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            活性炭在糖凈化工藝中的應用

            • 來源:成都活性炭
            • 作者:中邦小編
            • 人氣:606
            • 發表時間:2021-03-18 17:33:08
            導讀
            在制糖過程中,產品的質量取決于產品的去污效果,對制糖的產率也有重要影響。傳統的制糖工藝是用化學澄清劑(如灰化法、亞硫酸法)將蔗糖中的非糖含量轉化為沉淀或沉淀去除。這種傳統工藝一直受到國內廠商的青睞。然而,這個過程是漫長而復雜的。同時,糖漿中會加入新的非糖成分,不同程度地影響產品質量和廢蜂蜜的產量?;钚蕴课绞翘龌瘜W澄清的范疇,采用物理或物理化學的方法對糖汁進行有效的凈化,具有更廣泛的脫色范圍。1、活性炭對糖漿的脫色原理活性炭顆粒中有許多微孔,其孔徑從幾埃

              在制糖過程中,產品的質量取決于產品的去污效果,對制糖的產率也有重要影響。傳統的制糖工藝是用化學澄清劑(如灰化法、亞硫酸法)將蔗糖中的非糖含量轉化為沉淀或沉淀去除。這種傳統工藝一直受到國內廠商的青睞。然而,這個過程是漫長而復雜的。同時,糖漿中會加入新的非糖成分,不同程度地影響產品質量和廢蜂蜜的產量。

              活性炭吸附是跳出化學澄清的范疇,采用物理或物理化學的方法對糖汁進行有效的凈化,具有更廣泛的脫色范圍。

              1、 活性炭對糖漿的脫色原理

              活性炭顆粒中有許多微孔,其孔徑從幾埃到幾微米不等。特別是有許多從幾埃到幾十埃的微孔,它們都有相應的微孔表面積,使其比表面積很大?;钚粤己玫?G活性炭比表面積可達1000m2左右。由于活性炭表面的原子力場是不飽和的,并且存在殘余價力,因此在如此大的比表面積上,其表面能是非常明顯的。正是由于吸附作用,活性炭表面的不飽和力場得到了一定程度的補償,從而降低了表面能。因此,在一定的溫度和壓力下,活性炭的表面能自動吸附一種降低其表面能的物質。但活性炭從溶液中吸附不同物質的量比與這些物質在溶液中的比例并不一致。它總是努力使吸附表面上的溶質濃度趨于相等。這樣,即使在吸附容量相同的情況下,糖液中濃度較低的非糖比濃度較高的蔗糖更容易被吸附,糖漿中的有色物質一般分子較大,分子量也相應較大。通過吸附,活性炭的表面能得到較大程度的降低,使活性炭處理后的糖漿得到很大程度的脫色。正是由于活性炭對糖漿的脫色凈化作用,使其在國外先進糖業中得到了很好的應用。上世紀80年代日本糖業使用活性炭的數量如下表所示。

            相關知識:電鍍水專用活性炭

              表1日本糖業活性炭消耗量

              1983 1984 1985 1986 1987 1988

              糖2411 2400 2400 2520 2650 2780

              淀粉糖1744 1760 1800

              2、 吸附率

              將重新溶解的糖漿加入燒杯中,同時加入活性炭顆粒攪拌。此時,糖漿中與活性炭表面接觸部分的有色物質和其他雜質被吸附。然后,遠離活性炭的有色物質通過對流運動到活性炭表面并被其吸收。這些吸附在表面的物質有的吸附在顆粒的外表面,其余的通過顆粒點的孔隙移動到活性炭顆粒的深度,吸附在孔隙壁上,通過表面擴散吸收到活性炭顆粒的深度。在本實驗中,隨著糖漿溫度的升高,用分光光度計可明顯測定活性炭對糖漿的脫色率。這可能是由于溫度的升高、平均動能的增加和布朗運動,更有利于糖漿中有色物質向活性炭表面的對流。

              3、 活性炭類型的選擇

              由于原料和制備方法的不同,活性炭的理化性質也不同,這就使得活性炭的吸附能力不同。一般來說,椰子殼的低分子和微孔炭比較合適,但對于從低分子到大分子吸附劑的溶液,煤系活性炭比較合適。表2顯示了幾種不同原料制成的活性炭的性能比較。

              表2不同原料制備的活性炭性能比較

              原料比表面積m/g孔隙體積,孔隙分布碘值g/l苯酚值mg/l

              褐煤1731290

              椰子殼1145280

              煙煤997230

              煙煤865210

              椰子殼712200

              煙煤769160

              椰子殼583190

              木材845190

              褐煤6511160

              煙煤73190

              煤炭326120

              碘值由240g/l下降到40g/l(g/l);

              苯酚值:從2×10-10(w/w)降低到2×10-10(w/w)所需的活性炭量(mg/l);

              亞甲基藍脫色能力:每克活性炭吸附亞甲基藍的毫升數(濃度為毫升/升)。

              由表2可知,表面積越大,活性炭的脫色能力越強。但在化學吸附方面,僅根據活性炭生產廠家提供的一般性能,如亞甲基藍吸附量、碘值、酚值吸附量、比表面積等來選擇活性炭并不十分準確。特別是糖漿中有機雜質的官能團多為羥基(苯酚),羧基、醛基和內酯類的氧化容易增加活性炭表面的極性,使活性炭表面產生正負電流。因此,它可以與糖漿中有機物的雜質結合。此時,應通過對實際糖漿的脫色試驗,選擇合適的活性炭。

              4、 活性炭吸附脫色裝置的選擇

             ?。?) 粒狀炭或粉狀炭;

             ?。?) 吸附脫色法;

             ?。?) 對問題進行預處理。

              顆粒炭或粉狀炭的選擇應在綜合考慮建設成本、建設用地、吸附脫色裝置利用率、運行管理費、活性炭來源等因素后確定。目前市場上一噸碳粉只有幾千元,而一噸顆粒狀碳粉能賣到一萬多元,而且碳粉的質量能達到兩萬元。

              波浪活性炭廠家推薦的活性炭粉是相應的吸附脫色方法是攪拌筒。將活性炭加入到按一定比例注入糖漿的糖漿攪拌桶中,通過機械攪拌使其與糖漿接觸。吸附后的活性炭可過濾分離,故又稱接觸過濾。

              另外,還有固定床吸附脫色、移動床吸附脫色、移動床吸附脫色等,同時,各種吸附脫色方法又可分為一個脫色塔,一個階段在下游脫色,另一個階段是下游多階段脫色和脫色采用逆流多級脫色等方法,并進行適當的選擇,充分發揮各自的特點。

              這里需要強調的是,糖漿在脫色前應進行預處理,糖漿中的懸浮物通常通過過濾去除。另外,在制造過程中,由于加工工藝不同,** 終的活性炭產品可能是酸性的,也可能是堿性的。在制糖過程中,蔗糖在酸性條件下易轉化,在堿性條件下易還原,不利于整個制糖過程。因此,活性炭的pH值在使用前應調整到中性。

              脫色和純化是制糖生產的關鍵?;钚蕴坑捎诰哂酗@著的脫色和凈化效果,在許多精制糖生產過程中得到了廣泛的應用。隨著制糖技術的進一步發展,活性炭將有更廣闊的發展前景。

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