CN215464472U - 葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，包括糖液前罐和由多个阳离子交换柱和多个阴离子交换柱组成的模拟连续离子交换系统，各离子交换柱的进出口分别设有定时切换的自动阀，按交换柱移动的逆方向依次分为：洗脱区、交换区、快洗区、再生区和反洗区，交换区包括依次串联的一级阳离子交换柱、一级阴离子交换柱、二级阳离子交换柱和二级阴离子交换柱，糖液前罐的底部出口通过糖液前罐输送泵与一级阳离子交换柱的上部入口相连，二级阴离子交换柱的出口与糖液后罐的入口相连。该系统的树脂柱不需要转动即可实现连续离子交换，且酸碱消耗量低，污水排放量小，且产品品质稳定。

Description

葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统

技术领域

本实用新型涉及一种葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，属于葡萄糖浆加工技术领域。

背景技术

葡萄糖浆作为淀粉的酶水解物，广泛应用于食品、化工、制药等行业。在葡萄糖浆的生产过程中，用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂为葡萄糖浆脱盐纯化是整个生产工序中的重要环节，传统的固定床离子交换柱因饱和的树脂没有及时移出，新树脂也未及时补入，树脂利用率低，树脂装填量和废水排放量大，另外需要等到整个柱子内树脂完全饱和后才切换，造成一次糖液稀释量大，出料的浓度、电导率、pH也不稳定。机械转盘式的连续离子交换系统因转盘机械复杂，体积庞大，软管连接较多，旋转分配阀容易泄漏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，树脂柱不需要转动即可实现连续离子交换，且酸碱消耗量低，污水排放量小，且产品品质稳定。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，包括糖液前罐和由多个阳离子交换柱和多个阴离子交换柱组成的模拟连续离子交换系统，各离子交换柱的进出口分别设有定时切换的自动阀，按交换柱移动的逆方向依次分为：洗脱区、交换区、快洗区、再生区和反洗区，所述交换区包括依次串联的一级阳离子交换柱、一级阴离子交换柱、二级阳离子交换柱和二级阴离子交换柱，所述糖液前罐的底部出口通过糖液前罐输送泵与所述一级阳离子交换柱的上部入口相连，所述二级阴离子交换柱的出口与糖液后罐的入口相连。

作为本实用新型的改进，所述洗脱区包括依次串联的阳柱1至阳柱3和依次串联的阴柱1至阴柱3，阳柱1和阴柱1的入口分别与软水管相连，阳柱3和阴柱3的出口分别与所述糖液前罐的回流口相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述一级阳离子交换柱包括相互并联的阳柱4至阳柱9，所述一级阴离子交换柱包括相互并联的阴柱4至阴柱9，所述二级阳离子交换柱包括相互并联的阳柱10至阳柱15，所述二级阴离子交换柱包括相互并联的阴柱10至阴柱15。

作为本实用新型的进一步改进，所述快洗区包括依次串联的阳柱16至阳柱18和依次串联的阴柱16至阴柱18，阳柱16和阴柱16的入口分别与软水管相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述再生区包括依次串联的阳柱19至阳柱21和依次串联的阴柱19至阴柱21，阳柱18的出口及注酸管道共同与阳柱19的上部入口相连，阴柱18的出口及注碱管道共同与阴柱19的上部入口相连，阳柱21及阴柱21的出口均与污水处理站相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述反洗区包括阳柱22和阴柱22，所述阳柱22和阴柱22的下部入口分别与软水管相连。

作为本实用新型的进一步改进，糖浆进料管的出口与膜过滤前罐的入口相连，膜过滤前罐的出口与过滤前罐输送泵的入口相连，所述过滤前罐输送泵的出口与袋式过滤器的入口相连，袋式过滤器的出口与滤前输送泵的入口相连，滤前输送泵的出口与膜过滤器的入口相连，膜过滤器的清液出口与所述糖液前罐的入口相连，所述膜过滤器的浓相出口分别与滤前输送泵的入口、膜过滤前罐的回流口及糖浆浓相输出管相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述糖液后罐的出口与糖液后罐输送泵的入口相连，糖液后罐输送泵的出口与调节阳柱的入口相连，所述调节阳柱的出口与糖浆输出管相连，所述糖浆输出管上设有pH检测探头。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、葡萄糖浆经过滤后，依次经过一级阳离子交换柱、一级阴离子交换柱、二级阳离子交换柱和二级阴离子交换柱后，糖液得到脱盐纯化，进入糖液后罐，然后进入阳离子调节柱后调节pH至4.0～6.0后进入蒸发工序得到成品。

2、模拟连续离子交换系统采用各组阀门定时切换的方式，解决了机械式连续离子交换系统的转盘问题，树脂柱不需要转动，将离子交换过程分成22个等份，每隔设定时间通过交换柱进出口阀门的切换，向前一个交换柱，经过22次切换后完成一个完整的循环。

