CN117299234A - 一种乳糖醇离子交换系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及乳糖醇离子交换技术领域，公开了一种乳糖醇离子交换系统及方法，所述方法包括以下步骤：S1：向阴离子交换组件的若干离子交换柱内填充树脂；S2：将待离子交换处理的乳糖脱色液通过入料管输入阴离子交换组件内；S3：对阴离子交换组件的树脂进行搅拌；S4：将滞留的结块树脂打散；通过转轴旋转带动若干搅拌杆旋转进行搅拌时，转杆同步旋转，则凹槽内会滞留结块树脂，在凹槽转至分散杆处时，分散杆插入凹槽内挤压结块树脂，实现了在搅拌树脂降低树脂结块可能性的同时，能够对已结块的树脂进行打散处理，从而避免无法处理已结块树脂，需要更换树脂的问题，延长树脂的使用寿命，还能够提高树脂的交换效率。
Description
技术领域
本发明涉及乳糖醇离子交换技术领域，具体涉及一种乳糖醇离子交换系统及方法。
背景技术
在乳糖醇的离子交换过程中，通常使用一种称为离子交换树脂的物质作为催化剂或媒介。这种树脂具有高度选择性和可逆性，能够选择性地吸附和释放特定的离子。当乳糖醇溶液通过离子交换树脂柱时，其中的阳离子（如钠离子）会与树脂上的氢离子发生交换，而阴离子（如氯离子）则与树脂上的羟基发生交换。这样，乳糖醇中的离子就被树脂所取代，从而实现了离子的交换。
将乳糖和离子交换树脂一起装入离子交换柱中，让乳糖溶液通过离子交换树脂柱，实现乳糖中的离子与树脂上的离子进行交换，最后将已经交换了离子的乳糖醇从树脂上洗脱下来；但是在离子交换过程中，糖醇分子会与树脂上的离子发生交换，形成新的化合物，而如果这些化合物的溶解度较低，它们可能会在底部树脂中聚集并形成结块。
针对上述的技术问题，申请人检索到了一些现有技术，以实现在制糖醇溶液离子交换过程中避免底部树脂结块，例如专利公开号为CN203695067U，其主要的技术手段是，通过第二电机带动搅拌杆转动，以搅拌树脂，使离子交换剂和溶液进行充分混合，降低树脂结块的可能性，经过申请人分析，该技术方案的弊端在于：通过搅拌树脂的方式避免底部树脂结块的方式，不可能完全避免树脂结块，而对于底部已经结块的树脂，无法进行有效的打散，那么只能更换新的树脂，否则结块的树脂会导致交换时间延长，则交换效率降低，并且乳糖醇中杂质增加，影响产品的质量，基于此，申请人有目的的提供一种能够在降低树脂结块可能性的同时对已结块树脂进行打散的乳糖醇离子交换系统及方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种乳糖醇离子交换系统及方法，以解决不能够对已结块树脂进行打散导致需要更换树脂的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种乳糖醇离子交换方法，包括以下步骤：
S1：向阴离子交换组件的若干离子交换柱内填充树脂，同时向阳离子交换组件的若干离子交换柱内填充树脂；
S2：将待离子交换处理的乳糖脱色液通过入料管输入阴离子交换组件的若干离子交换柱内，入料盘上的若干喷淋口向下喷淋乳糖脱色液，通过阴离子交换组件去除制糖物料中的阴离子；
S3：通过驱动源驱动转轴旋转带动若干搅拌杆以及若干转杆旋转，以对阴离子交换组件的树脂进行搅拌；
S4：转杆旋转时，其上的凹槽内滞留结块的树脂，通孔内间歇性穿过分散杆，将滞留的结块树脂打散；
S5：乳糖脱色液穿过滤板进入阴离子交换组件的出料管，完成阴离子交换；
S6：进行阴离子交换后的乳糖脱色液通过管道进入中转缓冲罐，以缓解离子交换的系统阻力；
S7：中转缓冲罐内的乳糖脱色液通过入料管输入阳离子交换组件的若干离子交换柱内，入料盘上的若干喷淋口向下喷淋乳糖脱色液，通过阳离子交换组件去除制糖物料中的阳离子。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S7后还具有以下步骤：
