نحوه انتخاب رزین های تبادل یونی در فرآیند رنگ زدایی قند

انتخاب رزین های تبادل یونی در فرآیند رنگ زدایی قند یکی از ارزان ترین و تمیزترین روش ها برای کاهش رنگ قند است. در کارخانجات شکر باید مراحل مختلفی از جمله خرد کردن، شفاف سازی و تبلور انجام شود. در واقع در مرحله اولیه نیشکر شربت شکر خام به رنگ زرد یا خرمایی به دست می آید. بعد از این باید رنگ قبل از کریستال شدن شکر سفید حذف شود. فیلتراسیون و بارش می تواند مقدار زیادی از رنگ را از آن استخراج کند. در شربت خام رنگ باقی مانده بیشتر است. استفاده از رزین تبادل یونی در فرآیند رنگ‌زدایی قند، جزئی از عملیات کلی است که توانایی حذف ناخالصی ها از شکر بدون تأثیر بر کیفیت آن، تولید محصول با کیفیت بالاتر را ممکن می سازد.

نحوه عملکرد رزین تبادل یونی در رنگ زدایی قند

در حین بازسازی، سیستم IER یک یون را با یون دیگری مبادله می کند، در این مبادله یون ها به طور موقت آن را نگه می دارند و سپس آن را در محلول بازسازی شده آزاد می کنند. در صنعت قند، رزین های مورد استفاده، رزین های تبادل یونی آنیون پایه قوی (SBA) هستند. از آنجایی که اجسام رنگی از طریق برهمکنش های یونی و آبگریز به دانه های رزین متصل می شوند، رزین های تبادل آنیونی ماکرو متخلخل با پایه قوی انتخابی عالی برای حذف رنگ هستند. رزین‌های تبادل یونی در مقایسه با گزینه‌های دیگر، مانند کربن فعال و بونچار، عملکرد و کارایی فرآیند برتری را ارائه می‌دهند.

انواع رزین تبادل یونی برای صنعت رنگ زدایی قند و نیشکر

به صورت عمده دو نوع رزین تبادل یونی در صنعت قند و نیشکر وجود دارد که عبارتند از:

• رزین از نوع استایرنیک
• رزین از نوع اکریلیک
• اکریلیک/استایرن

رزین های استایرنیک

رزین های استایرنیک بی رنگ کننده های برتر با ظرفیت های انتخابی بالا برای اجزای رنگ قند و نیشکر هستند. این رزین ها بسیار کارآمد هستند و رنگ بسیار کمتری نسبت به آنچه می توان با رزین های اکریلیک به دست آورد، تولید می کنند. رزین های استایرنیک یکی از بهترین انتخاب  ها برای کمترین شربت رنگی ستون فقرات استایرن هستند. زیرا گزینش و تبادل پذیری برای اجزای رنگ قند و نیشکر، امکان پذیر است و حذف رنگ بسیار کارآمد و در نتیجه رنگ نهایی پایین تر از آنچه که می تواند با رزین های اکریلیک هست باشد. از طرفی رزین های استایرن بیشتر مستعد هستند به رسوب آلی به دلیل تبادل پذیری بالاتری که دارند.

رزین های اکریلیک

رزین های اکریلیک می توانند به طور موثر سطوح بالای رنگ را از شربت حذف کنند. گروه های اکریلیک نسبتاً برای اجزای نیشکر رنگ انتخابی مناسب هستند و اجازه می دهند رنگ جذب شده به راحتی در طول بازسازی حذف شود. بسته به رنگ شربت، می توان از بسترهای رزین عبور یک یا چندگانه استفاده کرد. انتخاب رزین و تعداد تخت ها به رنگ مورد نیاز خروجی بستگی دارد. رنگی که به طور موثر در طول بازسازی حذف شود، منجر به حداقل رسوب طولانی مدت می شود.

پیکربندی اکریلیک/استایرن

پیکربندی اکریلیک/استایرن رنگ کم را ارائه می دهد. خروجی، با استفاده از کارایی اکریلیک رزین در حالی است که به افزایش طول عمر نیز کمک می کند. اما در سیستم هایی که فقط حاوی اکریلیک یا اکریلیک/استایرن هستند رزین ها سطوح رنگ خروجی ثابتی را ارائه می دهند که به کمک این امر تاثیر نوسانات در فرآیند به حداقل می رسد.

انتخاب رزین تبادل یونی برای سیستم حذف رنگ قند

انتخاب رزین های تبادل یونی در فرآیند رنگ زدایی قند و تعداد بستر آن بستگی به این دارد که رنگ شربت خوراک و الزامات رنگ خروجی چگونه باشد. بسته به سطح رنگ شربت، عبور به صورت تک یا عبورهای متعدد از بسترهای رزین می تواند این انتخاب را متغیر کند.

