151804. lajstromszámú szabadalom • Eljárás az ioncserélő regenerálására és a szörpök alkáli-iontartalmának csökkentésére a cukorgyári híglé ioncserés kalciumtalanítása során

151804 Való elterjedését gátolják. Az eljárás gazdaságossságát erősen rontja a regenerálóanyag magas költsége, másrészt pedig az utolsó kristályosítási lépcsőben, az ún. utótermék főzése során az ioncserével kalciumtalanított cukorlé 5 esetében főzési nehézségek lépnek fel, amelyek a melasz mennyiségének a megnövelését, tehát a kinyerhető fehércukor mennyiségének csökkentését eredményezik. Alkáli-ionok jelenlétében ugyanis ä cukor oldhatósága nagyobb, mint 10 egyenértékű mennyiségű kalcium-ion jelenlétében, ezért az ion cserével kalciumtalanított cukorleyek esetében a kristályosítás utolsó lépcsőjében nagyobb koncentrációjú, tehát nagyobb viszkozitású cukoroldatokkal kell dol- 15 gozni, ami egyrészt megnehezíti a kristályosítást, másrészt több ki nem nyerhető cukor marad vissza a melaszban, ami számottevő cukorveszteséget okoz. A cukorlé ismert ioncserés kalciumtalanítási 20 eljárásának ezeket a hátrányait küszöböli ki a találmány szerinti eljárás, amelynek segítségével egyrészt teljesen megtakarítható az ioncserélő regenerálására eddig szükséges nátriumsó költsége, másrészt teljesen megszűnnek 25 mindazok a nehézségek és veszteségek is, amelyekkel eddig az utolsó kristályosítási fokozatban a kalciumionoktól mentes, nagy alkáliion-koncentrácíójú utótermék főzése során számolni kellett. A találmány szerinti eljárás 30 az ismert ioncserés kalciumtalanítási eljárástól főként abban különbözik, hogy a híglé kalciumion tartalmának kationcserélő gyantán történő megkötése után az ioncserélőt nem alkálisóoldattal, hanem a kalciumtalanított és 35 bepárolt sűrűlével vagy előnyösen a cukorlé kristályosításának valamelyik, célszerűen utolsóelőtti fázisából származó, alkáliionokban dús ún. zöldszörppel regeneráljuk ennek során a sűrűié illetve zöldszörp alkáliion tartalma 40 részben ismét • kalciumionokra cserélődik ki. Ezt a most már az alkáliionok mellett számottevő mennyiségű kalciumiont is tartalmazó szörpöt azután visszavezetjük a kristályosítás megfelelő lépcsőjébe és így az utótermék kris- 45 tályosítása már ismét, kalciumionok jelenlétében történik. A találmány szerinti eljárás tehát teljes mértékben érvényesíti a cukorlé inocserés kalciumtalanításának az; előnyét i(a besűrítés során so fellépő kalciumsókiválasztás kiküszöbölése) és ugyanakkor teljesen kiküszöböli az ioncserés kalciumtalanítás hátrányait >(a regenerálás' költségei, valamint a végső kristályosítás során fellépő nehézségek és veszteségek). Ezen túl- 55 menően azonban további jelentős előnyöket biztosít a találmány szerinti eljárás maguknak az ioncserélési és ioncserélő-regenerálási folyamatoknak a kivitelezésére és hatásfoka szempontjából is. Az ioncsere-folyamatok, 60 mint ismeretes, egyensúlyi reakciók, amelyek során a reakció előrehaladását az ioncserélő oldat és az ioncserélő gyanta összetétele illetve állapota határozza meg. Különböző vegyértékű ionok cseréje esetén emellett az adott ioncse- C5 re folyamatra jellemző egyensúlyi állandó értéket a reakcióban részt vevő oldatok koncentrációja is befolyásolja. Híg oldatok esetében e reakció egyensúlya a kétvegyértékű ionok javára, tömény oldatban pedig az egyvegyértékű ionok javára tolódik el. Ez azt jelenti, hogy híg oldatokban a kalciumionok megkötése megy kedvezően végbe, míg a nátriumionokkal ' történő regeneráláshoz célszerű minél töményebb oldatot alkalmazni. Ezek á viszonyok természetesen az ismert konyhasós regenerálás esetében is fennállnak, ahol tehát célszerű lenne lehetőleg telített '(kb. 25%-os) konyhasóoldatot használni; az így adódó kis térfogatokból eredő egyéb nehézségek miatt azonban általában legfeljebb 10% konyhasóoldatokkal szoktak dolgozni. A cukorgyári híglé kalciumkoncentrációja 0,005—0,015 n, alkáli (elsősorban kálium-) konr centrációja pedig kb. 0,06 n. Ebből a híg oldatból a kalciumionok a viszonylag nagy alkálitartalom ellenére is teljes mértékben eltávolíthatók* A kristályosítás különböző fázisaiban visszamaradó anyalúgokban (ún. zöldszörpök illetve melasz) az alkálifconcentráció egyrészt a nagyobb össz-koncentráció folytán, másrészt a nem-cukoranyagok feldúsítása következtében 0,15—1,0 n értékig emelkedik. Ezek a 0,5—1,0 n alkáli koncentrációjú szörpök tapasztalataink szerint kiválóan alkalmasak a kalciumionofckal telített ioncserélő gyanta regenerálására, minthogy e szörpök magas cukortartalma következtében az alkáliionok aktivitása olyan értelemben tolódik el, hogy azok még a telített konyhasóoldatnál is jobb hatásfokkal regenerálják a kalciummal telített gyantát. A híglé kalciumtalanítása tehát a találmány értelmében a következő módon történik: A híglevet alkáliionokkal telített kationcserélőgyantán vezetjük át, miközben a híglében levő kalciumionok alkáliionokra cserélődnnek ki. Az így kalciumtalanított híglevet a szokásos bepárlási műveletbe visszük tovább, majd a kapott sűrűlevet a szokásos kristályosítási műveleteknek vetjük alá. A toalciumionokkal telített ioncserélő regenerálása céljából a végső kristályosítás előtti valiamelyik —• célszerűen az utolsó előtti — fokozatból vett zöldszörpöt vezetjük az ioncserélőre. Ennek során a zöldszörp alkáli-tartalma részben kalciumionokra cserélődik ki, miközben az ioncserélő ismét aT-káli-ionokkal telítődik, és így újból felhasználhatóvá válik, az alkáliionok mellett most már kaeiumionokat is tartalmazó zöldszörpöt pedig visszavezetjük a kristályosítási rendszerbe. A találmány szerinti eljárás gyakorlati kiviteli módját közelebbről az alábbi példa szemlélteti: Péda: 3000 liter alkáliformában levő Varion KS kationcserélő gyantát tartalmazó ioncserélő-2