S8：通过驱动源驱动阳离子交换组件的离子交换柱内转轴旋转带动若干搅拌杆以及若干转杆旋转，以对阳离子交换组件的树脂进行搅拌；
S9：阳离子交换组件的离子交换柱内转杆旋转时，其上的凹槽内滞留结块的树脂，通孔内间歇性穿过分散杆，将滞留的结块树脂打散；
S10：乳糖脱色液穿过滤板进入阳离子交换组件的出料管，完成阳离子交换；
S11：将进行阳离子交换后的溶液通过出料管输出阳离子交换组件的离子交换柱。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41：转杆旋转时搅动树脂，部分树脂进入凹槽内；
S42：未结块的树脂穿过散料孔，已结块的树脂滞留在凹槽内，并被破碎齿固定；
S43：分散杆穿过通孔，并撞击凹槽内的已结块树脂，打散已结块树脂；
S44：被打散的树脂一部分穿过通孔，另一部分穿过散料孔，继续与乳糖脱色液进行阴离子交换。
一种乳糖醇离子交换系统，所述系统应用如上述所述的乳糖醇离子交换方法，所述系统包括：
阴离子交换组件，其通过管道与中转缓冲罐连接，且中转缓冲罐通过管道与阳离子交换组件连接，所述阴离子交换组件与阳离子交换组件分别包括若干离子交换柱，且离子交换柱上设置有树脂进管；
转轴，其转动安装于离子交换柱内，并有驱动源驱动旋转，且其上设置有若干搅拌杆；
转杆，若干所述转杆呈圆周布设于转轴上，且转杆底部与设置于离子交换柱内的滤板贴合，所述转杆上设置有凹槽；以及
分散杆，若干所述分散杆均固定于滤板上，且分散杆的延伸方向与凹槽上的通孔移动路径重合，所述分散杆与通孔滑动配合。
作为本发明进一步的方案：所述凹槽上还设置有若干散料孔，且散料孔的直径小于通孔的直径。
作为本发明进一步的方案：所述凹槽上还设置有若干破碎齿，用于限位滞留于凹槽内的结块树脂。
作为本发明进一步的方案：所述分散杆的一端转动安装有头部，且头部先于分散杆的另一端靠近通孔，且头部的直径小于通孔的直径。
作为本发明进一步的方案：所述头部与固定于分散杆上的螺纹杆螺纹连接，且头部与分散杆之间弹性连接，所述螺纹杆外绕设有折叠套，且折叠套的两端分别与头部以及分散杆连接。
本发明的有益效果：
（1）本发明中，通过转轴旋转带动若干搅拌杆旋转进行搅拌时，转杆同步旋转，则凹槽内会滞留结块树脂，在凹槽转至分散杆处时，分散杆插入凹槽内挤压结块树脂，实现了在搅拌树脂降低树脂结块可能性的同时，能够对已结块的树脂进行打散处理，从而避免无法处理已结块树脂，需要更换树脂的问题，延长树脂的使用寿命，还能够提高树脂的交换效率；
（2）本发明中，采用转杆旋转时，部分树脂进入凹槽内，未结块的树脂能够穿过散料孔，不会滞留于凹槽内，已结块树脂被打散后则能够同步穿过散料孔以及通孔，继续进行离子交换，避免了凹槽内堆积树脂导致结块树脂被冲出无法滞留的问题；
（3）本发明中，利用若干破碎齿能够对凹槽内的结块树脂进行限位，以待分散杆插入进行粉碎打散，从而实现对已结块树脂的有效处理；
（4）本发明中，在打散的过程中，结块树脂与头部抵接，并推动头部向分散杆的另一端移动，则二者之间的弹性连接件以及折叠套均被挤压，同时头部沿着螺纹杆移动，并被带动旋转，则结块树脂受到撞击产生的水平挤压力的同时，还会受到旋转挤压力，能够加速其被打散，避免结块树脂长时间无法打散堵塞凹槽的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明中离子交换柱的结构示意图；
图3是本发明中搅拌杆的结构示意图；
图4是本发明中转杆的结构示意图；
图5是本发明中凹槽的结构示意图；
图6是本发明中通孔的结构示意图；
图7是本发明中头部的结构示意图；
图8是本发明中折叠套的结构示意图。
图中：1、离子交换柱；2、滤板；3、中转缓冲罐；4、树脂进管；5、转轴；6、入料盘；7、搅拌杆；8、转杆；9、凹槽；10、分散杆；11、通孔；12、散料孔；13、破碎齿；14、头部；15、螺纹杆；16、折叠套；17、阴离子交换组件；18、阳离子交换组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图7所示，本发明为一种乳糖醇离子交换方法，包括以下步骤：
