TWI238196B - Mixed-bed type sugar solution refining system and regeneration method for such apparatus - Google Patents

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1238196 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ------—___B7 _五、發明說明（l ) [發明背景] [發明所屬技術領域] 本發明係有關一種將澱粉糖液等糖液進行脫鹽、脫色 之糖液精製裝置之再生方法。更詳言之，本發明乃是有關 7種使用強酸性陽離子交換樹脂和驗性陰離子交換樹脂之 此床式糖液精製裝置之離子交換樹脂之再生方法。[關聯技術] 鲁利用酸或酵素加水分解澱粉時，經由該分解條件可獲 得各種澱粉糖（以澱粉為原料所製造之糖類的總稱）。澱粉 之加水分解工程分為液化和糖化兩種工程，藉由澱粉之糖 化可得澱粉糖液。但該澱粉糖液中含有各種不純物。因此 以去除此等不純物為目的，在澱粉之糖化工程之後乃進行 澱粉糖液之精製。 精製澱粉糖液時，常進行離子交換處理作為碳酸飽 充、粒狀活性碳過濾、骨碳過濾等精製工程之後處理。離 參子交換處理有以脫色為目的之離子交換處理和以脫鹽為目 的之離子交換處理。 以脫鹽為目的之離子交換處理，一般由使用強酸性陽 離子交換樹脂層和弱鹼性陰離子交換樹脂層之多床式前脫 鹽系統’以及使用強酸性陽離子交換樹脂和jj型強驗性陰 離子交換樹脂之混床式後脫鹽系統所構成。其中利用前脫 鹽系統去除原液中之鹽類、色素及大部分其他不純物，而 利用後脫鹽系統進行最終脫鹽、脫色及調整酸驗值。該脫 鹽處理被廣泛使用於工業上，就可獲得高純度之糖液而 11 I — --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 和°J· -線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1 312006 1238196 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

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之 注 意 I

A7 1238196 五、發明說明（ 電率惡化之混床式糖液精製裝置之再生法。 本發明人等就上述|基酸等兩性有機物洩漏於處理糖 液中之原因進行檢討。結果發現糖液中之氨基酸等兩性有 機物在通液初期被強酸性陽離子交換樹脂和鹼性陰離子交 換樹脂所捕捉，但鹼性陰離子交換樹脂之離子捕捉性能比 強5^性％離子父換樹脂微弱，而且由於驗性陰離子交換樹 月旨反覆進行通液，造成離子捕捉性能更加弱化，最後糖液 |參中之胺基酸等兩性有機物是被強酸性陽離子交換樹脂所捕 訂 此外，如上所述糖液中之胺基酸等兩性有機物被強酸 性％離子父換樹脂所捕捉，但在利用酸再生劑之一般再生 方法中，可知上述之兩性有機物難以從強酸性陽離子交換 樹脂釋出。據此推測胺基酸等兩性有機物被強酸性陽離子 父換樹脂所捕捉時.，_由於兩性有機物之胺基等陽離子部分 被強酸性％離子父換樹脂捕捉，在此狀態下即使通入鹽酸 |參等酸再生劑，兩性有機物本身並未被釋出，僅未被捕捉之 叛基等陰離子部分被離子交換。 因此本案發明人等對於由強酸性陽離子交換樹脂釋出 胺基酸等兩性有機物之方法進行各種檢討。結果發現將氫 氧化納等驗再生劑通入強酸性陽離子交換樹脂時，可由強 酸性陽離子父換樹脂有效率的釋出兩性有機物。據此推 測，使驗再生劑接觸強酸性陽離子交換樹脂時，被捕捉之 胺基等陽離子部分從強酸性陽離子交換樹脂脫離，其結果 被認為是兩性有機物全體釋出。 3 312006 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 1238196 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) 基於上述之創見，本發明提供一種混床式糖液精製裝 置之再生方法’其特徵為充填有強酸性陽離子交換樹脂和 鹼性陰離子交換樹脂之混床式糖液精製裝置，在進行其離 子交換樹脂之再生時，使鹼再生劑接觸強酸性陽離子交換 樹脂和鹼性陰離子交換樹脂之後，使酸再生劑接觸強酸性 陽離子交換樹脂者。 本發明之再生方法係將鹼再生劑通入強酸性陽離子交 換樹脂和鹼性陰離子交換樹脂。隨著鹼性陰離子交換樹脂 再生，釋出未被強酸性陽離子交換樹脂捕捉之胺基酸等兩 性有機物之後，再將酸再生劑通入強酸性陽離子交換樹脂 而再生該樹脂。由此防止胺基酸等兩性有機物洩漏於處理 糖液中’以謀求處理糖液中品質之穩定化。 [圖示之簡單說明] 第1圖為本發明混床式糖液精製裝置之一例之概略結 構圖。 第2圖為由鹼性劑產生之再生狀態。 第3圖為由酸產生之再生狀態。 [本發明適宜之實施型態] 有關本發明加以詳細說明如下。首先，本發明係將鹼 再生劑通入強酸性陽離子交換樹脂和鹼性陰離子交換樹 脂。驗再生劑之種類並無限制，宜使用氫氧化鈉溶液。此 外’將驗再生劑通入強酸性陽離子交換樹脂和鹼性陰離子 交換樹脂時’可於兩離子交換樹脂分離之前通入鹼再生 劑’亦可於兩離子交換樹脂分離之後通入鹼再生劑。特別 Μ氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G x 297公髮） 4 遍⑽ (請先閱讀背面之注意事項再填 _本頁) l^i 本頁 ------^------- 線丨#· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1238196 A7 B7 五、發明說明（5 ) 是由於使用弱鹼性陰離子交換樹脂作為鹼性陰離子交換樹 脂時再生效率良好，所以即使於兩離子交換樹脂分離之前 通入鹼再生劑並無任何問題。 其次，本發明係將酸再生劑通入強酸性陽離子交換樹 脂。酸再生劑之種類並無限制，宜使用鹽酸溶液。此外， 對強酸性陽離子交換樹脂通入酸再生劑，可在兩離子交換 樹脂分離後之狀態下進行。 # 本發明適用之混床式糖液精製裝置，其強酸性陽離子 交換樹脂及鹼悻陰離子交換樹脂之種類並無限制。根據處 理之目的作適宜選擇即可。具體而言可使用如Amberlite (登錄商標、以下同）200CT、IR120B、IR124、IR118、 Diaion(登錄商標、以下同）SK1B、SK102、PK208、PK212(以 上為強酸性陽離子交換樹脂），Amberlite ΧΕ583、IRA67、 IRA96SB、Diaion WA10、WA20、WA30(以上為弱鹼性陰 離子交換樹脂），Amberlite IRA402BL、IRA400、IRA440B、 • XT5007、IRA400 ' IRA900、IRA904、Diaion SA10A、 SA11A、PA306、PA308(以上為I形強鹼性陰離子交換樹 脂），Amberlite IRA41 IS、IRA410、IRA910、DiaionSA20、 PA418(以上為II形強鹼性陰離子交換樹脂）等。 適用本發明之混床式糖液精製裝置，其強酸性陽離子 交換樹脂之總離子交換容量和鹼性陰離子交換樹脂之總離 子交換容量比以4:1至1:4所形成之混床者為理想。這是 為了安定處理液之酸鹼值（pH)之故。 此外，本發明之再生方法適用於例如下述之糖液精製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 312006 ! --^--------β·!------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1238196 A7

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1238196 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（7 ) 此’如圖所示驗性陰離子交換樹脂層3形成於上層，而下 層形成強酸性陽離子交換樹脂層4。而且，該分離界面7 之位置设置有排出再生廢液之收集器2。 此外’在此例中被處理糖液從離子交換樹脂塔1之上 部供給’處理完畢之糖液從離子交換塔1之底部排出。而 且’於處理時及再生時液體流通之各路徑中配置有閥9， 用控制器10控制閥9來調節各種液體之流通。此外因應需 導要於各路徑配置泵，以控制驅動來調節所希望之液體流 通。 本具體例混床式糖液精製裝置之再生處理，乃依據本 發明之再生方法而進行，其次序例如下述。 (1)完成糖液處理之後，在混床塔内分離強酸性陽離子交換 樹脂4於下層，鹼性陰離子交換樹脂3於上層。係利用 因逆洗造成兩樹脂之比重差來分離兩樹脂。該逆洗乃是 使水流徑與通常時相反之路徑之方式進行。 _ (2)由上部分配器6將氫氧化鈉溶液等鹼再生劑以下向流 一併通入上層之鹼性陰離子交換樹脂3及下層之強酸性 陽離子交換樹脂4。鹼再生劑之流向以圖中之點實線a 表示，同時此再生狀態示於第2圖中。由此進行鹼性陰 離子交換樹脂3之再生’同時胺基酸等兩性有機物被從 強酸性陽離子交換樹脂釋出。接著用水擠出驗再生劑， 再視需要水洗樹脂層。 (3)由下部分配器將鹽酸溶液等酸再生劑以上向流通入下 層之強酸性陽離子交換樹脂4，同時將水以下向流通入 參紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮)· ：--' 7 312006 ί ^--------I--------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1238196 A7

- --------ti-------- ----------------------- n n ii n ·.1 · (請先閱讀背面之注意事項再一^^頁) 8 312006 1238196 A7 — — B7 •五、發明說明（9 ) 一 --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 脂，使上層之弱鹼性陰離子交換樹脂再生，同時由下層之 強酸性陽離子交換樹脂釋出胺基酸等兩性有機物。用水擠 出氫氧化鈉後，由裝置下部將1N之鹽酸溶液〇 9升以上向 流通入下層之強酸性陽離子交換樹脂，同時由裝置上部用 水以下向流通入上層之弱鹼性陰離子交換樹脂。然後由設 置於兩樹脂分離面之收集器排出樹脂之再生廢液及水，使 下層之強酸性陽離子交換樹脂再生。接著由裝置上部及下 籲部用清洗水分別對上層之弱鹼性陰離子交換樹脂及下層之 強酸性陽離子交換樹脂通水，然後由收集器排出清洗水， 再生處理即結束。 此合再生後之強酸性陽離子交換樹脂和弱驗性陰離子 交換樹脂形成混床後，進行澱粉糖液之精製處理。在精製 處理中以6 0升為1循環進行通液，總計實施$循環。而原 糖液之性質示於表1。此外，於進行再生處理後第5循環 之通液後時’處理30升之原糖液後其處理糖液之性質示於 ϋ表1中。 (比較例） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 構築與具體例同樣結構之糖液精製系統。使用該糖液 精製系統進行數循環之糖液精製處理後，乃進行各·離子交 換裝置之離子交換樹脂之再生處理。與實施例同樣地進行 前段之陽離子交換裝置之再生處理。 | 後段之混床式糖液精製裝置之再生處理進行如了 ^首 先由上向流之逆洗水使樹脂層展開150%，分離強酸性陽 離子交換樹脂為下層而弱鹼性陰離子交換樹脂為上層。接 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 9 312006 1238196 A7 五、發明說明（1Q ) 著由裝置上部將IN之氫氧化鈉溶液2.4升以下向流通入上 層之弱驗性陰離子交換樹脂，同時由裝置下部用水以上向 流通入下層之強酸性陽離子交換樹脂。由設置於兩樹脂分 離面之收集器排出樹脂之再生廢液及水，使上層之弱鹼性 陰離子交換樹腊再生。之後，與實施例同樣地進行下層之 強酸性陽離子交換樹脂之再生及兩樹脂之清洗，再生處理 即結束。 混合再生後之強酸性陽離子交換樹脂和弱鹼性離子交 換樹脂形成混床之後，進行澱粉糖液之精製處理。精製處 理依實施例之相同條件進行。在進行再生處理後第5循環 之通液時，處理30升之原糖液後其處理糖液之性質示於表 1中。 表1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 處理之實施例，比用以往之方法進行再生處理之比較例， 其胺基酸漏入處理糖液中之量較少，且處理糖液之性質穩 定。因此，依據本發明，可由強酸性陽離子交換樹脂有效 率的釋出胺基酸等兩性有機物。 以上，根據本發明有關之混床式糖液精製裝置之再生 方法，被捕捉於混合樹脂中之強酸性陽離子交換樹脂之胺 f酸等兩性有機物，可由該強酸性陽離子交換樹脂有效率 長尺度適财關家鮮（CNS)A4規格（21G x 297公爱）-------- 10 312006 1238196 A7 _B7_ •五、發明說明（U ) • 的釋出。由此防止上述兩性有機物洩漏於處理糖液中，可 ^ 以謀求處理糖液之品質穩定化。 [元件符號說明]

It ^-----------------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 離子交換塔 2 收集器 3 陰離子交換樹脂層 4 陽離子交換樹脂層 5 下部分配器 6 上部分配器 7 分離界面 8 支持部件 • 9 閥 10 控制器

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Claims (1)

1. 第89126550號專利申請案 申睛專利範圍修正本 (91年11月26日） 1· 一種混床式糖液精製裝置之離子交換樹脂之再生方 法，係使用來進行糖液精製之充填有強酸性陽離子交 換樹脂和鹼性陰離子交換樹脂之混床式糖液精製裝置 之兩離子交換樹脂再生之方法，係使鹼再生劑接觸強 酸性陽離子父換樹脂及驗性陰離子交換樹脂，然後將 強酸性陽離子交換樹脂從鹼性陰離子交換樹脂分離之 後’使酸再生劑接觸強酸性陽離子交換樹脂者。 2·如申請專利範圍第1項之混床式糖液精製裝置之離子 交換樹脂之再生方法，其中鹼再生劑係使用氫氧化納 者。 3·如申請專利範圍第1項之混床式糖液精製裝置之離子 交換樹脂之再生方法，其中鹼性陰離子交換樹脂係弱 鹼性陰離子交換樹脂者。 經 濟 部 t 央 標 準 局 員 工 福 利 委 員 會 印 製 4. 如申請專利範圍第1項之混床式糖液精製裝置之離子 交換樹脂之再生方法，其中強酸性陽離子交換樹脂之 總離子交換容量和鹼性陰離子交換樹脂之總離子交換 容量比係以4:1至1:4之範圍内形成混床者。 5. 如申請專利範圍第1項之混床式糖液精製裝置之離子 交換樹脂之再生方法，其中之糠液係澱粉糖液者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ 297公釐） 1 312006