两种活性炭对压滤清液脱色性能比较

贺翔（中粮生化（安徽）股份有限公司柠檬酸经营中心研发部）

为了给树脂提取柠檬酸（钠）工艺试验提供合格的原料，柠檬酸压滤清液需要通过脱色和去除离子等工序的预处理。在脱色工序中颗粒活性炭是常用的且脱色效果较好的脱色剂。现根据工艺控制指标要求预，考察GH-15与GH-11两种型号颗炭在相同条件下对柠檬酸压滤清液脱色情况，通过比较处理量、酸碱消耗、水耗等综合指标，最终选择一种经济适用的颗炭用于树脂提取柠檬酸（钠）工业化生产的原料预处理工序中。

一、材料与方法

1.实验装置

压滤清液桶1个容积70L，蠕动泵2台，层析柱（容积960ml，高100cm，截面积96cm2）2根分别填充GH-15和GH-11活性炭，分别在两柱的出料口进行取样检测。

2.实验步骤

（1）脱色剂的预处理：①分别将两种颗炭用自来水多次漂洗至无漂浮细小颗粒；②配制4.0%～6.0%的液碱对活性炭进行浸泡6～8小时后，用自来水冲洗至PH近中性；③配制4.0%～6.0%盐酸对活性炭浸泡4～6小时后，用自来水冲洗至PH近中性；④配制4.0%～6.0%的液碱对活性炭进行浸泡6～8小时后，用自来水冲洗至PH近中性以备装柱。

（2）进料脱色：将柠檬酸压滤清液按流速1.5L/h通过GH-15与GH-11两根炭柱进行脱色试验,每2.0L取点样检测透光率，并收集混合液。当透光率小于80%时，停止进料。记录各自的工作时间、总进料体积，并取样检测酸度、透光率。用水冲洗炭柱，控制出口酸度小于0.2%。记录冲洗时间，用水量、终点p H。

（3）炭柱再生：分别配制4.0%的液碱2.0～3.0L对炭柱进行再生处理，收集废液，记录再生时间，并取样检测柠檬酸根、pH。浸泡6.0h后，用自来水冲洗至近中性，计量用水量、终点p H。

分别配制4.0%盐酸2.0L通入炭柱中，收集废液，记录再生时间，并取样检测铁离子、p H值。浸泡4.0h后，用自来水冲洗至近中性，检测终点p H值并计量用水量。

（4）多批次试验，进行统计分析，减小实验误差带来的影响。

二、检测数据分析

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%比较项目处理量（g/g）收率%碱单耗（T/T）盐酸单耗（T/T）总水耗量（T/T）单产废水（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%

比较实验中情况和实验检测数据可以得到GH-11在用于压滤清液脱色方面比GH-15优势主要有两点：①处理量高。处理量的提高伴随降低了再生原辅料的消耗，延长了工作时间。②再生时易于冲洗。包括主体稀酸容易冲洗，酸碱再生后容易冲洗至中性，伴随就降低了水的消耗和再生时间缩短。

三、结果与讨论

①鉴于每批试验原料质量存在差异，各批试验数据之间存在一定的差异。

②通过四批试验数据分析可知：两种颗炭处理量都有所下降，GH-15下降幅度在10.5+2.0%；GH-11颗炭处理量下降幅度在14.0+3%。这与柱体的再生有关，实验中是采用的常温通入再生剂浸泡再生的方式，如果采用加热的再生剂循环反进柱体再生的方法，可以提高再生效果，减小活性炭处理量的下降。

③实验是在常温下进行的，实际生产中料液的温度在75℃左右，这样的温度有利于活性炭的吸附，可以提高活性炭柱的吸附量和处理量。

④鉴于在生产中可以将阳柱再生后期的废盐酸回收用于炭柱中，因此炭柱再生成本只考虑液碱消耗与水耗。

结论

当室温下，进料速度为1.5BV/h，柠檬酸压滤清液脱色液终点透光率≥80%时，GH-11型颗炭对柠檬酸压滤清液中色素杂质的吸附能力要优于GH-15型颗炭。GH-11颗炭对柠檬酸清液脱色量为8.67g/g（以干基计），比GH-15处理量要高36.9%，再生处理时液碱和盐酸消耗均低26%-28%，自来水消耗低25%-30%，脱色工序收率基本相当。GH-11型颗炭比GH-15型颗炭更适合用于柠檬酸压滤清液的脱色工序。

[1]中国轻工业出版社《发酵有机酸生产与应用手册》.

[2]化学工业出版社《常用吸附剂的使用方法》.

[3]王心成《活性炭及其应用》，酿酒科技，2004（4）：99-100.