JP3352859B2 - イオン交換樹脂を用いたショ糖液の脱塩方法 - Google Patents
イオン交換樹脂を用いたショ糖液の脱塩方法Info
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Description
交換樹脂塔、及び強塩基性アニオン交換樹脂と弱酸性カ
チオン交換樹脂とを充填した混床塔を用いてショ糖液を
脱塩精製するショ糖液の脱塩方法に関する。
ショ糖液原料を順次強塩基性アニオン交換樹脂塔及び弱
酸性カチオン交換樹脂塔に通液処理するリバース法や、
ショ糖液原料を強塩基性アニオン交換樹脂塔に通液処理
した後、強塩基性アニオン交換樹脂と弱酸性カチオン交
換樹脂からなる混床塔で処理する脱塩精製方法(特開平
2ー295499号)等がある。
製されたショ糖液中にアルカリや酸を含有していると、
その後の工程で着色、変質等を起こす。従って、イオン
交換塔に充填されたイオン交換樹脂の残存交換容量を正
確に予測し、その範囲内で脱塩処理をし、絶対にpHが
酸性あるいはアルカリ性のショ糖液をイオン交換塔から
流出させないようにする必要がある。
のイオン濃度を測定することは純水の電気伝導率測定の
ように正確なものではなく、糖濃度によって大きく変化
するため、測定困難で、得られる測定値は不正確なもの
である。このため、イオン交換塔から流出するショ糖液
中のイオンを監視してイオン交換塔からイオンを含有す
るショ糖液が流出することのないように制御することは
現実には困難である。この問題を避けるために上記脱塩
処理においては、使用する各イオン交換樹脂の交換容量
全部を使い切らずに、交換されていない交換基を残存さ
せた状態でショ糖液の脱塩処理を中止し、イオン交換樹
脂の再生処理を行なうことが一般になされている。実際
には、ショ糖液原料中の塩濃度に関係なく確実に交換基
を残存できる範囲内の一定のショ糖液原料の処理量を予
め設定し、その処理量に達すると交換基の残存量に関係
なく再生処理を行なうものである。
較的多量に残存しているので、その分だけ再生剤が余分
に必要になる。更に、イオン交換樹脂の交換容量を充分
利用していない。
みなされたもので、その目的とするところは脱塩されて
いないショ糖液が混床塔から流出することを確実に防止
し、イオン交換樹脂の交換基の利用効率を向上させ、こ
れらによってショ糖液の処理量を増大させると共に、再
生剤の必要量を減少させることのできるイオン交換樹脂
を用いたショ糖液の脱塩方法を提供することにある。
に、本発明は強塩基性アニオン交換樹脂をOHA当量充
填した強塩基性アニオン交換樹脂塔と、強塩基性アニオ
ン交換樹脂をOHMB当量と弱酸性カチオン交換樹脂とを
充填した混床塔とにショ糖液を順次通液することにより
ショ糖液を脱塩処理し、次いで強塩基性アニオン交換樹
脂塔と混床塔との再生処理を行なうサイクルを繰り返す
イオン交換樹脂を用いたショ糖液の脱塩方法において、
前記強塩基性アニオン交換樹脂塔から流出するショ糖液
の積算流量とpHとを測定して前記pHが低下する時の
ショ糖液の積算流量ApHを求め、1サイクルのショ糖液
の処理量Tを下記式(I)、 T=[(OHA+OHMB)/OHA]・ApH・K (I) (但し、Kは定数である。)で算出される値とすること
を特徴とするイオン交換樹脂を用いたショ糖液の脱塩方
法を提案するもので、Kの値が0.6〜1.2であるこ
とを含む。
細に説明する。
ョ糖液の脱塩精製装置の一例を示すフロー図である。
糖液原料はこの供給管2を通って強塩基性アニオン交換
樹脂塔4に供給され、その内部に充填された強塩基性ア
ニオン交換樹脂によってショ糖液中に含有されるアニオ
ンがOH基と交換され、これによりショ糖液はアルカリ
性になり、その後強塩基性アニオン交換樹脂塔流出管6
を通って積算流量計8に送られ、ここで積算流量が測定
される。積算流量が測定されたショ糖液は、混床塔入口
管10を通って混床塔12に送られる。
を通って混床塔12に送られているアニオン交換された
ショ糖液のpHを連続的に、若しくは所定の時間間隔毎
に測定している。混床塔12内には強塩基性アニオン交
換樹脂と、弱酸性カチオン交換樹脂とが充填されてお
り、前記混床塔入口管10を通って送られてきたアルカ
リ性のショ糖液はこの中でカチオン交換、及びアニオン
交換された後、混床塔出口管16を通って外部に取り出
される。なお、18及び20はそれぞれ出口管16に設
けられたpH計及び導電率計である。
処理を行なっていると、時間の経過と共に強塩基性アニ
オン交換樹脂塔4内の強塩基性アニオン交換樹脂の交換
基残存量が減少し続ける。そして、残存量が所定量以下
になると強塩基性アニオン交換樹脂塔4から流出するシ
ョ糖液中にショ糖液原料中のCl-、SO4 2-等の不純物
アニオンが漏出するようになり、それに伴って流出する
ショ糖液のpHは低下する。なお、強塩基性アニオン交
換樹脂塔4から漏出した不純物アニオンは、後段の混床
塔12内の強塩基性アニオン交換樹脂によって除去され
る。このpHの変化はpH計14によって検出され、こ
の時の積算流量計8の計測値が記録される。
