201357. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cukorgyári sűrűlé kezelésére
3 HU 201357 A 4 A lerakódások képződése olyan nagymértékű, hogy a berendezések savas tisztítását naponta szükségessé teszi, csökkentve ezzel a berendezés hasznos üzemidejét, károsítva a szénacél berendezés anyagát és növelve az üzemeltetés költségeit. A kalciumkarbonát kiválás az ioncserélő oszlopon belül tovább folytatódik, így nemcsak a hőcserélők napi tisztítása, de az ioncserélő oszlopok igen gyakori savazása is szükségessé válik. A CaCOa kiválást csak a híglé előzetes kalciumtalanitásával, ioncserélős higlélágyítással lehetne megakadályozni. Egy higlélágyitó berendezés beépítése azonban a beruházási igényt a 2-2,5-szeresére emelné. A savas tisztítások rendszeres alkalmazása ellenére az ioncserélő berendezés áteresztő képessége, tehát az időegység alatt kezelhető oldat mennyisége csökken a tervezetthez viszonyítva. A 35-40 °C hőmérsékletre lehűtött 12- -14%-os cukoroldat kiváló táptalaj a mikrobák elszaporodáséra, ezért a berendezésben igen nagymértékű fertőzés léphet fel, amit csak a rendszeresen végzett - a cukorgyéri gyakorlatban szokásos fertőtlenítés mértékét messze meghaladó mértékű - fertőtlenítés alkalmazásával lehet csökkenteni. A lerakódások mértéke és a fertőződés gyakorisága miatt az üzemi berendezés mennyiségi teljesítménye messze alatta marad, mintegy 50%-a a tervezettnek. Az anioncserélt higlé visszavezetése az I. szűrtlébe, mennyiségének arányéban megnöveli az I.szűrtlétól a hígléig terjedő technológiai szakaszban az átvezetendő lé mennyiségét. A cukorgyéri adottságokból következően az érintett berendezések rendelkeznek tartalék kapacitással, azonban az ioncserélhető lé térfogatét mindenképpen megszabja ezeknek a berendezéseknek az áteresztő képessége is. A kezelt lé %-os mennyiségénél nagyobb arányú többlet terhelés lép fel a II. szénsavazóban, ahol az anioncsere által a higlébe juttatott hidroxil ionokat is át kell alakítani karbonát ionokká. A II. szénsavazás C02 igénye - a híglé 20%-ának az anioncseréje mellett - a szokásos érték mintegy másfélszeresére növekszik. A kezelésre kerülő higlé az eltévolitandó komponensekre - szerves-, szervetlen- és aminosavakra-nézve igen hig oldat, összességében mintegy 0,05-0,10 n normál ezért egy-egy ioncsere ciklusban igen nagy oldattérfogatot kell kezelni. A nagy oldattérfogatot viszonylag nagy áramlási sebességgel kell az ioncserélőn átvezetni ahhoz, hogy a berendezés méretei ne növekedjenek mér gazdaságtalan mértékben. A nagy áramlási sebességet nemcsak az áramlási körülmények már fentebb taglalt hátrányai akadányozzák, hanem a viszonylag rövid kontaktidő - ioncserélő és kezelendő oldat együtt-tartózkodási idő - hátrányos az oldatban elérhető kémiai eredmények szempontjából is. A rövid kontaktidő miatt ugyanis az oldatban kialakuló ioncsere hatásfok igen rosszul közelíti meg az egyensúlyi helyzetnek megfelelő értéket. Ez a körülmény nemcsak az elvileg elérhető léminóség javulást csökkenti, de növeli a fajlagos regenerálóanyag igényt is. Hasonlóan negatív kémiai eredményekhez vezetnek az elrakódások és a fertőzés okozta egyenlőtlen áramlási körülmények is.- A híglé 4-5 mmol/1 mennyiségű karbonát iont tartalmaz, ami az összes aniontartalomnak mintegy 10 egyenérték %-át képezi. A karbonát ionok részt vesznek az anioncserében, igy a cserélő kapacitás mintegy 10%-ában karbonát-hidroxil csere megy végbe, vagyis az anioncserélt oldatban a karbonét ionok is nagyrészt hidroxil ionokkal helyettesitődnek, amelyeket azután a II. szénsavazás során ismét karbonát ionokká alakítanak ét, vagyis a gyakorlat számára a karbonát-hidroxil csere káros, mert általa nem csökken a lé nemcukortartalma, és azonos nemcukor eltávolításra vonatkoztatva növekszik a II. szénsavazás COz igénye és az ioncserélő regenerálóanyag fogyasztása. A felsorolt negatív hatások miatt a nagyüzemi berendezések méretét jelentősen növelni kellene ahhoz, hogy a kívánt technológiai hatás elérhető legyen. Az ioncserélő berendezés méretnövelése mellett, a többi érintett technológiai berendezés - melegítők, II. szénsavazó, szűrőállomás és az ezekhez kapcsolódó armatúrák - mérete is növelendő a megnövekedett térfogatokat megközelítő arányban. (Ezek a berendezések 10-15X-nál nagyobb többletterhelést általában nem bírnak el.) A felsoroltaknak megfelelően olyan mértékben növekednek az eljárás bevezetésével kapcsolatos beruházási és üzemeltetési költségek és olyan sok technológiai nehézség jelentkezik az üzemeltetés során, ami jelentősen lecsökkenti az eljárás gazdasági és technológiai előnyeit. A találmány feladata olyan eljárás létrehozása, amely fokozott mértékben biztosítja a higlé anioncserés kezelésének technológiai és gazdasági előnyeit, gyakorlatilag teljes mértékben kiküszöböli az ismert eljárás felsorolt hátrányait, és az eddigi eljárással szemben további technológiai és gazdasági előnyökkel jár. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy ha a cukorgyári lé só- és kalciumtalanitását célzó anioncserélös kezelést nem a híglével, hanem a sűrűiével végezzük, akkor 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
