阿卡波糖脱盐中和用旋转式连续离子交换装置的制作方法

1.本实用新型涉及连续离子交换设备，尤其涉及一种阿卡波糖脱盐中和用旋转式连续离子交换装置。


背景技术：

2.阿卡波糖发酵液经板框过滤后的滤液，由发酵投入的磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、氯化铁、氯化钙，地下水带来的离子，絮凝剂投加的硫酸铝。导致料液含多种金属阳离子：铁、镁、铝、钙、钾等，需要使用阳树脂对板框滤液进行脱盐处理，去除料液中的金属离子和无机盐，再经阴树脂中和至ph7.5以下，来达到去除料液中盐分的目的。目前，阿卡脱盐中和工段均采用老旧的固定床模式，使用环节繁琐，操作较多，收率不高不利于生产；阿卡波糖板框滤液中含有大量金属阳离子，采用传统固定床工艺存在废水量大，酸碱损耗大，产品质量不稳定等问题；步骤操作繁琐，经济效益差。
3.为了提高阿卡波糖收率，减少人为因素误操作，故发明新工艺
‑
二合一连续离交分离工艺，该工艺需要对现有的设备进行改造和更换，形成旋转式连续离子交换装置。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种阿卡波糖脱盐中和用旋转式连续离子交换装置。
5.为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：
6.一种阿卡波糖脱盐中和用旋转式连续离子交换装置，其包括：
7.旋转支撑装置，其为整个装置的支撑结构，包括支撑架、旋转支撑平台、电机减速机构和旋转连接轴，旋转支撑平台通过回转支撑设置在所述支撑架底部，所述电机减速机构驱动所述旋转支撑平台转动；旋转连接轴垂直设置于所述旋转支撑平台中部，随旋转支撑平台转动；
8.多个树脂柱，多个所述树脂柱在所述旋转支撑平台上沿其外围圆周分布安装，树脂柱随旋转支撑平台同步移动；所述树脂柱包括阳树脂柱和阴树脂柱，阳树脂柱和阴树脂柱上下垂直布置，阳树脂柱和阴树脂柱固定连接形成整体，阳树脂柱内填充阳树脂，阴树脂柱填充阴树脂，阳树脂柱和阴树脂柱上均设置有料液进出口；
9.旋转切换阀，固定在所述支撑架顶部中央，旋转切换阀上设置有若干进出料口，通过管线与对应树脂柱的料液进出口连接；旋转切换阀底部与所述旋转连接轴的顶端固定连接，旋转连接轴带动旋转切换阀与旋转支撑平台同步转动实现料液通道的切换。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述支撑装置的支撑架包括框型结构的顶部支撑架和底部支撑架以及固定在所述顶部支撑架和底部支撑架四个角部之间的立柱，所述顶部支撑架中部设置有用于固定旋转切换阀的支撑结构，所述旋转支撑平台和底部支撑架之间通过回转支承连接，电机减速机构与所述旋转支撑平台之间设置有传动连接机构。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述回转支承的内圈与所述底部支撑架固定连
接，回转支承的外圈与所述旋转支撑平台固定连接，所述外圈外侧设有传动连接结构，所述外圈通过其上的传动连接结构与所述电机减速机构传动连接。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述回转支承的外圈上设置有双排链轮，所述电机减速机构输出端固定设置有主动链轮，所述主动链轮也设有双排轮齿，所述主动链轮通过链条与所述回转支承的外圈传动连接。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述旋转支撑平台中部还设置有管线固定架，所述管线固定架包括多个竖直固定设置的支撑杆和固定设置在所述支撑杆顶端的固定圆环，多个支撑杆沿所述固定圆环均匀分布。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述顶部支撑架的下侧通过多个固定杆固定设置有支撑网，所述支撑网用于固定连接旋转切换阀的管线。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述旋转支撑平台中部固定设置有连接座，所述连接座上设置有两个耳板，旋转连接轴底部至于两个所述耳板之间，并通过销轴与所述耳板连接；所述旋转切换阀底端也通过连接座与所述旋转连接轴的顶端连接。
16.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
17.本实用新型所提供的旋转式连续离子交换装置，用于对阿卡波糖发酵液的板框滤液进行脱盐处理，可取代传统方法中固定床分离柱，实现连续离子交换脱盐中和，达到降低生产成本、简化生产方法、缩短生产周期、提高总收率的效果。