3、同时解决了固定床离子交换系统酸碱消耗量大，污水排放量大的和产品品质不稳定的问题。

4、22个交换柱中如果有一个柱需要离线清洗，可以通过阀门切换使该柱脱离，其它柱依次替补保持连续生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统前部的流程图。

图2为本实用新型葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统中部的流程图。

图3为本实用新型葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统后部的流程图。

图4为阳柱2离线清洗时的生产状态图。

图中：1、糖浆进料管；2、膜过滤前罐；3、过滤前罐输送泵；4、袋式过滤器；5、滤前输送泵；6、膜过滤器；7、糖液前罐；8、糖浆浓相输出管；9.糖液前罐输送泵；10、糖液后罐；11、糖液后罐输送泵；12、糖浆输出管。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统包括袋式过滤器4、膜过滤器6、糖液前罐7和模拟连续离子交换系统，糖浆进料管1的出口与膜过滤前罐2的入口相连，膜过滤前罐2的出口与过滤前罐输送泵3的入口相连，过滤前罐输送泵3的出口与袋式过滤器4的入口相连，袋式过滤器4的出口与滤前输送泵5的入口相连，滤前输送泵5的出口与膜过滤器6的入口相连，膜过滤器6的清液出口与糖液前罐7的入口相连，膜过滤器6的浓相出口分别与滤前输送泵5的入口、膜过滤前罐2的回流口及糖浆浓相输出管8相连。

糖液固形物为32%wt，经过袋式过滤器4初滤及0.1μm截留孔径的膜过滤器6再过滤后，除去蛋白、脂肪和纤维等杂质，清液进入糖液前罐7，浓相回到滤前输送泵5的入口及膜过滤前罐2循环，或者从糖浆浓相输出管8排出。

糖液前罐7中的料液由糖液前罐输送泵9送至模拟连续离子交换系统中脱盐纯化。模拟连续离子交换系统包括多个阳离子交换柱和多个阴离子交换柱，阳离子交换柱简称阳柱，采用直径0.9m高度1.8m的柱子，设22台；阴离子交换柱简称阴柱，也采用直径0.9m高度1.8m的柱子，设22台。各离子交换柱的进出口分别设有定时切换的自动阀，按交换柱移动的逆方向依次分为：洗脱区、交换区、快洗区、再生区和反洗区。

洗脱区包括依次串联的阳柱1至阳柱3和依次串联的阴柱1至阴柱3，阳柱1和阴柱1的入口分别与软水管相连，阳柱3和阴柱3的出口分别与糖液前罐7的回流口相连。

交换区包括依次串联的一级阳离子交换柱、一级阴离子交换柱、二级阳离子交换柱和二级阴离子交换柱，一级阳离子交换柱包括相互并联的阳柱4至阳柱9，一级阴离子交换柱包括相互并联的阴柱4至阴柱9，二级阳离子交换柱包括相互并联的阳柱10至阳柱15，二级阴离子交换柱包括相互并联的阴柱10至阴柱15。糖液前罐7的底部出口通过糖液前罐输送泵9与一级阳离子交换柱的上部入口相连，二级阴离子交换柱的出口与糖液后罐10的入口相连。

快洗区包括依次串联的阳柱16至阳柱18和依次串联的阴柱16至阴柱18，阳柱16和阴柱16的入口分别与软水管相连。

再生区包括依次串联的阳柱19至阳柱21和依次串联的阴柱19至阴柱21，阳柱18的出口及注酸管道共同与阳柱19的上部入口相连，阴柱18的出口及注碱管道共同与阴柱19的上部入口相连，阳柱21及阴柱21的出口均与污水处理站相连。

反洗区包括阳柱22和阴柱22，阳柱22和阴柱22的下部入口分别与软水管相连。

预处理后的料液以70BV/h流量进入系统的交换区脱盐，阳树脂为大孔强酸性阳离子交换柱树脂D001FD，阴树脂为大孔弱酸型D354FD，每台装填树脂0.7m³，每台离子交换柱1小时切换一次。

糖液前罐7流出的糖液由糖液前罐输送泵9送出，依次进入一级阳离子交换柱、一级阴离子交换柱、二级阳离子交换柱和二级阴离子交换柱。

1小时后，原一级阳离子交换柱的阳柱4进入洗脱区，软水流量为3BV/h；原一级阴离子交换柱的阴柱4进入洗脱区，软水流量为3BV/h。原二级的阳离子交换柱的阳柱10进入一级阳离子交换柱，原二级的阴离子交换柱的阴柱10进入一级阴离子交换柱。原快洗区的阳柱16进入二级阳离子交换柱，原快洗区的阴离子交换柱的阴柱16进入二级阴离子交换柱。

