[发明专利]一种柠檬酸溶液脱色柱及其应用

说明书

本发明属于生物分离技术领域，具体涉及一种柠檬酸溶液脱色柱及其应用。本发明公开了一种脱色柱，该脱色柱从柱底至柱顶分别填充石英砂、颗粒活性炭、脱色树脂、石英砂；本发明还公开了上述脱色柱的制备方法和利用该脱色柱进行柠檬酸溶液脱色的方法。该脱色柱集合了脱色树脂吸附大分子色素能力强及颗粒活性炭吸附小分子色素能力强的优点，能更彻底的去除柠檬酸溶液中的色素使柠檬酸溶液经过该脱色柱后，可获得透光度非常理想的溶液。应用本发明方法不仅将柠檬酸溶液所含的色素有效降低，可大大减少脱色柱的使用数量，减少酸碱使用量，减少废水排放，同时降低了生产成本。

技术领域

本发明属于生物分离技术领域，具体涉及一种柠檬酸溶液脱色柱及其应用。

背景技术

柠檬酸，学名2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸，分子式C₆H₈O₇(无水物)，是一种广泛地应用于食品，医药和化工领域的有机酸。随着经济的发展，各行各业对柠檬酸的需求量将稳步上升，当然各企业面对的挑战与机遇也越来越多。主要用于食品工业、医药业、化学工业，并且在电子、纺织、石油、皮革、建筑、摄影、塑料、铸造和陶瓷等工业领域中也有十分广阔的应用。

我国是柠檬酸生产大国。在柠檬酸精制过程中，需要对柠檬酸溶液进行二次活性炭脱色，先用粉末炭脱去大部分杂质和色素，再用活性炭进行二次脱色，以保证柠檬酸的质量。现阶段所有厂家在柠檬酸生产中都采用二次脱色工艺，使用的炭柱多，体积大，炭柱再生所消耗的酸碱用量大，产生的污水量大，在目前环保形势越来越严峻的情况下，这让柠檬酸生产企业在环保方面的压力越来越大。

目前的色素吸附剂一般有：天然沸石、硅藻土、活性氧化铝等，它们的吸附能力很低；骨炭粉，吸附能力较低，并有灰分流失到中间体中影响产品质量；植物性粉末活性炭，虽然有优秀和广泛的吸附能力，但它对使用和生产环境的影响大，另外粉碳生产需要消耗大量资源。而且由于它是一次性的，不能重复使用；颗粒活性炭：由于它可以重复再生使用，大大降低了使用成本，它的缺陷是颗粒炭对小分子量色素的吸附较好，对大分子色素和有机物的吸附能力较差。柠檬酸分解液中杂有机物(包括色素)分子量分布较广，所以纯粹采用颗粒活性炭对柠檬酸分解液脱色效果不会太理想，达不到高水准；

如果用树脂代替活性炭可大大减少脱色柱的数量，减少酸碱使用量。但是在实验中发现，脱色树脂对料液中分子量小的色素的吸附能力差，影响料液透光，主要是因为树脂是圆形颗粒，密度小于料液，颗粒之间的缝隙大，料液流速快所致。颗粒炭为不规则的片层状，炭柱密实，炭密度大于料液，柱流速慢，炭柱可将分子量小的色素吸附能力较好，但是对大分子色素及有机物的吸附能力较差。

所以本发明选择将颗粒活性炭和脱色树脂同时填充柱子，脱色树脂加颗粒活性炭克服了单纯粉碳、颗粒活性炭以及脱色树脂的缺陷，而且可再生，使用周期长。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种柠檬酸溶液脱色柱及其应用。该脱色柱从柱底至柱顶分别填充石英砂、颗粒活性炭、脱色树脂、石英砂,本发明所提供的脱色柱实现了对不同分子量的色素及有机物的吸附，不仅使柠檬酸溶液所含的色素有效降低，而且大大提高了脱色柱的使用寿命，同时降低了生产成本。

本发明首先提供了一种柠檬酸溶液脱色柱，所采用的技术方案如下：

该脱色柱从柱底至柱顶的填充材料以及其体积比例为：石英砂、颗粒活性炭、脱色树脂、石英砂为0.1～0.5：2～3：2～3：0.1～0.5。

其具体制作步骤为：

1)将石英砂用软化水浸泡1～2h，然后过滤洗涤直至洗水清澈无杂质。洗去石英砂表面粘附的灰尘，选用软化水是因为软化水离子少，减少带入到柠檬酸溶液的金属离子的量。