18.由于连续运行，产品成分和浓度保持稳定，便于下游工段的配套；因提高生产效率，树脂柱、储罐及配套规模很小，设备紧凑，易于安装在任何位置，易与旧的生产过程和设备匹配，占地仅为相同规模的三分之一左右；根据生产过程的需要随流入流体的质量和流量的变化可自动调节旋转速度，因此能保证经济上最佳状态下运行；由于采用多个树脂柱作为分离单元，可灵活变更生产方法流程。
19.本装置具有稳定性较强的旋转支撑装置，可以在支撑架的顶部中央安装旋转切换阀，在旋转支撑平台沿其外围圆周分布安装树脂柱，每个树脂柱通过管线与旋转切换阀连通，固定在旋转支撑平台中央的旋转连接轴顶端与旋转切换阀固定连接，电机减速机构带动旋转支撑平台旋转，使其上的树脂柱同步旋转，通过旋转连接轴带动旋转切换阀也同步旋转进行流道的切换，使树脂柱对应不同的物料，本实用新型整体装置结构平稳，设置布局合理。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
21.图1是本实用新型的整体结构示意图。
22.图2是树脂柱的结构示意图。
23.图3是旋转支撑装置的整体结构示意图。
24.图4是旋转支撑平台与底部支撑架的连接结构示意图。
25.图5是顶部支撑架的俯视结构示意图。
26.图6是底部支撑架的俯视结构示意图。
27.图7是管线固定架的结构示意图。
28.图8是阿卡波糖连续离子交换工艺流程示意图。
29.其中：1顶部支撑架、1
‑
1顶部框架、1
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2第一横梁、1
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3第二横梁、2底部支撑架、2
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1底部框架、2
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2第三横梁、2
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3第四横梁、3立柱、4加强板、5电机减速机构、6主动链轮、7回转支承、7
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1内圈、7
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2外圈、7
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3链轮、8链条、9管线固定架、9
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1固定圆环、9
‑
2支撑杆、10旋转连接轴、11固定杆、12支撑网、13连接座、14旋转支撑平台、15旋转切换阀、16树脂柱、16
‑
1阳树脂柱、16
‑
2阴树脂柱、16
‑
3料液进出口、16
‑
5树脂投料口、16
‑
6树脂卸料口、16
‑
7封头、16
‑
8盲板、16
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9视镜、17裙板。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对实用新型进行清楚、完整的描述，需要理解的是，术语“中心”、“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.如图1所示的一种阿卡波糖脱盐中和用旋转式连续离子交换装置，包括旋转支撑装置、多个树脂柱16和旋转切换阀15，其中多个树脂柱16的料液进出口分别通过管线与旋转切换阀15，旋转切换阀15也与各种料液的供应装置及回料管线连接。
32.如图1和2所示，所述旋转支撑装置为整个装置的支撑结构，其包括支撑架、旋转支撑平台14、电机减速机构5和旋转连接轴10；所述电机减速机构5驱动所述旋转支撑平台14按照预定的角度、时间进行旋转以转换工位；旋转连接轴10垂直设置于所述旋转支撑平台14中部，随旋转支撑平台14转动，进而带动旋转切换阀15转动，切换料液通道。
33.如图1所示，多个所述树脂柱16在所述旋转支撑平台14上沿其外围圆周分布安装，树脂柱16随旋转支撑平台14同步移动。
34.如图2所示，所述树脂柱16包括阳树脂柱16
‑
1和阴树脂柱16
‑
2，阳树脂柱16
‑
1和阴树脂柱16
‑
2上下垂直布置，阳树脂柱16
‑
1和阴树脂柱16
‑
2固定连接形成整体，阳树脂柱16
‑
1在上，阴树脂柱16
‑
2在下，其作为一个整体同步移动；阳树脂柱16