原阳柱1进入反洗区，软水反洗流量为9BV/h，从顶部排出后进入污水系统；原阴柱1进入反洗区，软水反洗流量为9BV/h，从顶部排出后进入污水系统。

原反洗区的阳柱22进入再生区，再生流量为1BV/h，再生剂为浓盐酸和浓氢氧化钠，原反洗区的阴柱22进入再生区，再生流量为1BV/h。

原再生区的阳柱19进入快洗区，快洗软水流量为9BV/h清洗0.5h，再以1BV/h清洗0.5h，清洗水和32%wt浓盐酸混合得到稀盐酸进入再生区；

原再生区的阴柱19进入快洗区，快洗软水流量为9BV/h清洗0.5h，再以1BV/h清洗0.5h，清洗水和32%wt浓氢氧化钠混合得到稀氢氧化钠进入再生区。

糖液后罐10的出口与糖液后罐输送泵11的入口相连，糖液后罐输送泵11的出口与调节阳柱的入口相连，调节阳柱的出口与糖浆输出管12相连，糖浆输出管12上设有pH检测探头。

产品最终从二级阴离子交换柱出来，进入糖液后罐10，糖液的透光率为99.5%，电导率4μs/cm，固形物含量为27.2%，葡萄糖浆的收率98%。调节阳柱1和调节阳柱2将糖液后罐10排出糖液的pH值调节至4.0～6.0后，从糖浆输出管12进入蒸发工序得到成品。32%浓盐酸消耗2.039kg/吨糖浆，32%wt浓氢氧化钠消耗2.097kg/吨糖浆，废水排放为0.21吨/吨糖浆。

如图4所示，阳柱2需要离线清洗，可以关闭阳柱2进出口的阀门，使阳柱2脱离，其它柱依次替补保持连续生产。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (8)

1.一种葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，包括糖液前罐，其特征在于，还包括由多个阳离子交换柱和多个阴离子交换柱组成的模拟连续离子交换系统，各离子交换柱的进出口分别设有定时切换的自动阀，按交换柱移动的逆方向依次分为：洗脱区、交换区、快洗区、再生区和反洗区，所述交换区包括依次串联的一级阳离子交换柱、一级阴离子交换柱、二级阳离子交换柱和二级阴离子交换柱，所述糖液前罐的底部出口通过糖液前罐输送泵与所述一级阳离子交换柱的上部入口相连，所述二级阴离子交换柱的出口与糖液后罐的入口相连。

2.根据权利要求1所述的葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，其特征在于：所述洗脱区包括依次串联的阳柱1至阳柱3和依次串联的阴柱1至阴柱3，阳柱1和阴柱1的入口分别与软水管相连，阳柱3和阴柱3的出口分别与所述糖液前罐的回流口相连。

3.根据权利要求1所述的葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，其特征在于：所述一级阳离子交换柱包括相互并联的阳柱4至阳柱9，所述一级阴离子交换柱包括相互并联的阴柱4至阴柱9，所述二级阳离子交换柱包括相互并联的阳柱10至阳柱15，所述二级阴离子交换柱包括相互并联的阴柱10至阴柱15。

4.根据权利要求3所述的葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，其特征在于：所述快洗区包括依次串联的阳柱16至阳柱18和依次串联的阴柱16至阴柱18，阳柱16和阴柱16的入口分别与软水管相连。

5.根据权利要求4所述的葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，其特征在于：所述再生区包括依次串联的阳柱19至阳柱21和依次串联的阴柱19至阴柱21，阳柱18的出口及注酸管道共同与阳柱19的上部入口相连，阴柱18的出口及注碱管道共同与阴柱19的上部入口相连，阳柱21及阴柱21的出口均与污水处理站相连。

6.根据权利要求5所述的葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，其特征在于：所述反洗区包括阳柱22和阴柱22，所述阳柱22和阴柱22的下部入口分别与软水管相连。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，其特征在于：糖浆进料管的出口与膜过滤前罐的入口相连，膜过滤前罐的出口与过滤前罐输送泵的入口相连，所述过滤前罐输送泵的出口与袋式过滤器的入口相连，袋式过滤器的出口与滤前输送泵的入口相连，滤前输送泵的出口与膜过滤器的入口相连，膜过滤器的清液出口与所述糖液前罐的入口相连，所述膜过滤器的浓相出口分别与滤前输送泵的入口、膜过滤前罐的回流口及糖浆浓相输出管相连。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的葡萄糖浆的模拟连续离子交换生产系统，其特征在于：所述糖液后罐的出口与糖液后罐输送泵的入口相连，糖液后罐输送泵的出口与调节阳柱的入口相连，所述调节阳柱的出口与糖浆输出管相连，所述糖浆输出管上设有pH检测探头。

Images