兩種活性炭對(duì)壓濾清液脫色性能比較

賀翔（中糧生化（安徽）股份有限公司檸檬酸經(jīng)營(yíng)中心研發(fā)部）

為了給樹脂提取檸檬酸（鈉）工藝試驗(yàn)提供合格的原料，檸檬酸壓濾清液需要通過脫色和去除離子等工序的預(yù)處理。在脫色工序中顆?；钚蕴渴浅Ｓ玫那颐撋Ч^好的脫色劑?，F(xiàn)根據(jù)工藝控制指標(biāo)要求預(yù)，考察GH-15與GH-11兩種型號(hào)顆炭在相同條件下對(duì)檸檬酸壓濾清液脫色情況，通過比較處理量、酸堿消耗、水耗等綜合指標(biāo)，最終選擇一種經(jīng)濟(jì)適用的顆炭用于樹脂提取檸檬酸（鈉）工業(yè)化生產(chǎn)的原料預(yù)處理工序中。

一、材料與方法

1.實(shí)驗(yàn)裝置

壓濾清液桶1個(gè)容積70L，蠕動(dòng)泵2臺(tái)，層析柱（容積960ml，高100cm，截面積96cm2）2根分別填充GH-15和GH-11活性炭，分別在兩柱的出料口進(jìn)行取樣檢測(cè)。

2.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）脫色劑的預(yù)處理：①分別將兩種顆炭用自來水多次漂洗至無漂浮細(xì)小顆粒；②配制4.0%～6.0%的液堿對(duì)活性炭進(jìn)行浸泡6～8小時(shí)后，用自來水沖洗至PH近中性；③配制4.0%～6.0%鹽酸對(duì)活性炭浸泡4～6小時(shí)后，用自來水沖洗至PH近中性；④配制4.0%～6.0%的液堿對(duì)活性炭進(jìn)行浸泡6～8小時(shí)后，用自來水沖洗至PH近中性以備裝柱。

（2）進(jìn)料脫色：將檸檬酸壓濾清液按流速1.5L/h通過GH-15與GH-11兩根炭柱進(jìn)行脫色試驗(yàn),每2.0L取點(diǎn)樣檢測(cè)透光率，并收集混合液。當(dāng)透光率小于80%時(shí)，停止進(jìn)料。記錄各自的工作時(shí)間、總進(jìn)料體積，并取樣檢測(cè)酸度、透光率。用水沖洗炭柱，控制出口酸度小于0.2%。記錄沖洗時(shí)間，用水量、終點(diǎn)p H。

（3）炭柱再生：分別配制4.0%的液堿2.0～3.0L對(duì)炭柱進(jìn)行再生處理，收集廢液，記錄再生時(shí)間，并取樣檢測(cè)檸檬酸根、pH。浸泡6.0h后，用自來水沖洗至近中性，計(jì)量用水量、終點(diǎn)p H。

分別配制4.0%鹽酸2.0L通入炭柱中，收集廢液，記錄再生時(shí)間，并取樣檢測(cè)鐵離子、p H值。浸泡4.0h后，用自來水沖洗至近中性，檢測(cè)終點(diǎn)p H值并計(jì)量用水量。

（4）多批次試驗(yàn)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，減小實(shí)驗(yàn)誤差帶來的影響。

二、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析

GH-11比GH-15活性炭性能提高幅度表3：

第四批31.6%0.0%-13.0%-13.1%-9.7%-8.5%比較項(xiàng)目處理量（g/g）收率%堿單耗（T/T）鹽酸單耗（T/T）總水耗量（T/T）單產(chǎn)廢水（T/T）第一批88.9%0.1%-38.3%-36.4%-42.6%-42.0%第二批44.6%-1.4%-20.0%-17.6%-18.1%-22.0%第三批70.9%-0.7%-34.8%-33.3%-32.0%-33.9%

比較實(shí)驗(yàn)中情況和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以得到GH-11在用于壓濾清液脫色方面比GH-15優(yōu)勢(shì)主要有兩點(diǎn)：①處理量高。處理量的提高伴隨降低了再生原輔料的消耗，延長(zhǎng)了工作時(shí)間。②再生時(shí)易于沖洗。包括主體稀酸容易沖洗，酸堿再生后容易沖洗至中性，伴隨就降低了水的消耗和再生時(shí)間縮短。

三、結(jié)果與討論

①鑒于每批試驗(yàn)原料質(zhì)量存在差異，各批試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間存在一定的差異。

②通過四批試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知：兩種顆炭處理量都有所下降，GH-15下降幅度在10.5+2.0%；GH-11顆炭處理量下降幅度在14.0+3%。這與柱體的再生有關(guān)，實(shí)驗(yàn)中是采用的常溫通入再生劑浸泡再生的方式，如果采用加熱的再生劑循環(huán)反進(jìn)柱體再生的方法，可以提高再生效果，減小活性炭處理量的下降。

③實(shí)驗(yàn)是在常溫下進(jìn)行的，實(shí)際生產(chǎn)中料液的溫度在75℃左右，這樣的溫度有利于活性炭的吸附，可以提高活性炭柱的吸附量和處理量。

④鑒于在生產(chǎn)中可以將陽(yáng)柱再生后期的廢鹽酸回收用于炭柱中，因此炭柱再生成本只考慮液堿消耗與水耗。

結(jié)論

當(dāng)室溫下，進(jìn)料速度為1.5BV/h，檸檬酸壓濾清液脫色液終點(diǎn)透光率≥80%時(shí)，GH-11型顆炭對(duì)檸檬酸壓濾清液中色素雜質(zhì)的吸附能力要優(yōu)于GH-15型顆炭。GH-11顆炭對(duì)檸檬酸清液脫色量為8.67g/g（以干基計(jì)），比GH-15處理量要高36.9%，再生處理時(shí)液堿和鹽酸消耗均低26%-28%，自來水消耗低25%-30%，脫色工序收率基本相當(dāng)。GH-11型顆炭比GH-15型顆炭更適合用于檸檬酸壓濾清液的脫色工序。

[1]中國(guó)輕工業(yè)出版社《發(fā)酵有機(jī)酸生產(chǎn)與應(yīng)用手冊(cè)》.

[2]化學(xué)工業(yè)出版社《常用吸附劑的使用方法》.

[3]王心成《活性炭及其應(yīng)用》，釀酒科技，2004（4）：99-100.