چگونگی استفاده از رزین حذف رنگ در 4 مرحله اصلی صنایع قند و شکر

رزین حذف رنگ (Sugar decolorization) به عنوان راهکار نوین برای افزایش کارایی و سودآوری در صنایع قند و شکر مورد توجه قرار گرفته است. رزین رنگبر یا رزین حذف رنگ قادر به جذب یون‌ها هستند و با فرآیند شستشوی معکوس، یون‌ها را آزاد کرده و مجدداً استفاده می‌شوند. در صنعت قند و شکر، استفاده از رزین تبادل یونی بهبود چشمگیری را در فرآیند تولید ایجاد کرده است.

فرآیند سنتی استخراج قند از نیشکر یا چغندرقند از اسیدها و مواد شیمیایی استفاده می‌کند که موجب مصرف زیاد آب و تولید پسماندهای آلوده می‌شود. همچنین، از منابع زغال سنگ نیز برای فرآیند استخراج استفاده می‌شود که زمان‌بر و مضر است. استفاده از رزین رنگبر یا رزین حذف رنگ این فرآیند را بهبود بخشیده و به دلیل سرعت بالا و بهره‌وری اقتصادی، به گزینه‌ای پرطرفدار تبدیل کرده است.

در نتیجه، استفاده از رزین رنگبر یا رزین حذف رنگ در صنایع قند و شکر منجر به بهبود کارایی، کاهش مصرف آب، رنگ بری،کاهش تولید پسماندها و افزایش سودآوری می‌شود. این فناوری نه تنها به صنعت قند و شکر، بلکه به حفظ محیط زیست نیز کمک می‌کند.

کاربردهای رزین تبادل یونی در صنایع قند و شکر

رزین تبادل یونی در صنایع قند و شکر از کاربردهای متنوعی برخوردار است:

1.رنگ بری: استفاده از رزین رنگ بری برای Sugar decolorization، یک فرآیند مهم در صنعت قند و نیشکر است که از رزین‌ها بهره می‌برد. در این فرآیند، از خواص شگفت‌انگیز رزین‌ها برای شفاف کردن و بهبود رنگ شربت‌های قند و شکر بهره می‌گیریم. رزین‌ها به عنوان مواد شیمیایی خاصی، از قابلیت‌هایی مانند پخش نور و تسهیل انتقال نور عبوری را به دست می‌آورند.

وقتی که محصولات نهایی قند و شکر در فرآیند تولید به مراحل پاکسازی و استخراج می‌رسند، ممکن است دارای رنگی تیره و مات باشند. در اینجا می‌توان از توانایی‌های رزین رنگبر یا رزین حذف رنگ به عنوان عوامل رنگ‌بری استفاده کرد. با افزودن مقادیر کمی از رزین‌ها به شربت‌ها، آن‌ها به طور معجزه‌آسا شفاف می‌شوند و رنگ خود را بهبود می‌بخشند. این فرآیند به ویژه زمانی که رزین‌ها با دقت و به تناسب اضافه شوند، می‌تواند بهبود قابل توجهی در ظاهر و کیفیت نهایی محصولات داشته باشد.

پس، با بهره‌گیری از تخصص رزین‌های حذف رنگ در فرآیند رنگ‌بری، می‌توان تجربه مصرفی محصولات قند و شکر را بهبود داده و ارتقاء کیفیت و ظاهر این محصولات را ایجاد نمود.

توصیه تیم ایران کنفتک

می توان از هر دو رزین آنیونی حذف رنگ TA213D و  TA201D  به طور همزمان استفاده کنید چرا که اثرات هم افزایی مثبتی روی یکدیگر دارند، از جمله افزایش طول عمر رزین‌های حذف رنگ و مهم تر از آن کاهش چشمگیر پساب خروجی که درنهایت منجر به صرفه جویی قابل توجه ای در هزینه‌های جاری می شود و می تواند هزینه‌های سرمایه گذاری اولیه را کاملا جبران کند.

