SE125527C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: W. C. Bokhoven.

Prioritet begard frdn den SO april 1943 (Nederlanderna).

FOreliggande uppfinning avser ett Vidaringssatt for rening, t. ex. forbattring av farg, smak och lukt av vatskor, i synnerhet vattenlosningar av organiska amnen, sasom t. ex. bet- oeh rorsoekersafter eller -losningar, 18sningar av glykos, dextros, stdrkelsesocker, maltos, injolksocker och liknande och losningar av organiska syror och deras salter medelst aktivt kol i kornform.

Vid reningen av sadana valskor med aktivt kol har denna produkt hittills anvants i pulverform. Vid detta anvandningssUt genomfLires behandlingen av vatskan med kolet ofta I motstrOm, varvid sasom bekant reningen mestadels sker i tva eller Hera steg och da fOrst med en redan en eller flera ganger an-valid produkt och darefter med farskt aktivt kol, varigenom en besparing ernas med avseende pa avfargningskostnaderna. I nagra fall genomfOres liven en re,generering av det anvanda pulverkolet, antingen enbart genom kokning eller uppslamning av kolet med Jut och/eller syra eller genom en kombination. dessa kemiska medel med en termisk behandling, namligen en upphettning av materialet till omkring 600° C under uteslutning av tuft.

Gentemot nackdelarna hos detta i nagon man omstd.ndliga fOrfaringssatt och den tamligen omfangsrika apparaturen i form av omroringskar, filterpressar, efterfilter och eventuellt liven en regenerationsanordning sta emellertid avsevarda fordelar. Den till anvandning kommande kolmangden är namligen ringa och det Or mojligt att genom sma. andringar av denna mangd avsevart utjarana variationerna i kvaliteten hos de for behandling a-vsedda safterna. Dessa senare fordelar gentemot kolonnfiltreringen med benkol i kornform Oro sa betydande, att forfaringssattet med aktivt kol i pulverform under de senaste 25 area bar vunnit mer och mer insteg, fastan kolonnfiltreringen i och for sig uppvisar vissa fortjanster, i synnerhet emedan faire manipulaHoner erfordras under filtreringen och emedan man erhaller filtrat av olika renhetsgra der, vilket ofta Or onskvart vid framstallningen av olika sortiment, sasom är fallet inom sockerraffineringen. Vid anvandningen benkol erfordras emellertid stora mangder (tiotals procent), sa att avfargningsapparaturen maste vara mycket omfangsrik och av ekonomiska skal en regenerering av de utnyttjade kolen arfor maste fOretagas. Uttagandet ur filtren och den termiska regenereringen av dessa stora kolmangder betyder emellertid en avsevard komplikation. Benkolsfiltren och regenerationsugnarna bilda foljaktligen i stora sockerraffinaderier, ddr detta forfaringssalt genomfores, en mycket omfangsrik bidrift.

Till en anvandning av aktivt kol i kornform for rening av valskor, vartill foreliggande ansokning hOnfOr sig, har man i praktiken ieke kommit och detta av den orsaken, att i brist pO. en god regenereringsmetod detta forfarande med aktivt kol I kornform skulle yarn oekonomiskt pa grund av den storre mangd, som ddrvid anvandes, och kornkolets bogre pris i jamforelse med anvandningen av aktivt kol i pulverform. Den vid benkol anvanda regenerationen i glikluguar medf Or pa grund av den mjukare beskaffenheten hos det vegetabiliska, aktiva kolets korn mycket storre svarigheter an regenerationen av benkolet. Den enda praktiska anvandningen av det aktiva kolet i kornform i ovannamnda avseende är den vid reningen av vatten i andamal att avlagsna smak- och luktamnen, spar av olja eller overskott av klor, varvid det icke är fraga om a-vlagsnandet av fargamnen, och i mindre skala aven for forbattring av fargen. I det senare fallet sker emellertid ingen regenerering.

