，离子交换设备将去除阴阳离子的制糖物料送入蒸发器内，通过蒸发器对制糖物料中的气液进行分离制成成品。

由于上述内容可知，由于制糖物料在经过离子交换后是采用蒸发器对其进行蒸发，而蒸发器一般是由加热室和蒸发室组成，加热室用于向物料提供蒸发时所需要的热量，促使液体沸腾汽化；而蒸发室是用于将物料中的气液完全分离。由于在加热室中产生的蒸汽带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体凭借自身凝聚的特性得以与蒸汽分离，从而制得成品。

并且，为了满足市场的需求，在本实施方式中，蒸发器可采用多效蒸发器，可以选用三效或四效蒸发器，也可以选用五效蒸发器，工作人员可根据整个制糖工艺需求进行选择。由于多效蒸发器是将几个蒸发器串联运行进行蒸发操作，使得蒸汽的热能能够得到多次利用，从而提高热能的利用率。其中，以三效蒸发器为例，当蒸发器在工作时，第一效蒸发器以生蒸汽作为加热蒸汽，其余二效蒸发器均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量，进一步降低了整个系统的能耗，已达到节能环保的作用。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种制糖时的离子交换方法，其特征在于：包含如下步骤：

S101、采用一根物料管道将预先准备的制糖物料同时送入两组并联的离子交换设备中；

S102、每组离子交换设备分别去除各自设备中制糖物料的阴阳离子。

2.根据权利要求1所述的制糖时的去离子方法，其特征在于：所述离子交换设备包含：用于去除所述制糖物料中阳离子的阳离子交换柱、与所述阳离子交换柱连接用于去除所述制糖物料中阴离子的阴离子交换柱；

所述制糖物料先进入阳离子交换柱进行阳离子的去除，再进入所述阴离子交换柱进行阴离子的去除。

3.根据权利要求1或2所述的制糖时的离子交换方法，其特征在于：在所述步骤S102之后还包含如下步骤：

S103、将去除阴阳离子的制糖物料送入蒸发器内，由蒸发器对所述制糖物料中的气液进行分离制成成品。

4.根据权利要求3所述的制糖时的离子交换方法，其特征在于：所述蒸发器为三效、四效或五效蒸发器。

5.根据权利要求1或2所述的生产制糖时的离子交换方法，其特征在于：在所述步骤S101之前还包含如下步骤：

S100、预先对所述制糖物料进行脱色处理。

6.根据权利要求5所述的制糖时的离子交换方法，其特征在于：所述步骤S100中包含如下子步骤：

将所述制糖物料送入脱色罐内；

根据送入所述脱色罐内制糖物料的比例，在所述脱色罐内放入适量的活性炭，通过所述活性炭对所述制糖物料进行脱色。

7.根据权利要求6所述的制糖时的离子交换方法，其特征在于：所述活性炭为脱色吸附活性炭。

8.一种生产制糖时的离子交换系统，其特征在于：所述离子交换系统包含：一根物料管道和两组并联的离子交换设备；

所述物料管道与两组离子交换设备的并联进口管路进行连接；

所述物料管道将所述制糖物料同时送入两组离子交换设备中，每组离子交换设备分别去除各自设备中制糖物料的阴阳离子。

9.根据权利要求8所述的制糖时的离子交换系统，其特征在于：所述离子交换设备包含：用于去除所述制糖物料中阳离子的阳离子交换柱、与所述阳离子交换柱连接用于去除所述制糖物料中阴离子的阴离子交换柱；

所述制糖物料先进入阳离子交换柱后进行阳离子的去除，再进入所述阴离子交换柱进行阴离子的去除。

10.根据权利要求8或9所述的制糖时的离子交换系统，其特征在于：所述离子交换系统还包含：一个蒸发器；

所述蒸发器与两组离子交换设备的并联出口管路进行连接；

所述离子交换设备将去除阴阳离子的制糖物料送入蒸发器内，所述蒸发器对所述制糖物料进行气液分离后制成成品。

11.根据权利要求8或9所述的生产制糖时的离子交换系统，其特征在于：所述离子交换系统还包含：一个用于对所述制糖物料进行脱色的脱色罐；

所述脱色罐与物料管道的进口端进行连接。

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