در حالی که استفاده از رزین رنگبر TA201D ممکن است گزینه ارزان‌تری باشد، تصمیم در نهایت به شرایط خاص تولید بستگی دارد.  گرچه با استفاده از هر دو رزین حذف رنگ با طور همزمان ، می توانید به کارایی و فرایند رنگ زدایی مقرون به صرفه تری دست یابید.

 

 

Name	TA213D	TA201D
Type	Strong base anion	Strong base anion
Functinal Group	Quaternary amine, type I (Trimethylamine)	Quaternary amine, type I (Trimethylamine)
Polymer matrix structure	Macroporous polystyrene crosslinked with divinylbenzene (DVB)	Macroporous polystyrene crosslinked with divinylbenzene (DVB)
Total exchange capacity (eq/L)	≥0.8	≥1.2
Max operating temp	80 ℃	60 ℃
Comparison	·        High-rate regenerate ·        Less waste water production ·        Long processing time ·        Expensive	·        Low-rate regenerate ·        More waste water production ·        Short processing time ·        Cheaper

1. بهبود فرآیندهای تولید: این رزین‌های رنگ بری با بهبود کیفیت مواد خام و کاهش ناخالصی‌ها، عملکرد فرآیندهای تولید قند و شکر را بهبود می‌بخشند.
2. تصفیه آب: در فرآیندهای تولید قند و شکر، آب با کیفیت بالا مورد نیاز است. رزین رنگبر یا رزین حذف رنگ با حذف یون‌های مضر و ترکیبات ناخالص، کیفیت آب را بهبود می‌بخشد.
3. جداسازی قند: این رزین‌ها در فرآیند تولید قند به جداسازی و افزایش خلوص قند کمک می‌کنند.
4. بهبود شیرین‌کننده‌ها: در تولید شیرین‌کننده‌ها، استفاده از رزین رنگبر یا رزین حذف رنگ به کیفیت و خلوص محصول نهایی افزوده و مواد مضر را جدا می‌کند.
5. کاهش هزینه‌ها: استفاده از این روش باعث کاهش مصرف آب، انرژی و مواد شیمیایی می‌شود و کیفیت محصول را بهبود می‌بخشد، که در نهایت به کاهش هزینه‌ها منجر می‌شود.
6. حفاظت محیط زیست: با کاهش آلاینده‌ها و مواد مضر در آب و فرآیندهای تولید، استفاده از این رزین‌ها به حفظ محیط زیست و کاهش اثرات منفی آن کمک می‌کند.

-همچنین از کاربرد دهای رزین تبادل یونی به استخراج شیرین کننده‌های طبیعی از برگ گیاه استویا می توان اشاره کرد.

منبع تصویر

در تصویر بالا نحوه استخراج شیرین کننده‌ها از برگ‌های استویا و همینطور کاربرد رزین تبادل یونی در این مراحل را می بینید.

استفاده از رزین رنگبری در رنگ بری قند وشکر

استفاده از رزین رنگبر یا رزین حذف رنگ در صنایع قند و شکر یک توسعه اساسی در فرآیند تصفیه شکر است که تاثیر مثبتی بر کیفیت و مقدار تولید شکر داشته است. در ادامه با نحوه استفاده از رزین رنگ بری آشنا می‌شویم.

پیش تصفیه شربت شکر

اولین گام در استفاده از رزین تبادل یونی در صنعت قند، پیش تصفیه شربت شکر است. این مرحله شامل حذف هر گونه ناخالصی بزرگ و جداسازی شکر از مواد دیگر است.

فرآیند تبادل یونی

هنگامی که شربت شکر تصفیه شد، از ستون‌های پر از رزین رنگبر عبور داده می‌شود. دانه‌های رزین موجود در ستون، کاتیون‌ها و آنیون‌های موجود در شربت قند را جذب و جذب می‌کنند و سپس با یون‌های دیگری مانند یون‌های هیدروژن و هیدروکسیل جایگزین می‌شوند.

پس از فرآیند تبادل یونی، شربت قند مجددا فرآیندهایی مانند فیلتراسیون کربن، سولفوناسیون و خنثی سازی را طی می‌کند تا ناخالصی‌های باقی مانده از بین برود.