S1：向阴离子交换组件17的若干离子交换柱1内填充树脂，同时向阳离子交换组件18的若干离子交换柱1内填充树脂；
S2：将待离子交换处理的乳糖脱色液通过入料管输入阴离子交换组件17的若干离子交换柱1内，入料盘6上的若干喷淋口向下喷淋乳糖脱色液，通过阴离子交换组件17去除制糖物料中的阴离子；
S3：通过驱动源驱动转轴5旋转带动若干搅拌杆7以及若干转杆8旋转，以对阴离子交换组件17的树脂进行搅拌；
S4：转杆8旋转时，其上的凹槽9内滞留结块的树脂，通孔11内间歇性穿过分散杆10，将滞留的结块树脂打散；
S5：乳糖脱色液穿过滤板2进入阴离子交换组件17的出料管，完成阴离子交换；
S6：进行阴离子交换后的乳糖脱色液通过管道进入中转缓冲罐3，以缓解离子交换的系统阻力；
S7：中转缓冲罐3内的乳糖脱色液通过入料管输入阳离子交换组件18的若干离子交换柱1内，入料盘6上的若干喷淋口向下喷淋乳糖脱色液，通过阳离子交换组件18去除制糖物料中的阳离子。
如图1-图7所示，作为本发明的一种优选实施例，所述步骤S7后还具有以下步骤：
S8：通过驱动源驱动阳离子交换组件18的离子交换柱1内转轴5旋转带动若干搅拌杆7以及若干转杆8旋转，以对阳离子交换组件18的树脂进行搅拌；
S9：阳离子交换组件18的离子交换柱1内转杆8旋转时，其上的凹槽9内滞留结块的树脂，通孔11内间歇性穿过分散杆10，将滞留的结块树脂打散；
S10：乳糖脱色液穿过滤板2进入阳离子交换组件18的出料管，完成阳离子交换；
S11：将进行阳离子交换后的溶液通过出料管输出阳离子交换组件18的离子交换柱1。
如图2-图8所示，作为本发明的一种优选实施例，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41：转杆8旋转时搅动树脂，部分树脂进入凹槽9内；
S42：未结块的树脂穿过散料孔12，已结块的树脂滞留在凹槽9内，并被破碎齿13固定；
S43：分散杆10穿过通孔11，并撞击凹槽9内的已结块树脂，打散已结块树脂；
S44：被打散的树脂一部分穿过通孔11，另一部分穿过散料孔12，继续与乳糖脱色液进行阴离子交换。
请参阅图1-图7所示，本发明为一种乳糖醇离子交换系统，所述系统应用如上述实施例所述的乳糖醇离子交换方法，所述系统包括：
阴离子交换组件17，其通过管道与中转缓冲罐3连接，且中转缓冲罐3通过管道与阳离子交换组件18连接，所述阴离子交换组件17与阳离子交换组件18分别包括若干离子交换柱1，且离子交换柱1上设置有树脂进管4；
转轴5，其转动安装于离子交换柱1内，并有驱动源驱动旋转，且其上设置有若干搅拌杆7；
转杆8，若干所述转杆8呈圆周布设于转轴5上，且转杆8底部与设置于离子交换柱1内的滤板2贴合，所述转杆8上设置有凹槽9；以及
分散杆10，若干所述分散杆10均固定于滤板2上，且分散杆10的延伸方向与凹槽9上的通孔11移动路径重合，所述分散杆10与通孔11滑动配合。
其中，所述离子交换柱1内设置有入料盘6，且其上设置有朝向搅拌杆7布设的若干喷淋口；所述搅拌杆7为多层式设计，且每层均有呈圆周布设的若干搅拌杆7。
在本实施例的一种情况中，所述阴离子交换组件17还包括第一入料管以及第一出料管，阴离子交换组件17的若干离子交换柱1上分别设置有一个第一入料管以及一个第一出料管，且阴离子交换组件17的若干第一入料管之间相互连接，所述阴离子交换组件17的若干第一出料管之间相互连接，并与中转缓冲罐3的入料口连接；所述阳离子交换组件18还包括第二入料管以及第二出料管，阳离子交换组件18的若干离子交换柱1上分别设置有一个第二入料管以及一个第二出料管，且阳离子交换组件18的若干第二入料管之间相互连接，并与中转缓冲罐3的出料口连接，所述阳离子交换组件18的若干第二出料管之间相互连接。
