Смолы иониты при очистке сахара

Пористые смолы нашли более широкое применение в промышленных процессах, чем в лаборатории. Они применяются для очистки сахара и деионизации природных вод, в особенности содержащих заметные количества органических веществ. В этих случаях пористые смолы имеют ряд преимуществ, так как сорбируют крупные органические молекулы или ионы лучше обычных смол. Их используют также в качестве катализаторов органических реакций. [c.269]

Третьим фактором, тормозящим использование ионообменной технологии, является извлечение побочных продуктов. Это особенно ощутимо при производстве свекловичного сахара. Успешное применение ионообменных смол при очистке свекловичного сахара хотя и увеличивает выход сахара и улучшает его качество, но снижает в значительной части другие источники дохода, получаемые, в основном, от черной патоки. По этой причине лишь периодически, когда спрос на очищенный сахар очень большой, применение ионного обмена при обработке свеклы выгодно. В периоды перепроизводства сахара, что является обычным, доход от побочных продуктов, получаемый при продаже мелассы для питания скота и от извлечения глютаминовой кислоты из свекловичной мелассы, как это было до настоящего времени, не обеспечивается ионообменной обработкой. [c.534]

Ионообменивающие смолы применяют для деминерализации воды, очистки сахара, для извлечения ценных продуктов из отходов и для других реакций ионного обмена. Выпускается два вида смолы. [c.25]

При различных процессах с применением ионообменной очистки очень важен выбор подходящего ионита. Для извлечения большого количества минеральных солей, присутствующих в органическом растворе, обрабатываемом с помощью ионного обмена, выбираются устойчивые катиониты с высокой емкостью и слабоосновные аниониты. Например, смолы применяются в промышленности для уменьшения содержания солей в неочищенном глицерине из мыльных щелоков и для уменьщения содержания золы в соке свекловичного сахара от второй карбонизации. Эти смолы обычно применяются в виде двухслойной системы на первой стадии ионообменного процесса. Хотя эти смолы извлекают лишь основную массу полностью диссоциированных кислот. оснований или солей, использование ионитов пористого типа вызывает значительное уменьшение красящих веществ в деионизируемом растворе. В общем случае слабые кислоты не извлекаются на этой стадии обработки. [c.569]

Ионообменный процесс уступает процессу очистки с использованием костяного угля в отношении обесцвечивания. Хотя ионообменные смолы успешно извлекают некоторое количество окрашенных веществ, цикл до насыщения при удалении окраски короче, чем цикл до насыщения при извлечении золы. Более того, при непрерывном использовании способность к извлечению окраски падает гораздо быстрее, чем способность к извлечению золы. Это противоречие разрешается работой в неоптимальном цикле и применением в последующем других обесцвечивающих веществ, что повышает общую стоимость процесса. Применение обесцвечивающих смол в таком процессе в качестве отдельной операции, а также разделение очистительных и обеззоливающих свойств смол еще недостаточно исследованы. Кроме того, как показывают опубликованные работы, исследованию комбинированных процессов очистки с применением костяного угля и ионного обмена для получения кристаллической сахарозы из неочищенного сахара, в которых ионообменные смолы применяются исключительно для обеззоливания, не уделялось достаточного внимания. Объединение стадии аффинирования с ионным обменом представляет большой интерес, но, с другой стороны, это делает необходимой на некоторой стадии процесса ионообменную обработку сильно окрашенных сиропов с высоким содержанием золы. Эта обработка эквивалентна ионообменной обработке мелассы, которая экономически возможна лишь во время недостатка сахара. [c.546]

Важное применение могут найти ионообменные смолы в пищевой промышленности. Их используют для деминерализации сахарных растворов, что улучшает технологию производства сахара, так как благодаря повышению доброкачественности соков заметно увеличивается выход сахарозы, а сахар и патока получаются высокого качества. С помощью ионного обмена из отходов виноделия и консервного производства можно в больших количествах получить весьма ценные в пищевом и техническом отношении кислоты лимонную, винную, аскорбиновую. Этим же путем производится тонкая очистка антибиотиков, алкалоидов, витаминов, фармацевтических препаратов. [c.181]

Уже первые работы по очистке сахара [186, 187 и др.] показали, что удаление ионов кальция путем обмена на ионы натрия, содержащиеся в силикатных катионитах, устраняет образование накипи в выпарной аппаратуре. Однако до усовершенствования методов ионного обмена, применяемых в очистке сахара, прошло несколько десятилетий. Открытие процесса обессоливания воды совместным применением апионо- и катиопообменных смол натолкнуло на мысль об использовании такого процесса для очистки диффузионных соков, так как считается общепризнанным, что присутствие в диффузионных соках различных иопов способствует образованию патоки. Однако вскоре было выяснено, что простое обессоливание не разрешает этой проблемы и что необходима разработка технологии, учитывающей многочисленные дополнительные факторы. Например, экономические выгоды обессоливания несколько снижаются образованием в процессе обессоливания кислот, вызывающих некоторое инвертирование сахарозы, и невозможностью удаления некоторых крупных азотсодержащих молекул [71]. [c.140]

