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在糖浆脱色中活性炭的吸附原理及种类选择
2023-06-25 16:30:46    浏览次数:96 次
 
 

活性炭对糖浆的脱色原理

活性炭颗粒内部有许多细孔,其孔径从几微米到几微米,特别是几个到几十个e小孔,并具有相应的微孔表面积,这使得它比表面积大,1克活性良好的活性炭其表面积可达1000平方米左右。由于活性炭表面的原子力场不饱和,具有残余价格力,在如此大的表面积内,其表面能量相当可观,正是由于吸附,激活碳表面的不饱和力场得到了一定程度的补偿,使表面能够减少,从而在一定的温度和压力下,活性炭表面可以自动吸收那些可以降低其表面能量的物质。


但是活性炭从溶液中吸附的不同物质的数量比与溶液中这些物质的浓度比并不一致,它总是试图使吸附面上各溶质的浓度趋于相等。这样,即使在相同的吸附力下,糖液中浓度较低的非糖含量也比浓度较高的蔗糖含量更容易被吸附,而糖浆中的有色物质一般分子较大,分子量也相应较大,因此活性炭的表面能可以通过吸附而得到较大程度的降低,从而活性炭处理后的糖浆得到较大程度的脱色。正是因为活性炭能够对糖浆进行脱色净化,所以在国外先进的制糖工业中得到了很好的应用。

活性炭吸附速度

将再溶糖浆加入烧杯中,同时中国加入活性炭颗粒之间进行充分搅拌。这时,和活性炭表面相接触的那一重要部分糖浆中的有色金属物质及其它的一些其他杂质成分被吸附。然后我们远离活性炭的有色物质需要依靠对流作用就是不断地向活性炭表面以及移动过来而被其吸附。这些问题表面吸附的物质的一部分吸附在颗粒外部环境表面上,剩下的部分学生经过分析颗粒点内的细孔向活性炭粒深处移动,被吸附在细孔壁上,并通过研究表面技术扩散影响作用向活性炭粒的细孔深处越吸越里。在本实验中,当再溶糖浆的温度不断升高后,通过使用分光光度计可明显测得活性炭对糖浆的脱色处理速度得到提高。这可能是公司由于工作温度逐渐升高,分子行业平均增长动能增加,布朗运动情况加剧,更有利于糖浆中的有色物质向活性炭表面信息进行社会对流移动的结果。

活性炭类型的选择

活性炭由于原料和制造方法不同,其物理和化学性质也不同,这使得其吸附能力不一样。通常,当吸附材料为低分子时,带微孔的椰壳活性炭更合适,而煤炭系统的活性炭更适合从低分子到大分子吸附材料的溶液。

活性炭的比表面积越大,脱色能力越强。但是,在化学吸附方面,仅根据活性炭提供的一般性能,如亚甲基蓝吸附量、碘值、苯酚值吸附量和比表面积来选择活性炭,并不十分准确。特别是糖浆中有机杂质的官能团多为羟基(苯酚型)和羧基,容易增加活性炭表面的极性,活性炭表面可能带正电荷或带负电荷,从而与糖浆中的有机杂质发生化学结合。在这种情况下,应通过对实际糖浆的脱色试验,选择合适的活性炭。


活性炭吸附脱色装置的选择

选择糖浆脱色装置时,首先要考虑的是:

(1)粒状碳或粉状碳

(2)吸附脱色方式

(3) 预处理问题。

颗粒炭或粉状炭的选择应综合考虑建设成本、建设用地、吸附脱色装置利用率、运行管理成本、活性炭来源等因素后确定。目前市场上一吨碳粉只有几千元,而一吨颗粒状碳粉能卖到1万多元,质量好的碳粉能卖到2万多元。我厂采用粉状活性炭,相应的吸附脱色方法是搅拌桶吸附脱色。即将活性炭按一定比例加入已注入再溶解糖浆的搅拌桶中,然后机械搅拌使其与糖浆接触。吸附的活性炭可通过过滤分离,故又称接触过滤。

此外,还有固定床吸附脱色、移动床吸附脱色、流动床吸附脱色等。同时,将各种吸附脱色方法分为一塔脱色法、下游一级脱色法、下游多级脱色法和上游多级脱色法。

这里要强调的是,糖浆在脱色处理前要进行预处理,糖浆中的悬浮物通常是通过过滤去除的。此外,由于不同的加工技术,终的活性炭产品在制造过程中可能是酸性或碱性的。对于制糖过程,蔗糖在酸性条件下容易转化,在碱性条件下容易还原,不利于整个制糖过程。因此,使用前应调节活性炭的酸碱度,以便活性炭供应商将活性炭的酸碱度调节至中性。

制糖中关键是脱色和提纯,活性炭以其显著的脱色、提纯效果,在许多精糖加工工艺分析得到社会广泛研究应用。随着制糖企业技术的进一步提高发展,活性炭将有着自己更加广阔的发展经济前景。

 
 
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