性アニオン交換樹脂の交換基残量が無くなった後も、シ
ョ糖液は混床塔12によって脱塩されるが、更に処理を
続行すると遂には混床塔12もブレークし、混床塔出口
のショ糖液のpHがアルカリ性になったり、電気伝導率
が上昇したりするようになる。従って、この出口のショ
糖液のpHあるいは電気伝導率を、混床塔12出口のp
H計18あるいは電気伝導率計20によって監視するこ
とにより、混床塔12がブレークしたことを検知するこ
とが可能であるが、電気伝導率計による監視は前述の如
くその測定値に信頼性がないので通常困難であり、また
pH計による監視は混床塔出口からアルカリ性の処理液
が流出するようになって初めて検知できるので、流出す
るアルカリ性の処理液が変質して無駄になってしまうと
いう問題がある。
ので、強塩基性アニオン交換樹脂塔のブレークを処理シ
ョ糖液のpH監視によって検知し、その時の積算流量か
ら混床塔における処理可能量、ひいては系全体の処理可
能量を予測することにより、混床塔出口のショ糖液のp
Hがアルカリ性になる直前で通液を停止するようにした
ショ糖液の脱塩方法である。
に充填されている強塩基性アニオン交換樹脂の全イオン
交換当量、及び混床塔12に充填されている強塩基性ア
ニオン交換樹脂の全イオン交換当量は、これらの各交換
塔に充填した樹脂量とこの強塩基性アニオン交換樹脂の
単位量当たりのイオン交換容量とによって予め分かって
いるから、前記積算流量計の計測値を用いて比例計算す
ることにより、強塩基性アニオン交換樹脂塔4ブレーク
後混床塔で処理可能なショ糖液原料量、ひいては強塩基
性アニオン交換樹脂塔4と混床塔12を含めた系全体の
1サイクル当たりの処理可能量Tを予測できるものであ
る。更に、通液条件、安全率、イオン交換樹脂の特性等
を考慮した定数Kを加えると、下記計算式(I)、 T=[(OHA+OHMB)/OHA]・ApH・K (I) が得られる。
い。
バーライト(登録商標)IRA−900,IRA−41
1S,XT−5007,ダイヤイオン(登録商標)PA
−312等が例示できる。 弱酸性カチオン交換樹脂と
しては、アンバーライトIRC−50,ダイヤイオンW
K−11等が例示できる。
アニオン交換樹脂と混床塔内の強塩基性アニオン交換樹
脂とのイオン交換当量の比率は1:1が最も好ましいも
のであるが、ショ糖液原料の性状によって1:1/4〜
4の範囲で調整することが好ましい。
換樹脂と弱酸性カチオン交換樹脂とのイオン交換当量の
比率は1:1〜4にすることが好ましい。
床塔に充填されるトータルの強塩基性アニオン交換樹脂
と、混床塔に充填される弱酸性カチオン交換樹脂とのイ
オン交換当量の比率は1:1が好ましい。
塩装置を用いて、以下に示す脱塩試験を行なった。
強塩基性アニオン交換樹脂 (アンバーライトIRA−
402BL)を50ml充填した。また、混床塔12に
はOH型強塩基性アニオン交換樹脂(アンバーライトI
RA−402BL)50mlと、H型弱酸性カチオン交
換樹脂(アンバーライトIRC−76)25mlを充填
した。なお、上記アンバーライトIRA−402BLの
単位体積あたりのイオン交換容量は1.2mg当量/m
l樹脂であり、従って強塩基性アニオン交換樹脂塔4
内、及び混床塔12内の強塩基性アニオン交換樹脂の全
イオン交換当量(OHA及びOHMB)はそれぞれ1.2
mg当量/ml樹脂x50ml=60mg当量である。
件は、50℃、200ml/hrであった。
1が750mg−CaCO3/lで、試験例2が500
mg−CaCO3/lであった。
ショ糖液原料をまず下降流で強塩基性アニオン交換樹脂
塔4に通液し、アニオン交換されてpHの高くなったシ
ョ糖液の積算流量が積算流量計8によって測定されると
共にpHがpH計14によって測定された。次いで、ア
ニオン交換されたショ糖液は混床塔12内を下降流でイ
オン交換されながら流下し、混床塔出口管16から取り
出される際にpH計18によってpHが測定され、更に
電気伝導率計20によって電気伝導率が測定された。
口に連結された流出管6内を流れるショ糖液の積算流量
と、そのpH(pH計14の測定値)との関係、及び流
出管6内を流れるショ糖液の積算流量と、混床塔出口管
16内を流れるショ糖液のpH(pH計18の測定値)
との関係を示した。この場合、電気伝導率計20によっ
て測定される、混床塔出口管16内を流れるショ糖液の
電気伝導率は混床塔から塩類がリークし、pHが上昇す
るまでは1.0μS/cm以下の値を保っていたが、塩
類がリークしてpHが上昇すると共に、1.0μS/c
mを越えた。
ョ糖液中の塩濃度が異なるため、試験例1と試験例2と
の各pH計14、18のpH値が変化を始めるまでのシ
ョ糖液の積算流量は異なる。しかし、強塩基性アニオン
交換樹脂塔4からアニオンがリークし、pHが低下を始
めるまて゛の積算流量(ApH)と、更に通液を続行し、
混床塔12から塩類がリークして流出してくるショ糖液
のpHと電気伝導率とが上昇を始めるまでの積算流量、
即ち1サイクルの積算流量(T)との比(T/ApH)は
この系においてはほぼ同じ値(本試験例においては1.