Другие непредвиденные трудности были обусловлены стоимостью регенерирующих веществ и разложением ионообменных смол. В связи с незначительным эффектом применения ионного обмена в очистке сахара возникла необходимость удешевления регенерации смолы и применения весьма долговечных ионитов, не разлагающихся нод действием концентрированных растворов сахара [381]. Колебание стоимости регенерации и цен на патоку создавали временами условия, экономически неблагоприятные для применения ионообменных процессов. Так как важнейшим назначением процесса обессоливания является уменьшение выходов патоки, экономичность этого процесса возрастает в периоды низких цен на патоку. Разработка в последнее время смол, стойких в растворах сахаров, допускающих более экономичную регенерацию и не вызывающих инверсии сахарозы, благоприятствует широкому применению ионного обмена. Хотя промышленное использование ионного обмена в очистке сахара требует дополнительных обширных испытаний, с применением этого метода определенно повышается выход сахара и снижается выход патоки, и поэтому при проектировании новых заводов эта возможность должна быть подвергнута тщательному анализу (ем. гл. VIII). [c.140]

Применение ионного обмена для очистки препаратов в органической химии, которая включает в себя и обработку сахара, стоит на втором месте после обработки воды. В литературе имеется большое количество статей, посвященных этому вопросу. Первое применение ионного обмена для очистки органических веществ было описано Гансом 151. Ионы кальция и магния обменивались на ионы натрия в водных растворах сахарозы. Использовался неорганический алюмосиликатный цеолит. Этот процесс мало применялся в промышленности. Однако интерес к нему снова возник в 1935 г. с появлением синтетических катионо- и анионообменных смол, которые могли извлекать ионные составные части из раствора. Первые смолы не были удовлетворительными для применения в промышленности при деионизации водных растворов О рганических химикатов. Большая часть ионообменных материалов не обладала химической и физической устойчивостью к растворам органических химикатов. Во время и вскоре после второй мировой войны были получены смолы с лучшими свойствами. Проводилось тщательное исследование возможности их применения при очистке сахара. Первая большая лромышленная установка, описанная в литературе, была построена для очистки сока свекловичного сахара и мелассы. Эта установка [5] работала во время второй мировой войны. [c.565]

Ацетаты углеводов являются идеальными производными для выделения и очистки сахаров, поскольку их легко можно выделить в индивидуальном состоянии и затем превратить в исходный углевод. Гидролиз сложноэфирных групп катализируется как кислотами, так и основаниями, однако основания — более мощные катализаторы, чем кислоты. Для снятия ацетамидных групп используются сильные кислоты [1—4] и основания [5], но в последнем случае реакция часто затрудняется из-за пространственных эффектов. Ацетатные группы можно снять избирательно, не затрагивая ацетамидной функции [5—8]. Дезацетилирование метанольным раствором, содержащим каталитические количества метилата натрия [9—12] или метилата бария [13], основано на реакции переэтери-фикации и протекает в условиях, мало затрагивающих свободные сахара. Метанольный раствор аммиака [14] снимает ацетильные группы с образованием ацетамида. Этот метод пригоден только для гликозидов и других производных сахаров с защищенной карбонильной группой. Вместо аммиака можно применять метанольные растворы диметиламина [15] и других аминов. Несмотря на то что сахара весьма неустойчивы в щелочных растворах, было показано, что охлажденный насыщенный раствор гидроокиси бария является эффективным 0-дезацетилирующим реагентом, особенно в случае кетоз [161, где, по-видимому, образуются комплексы, предохраняющие сахар. Выбор наиболее эффективного метода дезацетилирования определяется, как правило, чувствительностью продуктов реакции к действию кислот и щелочей, растворимостью и т. д. Ниже приводятся несколько типичных методик дезацетилирования, которые в зависимости от конкретных условий могут быть модифицированы. Удаление ионов из реакционной смеси легко осуществляется с помощью ионообменных смол [23]. [c.119]

См. лит. при ст. Радиационная химия, Радшгционно-химиче ская технология. Радиоактивность. А. X. Брегер. ИОНИТЫ (ионообменники, ионообменные сорбенты), вещества, способные к ионному обмену при контакте с р-рами электролитов. Большинство И.— твердые, нерастворимые, ограниченно набухающие в-ва. Состоят из каркаса (матрицы), несущего положит, или отрицат. заряд, и подвижных противоионов, к-рые компенсируют своими зарядами заряд каркаса и стехиометрически обмениваются на противоио-ны р-ра электролита. По знаку заряда обменивающихся ионов И. делят на катиониты, аниониты и амфолиты, по хим. природе каркаса — на неорг., орг. и минер.-органические. Неорг. и орг. И. могут быть природными (напр., цеолиты, целлюлоза, древесина, торф) и синтетическими (силикагель, АЬОз, сульфоуголь и наиб, важные — ионообменные смолы). Минер.-орг. состоят из орг. полиэлектролита на минер, носителе или неорг. И., диспергированного в полимерном связующем. Выпускаются в виде зерен сферич. или неправильной формы, порошков, волокон, тканей, паст и изделий (напр., мембран ионитовых). Примен. для очистки, разделения и концентрирования в-в из водных, орг. и газообразных сред, напр, для очистки сточных вод, лек. ср-в, сахара, выделения ценных металлов, при водоподго-товке носители в хроматографии гетерог. катализаторы. [c.224]