کریستالیزاسیون

در نهایت، شربت شکر تصفیه شده برای تشکیل کریستال‌های شکر متبلور می‌شود که می‌تواند بیشتر به محصولات مختلفی مانند شکر دانه‌ای و شکر شیرینی پزی تبدیل شود.

در صنعت قند و شکر، رزین تبادل یونی برای تصفیه و جداسازی از طریق فرآیند تبادل یونی به کار می‌رود. این فرآیند به این صورت انجام می‌شود:

1. تبادل یونی: در این فرآیند، دانه‌های رزین تبادل یونی که بارهای الکتریکی منفی دارند، در تعامل با محلول قند قرار می‌گیرند. این دانه‌ها یون‌های مثبت (کاتیون‌ها) را از محلول جذب می‌کنند و در مقابل، یون‌های منفی (آنیون‌ها) را آزاد می‌کنند.
2. تصفیه آب و قند: محلول قند با دانه‌های رزین رنگبر در تماس قرار می‌گیرد. این دانه‌ها به طور انتخابی یون‌های مضر مانند کلسیم، منیزیم، پتاسیم و آلودگی‌ها را جذب می‌کنند، که باعث بهبود کیفیت قند تولیدی می‌شود.
3. تکرار و Regeneration: هنگامی که ظرفیت جذب دانه‌های رزین تبادل یونی تکمیل می‌شود، می‌توان این دانه‌ها را با فرآیند شستشوی معکوس آزاد کرد و آماده استفاده مجدد کرد.
4. تصفیه و استخراج قند: در صنعت قند، از رزین های رنگ بری برای تصفیه و استخراج قند با خلوص بالا از مواد اولیه مانند نیشکر یا آب چغندر قند استفاده می‌شود. این فرآیند با تخلیص از ناخالصی‌های دارای بار منفی و مثبت در محلول قند، کیفیت محصول نهایی را بهبود می‌بخشد.

تصفیه نیشکر:

کارخانه‌های قند و شکر اغلب برای حمل و نقل راحت تر مواد اولیه در نزدیکی کشت زار‌های نیشکر قرار دارند. شکر خام برای پردازش و تبدیل به شکر سفید وارد کارخانه شده و هنگام تصفیه شکر با کدورت و رنگ زدایی است که رزین‌های تبادل یونی دست به کار خواهند شد.

-فرایند وابستگی

در پالایشگاه‌ها برای جدا سازی بیرونی ترین لایه کریستالی شکر خام که حاوی مقدار زیادی  رنگ هست را با شربت داغ سانتریفیوژ می کنندکه به این فرایند، وابستگی می گویند.

-ذوب مجدد

کریستال‌ها با شربت داغ دوباره ذوب می شوند (یا حل می شوند).این فرایند سرآخر یک شربت نازک رقیق تولید کنید.

-تصفیه

فرآیندهای بارش و فیلتراسیون مواد جامد را حذف می کنند.

-تبخیر

تبخیر چند مرحله ای با دمای بالا، که در نهایت شربتی غلیظ و رنگی تولید می کند.

-تبلور

تبخیر نهایی این شربت به حالت فوق اشباع و افزودن کریستال‌های بذر مانند باعث تبلور شکر سفید می شود. نهایتا شکر باقی مانده با سانتریفیوژ احیا خواهد شد.

-خشک کردن و بسته بندی

قند نهایی هنوز هم برای جلوگیری از سخت شدن به خشک شدن نیاز دارد. هوای گرم و خشک از شکر سفید عبور می کند. سپس شکر خشک شده بسته  بندی خواهد شد.

در نتیجه، رزین حذف رنگ به عنوان جذب‌کننده‌ی یون‌ها در فرآیندهای تصفیه و جداسازی در صنعت قند و شکر عمل می‌کند. این فرآیند باعث بهبود کیفیت محصولات و کاهش ناخالصی‌ها می‌شود.