本实施例在实际应用时，向阴离子交换组件17的若干离子交换柱1内填充树脂，同时向阳离子交换组件18的若干离子交换柱1内填充树脂，再将待离子交换处理的乳糖脱色液通过入料管输入阴离子交换组件17的若干离子交换柱1内，通过阴离子交换组件17去除制糖物料中的阴离子，此过程中通过驱动源驱动转轴5旋转带动若干搅拌杆7以及若干转杆8旋转，以对阴离子交换组件17的树脂进行搅拌，转杆8旋转时，其上的凹槽9内滞留结块的树脂，通孔11内间歇性穿过分散杆10，将滞留的结块树脂打散，随后乳糖脱色液穿过滤板2进入阴离子交换组件17的出料管，完成阴离子交换，并进入中转缓冲罐3，以缓解离子交换的系统阻力，随后乳糖脱色液进入阳离子交换组件18内进行阳离子交换，同时，阳离子交换组件18的离子交换柱1内同理地进行分散杆10间歇性地穿过通孔11，以对滞留在凹槽9内的结块树脂进行打散，实现了对已结块树脂进行打散处理，从而延长树脂使用寿命。
如图5-图6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述凹槽9上还设置有若干散料孔12，且散料孔12的直径小于通孔11的直径。
本实施例在实际应用时，转杆8旋转时，部分树脂进入凹槽9内，未结块的树脂能够穿过散料孔12，不会滞留于凹槽9内，已结块树脂被打散后则能够同步穿过散料孔12以及通孔11，继续进行离子交换。
如图5-图7所示，作为本发明的一种优选实施例，所述凹槽9上还设置有若干破碎齿13，用于限位滞留于凹槽9内的结块树脂。
在本实施例的一种情况中，相对布设的破碎齿13之间的间隙大于分散杆10的杆径，二者之间不会干涉。
如图5-图8所示，作为本发明的一种优选实施例，所述分散杆10的一端转动安装有头部14，且头部14先于分散杆10的另一端靠近通孔11，且头部14的直径小于通孔11的直径。
在本实施例的一种情况中，所述头部14与固定于分散杆10上的螺纹杆15螺纹连接，且头部14与分散杆10之间弹性连接，所述螺纹杆15外绕设有折叠套16，且折叠套16的两端分别与头部14以及分散杆10连接。
其中，所述头部14与分散杆10之间可以选用弹簧连接，还可以选用弹片等具有弹性的结构连接，在此不进行具体的限定。
本实施例在实际应用时，当凹槽9内滞留有结块树脂时，凹槽9转至分散杆10处时，头部14插入凹槽9内，撞击打散结块树脂，在打散的过程中，结块树脂与头部14抵接，并推动头部14向分散杆10的另一端移动，则二者之间的弹性连接件以及折叠套16均被挤压，同时头部14沿着螺纹杆15移动，并被带动旋转，则结块树脂受到撞击产生的水平挤压力的同时，还会受到旋转挤压力，能够加速其被打散，避免结块树脂长时间无法打散堵塞凹槽9的问题。
本发明的工作原理：本发明上述实施例中提供了一种乳糖醇离子交换系统及方法，通过转轴5旋转带动若干搅拌杆7旋转进行搅拌时，转杆8同步旋转，则凹槽9内会滞留结块树脂，在凹槽9转至分散杆10处时，分散杆10插入凹槽9内挤压结块树脂，实现了在搅拌树脂降低树脂结块可能性的同时，能够对已结块的树脂进行打散处理，从而避免无法处理已结块树脂，需要更换树脂的问题，延长树脂的使用寿命，还能够提高树脂的交换效率。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种乳糖醇离子交换方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向阴离子交换组件（17）的若干离子交换柱（1）内填充树脂，同时向阳离子交换组件（18）的若干离子交换柱（1）内填充树脂；
S2：将待离子交换处理的乳糖脱色液通过入料管输入阴离子交换组件（17）的若干离子交换柱（1）内，入料盘（6）上的若干喷淋口向下喷淋乳糖脱色液，通过阴离子交换组件（17）去除制糖物料中的阴离子；