79及び1.80)になることが分かる。
の値を求めるに、この場合のKは約0.9で一定とな
る。実際の通液処理においては安全を考慮してKを0.
90より若干小さい値に設定することが好ましい。
る場合でも、強塩基性アニオン交換樹脂塔の出口におけ
るショ糖液のpH変化を検出して、その時の積算流量を
知ることにより、上記のようにして予め求めたKの値を
用いて混床塔からアニオンがリークすることなく更に処
理することのできるショ糖液量を予測でき、従って1サ
イクルのショ糖液の処理量Tを正確に前記式(I)から
求めることができるものである。
00mg−CaCO3/lのショ糖液原料を試験例1の
条件で脱塩処理した。この場合、K=0.88に設定し
た。この時、強塩基性アニオン交換樹脂塔4からアニオ
ンがリークし、pHが低下を始めるまでの積算流量ApH
は2400mlであり、その後更に通液を続行して、混
床塔12から塩類がリークして流出してくるショ糖液の
pHと電気伝導率が上昇を始めるまでの積算流量は43
70mlであった。
(I)式に代入して1サイクル当たりの積算流量Tを予
測すると、この時のOHA及びOHMBは上述の如く60
mg当量で、K=0.88であるから、 T=[(60+60)/60]x2400x0.88≒
4220(ml) となり、この値は上記実測値に近似し、かつ実測値より
やや少ない値である。従って、この予測量に基づいて通
液を停止すれば、混床塔出口からアルカリ性のショ糖液
が流出するのを防止することができる。
ン交換樹脂塔の出口のショ糖液のpHを測定することに
より強塩基性アニオン交換樹脂塔からのアニオンのリー
クを検知し、その時までに処理したショ糖液の積算流量
を知ることにより、更に処理できるショ糖液の量を予測
して処理を続行することで混床塔内の交換基の利用効率
を従来より高めることができ、従来法による場合よりも
ショ糖液の処理量が増加する。更に、混床塔内の交換基
の利用効率が高まることにより、再生剤及び洗浄水の使
用量を減少させることができ、経済的である。
ロー図である。
出口及び混床塔出口におけるショ糖液のpHとショ糖液
の積算流量の関係を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 強塩基性アニオン交換樹脂をOHA当量
充填した強塩基性アニオン交換樹脂塔と、強塩基性アニ
オン交換樹脂をOHMB当量と弱酸性カチオン交換樹脂と
を充填した混床塔とにショ糖液を順次通液することによ
りショ糖液を脱塩処理し、次いで強塩基性アニオン交換
樹脂塔と混床塔との再生処理を行なうサイクルを繰り返
すイオン交換樹脂を用いたショ糖液の脱塩方法におい
て、前記強塩基性アニオン交換樹脂塔から流出するショ
糖液の積算流量とpHとを測定して前記pHが低下する
時のショ糖液の積算流量ApHを求め、1サイクルのショ
糖液の処理量Tを下記式(I)、 T=[(OHA+OHMB)/OHA]・ApH・K (I) (但し、Kは定数である。)で算出される値とすること
を特徴とするイオン交換樹脂を用いたショ糖液の脱塩方
法。 - 【請求項2】 Kの値が0.6〜1.2である請求項1
に記載の脱塩方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP26998995A JP3352859B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | イオン交換樹脂を用いたショ糖液の脱塩方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09107999A JPH09107999A (ja) | 1997-04-28 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FI20002150A (fi) * | 2000-09-29 | 2002-03-30 | Finnfeeds Finland Oy | Menetelmä tuotteiden talteenottamiseksi prosessiliuoksista |
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- 1995-10-18 JP JP26998995A patent/JP3352859B2/ja not_active Expired - Fee Related
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