Man har nu funnit, att det aven med avseende pa de i inledningen namnda vatskorna Or mojligt, att framgangsrikt anvanda kolonnfiltreringen for aktivt kol i kornform, om man anvander ett aktivt kol i form av korn med en storlek av 1--3 mm med vissa egenskaper, vilket tillater att vid regenerationen — — av den utnyttjade produkten undvika en termisk behandling i sarskilda ugnar. Darvid kunna filterna vid samma avfargningskapacitet pa grund av kolets storre avfargningsformaga vara mycket mindre, an vid anyandningen av benkol. Forfaringssattet enligt uppfinningen bestar dari, att man leder den for rening avsedda vatskan, i synnerhet en. vattenlosning av ett organiskt amne, sasom betoch rorsockersafter, resp. -losningar, losningar, av andra sockerarter och losningar av organiska syror eller deras salter, genom en eller flera kolonner, vilka aro fyllda med ett aktivt kol i kornform, vilket i torrt tillstand har en litervikt av hogst 250 g, har ett vatningsvarme for bensol av minst 23 kalorier per g torrt kol, uppvisar en bensoladsorption vid 20° C ur en vid denna temperatur till 92,7 % med bensol mattad luftstrom av minst 60 g per 100 g torrt kol, och regenererar fullstandigt eller delvis utnyttjade kol in situ genom en behandling med en alkalisk vatska, eventuellt under efterbehandling med syra. I allmanhet är en kornstorlek av 0,s-1,5 ram lamplig. Genom anvandningen av ett aktivt kol av den angivna strukturen ernas 8verraskande nog enligt foreliggande forfaringssatt i forsta hand, att en viss avfargningsverkan ernas med en kolmangd, lika stor eller mindre an den, vii-ken erfordras av det vanliga, pulverformiga avfargningskolet, under det att det vidare her visat sig, att detta kornkol kan regenereras pa rent kemisk vag, utan att kolet behover uttagas ur filtren.

Det for foreliggande forfaringssatt for anvandning avsedda, aktiva kolet i kornform skall jamte en stor inre yta, vilken bestammer avfargningsformagan, aga ett stort antal porer av mindre eller storre dimensioner, vilka senare tjana som forbindelsevagar till den inre ytan. Genom narvaron av detta stora antal forbindelseporer, vilkas dimensioner icke skola vara for sma, kunna aven de i den for rening avsedda vatskan i form av molekylkomplex foreliggande fororeningarna uppna hela den inre kolytan. I olika soaker- och glykoshaltiga vatskor foreligger fargamnet ofta I denna form och man ernar da enligt foreliggande forfaringssatt en lika god avfargningsverkan som med starkt aktivt pulverkol, vars inre yta pa grund av partiklarnas sma dimensioner i och for sig dr snabbare och lattare tillganglig fOr de namnda fororeningarna. En vidare for praktiken mycket viktig verkan hos denna speciella struktur be-star dari, att de vid kolets yta adsorberade fororeningarna battre kunna avlagsnas genom de for anvandning avsedda regenereringsvatskorna an yid kornformigt, aktivt kol med en tatare struktur.

Det har visat sig, att denna regenerering, vilken kan genomforas med lut vid hogre ternperatur och eventuellt kombineras med en efter- eller forbehandling med syra, vid det enligt foreliggande uppfinning anvanda aktiva kolet i kornform forloper sâ latt och med sh gott resultat, att den kan forsigga in situ, och att man kan aysta fran en termisk regenerering. Det har vid undersokningarna pa detta omrade vidare visat sig, att narvaron av lyofila kolloider och i allmanhet av amnen, vilken i den for behandling avsedda vatskan framkalla en stark »Tyndalleffekb, skola undvikas. Sasom sadana aro sarskilt aggviteamnen, respektive aggviteartade amnen, pektin o. s. v. att betrakta. Det har fastslagits, att dessa fororeningar, vilkas partiklar aro avsevart storre an de hos det for avlagsnande avsedda fargamnet, stoppa till fOrbindelseporerna pa sadant satt och aro sa svara att avlagsna, att en langtgaende regenerering med lut in situ under vissa omstandigheter Or mycket svâr aven for det ifragavarande kolet. Det Or dad& under vissa forhallanden erforderligt att forbehandla vatskan med hydrofila adsorberande amnen, sasom t. ex. bentonit, blekjord o. s. v., vilka eventuellt f8rut have undergatt en behandling respektive rening. Dessutom kunna dessa grovdispersa, kolloidala fororeningar i langden Oka filtermotstandet icke ovasentligt. Genom de ovannamnda iakttagelserna kan det forklaras, att yid anyandningen av ett tatare eller finare porOst kornkol med samma kornstorlek den inre ytan in eller blir for litet tillganglig, och att avfargningsverkan darigenom minskas f Or hastigt. Dessutom kunna I detta fall de yid kolets yta adsorberade fororeningarna med storre svarighet resp. mycket mindre fullstandigt avlagsnas med lut och syra.

