CIP清洗解决方案
乳品设备使用clean-in-place定期清洗(CIP)操作。CIP清洗和清洁系统基于循环的化学物质和水没有把设备1979 (IDF)。清洗周期的第一步是一个水冲洗,随后碱洗去除大部分有机沉积。经过短暂的水冲洗,酸性清洗去除土壤矿物流传,紧随其后的是一个清洁的步骤(Henck 1995)。乳品行业、CIP操作做出实质性贡献用水量和负责整体的50 - 95%废物流体积和高pH值(9-11)(Gesan-Guiziou et al . 2002)。根据Hogaas-Eide的工作(2002年),清洗过程也主要贡献者总从潜在富营养化乳制品加工为80%;而对能源使用相应的贡献是大约30%。
CIP系统依赖于传感器监测周期和清洗的充分性;因此有可能转移了清洗液回收。延长生命的洗涤剂,是常见的做法,消除土壤颗粒沉降、离心分离或者通过膜技术(辛德勒1993)。近年来膜过滤过程如微滤、超滤和纳滤应用于CIP溶液再生,导致显著的去除悬浮物和可溶性固体(Dresch et al . 2001年)。
许多研究(Dresch et al . 2001;Merin et al . 2001;Gesan-Guiziou et al . 2002;Rasanen et al . 2002年)检验nanofil-tration回收的使用废碱液解决方案,牛奶固体被纳滤和纳滤的清洗苛性收集渗透以便重用。研究由Lundekvam和Flaten(1997)表明,导致膜回收清洗解决方案节约能源16%,节约10%的水和洗涤剂储蓄(酸性碱性32%,26%)。生命周期评价的CIP Hogaas-Eide et al。(2003)也证实了膜过滤清洗解决方案减少洗涤剂使用,能耗和排放。
研究纳滤的操作CIP回收一直指向优化膜的选择、体积浓度比和是否在batch-fed或连续操作工厂模式。Rasanen et al。(2002)报告说,纳滤膜使用Desal-5 DL碱洗溶液的COD含量减少了80%,体积减少月16;然后集中了苛性纳滤渗透清洗反渗透前从0.2%到0.5 - -0.7%氢氧化钠重用。
回收苛性的解决方案也被发现有更好的清洗效率相比,新准备的氢氧化钠溶液(Merin et al . 2002年)。微滤和纳滤回收清洗解决方案的渗透测试与乳清蛋白、超滤膜污染有较低的表面张力将剩余牛奶组件苛性碱溶液的水解。因此回收清洗解决方案有较高的润湿能力和更有效地清洗。
然而,变量投资回收期为纳滤CIP回收设备的安装报告。Dresch et al。(2001)估计,储蓄减少苛性使用,降低了加热能源的总量CIP和减少硝酸溶液中和废水,进行了14年的回报。科赫国际市场AlkaSave®回收系统估计回收期为1.5年(但CIP承担更高的处理速度解决方案一次性CIP比Dresch et al . (2001))。同时Henck(1995)估计7.7年回报,但也为一次性CIP假设的处置率高的解决方案。
374手册的废物管理和副产品复苏14.6.3花了离子交换卤水
离子交换是广泛应用于乳制品行业蛋白质分离,一个去矿化作用或乳清和渗透的脱钙作用。离子交换也用于锅炉给水软化和水处理。然而离子交换的有效性依赖于有充足供应的盐水再生树脂和维护离子交换容量在功能水平。所需的再生剂的化学物质和花的处理高盐再生剂对重大环境成本。为了克服这些问题,最小化的方法再生的化学物质的使用或回收策略需要实现的。
选择离子交换系统
几种不同的离子交换系统提出了降低再生要求;基于弱阴离子的使用或两个例子阳离子树脂包括瑞典语Mejeriernas Riksforening鼻中隔黏膜下切除术后()过程和Sirotherm®(ICI欧斯特。有限公司)的过程。