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1内填充阳树脂，阴树脂柱16
‑
2填充阴树脂，阳树脂柱16
‑
1和阴树脂柱16
‑
2上均设置有料液进出口16
‑
3，料液进出口16
‑
3通过管线与旋转切换阀15上对应的接口连接。所述树脂柱顶部和底部通过封头16
‑
7密封其端口，阳树脂柱16
‑
1和阴树脂柱16
‑
2对接处之间设置有盲板16
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8，盲板16
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8同时封堵阳树脂柱16
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1底部和阴树脂柱16
‑
2顶部。所述阳树脂柱16
‑
1和阴树脂柱16
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2上还设置有树脂投料口16
‑
5和树脂卸料口16
‑
6，分别用于向树脂柱内投入阴/阳树脂以及卸出需要更换的阴/阳树脂。树脂柱上还设置有视镜16
‑
9用于观察树脂柱内部物料情况。
35.所述旋转切换阀15固定在所述支撑架顶部中央，旋转切换阀15上设置有若干进出料口，通过管线与对应树脂柱16的料液进出口连接；旋转切换阀15底部与所述旋转连接轴10的顶端固定连接，旋转连接轴10带动旋转切换阀15与旋转支撑平台14同步转动实现料液通道的切换。
36.如图3所示，所述旋转支撑装置的支撑架包括框型结构的顶部支撑架1和底部支撑架2以及固定在所述顶部支撑架1和底部支撑架2四个角部之间的立柱3，顶部支撑架1、底部支撑架2以及立柱3采用方钢管或工字钢焊接构成。所述顶部支撑架1与立柱3之间设置有加强板4。
37.所述顶部支撑架1中部设置有用于固定旋转切换阀15的支撑结构，如图5所示，所述顶部支撑架1包括顶部框架1
‑
1，所述支撑结构包括固定设置在所述顶部框架1
‑
1内两个第一横梁1
‑
2，以及固定设置有两个第一横梁1
‑
2之间的两第二横梁1
‑
3，所述第二横梁1
‑
3垂直于所述第一横梁1
‑
2。所述旋转切换阀15固定在所述第一横梁1
‑
2和第二横梁1
‑
3上。
38.如图6所示，所述底部支撑架2包括底部框架2
‑
1，固定设置在所述底部框架2
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1内两个第三横梁2
‑
2，以及固定设置有两个第三横梁2
‑
2之间的两第四横梁2
‑
3，所述第四横梁2
‑
3垂直于所述第三横梁2
‑
2。即，底部支撑架2和顶部支撑架1的结构相同，所述第三横梁2
‑
2和第四横梁2
‑
3所形成的支撑结构用于固定回转支承7。
39.如图3和4所示，所述旋转支撑平台14和底部支撑架2之间通过回转支承7连接，所述回转支承7的内圈7
‑
1与所述底部支撑架2固定连接，回转支承7的外圈7
‑
2与所述旋转支撑平台14固定连接，所述外圈7
‑
2外侧设有传动连接结构，所述外圈7
‑
2通过其上的传动连接结构与所述电机减速机构5传动连接。
40.所述旋转支撑平台14中部垂直设有用于与旋转切换阀连接的旋转连接轴10，电机减速机构5与所述旋转支撑平台14之间设置有传动连接机构，电机减速机构5驱动所述旋转支撑平台14旋转，旋转连接轴10带动旋转切换阀与旋转支撑平台14同步转动。所述回转支承7的外圈7
‑
2上设置有双排链轮7
‑
3，所述电机减速机构5输出端固定设置有主动链轮6，所述主动链轮6也设有双排轮齿，所述主动链轮6通过链条8与所述回转支承7的外圈7
‑
2传动连接。通过链条和链轮进行传动连接，使旋转过程中不会打滑丢转，确保了装置运行的稳定性。
41.如图4所示，由于回转支承7的设置，使旋转支撑平台14和底部支撑架2之间具有较大的间隙，因此在旋转支撑平台14的底部周圆边沿设置有一圈裙板17，以遮挡缝隙，一方面避免杂物掉入以干涉设备运行，同时也增加安全保障，需要注意的是，裙板17的底边应当高于链条8，不干涉链条8的运行。
42.如图3、图7所示，所述旋转支撑平台14中部还设置有管线固定架9，所述管线固定架9包括多个竖直固定设置的支撑杆9
‑
2和固定设置在所述支撑杆9
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2顶端的固定圆环9
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1，多个支撑杆9