رزین رنگ بری در صنعت قند و شکر دارای مزایای مهمی است:

1. تصفیه موثر: رزین‌ رنگ بری یا رزین حذف رنگ ناخالصی‌ها را به طور موثرتر از روش‌های سنتی حذف می‌کند. این باعث افزایش خلوص ساکارز و بهبود کیفیت محصولات قندی می‌شود.
2. جذب انتخابی: رزین‌های آنیونی حذف رنگ به طور انتخابی یون‌های مضر مانند کلسیم و منیزیم را از محلول قند حذف می‌کنند. این به کاهش تغییرات در طعم و رنگ قند کمک می‌کند.
3. تسریع فرآیند: استفاده از رزین تبادل یونی در تولید شکر، به کمک انرژی کمتر و زمان کمتر، منجر به بهبود بازدهی و تسریع فرآیند تولید می‌شود.
4. کاهش مصرف آب: تکنولوژی رزین تبادل یونی باعث کاهش نیاز به حجم زیاد آب برای تولید شکر می‌شود.
5. بازسازی و دوباره‌استفاده: رزین‌های تبادل یونی می‌توانند پس از اشباع، با بازسازی بازیابی شوند و مجدداً استفاده کنند. این به کاهش هدررفت منابع و افزایش پایداری کمک می‌کند.
6. کاهش هزینه‌ها: استفاده از رزین تبادل یونی باعث کاهش هزینه‌های تولید، انرژی و مواد شیمیایی مرتبط با فرآیندهای تصفیه می‌شود.
7. ارتقاء کیفیت و کمیت: فناوری رزین رنگ بری آنیونی بهبود کیفیت و کمیت تولید شکر تصفیه شده را تضمین می‌کند.
8. پایداری محیط زیست: استفاده از رزین تبادل یونی منجر به کاهش اثرات زیست محیطی و حفاظت از منابع آبی می‌شود.

استفاده گسترده از این فناوری در صنعت قند و شکر باعث بهبود فرآیندها، کاهش هزینه‌ها و بهبود کیفیت محصولات نهایی می‌شود.

احیا رزین تبادل یونی حذف رنگ یا رنگبری

با گذشت زمان، رزین رنگ بری از یون اشباع می‌شود و نیاز به بازسازی دارد. این کار با شستن رزین با آب نمک یا اسید انجام می‌شود که یون‌های جذب شده را حذف می‌کند. پس از بازسازی، رزین تبادل یونی را می‌توان دوباره برای دور بعدی درمان شربت قند استفاده کرد که منجر به کاهش ضایعات و هزینه‌های تولید می‌شود.

این فرآیند باعث از بین رفتن آلودگی‌های ایجاد شده در جریان تولید می‌شود و سبب کیفیت بالاتر و بهبود عملکرد طرح‌های تصفیه شده است. همچنین باعث از بین رفتن رسوب‌های مربوط به تجمع رنگ، سدیم و پتاسیم در اتصالات ماشین‌آلات کارخانجات می‌شود.

استفاده از رزین حذف رنگ در صنعت قند و شکر فواید زیست محیطی نیز دارد. این سیستم با قابلیت تجدید و استفاده مجدد رزین، در مقایسه با روش‌های شیمیایی، گزینه‌ای پایدارتر است و باعث کاهش هدررفت و تولید خسارات محیطی در صنعت قند و شکر می‌شود.

هزینه‌های مرتبط با این فرآیند را کاهش داده است. به طور خلاصه، رزین تبادل یونی یکی از بخشهای اصلی فرآیند تصفیه شکر است که مزیت‌های بسیاری در کاهش ضایعات، افزایش کیفیت و خلوص شکر، کاهش استفاده از مواد شیمیایی و کنترل دقیقتر مراحل تولید شکر را دارد.

رزین کاتیونی در صنایع قند وشکر:

معمولا مواد معدنی کاتیونی و آنیونی در محلول شکر وجود دارند که این مواد معدنی می توانند بر کیفیت و ماندگاری محصول نهایی تأثیر منفی بگذارند. بنابراین، حذف آنها از طریق فرآیند تبادل یونی امری واجب و ضروری است.