一过程采用弱阴离子树脂碳酸氢盐形式。乳清阴离子是第一次兑换HCO3 - counter-ions,然后乳清进入弱阳离子交换柱中铵的形式,为NH4 + counter-ions阳离子交换的地方。这个过程的去矿化作用效率约为90%(琼森&奥尔森1981)。树脂与乳清饱和盐后,与碳酸氢铵树脂清洗和再生。剩下的NH4HCO3在离子交换后的乳清是散热的盐,和分解氨、二氧化碳和水加热后。因此可以恢复从乳清回收氨和二氧化碳脱下到再生剂(琼森&奥尔森1981)。另一个优点是降低pH值波动的乳清在离子交换,维持6.5 - -8.2的pH值范围。然而,之后每三到四个周期的阳离子树脂需要一个强大的治疗盐酸再生树脂由于部分保留Ca2 +和Mg2 + NH4 +再生后的阳离子树脂。
Sirotherm过程是由维斯et al。(1966)采用热可以再生离子交换树脂与热水而不是再生的酸和碱,从而降低运营成本和废水污染物(帕里什et al . 1979年)。Sirotherm过程使用弱基本和弱酸性离子交换树脂从水溶液中吸附的盐(韦斯et al . 1966年)。在这个过程中被帕里什et al .(1979)乳清渗透与离子交换树脂s - 761预处理除去所有残留的蛋白质和核黄素这可能会导致不可逆的污染Sirotherm树脂。接下来,渗透通过Sirotherm TR-10删除Ca2 + 76%和90% Mg2 +离子和等量的阴离子。剩下的Ca2 +和Mg2 +与离子交换树脂去除C-20。进一步治疗Sirotherm TR-20移除Na +和K +的99.5%。乳糖是结晶deionised解决方案和收益率从43%(未经处理的)增加到56% (deionised)。
回收了离子交换盐水
大量的回收策略恢复花了离子交换再生盐水已经由研究人员开发的。这些使用的各种组合电渗析和纳滤恢复花了从阴离子或盐水阳离子交换器。
Byszewski et al。(1995)提出了一个方法,花了阴离子交换再生剂发送到three-compartment电渗析的水分离器,在至少一个双相离子交换膜,产生electro-dialytically枯竭的再生剂的解决方案和一个的酸和碱量约等于再生阴离子交换柱所需的量。
诺埃尔(1994)提出了一个三步方法乳清的去矿化作用强烈的单价阳离子交换树脂然后再通过电渗析。的二阶提高electrodialyser的操作。他们恢复电渗析盐水的步骤和使用再生离子交换树脂。
罗查San Miguel盒饭(1995)提出一个恢复的过程花了阴离子交换通过纳滤再生盐水;即nano-filtration用于集中的染发剂糖decolourisation进入滞留物而渗透可以用作再生阴离子交换再生盐水。进一步例子回收了阴离子交换卤水的纳滤也被报道Wadley et al。(1995)和卡地亚et al。(1997)。
复苏了阴离子交换盐水用纳滤符合自然的功能高分子纳滤膜,带着消极的表面电荷在中性pH值,其中盐拒绝特征是由阴离子排斥(Baticle 1997)。专利利用纳滤膜的负电荷的恢复了阴离子交换卤水依靠纳滤膜的能力拒绝大型多价阴离子(如色素),而单价氯离子通过到渗透用作再生阴离子再生盐水。
高分子纳滤膜是两性ionisable car-boxyl和膜表面的胺官能团iso-electric pH值的范围3 - 6点(Hagmeyer &金贝尔1999)。最近的研究已经指向利用积极的表面电荷的纳滤膜在酸性pH值最大化拒绝多价阳离子(达勒姆et al . 2003;特谢拉et al . 2005年)。研究表明,纳滤拒绝特征可以操纵与pH值的变化,阴离子成分和盐水浓度由diafiltration最大化二价阳离子的保留和恢复单价盐水最大化离子交换树脂的再生。
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