For genomfOrandet av fOreliggande Odaringssatt ledes den for avf arguing avsedda vatskan sedan den, om sa erfordras, har blivit forrenad med bentonit eller liknande, genom en eller flera kolonner med det aktiva kornkolet, tills kolets adsorptionsformaga till starsta delen blivit uttomd. For regenerering av kolet ledes, efter foretradesvis sa fullstandig uttvattning som mojligt av den kvarblivande vatskan, utspadd lut vid forh8jd temperatur langsamt genom massan. Eventuellt kan i anslutning hirtill efter uttvattning cv luten med vatten en behandling med utspadd syra foretagas, varefter man likaledes eftertvattar med vatten. Vid alla dessa behandlingar är det alltsa onodigt att taga ut kolet ur apparaten. Det har visat sig, att adsorptionsformagan hos det enligt uppfinningen anvanda kolet av speciell struktur pO. detta salt I manga fall kan aterstallas praktiskt taget fullkomlig, sa att kretsloppet avfargningsregenerering kan upprepas flera ganger. I vissa fall kan vid den forsta behandlingen en ringa minskning av adsorptionsformagan figa rum. Vid de fortsatta behandlingarna minskas emellertid joke adsorptionsfOrmagan ytterligare. — —3 Det for anvandning avsedda kolet skall lampligen hava en kornstorlek av icke Over 2 mm. Med avseende pa de ovan namnda betingelser, som skola uppfyllas av kolet, skall ytterligare foljande framhallas.

Litervikten, d. v. s. antalet g torrt kol per liter skall bestammas, sedan kolkornen hopskakats till en konstant volym.

Vatningsvarmet for bensol bestammes pa sfi. Ott, att man inf5r kornkolet, vars porer aro fyllda med hilt, i flytande bensol. Det ar namligen kant, att man vid aktivt kol finner ett hogre vatningsvarme, om man i forvag evakuerar kolet.

Bensoladsorptionen vid 20° C i en till 92,7med bensol mattad luftstrOm bestam- mes darigenom, att man leder en blandning av torr luft och bensolanga, vilken innehaller 297 g bensol per m' vid 0 sh. hinge Over 100 g torrt kol, tills vikten has detta icke mera Ran Nar kolet motsvarar den fordran, att denna bensoladsorption uppgar till minst 60 g per 100 g torrt kol, ar de verksamma porernas volym upp till ett tvarsnitt av 50 milli- mikron minst 68 cm' per 100 g kol. Om dess- utom volymen av alla porerna, alltsa inklusive de, vilka aro st5rre an 50 millikron, uppgar till 200 cm' eller mer per 100 g torrt kol, fir kolet sarskilt lampligt for foreliggande fOrfaringssatt.

