Vorbehandlungs- und Regenerationsverfahren für lebensmittelgeeignete Harze.

ZHEJIANG ZHENGGUANG INDUSTRIAL CO.,LTD
NINGBO ZHENGGUANG RESIN CO.,LTD

Vorbehandlungs- und Regenerationsverfahren für lebensmittelgeeignete Harze.

Bei der Herstellung von Ionenaustauscherharzen entstehen stets geringe Mengen organischer und anorganischer Verunreinigungen. Auch während des Transports und der Abfüllung können Verunreinigungen in die Produkte gelangen. Diese Verunreinigungen werden zu Beginn der Anwendung freigesetzt und beeinträchtigen die Qualität des austretenden Wassers und der Produkte. Daher müssen alle neuen Harze vor der Verwendung vorbehandelt werden. Die Vorbehandlung der Ionenaustauscherharze dient der Entfernung der Verunreinigungen und gewährleistet so eine stabile Qualität der Zuckerlösung. Vor dem Befüllen der Anlage mit den Harzen müssen alle Säulen, Leitungen und Ventile mit Wasser gespült werden, bis das austretende Wasser klar ist. Dichtheit ist sicherzustellen. Anschließend wird die Säule bis zu einem Viertel mit Wasser befüllt, die Harze werden eingefüllt und das Wasser von unten ein- und von oben zum Rückspülen der Harze abgeleitet. Der Spülvorgang wird fortgesetzt, bis keine kleinen Partikel mehr vorhanden sind und das Wasser klar ist. (Um zu vermeiden, dass Harz mit großen Partikeln austritt, achten Sie bitte auf die richtige Durchflussrate.)
1. Befüllung und Vorbehandlung der Harze
(1) Harz in die Säule füllen: Füllen Sie
das Harz in die Austauschsäule und spülen Sie es mit enthärtetem Wasser rück, bis das Auslaufwasser klar ist. Weichen Sie das Harz 4–8 Stunden lang in 8–10 %iger NaCl-Lösung (dem doppelten Harzvolumen) ein und spülen Sie es anschließend mit enthärtetem Wasser, bis das Auslaufwasser klar ist.
(2) Vorbehandlung des Kationenaustauscherharzes
(2.1) Füllen Sie die Austauschsäule mit 4 %iger HCl-Lösung mit einer Geschwindigkeit von 1,5–2,0 BV/h. Sobald der pH-Wert 1 erreicht hat, füllen Sie weitere 15 Minuten und stoppen Sie dann. Nach einer Einweichzeit von 4–8 Stunden spülen Sie das Harz mit enthärtetem Wasser, bis der pH-Wert etwa 3 erreicht hat.
(2.2) Füllen Sie die Säule mit 4 %iger NaOH-Lösung mit einer Geschwindigkeit von 1,5–2,0 BV/h ein. Sobald der pH-Wert 2 bei 14 liegt, füllen Sie weitere 15 Minuten und stoppen Sie dann. Nach 4–8 Stunden Einweichzeit des Harzes wird mit enthärtetem Wasser gespült, bis der pH-Wert bei etwa 10 liegt.
(2.3) Anschließend wird 4%ige Salzsäure mit einer Geschwindigkeit von 1,5–2,0 BV/h in die Säule gegeben. Sobald der pH-Wert 1 erreicht hat, wird die Spülung für weitere 15 Minuten fortgesetzt und dann gestoppt. Nach erneutem Einweichen des Harzes für 4–8 Stunden wird mit enthärtetem Wasser gespült, bis der pH-Wert bei etwa 3 liegt. Die Vorbehandlung des Kationenaustauscherharzes ist damit abgeschlossen, und die Regeneration kann wie gewohnt durchgeführt werden. (Für die erste Regeneration wird die doppelte Menge des üblichen Regenerationsmittels verwendet.)
(3) Vorbehandlung des Anionenaustauscherharzes
(3.1) Anschließend wird 4%ige Natronlauge mit einer Geschwindigkeit von 1,5–2,0 BV/h in die Säule gegeben. Sobald der pH-Wert 14 erreicht hat, wird die Spülung für weitere 15 Minuten fortgesetzt und dann gestoppt. Nach 4–8 Stunden Einweichzeit des Harzes wird mit enthärtetem Wasser gespült, bis der pH-Wert bei etwa 10 liegt.
(3.2) Anschließend wird 4%ige Salzsäure mit einer Geschwindigkeit von 1,5–2,0 BV/h in die Säule gegeben. Sobald der pH-Wert 1 erreicht hat, wird die Spülung für weitere 15 Minuten fortgesetzt und dann gestoppt. Nach erneutem Einweichen des Harzes für 4–8 Stunden wird mit enthärtetem Wasser gespült, bis der pH
-Wert bei etwa 3 liegt. (3.3) Danach wird 4%ige Natronlauge mit einer Geschwindigkeit von 1,5–2,0 BV/h in die Säule gegeben.Bei einem Füllstand von 14 Minuten weiterfüllen und dann stoppen. Nach 4–8 Stunden Einweichzeit des Harzes mit enthärtetem Wasser waschen, bis der pH-Wert bei etwa 10 liegt. Die Anionenvorbehandlung ist damit abgeschlossen, die Regeneration kann wie gewohnt durchgeführt werden. (Für die erste Regeneration die doppelte Menge an Regenerationsmittel verwenden.)
2. Regenerationsprozess
(1) Betrieb des Kationenaustauscherharzes

Betrieb	Lösung	Durchflussrate (BV/h)	Volumen (BV)
Zuckerwiederherstellung	Wasserenthärtung	2,0 ~ 4,0	1,5 ~ 2,0
Rückspülung	Wasserenthärtung	2,0 ~ 4,0	2,0 ~ 3,0
regenerieren	4 ～5%ige HCl-Lösung	1,0 ~ 1,5	2,0 ~ 3,0
Ersatz	Wasserenthärtung	1,0 ~ 1,5	1,0 ~ 1,5
spülen	Wasserenthärtung	10 bis 15	3,0 ~ 5,0
Spülung	Wasserenthärtung	10 bis 15	2,0 ~ 5,0
Betriebs	Zuckerlikör	2,0 ~ 4,0	30 ～60

(2) Betriebsprozess des Anionenaustauscherharzes

3.