مواد معدنی کاتیونی مانند کلسیم و منیزیم را می توان با استفاده از رزین‌های کاتیونی اسید قوی حذف کرد. رزین مواد کاتیونی را با یون‌های هیدروژنی مبادله می کند که با یون‌های هیدروکسیل خنثی می شود در نتیجه آب تولید شده و ماده معدنی کاتیونی از محلول قند خارج می شود. استفاده از رزین تبادل یونی مناسب به جلوگیری از تشکیل کریستال‌ها کمک می کند و خطر رشد میکروبیولوژیکی را کاهش می دهد. انتخاب رزین مناسب به مواد معدنی خاص موجود در محلول قند بستگی دارد.

در صنعت قند و شکر، استفاده از رزین‌های کاتیونی به عنوان سختی گیر، در فرآیندهای تصفیه شیرابه‌ها و تولید محصولات نهایی بسیار حائز اهمیت است. این رزین‌ها با جذب یون‌های مختلف مانند یون‌های کاتیونی، نقش مهمی در کاهش سختی آب و اصلاح کیفیت محصولات ایفا می‌کنند. با افزایش سختیگیری این رزین‌ها، میزان یون‌های مخربی که می‌توانند به محصول نفوذ کنند، به‌طور قابل توجه‌ای کاهش می‌یابد.

از دیگر کاربردهای رزین‌های کاتیونی در این صنعت، تصفیه شیرابه‌های حاصل از فرآیند تولید قند و شکر است. در این مرحله، با افزودن رزین‌های کاتیونی به شیرابه‌ها، این رزین‌ها با یون‌های کاتیونی موجود در شیرابه و همچنین مواد آلی و آلودگی‌ها واکنش می‌کنند. این تداخلات تبادل یونی منجر به تصفیه بهتر و کاهش سختی شیرابه‌ها می‌شود. به‌این ترتیب، سختیگیری اثرات آلودگی‌ها و افزودنی‌های غیرمطلوب به محصولات نهایی را به حداقل می‌رساند.

در ادامه، در فرآیند تولید قند و شکر، از تبادل یونی بهره‌برداری می‌شود تا بهبود کیفیت محصول نهایی حاصل شود. با انجام این فرآیند تبادل یونی با رزین‌های کاتیونی، یون‌های ناخالصی مثل کلسیم و منیزیم از محلول خارج شده و تا جای ممکن از محصول نهایی دور می‌شوند. این اقدام باعث بهبود طعم، رنگ و ماندگاری محصول می‌گردد. همچنین، تخلیص از یون‌های ناخالصی با کمک تبادل یونی به کاهش تشکیل رسوبات در دستگاه‌ها و تجهیزات تولیدی و در نتیجه افزایش دوره عمر آنها کمک می‌کند.

توصیه تیم ایران کنفتک

رزین‌های آنیونی و کاتیونی معرفی شده با ظرفیت قابل ملاحظه تبادل یون‌ها و همین طور ساختار ماکروپورس می تواند در روند حذف مواد معدنی محلول قندی بسیار موثر باشد. همان طور که پیش تر گفته شد نوع محلول قند و ناخالصی‌های موجود و شرایط تولید محصول تعیین کننده نوع رزین خواهد بود اما استفاده همزمان این رزین‌ها می تواند درصد خلوص بیشتری را همراه داشته باشد.

Name	TC001D	TA301D Free base
Type	Strong acid cation	Weak base anion
Functional Group	Sulphonic acid	Tertiary amine (Dimethylamine)
Polymer matrix structure	Macroporous polystyrene crosslinked with divinylbenzene (DVB)	Macroporous polystyrene crosslinked with divinylbenzene (DVB)
Total exchange capacity (eq/L)	≥1.8	≥1.45
Max operating temp	120 ℃	60 ℃

ایران کنفتک با آگاهی کامل از استفاده رزین در صنعت ‌قند و شکر آماده همکاری با شماست.برای گرفتن مشاوره فنی رایگان و اطلاع از محصولات با شماره زیر در تماس باشید:

02191035817

 

 

منبع: Canftech.com