S3：通过驱动源驱动转轴（5）旋转带动若干搅拌杆（7）以及若干转杆（8）旋转，以对阴离子交换组件（17）的树脂进行搅拌；
S4：转杆（8）旋转时，其上的凹槽（9）内滞留结块的树脂，通孔（11）内间歇性穿过分散杆（10），将滞留的结块树脂打散；
S5：乳糖脱色液穿过滤板（2）进入阴离子交换组件（17）的出料管，完成阴离子交换；
S6：进行阴离子交换后的乳糖脱色液通过管道进入中转缓冲罐（3），以缓解离子交换的系统阻力；
S7：中转缓冲罐（3）内的乳糖脱色液通过入料管输入阳离子交换组件（18）的若干离子交换柱（1）内，入料盘（6）上的若干喷淋口向下喷淋乳糖脱色液，通过阳离子交换组件（18）去除制糖物料中的阳离子。
2.根据权利要求1所述的一种乳糖醇离子交换方法，其特征在于，所述步骤S7后还具有以下步骤：
S8：通过驱动源驱动阳离子交换组件（18）的离子交换柱（1）内转轴（5）旋转带动若干搅拌杆（7）以及若干转杆（8）旋转，以对阳离子交换组件（18）的树脂进行搅拌；
S9：阳离子交换组件（18）的离子交换柱（1）内转杆（8）旋转时，其上的凹槽（9）内滞留结块的树脂，通孔（11）内间歇性穿过分散杆（10），将滞留的结块树脂打散；
S10：乳糖脱色液穿过滤板（2）进入阳离子交换组件（18）的出料管，完成阳离子交换；
S11：将进行阳离子交换后的溶液通过出料管输出阳离子交换组件（18）的离子交换柱（1）。
3.根据权利要求1所述的一种乳糖醇离子交换方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41：转杆（8）旋转时搅动树脂，部分树脂进入凹槽（9）内；
S42：未结块的树脂穿过散料孔（12），已结块的树脂滞留在凹槽（9）内，并被破碎齿（13）固定；
S43：分散杆（10）穿过通孔（11），并撞击凹槽（9）内的已结块树脂，打散已结块树脂；
S44：被打散的树脂一部分穿过通孔（11），另一部分穿过散料孔（12），继续与乳糖脱色液进行阴离子交换。
4.一种乳糖醇离子交换系统，其特征在于，所述系统应用如上述权利要求1-3任一所述的乳糖醇离子交换方法，所述系统包括：
阴离子交换组件（17），其通过管道与中转缓冲罐（3）连接，且中转缓冲罐（3）通过管道与阳离子交换组件（18）连接，所述阴离子交换组件（17）与阳离子交换组件（18）分别包括若干离子交换柱（1），且离子交换柱（1）上设置有树脂进管（4）；
转轴（5），其转动安装于离子交换柱（1）内，并有驱动源驱动旋转，且其上设置有若干搅拌杆（7）；
转杆（8），若干所述转杆（8）呈圆周布设于转轴（5）上，且转杆（8）底部与设置于离子交换柱（1）内的滤板（2）贴合，所述转杆（8）上设置有凹槽（9）；
分散杆（10），若干所述分散杆（10）均固定于滤板（2）上，且分散杆（10）的延伸方向与凹槽（9）上的通孔（11）移动路径重合，所述分散杆（10）与通孔（11）滑动配合。
5.根据权利要求4所述的一种乳糖醇离子交换系统，其特征在于，所述凹槽（9）上还设置有若干散料孔（12），且散料孔（12）的直径小于通孔（11）的直径。
6.根据权利要求4所述的一种乳糖醇离子交换系统，其特征在于，所述凹槽（9）上还设置有若干破碎齿（13），用于限位滞留于凹槽（9）内的结块树脂。
7.根据权利要求4所述的一种乳糖醇离子交换系统，其特征在于，所述分散杆（10）的一端转动安装有头部（14），且头部（14）先于分散杆（10）的另一端靠近通孔（11），且头部（14）的直径小于通孔（11）的直径。
8.根据权利要求7所述的一种乳糖醇离子交换系统，其特征在于，所述头部（14）与固定于分散杆（10）上的螺纹杆（15）螺纹连接，且头部（14）与分散杆（10）之间弹性连接，所述螺纹杆（15）外绕设有折叠套（16），且折叠套（16）的两端分别与头部（14）以及分散杆（10）连接。
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