Исследованиями установлена возможность использования ионообменных материалов лля выделения моносахаридов из растворов ин-вертного сахара [41]. В качестве катионообменной смолы применяли соль полистиролсульфокислоты со щелочноземельным металлом. Из колонны сначала вьгеодит фракция, содержащая глюкозу, затем небольшая фракция, содержащая смесь сахаров. Следующая фракция содержит только фруктозу. В настоящее время освоена технологическая схема производства сахара — инозита из технического фитина с использованием для очистки катионитов и анионитов [42 . Наилучшие результаты были получены при применении катионита КУ-2-8 для освобождения от ионов кальция и магния и анионита ЭДЭ-ЮП для удаления фосфат-ионов. При этом длительность процесса получения сахара сократилась вдвое и себестоимость уменьшилась на 44%. С целью повьпиертия выхода фитина был предложен ионообменный способ очистки экстракта рисовых отрубей [43]. [c.213]

Вполне можно предполагать, что современные попытки попутного извлечения аминокислот смолами, которые делаются в свеклоперерабатывающей промышленности, могут сделать всю ионообменную обработку экономически оправданной. Точно так же в зерноперерабатывающей промышленности разделение функций вызвало появление специальных смол для обработки декстрозы. В производстве по очистке тростникового сахара приме нение ионного обмена наиболее затруднительно, однако в настоящее время начаты исследования возможности применения в этом случае ионообменных методов, таких как обратная деминерализация и метод смешанного слоя ионитов, которые значительно уменьшают инверсию вместе с обычными методами очистки. Можно было бы избежать кристаллизации сахара путем производства товарного сиропа вместо кристаллического сахара. В этом случае ионный обмен мог бы иметь значение. Можно сделать вывод, что сахарная промышленность, которая может иметь много преимуществ от применения ионообменной технологии, находится на пороге реализации их. [c.535]

Срок службы смолы является важным фактором в экономике ионного обмена при обработке сахара. Смолы могут стать неактивными под механическим воздействием суспендированных твердых частиц, остающихся в сахарном растворе в результате неудовлетворительной очистки их перед ионным обменом. Катиониты, применяющиеся при извлечении кальция, могут быть также засорены, если в качестве регенерирующего раствора используется серная кислота слищком высокой концентрации и в результате этого осаждается сульфат кальция. В этом случае сульфат кальция может быть удален из смолы путем применения соляной кислоты в качестве регенерирующего раствора для ряда циклов и использования в дальнейшем более разбавленной серной кислоты при более высокой температуре. Важно также избегать истирание и другие механические потери, что зависит не только от соответствующей техники взрыхления, но также и от соответствующего внимания к твердости смолы при ее первоначальном выборе. [c.541]

Обработанный или деионизированный сок состоит в основном из сахарозы, глюкозы, фруктозы и некоторых других сахаров, а также из неионных органических соединений, включающих небольшое количество смол и подобных веществ, присутствие которых зависит от первоначальной чистоты сока. Улучшение очистки при обработке ионным обменом колеблется в пределах от 3 до 107о. что позволяет повысить извлечение сахара и впоследствии уменьшить количество мелассы или даже удалить ее. [c.543]

До настоящего времени содержание золы в сахарных сиропах, предназначенных заводами для продажи, было выше, чем в любой эквивалентной форме твердого сахара. Однако имеется тенденция установления таких ондиций для сахарных сиропов, которые во всех отношениях эквивалентны кондициям для твердых сахаров. Поэтому необходимо рассмотреть вопрос применения ионного обмена для очистки сахарного сиропа. Хотя основная операция состоит в извлечении золы, но необходимо учитывать также и извлечение небольшого количества органических кислот, присутствующих либо в неочищенном сахаре, либо образовавшихся во время обработки. Эти кислоты обычно удаляются в прс)цессе кристаллизации и иногда при очистке костяным углем или его заменителем. Однако они могут быть удалены и ионообменной обработкой. Хотя обычные системы ионного обмена и могут применяться для обеззоливания и дезодорирования сахарных сиропов, метод смешанного слоя ионитов более предпочтителен из-за гибкости при регулировании инверсии. Там, где желательна инверсия, катионообменная смола может применяться в качестве регулирующего агента [10]. [c.547]

Классическим примером является отделение хлорида натрия от этиленгликоля методом ионного исключения или впереди идуш,его электролита [24]. Хотя на первый взгляд молено было бы отнести к этой группе многочисленные методы обесцвечивания смолами (например, обсецвечивание чистого сахара), однако сущность процесса еще не во всех случаях ясна. Большинство же промышленных методов очистки (главным образом, окрашенных и содержангнх золу растворов) трудно замкнуть в рамки одной схемы. [c.367]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология