142236. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cukortartalmú oldatok tisztítására ioncserélőkkel

Megjelent: 1959. november 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 142.236. SZÁM 89. a. OSZTÁLY — OA—90. ALAPSZÁM Eljárás cukortartalmú oldatok tisztítására ioncserélőkkel A magyar állam, mint a feltalálók: dr. Oplatka György gépészmérnök, dr. Vájna Sándor vegyészmérnök és Tegze Miklós vegyészmérnök, budapesti lakosok jogutódja ; A bejelentés napja: 1951. január 19. Az ioncserélő eljárást cukorlevelek tisztításánál már nagyüzemiben is alkalmazásba vették. Végleges elterjedését azonban több tényező akadályozta, amelyeknek leküzdése eddig nem sikerült. Az akadályok közül elsősorban a regeneráláshoz szükséges anyagok mennyisége említendő meg, amely a jelenlegi eljárásoknál az elméletileg kiszámított mennyiség 200—300%-a volt és így az eljárás üzemköltségeinek legjelentősebb tényezője. Ennek csökkentésére több fokozatból álló ágyakat alkalmaztak, majd újaibban mindjobban térthódít az ellenáramú működtetés, de ezek és a többi rendszabályok is ikb. 150%-ra tudják csak csökkenteni a szükségletet. Nagyipari alkalmazás esetén ez ár és nyersanyagszükséglet szempontjából egyaránt nagy megterhelést jelent. Problémáivá vált a regenerálásnál kapott anyagok értékesítése is. A cukorlevek nagy nemcukor tartalma melléktermék formájában jelentkezett, amelyeknek értékesítése sémi a kapott anyagok természete, sem pedig az elválasztási módszerek költségei miatt nem volt elég gazdaságos. Az eddig alkalmazott eljárások közben savanyú oldatok keletkeznek, aminek különböző hátrányos következményei vannak. A cukor inverziója elkerülhetetlen és az így keletkezett cukorveszteség 0,2% körüli nagyságú. A felhasznált készülékeket saválló anyagból kell készíteni, ami előállítási árukat lényegesen megdrágítja. A folyamat köziben fellépő alacsony pH a tisztítandó lé kolloid anyagainak részleges kicsapódását okozta, amelyek az ioncserélőkre lerakódtak és eltávolításuk csakis különleges módszerékkel (erős lúg, vagy sav, hőmérséklet emelése, stib.) volt kivihető, amely egyrészt költséges eljárás, másrészt az ioncserélő anyagokra káros. Az említett hátrányok okozták, hogy az eljárás gazdaságossága nagymértékben függvénye volt a eukor-melasz árviszonyának és így a világpiac hullámzásának. Ha a melasz ára magasra emelkedett, akkor a kiesése miatt beállott veszteség túlléphette a cukormennyiség növekedésének értékét, így tehát az ioncserélő üzem még veszteségessé is válhatott volna. Ez a bizonytalanság okozta azt, hogy a cukorgyárak nagy többsége eddig elzárkózott az ioncserélő eljárás bevezetésétől. Mindezen hátrányok figyelembevételével olyan eljárást dolgoztunk ki, amelynél a regeneráláshoz a legolcsóbb vegyszer, a mész 'használható, ezenkívül csak hőenergiát alkalmazunk. Az egyes regenerálási részfolyamatokat körfolyamattá alakítjuk és a regenerálásban valóban résztvevő ammóniumsókat, ill. NH4OH-t a körfolyamatok végén visszanyerjük. A regeneráló oldatokban a melléktermékeket elválasztva kapjuk meg, így a további költségek csökkennek. Ez a melléktermékek értékesíthetőségét biztosítja. Az általunk kidolgozott eljárásnál továbbá neutrális, vagy lúgos oldatok fordulnak elő, emiatt sem számbajöhető inverzió nem lép fel, sem pedig az edény anyagával szembén nem kell különleges követelményeket támasztani. Részben a regeneráló vegyszerek mésszel történő helyettesítésével, részben a melléktermékek olcsó kinyerési költségeivel az eljárás gazdaságossága ugrásszerűen megnövekedik a régebbiekkel szemben és így a világpiac hullámzásától függetlenné válik, tehát mód lesz arra, hogy a cukorgyárak ezt az eljárást sokkal kisebb kockázattal vezethessék be. Itt és a következőkben — egyszerűség kedvéért — egyes ágyakról beszélünk, de e kifejezésen mindig azonos természetű, egyenlő méretű ágyak csoportja értendő, amelyek periódusosán váltva, egymás után vesznek részt a különböző ismétlendő folyamatokban. Összekapcsolásukról és működtetésükről már bejelentettünk egy másik szabadalmat, de használhatjuk őket az általánosan ismert módszerek szerint is. Eljárásunk a következő folyamatokból áll: (1. ábra) A kationcserélő műgyantát frissen NH+

alakban használjuk. A beérkező cukortartalmú oldatból (híglé, félig tisztított nyerslé, hígított melasz, stb.) az ágy a kationokat elvonja és helyettük NH+ ionokat ad az oldatnak. Kationokként itt főleg az anorganikus ionokat értjük, az organikusoka t nem, mert a neutrális oldatban az aminosavak savként vannak megkötve. Így tehát a katicncse-