Betrieb	Lösung	Durchflussrate (BV/h)	Volumen (BV)
Zuckerwiederherstellung	Wasserenthärtung	2,0 ~ 4,0	2,0 ~ 3,0
Rückspülung	Wasserenthärtung	2,0 ~ 4,0	1,5 ~ 3,0
regenerieren	4 ～5%ige NaOH-Lösung	1,5 ~ 2,0	2,5 bis 4,0
Ersatz	DI-Wasser oder Ablaufwasser aus dem Kationenbett	1,5 ~ 2,0	1,5 ~ 2,0
spülen	DI-Wasser oder Ablaufwasser aus dem Kationenbett	10 bis 15	4,0 ~ 6,0
Spülung	Wasserauslass aus dem Kationenbett	10 bis 15	4,0 ~ 6,0
Betriebs	Zuckerlikör	2,0 ~ 4,0	30 ～60

Ursachen der Harzverunreinigung und Rückgewinnungsmethode

(1) Ursachen der Kontamination

Da die behandelte Lösung organische Stoffe, Eisen, Silizium, Mikroorganismen, Kolloide usw. enthält, können diese Substanzen während des Filtrationsprozesses mit Aktivkohle nicht vollständig entfernt werden. Im Ionenaustauschprozess adsorbieren diese Substanzen durch Wasserstoffbrückenbindungen, Ionenbindungen, kovalente Bindungen und Van-der-Waals-Kräfte an die Matrix des Anionenaustauscherharzes. Im Allgemeinen beeinträchtigen die organischen Ablagerungen nach 15-30 Betriebszyklen die Austauschkapazität der Harze, führen zu einer schlechten Zuckerqualität und einem höheren Wasserverbrauch beim Waschen. Dies wird als organische Kontamination bezeichnet.

(2) Rückgewinnungsverfahren

(2.1) Kontaminierte Harze so lange rückspülen, bis das austretende Wasser sauber ist.

(2.2) Bei Kationenaustauscherharzen, die üblicherweise mit Eisen verunreinigt sind, wird das Harz mit 10-15%iger Salzsäure, die dem Zweifachen des Harzvolumens entspricht, 4-8 Stunden lang eingeweicht und anschließend mit Wasser gewaschen.

(2.3) Bei Anionenaustauscherharzen mit organischen Verunreinigungen wird das Harz in einer 4-5%igen Salzsäurelösung (zweifaches Harzvolumen) für 2-4 Stunden eingeweicht und anschließend mit Wasser gespült. Danach wird das Harz in einer 10%igen NaCl- und 3-4%igen NaOH-Mischung (dreifaches Harzvolumen) bei 40 °C und einer Durchflussrate von 4 m³/h eingeweicht. Nach Durchlauf des letzten Harzbettvolumens wird das Harz 12 Stunden lang eingeweicht und anschließend mit deionisiertem Wasser gespült. Die Wasserfarbe wird überprüft, um festzustellen, ob das Wasser ausreichend sauber ist und ob eine Nachbehandlung erforderlich ist.

(2.4) Nach der doppelten Regeneration könnte es in Betrieb genommen werden.

4. Lagerung des Harzes

Nicht verbrauchte Harze sollten in einem verschlossenen Beutel aufbewahrt werden. Sie dürfen nicht mit Luft in Berührung kommen und müssen bei einer Temperatur zwischen 0 und 40 °C gelagert werden. Falls die Harzproduktion während des Betriebs kurzzeitig ausfällt, sind folgende Bedingungen zu vermeiden:

(1) Um ein Austrocknen zu verhindern, sollte das Gerät vollständig mit Wasser gefüllt werden. Wenn Sie Wasser ablassen müssen, halten Sie das Gerät dicht verschlossen, damit das Harz nicht an Feuchtigkeit verliert.

(2) Um ein Einfrieren zu verhindern, sollte bei Temperaturen unter 0℃ eine Salzlösung in das Gerät gefüllt werden, um das Harz einzuweichen.

(3) Um das Wachstum von Bakterien zu verhindern, kann es bei längerer Lagerung des Harzes in der Anlage zu Vermehrungen von Mikroorganismen wie Algen und Bakterien kommen, was eine Kontamination des Harzes zur Folge hat. Eine vorbeugende Maßnahme besteht darin, das Harz nach Verlust seiner Fähigkeit, suspendierte Verunreinigungen zu entfernen, vollständig rückzuspülen und es anschließend nach der Regeneration einzuweichen.

Hinweis: Vor der Vorbehandlung von Harz für die Lebensmittelindustrie muss Enthärtungswasser mithilfe eines Satzes aus Kationenbett- und Anionenbettharz hergestellt werden. Das Enthärtungswasser ist in einem Wasserbehälter aufzubewahren (bei Bedarf muss es erneut hergestellt werden). Das Enthärtungswasser wird später zum Rückspülen des Harzes während des Vorbehandlungsprozesses verwendet. Es müssen verdünnte Säure und verdünnte Lauge hergestellt werden, um die Bildung von weißen Ablagerungen zu vermeiden, da die Wasserhärte die Regenerationswirkung des Harzes im späteren Betriebsablauf beeinträchtigen kann.