در نظر داشته باشید برای انتخاب رزین تبادل یونی در صنعت قند و شکر باید علاوه بر حذف رنگ قند به رزین تصفیه آب نیز توجه کافی داشته باشید.  زیرا در صنعت قند و شکر نیاز است برای برای حذف آلاینده‌های احتمالی مانند یون‌های فلزی، آلاینده‌های آلی و … از رزین های تصفیه اب نیز استفاده شود. باید برای انتخاب رزین تبادل یونی مناسب در تصفیه قند و شکر، به موارد زیر توجه کنید:

• نوع یون‌های موجود: ممکن است آب مورد استفاده برای تولید قند و شکر حاوی یون‌های مختلفی مانند کلسیم، منیزیم، سدیم و… باشد. بر اساس اینکه کدام یون‌ها نیاز به حذف دارند، رزین‌های تبادل یونی کاتیونی یا آنیونی را باید انتخاب کنید. به عنوان مثال، برای حذف کاتیون‌های فلزی مانند کلسیم و منیزیم، از رزین‌های مبادله کاتیونی استفاده می‌شود.
• ظرفیت تبادل یونی: ظرفیت تبادل یونی رزین‌ها باید با توجه به میزان یون‌های موجود در آب و نیازهای فرآیند تصفیه مورد بررسی قرار گیرد. ممکن است نیاز به رزین‌های با ظرفیت تبادل یونی بالا باشد تا بتوانند آلاینده‌ها را به صورت موثر حذف کنند.
• ترکیب شیمیایی آب: مطالعه و بررسی دقیق ترکیبات شیمیایی آب کمک می‌کند تا رزین مناسبی که قادر به حذف آلاینده‌های موجود در آب باشد، انتخاب شود. همچنین، pH و دیگر ویژگی‌های شیمیایی آب نیز باید در نظر گرفته شود.
• نوع و عملیات تصفیه: بر اساس نوع عملیات تصفیه که ممکن است شامل تصفیه با فیلتراسیون، تبادل یونی، یا متد‌های دیگر باشد، نوع و مشخصه رزین تبادل یونی انتخاب می‌شود. برای تصفیه آب در صنعت قند و شکر، رزین‌های تبادل یونی مورد استفاده هستند.
• شرایط عملیاتی: شرایط دما، فشار، و سایر شرایط عملیاتی نیز باید در انتخاب رزین مدنظر قرار گیرد. برخی رزین‌ها در شرایط دمایی یا فشاری خاص بهتر عمل می‌کنند.
  در نهایت، مشاوره با یک متخصص در زمینه صنایع شکر و قند می تواند به شما کمک کند تا رزین تبادل یونی مناسبی را برای تصفیه آب و تصفیه قند و شکر انتخاب کنید.

اگر شما برای صنعت شکر و قندو یا صنایع دیگر نیازمند رزین های سختی گیر آب هستید و یا می خواهید لیست قیمت رزین سختی گیر آب را مشاهده کنید می توانید از طریق همین لینک اقدام کنید.

چرا انتخاب رزین تبادل یونی در رنگ‌زدایی قند

یکی از مزایای اصلی رزین ها این است که می توان آنها را بازسازی کرد و باعث کاهش ضایعات جامد حاصل از فرآیند می شود. فرآیند رزین را می توان به راحتی خودکار کرد و همچنین بسیار بهداشتی تر از روش های دیگر است.

از آنجایی که این روش انرژی کمتری مصرف می کند، به نیروی کار کمتری نیاز دارد، هزینه های نگهداری کمتری دارد و ضایعات قند را کاهش می دهد، هزینه آن به طور قابل توجهی کمتر از سایر روش های سنتی کربن دانه ای یا زغال استخوان است. جدا از هزینه، IOR از سیستم های حجیم کمتری استفاده می کند که به نوبه خود قابلیت استفاده را بهبود می بخشد.

نتیجه گیری: 

رزین های مختلف از برندهای متنوع قابلیت حذف رنگ از نیشکر و قند را دارند. اما این مساله با توجه به نوع تصفیه و میزان خروجی مورد نظر می تواند متغیر باشد. برخی از رزین های موثر از رزین نوع استایرنیک ، رزین از نوع اکریلیک، اکریلیک/استایرن می باشند که هر کدام به منظور بهره وری خاصی مورد استفاده قرار می گیرند. توجه داشته باشید رزین های متخلف در بازار بر اساس همین ساختار و میزان قدرت می توانند قیمت متفاوت داشته باشند. بیشتر رزین های آنیونی قوی در این صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. برای مشاهده انواع رزین تصفیه قند و شکر و یا اطلاعات دقیق تر در مورد لیست قیمت رزین رنگبری قند و شکر می توانید از طریق همین لینک اقدام کنید.

منبع:

qemi.com/the-use-of-ion-exchange-resins-in-the-sugar-decolorization-process