I synnerhet for glykos- och sackraroslosningar ãr det lampligt att forrena vatskan fore filtreringen, emedan densamma innehal- ler grovdispersa, kolloidala fororeningar. Emedan man enligt foreliggande forfarings- satt regenererar uteslutande kemiskt, sker ingen forstoring av de kvarblivande fororeningarna genom glodgning. Vidare kan det re- kommenderas att i fOrvag avlagsna metallf8r- eningar, sasom t. ex. jarnkomplexer. Sasom fOrreningsmedel kan man f8rutom de redan namnda hydrofila, adsorberande amnena aven anvanda aktivt kol i pulverform, foretradesvis med ett stort antal parer med storre di- mensioner, och andra kolhaltiga filtrerings- medel, sasorn t. ex. vid lag temperatur med kemikalier behandlade kolhaltiga material, mineraliska reningsmedel, sasom t. ex. preci- pitater av kalciumfosfat, kalciumsulfit, kalciumkarbonat och aluminiumdioxid, foretra.- desvis i gelform, eller kombinationer av tva eller flera av dessa amnen. I sarskilda fall kan man foretaga en efterbehandling ay de enligt uppfinningen erhallna filtraten med av- fdrgningskol, vilken efterbehandling kan genomf5ras saval i suspension som i efterfilter. FOr att Oka kornkolets genomsnittsbelastning kan man, sasom ar vanligt yid benkolfil- treringen, koppla tva eller flera filter efter vat- andra. Nar det fOrkopplade filtret är praktiskt taget utnyttjat, urtvattas det med vatten och regenereras i anslutning dartill. Det andra filtret anvandes dâ sasom Milner framfor ett med filter med nyregenererat kol. Enligt en ytterligare utforingsform av uppfinningen kan man belasta kolet endast sa langt, att detta i genomsnitt endast ar delvis utnyttjat. Om det t. ex. ar mojligt, att liana ett filter i drift ett visst antal dagar, innan detsamma ar fullstandigt utnyttjat, salter man i detta fall filtret ur drift, sedan det t. ex. har varit i drift en tredjedel av namnda tid. Filtreringen av de for behandling avsedda Vatskorna genom kolonnen kan ske saval nedifran och uppat som uppifran och nedat. I allmanhet fir det lampligt, att icke taga kontakttiden, vii-ken for ovrigt ar beroende av slaget av de f Or behandling avsedda vatskorna (i synnerhet av viskositeten) och den anvanda temperaturen, for kort. I de fiesta fall ãr en skenbar kontakttid av en halv timme eller langre onskvart, vilket innebar, att icke mer an 2 m' av den for behandling avsedda vatskan skall filtreras per timme genom ett filter enligt uppfinningen per m' av filterinnehallet.

Regenereringen foretages foretradesvis med varm lut. Alltefter den av kornkolet avfargade vatskans slag, av vilken i praktiken alltid spar kvarbliva i kolet, och efter det adsorberande amnets art valjer man temperaturen vid lutregenereringen I. ex. till mellan 50 och 9° C. I vissa fall an det lampligt att anvanda ternperaturer Over 100° C, varvid regenereringen sker under tryck. Regenereringsvatskorna ledas genom kolonnen foretradesvis i motstrom mot den for rening avsedda vatskan. Koncentrationen hos den lutlosning, som skall anvandas for regenereringen, kan t. ex. uppga till omkring 0,05 till 5 % och den for syralOsningen till omkring 0,05 till 3 %. For regenereringen av kornkolet, vilket har anvants for rening av glykostunnsaft, anvandes t. ex. foretradesvis icke flagon hogre luftkoncentration an som motsvarar 0,5 NaOH yid en temperatur av ungefar 65° C. Den alkaliska losningen kan eventuellt amen innehalla oxidationsmedel, t. ex. superoxid. Vid regenereringen tvattar man mestadels 3 ganger med vatten, forsta gangen for att grundligt avlagsna aterstoderna av den i kolet befintliga vatskan, den andra gangen for att urspola luten sa mycket som mojligt oak den tredje &igen, for att avlagsna den annu forefintliga syran. I nagra fall ar en svagt sur reaktion hos kornkolet i filtren onskvard och den sista tvattningen kan begransas. Om kolet, t. ex. for behandling ay raffinadlosningar, efter regenereringen ger skall vara fullkomligt neutralt, kan man eftertvatta med en buffertiosning med det erf orderliga pH-vardet. Eventuellt kan lutbehandlingen aven dessutom foregas av en syrabehandling. Uppfinningen skall f8rklaras i anslutning till ett exempel.

Exemp el .

Den fran konvertern kommande glykostunnsaften av omkring ° Bx forsattes med omkring 0,5 % bentonit, raknat pa torrsub- — l25527 — stans. Saften neutraliseras till ett pH-varde av 5,7 och filtreras genom ett vanligt filter. Den forrenade tunnsaften, vilken t. ex. har en. farg av 1,s° Stammer per 100 g torrsubstans i 100 cm', installes pa ett prd-varde av 4,2 och ledes med en filtreringshastighet av 1 liter per timme nedifran och uppat genom 1 liter aktivt kol med de ovannananda egenskaperna yid en skikthOjd av 50 cm. Temperaturen vid perkolationen uppgar till 50° C. Filtreringen fort-sates tills filtratets farg är 0,1° Stammer. Filtratmdngden uppgar dd. till 33 liter med en genomsnittsfarg av 0,04° Stammer. For att re0-enerera kolet ledes forst vatten med en temperatur av 55° C uppifrdn och neda't genom kolet, tills filtratet praktiskt taget icke mer uppvisar nagon reaktion med Fehlingslosning. Darefter perkoleras sh Hinge i samma riktning med en. 0,4 %-ig natronlut yid 50° C, att praktiskt taget icke mer flagon farg avgives av kolet. Kolet tvattas med vatten, tills filtratet uppvisar en endast svagt alkalisk reaktion, perkoleras med 0,4 %-ig saltsyra vid c:a 50° C, tills filtratets pH-varde uppgar till onakring 4 och tvdttas Ater med varmt vatten for avlagsnande av saltsyran.. Det har visat sig, att kolet, sedan det blivit belastat och regenererat 30 ganger, fortfarande har formaga, att avgiva samma mangd filtrat med en genomsnittsfarg under 04° Stammer, och alltsa icke uppvisar flagon nomnvard nedsittning av adsorptionsfOrmagan, vara-v framgar, att regenereringen alltid är mycket fullstandig.

De pa detta satt erhallna safterna giva efter indunstning i vakuum anda till omkring 80 85° Bx an blank sirap med sarskilt ren smak.

Vid behandlingen av socker-raffinadlosningar slier a-vfargningen foretradesvis vid 80-85° C och regenereringen vid en sa hijg temperatur som mojligt, t. ex. yid 9° C. Vid behandlingen av andra losningar anpassas behandlingstemperaturen till dessa losningars egenskaper.

Claims (5)

Patentansprak:

1. Satt vid avfargning och ytterligare rening av vatskor, i synnerhet vattenlosningar av organiska amnen, sasom socker, organiska syror och deras salter, kannetecknat ddray, att man. leder vatskan genom en eller flera kolonner, som aro fyllda med aktivt kol i kornform, villiet i torrt tillstand uppvisar en litervikt av hogst 250 g, ett vatningsviirme fOr bensol av minst 23 kalorier per g torrt kol och en bensoladsorption av 20° C i en vid denna temperatur till 92,7 % med bensol mattad luftstromav minst 60 g per 100 g torrt kol, och regenererar det fullstandigt eller delvis uttvattade kolet in situ genom behandling med en alkalisk vdtska.

2. Sat enligt patentanspraket 1, k5.nnetecknat ddrav, att valskan i forvag sa mycket som mojligt befrias fran kolloidala fororeningar.

3. Satt enligt patentanspraken 1-2, kanneteclumt darav, att den skenbara kontakttiden mellan vatska och kol vid reningen uppgdr till minst en halv timme.

4. satt enligt patentanspraken 1-2, kannetecknat ddrav, att efter behandlingen av det fullstandigt eller delvis utnyttjade kolet med en alkalisk vatska foretages en efterbehandling med syre.

5. satt enligt patentanspraken 1-4, Winneteeknat darav, att vid behandlingen a-v glykossalter det utnyttjade och med vatten sa fullstandigt som mojligt uttvattade kornkolet behandlas vid en temperatur under 60 G med natronlut, vars koncentration icke overstiger 1,%. Stockholm 1949. Kungl. Boktr. P. A. Norstedt & Soner 490089