[实用新型]一种用于脱色脱酸果汁生产的连续离子交换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种连续离子交换装置，特别是涉及一种用于脱色脱酸果汁生产的连续离子交换装置。

背景技术

脱色脱酸工艺是果汁生产中的重要环节，通过脱除果汁中的有机酸和氨基态氮，提高果汁的色值和稳定性从而改善果汁的口感。现有技术中普遍采用离子交换法，柠檬酸、乳酸等发酵有机酸在水中电离成氢离子和酸根离子，利用阴离子交换树脂进行选择性吸交，发酵液中的聚合物、蛋白质、色素等非离子杂质以及钙、镁、钾、钠等金属离子不被树脂吸交，被分离出去，经水洗除去树脂上的残糖等杂质，再用阳离子树脂转型，从而完成脱色脱酸的过程。通常分为静态交换和动态交换两种方式，静态交换是在一个带有搅拌器的反应罐中进行，交换后利用沉降、过滤将饱和树脂分离，然后将其装入解析罐或柱中，进行洗涤和解析。动态交换是在离子交换柱中进行全过程的操作，分为固定床、流动床、移动床。固定床是床层静止不动，流体通过床层进行反应，分批式作业，交换再生在同一床内依次进行，单批作业周期长不连续，离子交换树脂利用率低，化学试剂消耗量大，不经济，废水排放量大。流化床尽管可以实现固体物料的连续输入和输出，但是存在粉明显的局限性，大大降低了反应转化率。移动床是连续加入颗粒状或块状固体反应物或催化剂，随着反应的进行，固体物料逐渐下移，流体则自下而上或自上而下通过固体床层，以进行反应，与固定床及流化床相比，移动床的优点是返混较小，但是控制固体颗粒的均匀下移比较困难。近年又出现了色谱分离技术，使用单一离子交换树脂为固相离子交换剂，有机酸与无机分离液作为液相交换剂，采用模拟床，通过各离子交换区相互连接，循环进行离子交换，树脂层固定不动，持续改变液流进出口位置，模拟固体移动剂与液体逆流接触，最终达到脱色脱酸的效果。但是该技术要求设备复杂，管道阀门多，成本较高。中国专利CN101862011公开了一种降低果汁中有机酸含量的工艺，通过澄清果汁、大孔吸附树脂活化、弱碱性阴离子交换树脂活化再生等步骤实现降低果汁中有机酸的含量，但是并没有公开具体的设备。美国专利US2011160483公开了一种从发酵液分离有机酸及氨基酸的方法，包括包含发酵产物及有机酸的进料，离子交换吸附剂介质，洗脱进料的流动相，进料分离有机酸及氨基酸是在模拟移动床中进行的。同样也没有公开模拟移动床的具体结构。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题是采用一种连续的离子交换技术取代传统固定床、流化床、移动床交换技术，用于脱色脱酸果汁的生产，克服现有离子交换技术的弊病。本实用新型涉及的是一种用于脱色脱酸果汁生产的连续离子交换装置，包括离子交换柱、离子交换吸附剂介质、同离子交换柱连接的进料总管和出料总管，及自动控制系统，所述的离子交换柱为树脂柱，包括阳离子树脂柱和阴离子树脂柱；

所述的树脂柱至少设有六个，可分为三组，分别为一组阳离子树脂柱和阴离子树脂柱串联用于处理料液，另外一组阳离子树脂柱和阴离子树脂柱串联水洗料，另外一个阳离子树脂柱和另外一个阴离子树脂柱分别用酸和碱进行再生；

所述进料总管与离子交换柱上端连通，所述出料总管与离子交换柱下端连通；

所述进料总管包括料液进料总管、水洗进料总管、再生酸进料总管和再生碱进料总管，所述出料总管包括料液出料总管、水洗出料总管、再生酸出料总管和再生碱出料总管；

离子交换柱上还设有同所述进料总管连通的进料支管和同所述出料总管连通的出料支管；

所述进料支管包括料液进料支管、水洗进料支管、再生酸进料支管和再生碱进料支管；

所述料液进料支管、水洗进料支管、再生酸进料支管和再生碱进料支管同所述的料液进料总管、洗脱进料总管、再生酸进料总管和再生碱进料总管一一对应连通；

所述出料支管包括料液出料支管、水洗出料支管、再生酸出料支管和再生碱出料支管；

所述料液出料支管、水洗出料支管、再生酸出料支管和再生碱出料支管同所述的料液出料总管、水洗出料总管、再生酸出料总管和再生碱出料总管一一对应连通；

所述的离子交换柱之间为串联管路；

所述的自动控制系统包括控制阀；

所述控制阀设置在每个管路上，包括进料支管、出料支管和串联管路，用于周期性控制各树脂柱组在多个树脂柱间同步实现离子交换、水洗和树脂的再生过程；

所述的控制阀为电磁阀或气动阀；

所述的离子交换吸附剂介质为树脂；

所述的树脂包括阳离子树脂和阴离子树脂；