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2沿所述固定圆环9
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1均匀分布。
43.所述旋转支撑平台14中部固定设置有连接座13，所述连接座13上设置有两个耳板，旋转连接轴10底部至于两个所述耳板之间，并通过销轴与所述耳板连接。同理，旋转连接轴10顶部与所述旋转切换阀15页采用连接座13和销轴固定连接。
44.如图5所示，所述顶部支撑架1的下侧通过多个固定杆11固定设置有支撑网12，所述支撑网12用于固定连接旋转切换阀15的管线。
45.如图1所示，在连续离子交换装置中，在支撑架的顶部中央安装旋转切换阀15，在旋转支撑平台14沿其外围圆周分布安装树脂柱16，每个树脂柱16通过管线（图未示出）与旋转切换阀15连通，由于每个树脂柱均有进料管和出料管，以及设备连接到旋转切换阀15进料管等，管线较多因此可以通过管线固定架9和支撑网12来固定管线，二者即方便对管线的
固定捆绑，也方便管线穿插走位。固定在旋转支撑平台14中央的旋转连接轴10顶端与旋转切换阀15固定连接，电机减速机构5带动旋转支撑平台14旋转，使其上的树脂柱16同步旋转，通过旋转连接轴10带动旋转切换阀15也同步旋转进行流道的切换，使树脂柱对应不同的物料，实现连续离子交换的工艺。
46.如图8所示为阿卡波糖连续离子交换工艺流程示意图，采用脱盐树脂和中和树脂，设计处理量为0.5
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0.8l/h，根据阿卡波糖本身的特性，15根阳树脂柱每根树脂的填充量为300
‑
500ml阳树脂，15根阴树脂柱每根树脂的填充量为300
‑
500ml阴树脂。分为以下几个分段区（其中1#
‑
30#分别对应与旋转切换阀15的进出料口）：
47.（1）阳树脂反洗区（1#）：进水区，纯水为逆进方式，1#出口直排入废水，进料速度为90
‑
120ml/min，需要确保阳树脂翻腾，提高树脂清洗效果。
48.（2）阴树脂反洗区（2#）：进水区，纯水为逆进方式，2#出口直排入废水，进料速度为50
‑
80ml/min，需要确保阴树脂翻腾，提高树脂清洗效果。
49.（3）阳树脂再生区（25，27，29#）：进酸区，7%盐酸为正进方式，进料速度为10
‑
15ml/min，需要转前检测29#树脂柱出口ph，29#出口直排入废水，保证树脂再生完全。
50.（4）阴树脂再生区（26，28，30#）：进碱区，7%氢氧化钠为正进方式，进料速度为15
‑
22ml/min，需要转前检测30#树脂柱出口ph，30#出口直排入废水，保证树脂再生完全。
51.（5）阴树脂洗碱区（20，22，24#）：进水区，纯水为正进方式，采用三柱串联，进料速度为150
‑
220ml/min，需要转前检测20#树脂柱出口电导率，电导率需要小于50us/cm以下，保证树脂淋洗干净。
52.（6）阳树脂洗酸区（21，23，25#）：进水区，纯水为正进方式，进料速度为34
‑
45ml/min，需要转前检测21#树脂柱出口电导率，保证盐酸淋洗干净。
53.（6）阴树脂中和区（8，10，12，14，16，18#）：进口为经过阳树脂脱盐后阿卡料液，采用逆进方式，进料速度92
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110ml/min，8，10，12，14，16，18#出口为目标产品阿卡波糖，需要转前检测树脂柱出口阿卡波糖含量和ph以及电导，保证阿卡波糖的纯度和收率。
54.（7）阳树脂脱盐区（7，9，11，13，15，17，19#）：进口为阿卡波糖板框滤液，采用正进方式，采用七串，进料速度94
‑
110ml/min，19#出口为8#进口，需要在转前检测15，17，19#树脂柱电导和阿卡含量，保证阿卡波糖的纯度和脱盐效果。
55.（8）阳树脂洗料区（5#）：进水区，纯水为正进方式，进料速度为28
‑
35ml/min，连接6#出口汇总至19#进口，5#出口检测出水糖度保证产品收率。
56.（9）阴树脂洗料区（6#）：进水区，纯水为正进方式，进料速度为20
‑
40ml/min，6#出口汇总至19#进口，6#出口检测出水糖度保证产品收率。
57.（10）阳树脂逆向再生区（3#）：进碱区，7%氢氧化钠为逆进方式进料速度8
ꢀ‑
15ml/min，3#出口直接排入废水。
58.（11）阴树脂逆向再生区（4#）：进酸区，7%盐酸为逆进方式进料速度8
‑
15 ml/min，4#出口直接排入废水。
59.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案
的精神和范围。