DE68915931T2

DE68915931T2 - Verfahren zum entfärben wässeriger zuckerlösungen unter verwendung eines adsorbierenden harzes und auslösen der farbkörper aus den adsorbierenden harzen.

Info

Publication number: DE68915931T2
Application number: DE68915931T
Authority: DE
Inventors: Upen Bharwada; H Goltz; Robert Labrie; Seth Norman; Richard Stringfield
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1989-03-16
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2009-03-17
Also published as: JPH02503634A; EP0365635B1; EP0365635A1; WO1989008718A1; EP0365635A4; DE68915931D1; CA1325008C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfärbung von wässrigen Zuckerlösungen mit einem Adsorberharz, welches unter Suspensionspolymerisationsbedingungen hergestellt wurde, die üblicherweise für Ionenaustauscherharze angewandt werden.
Entfärbung ist ein Schlüsselverfahren bei der Zuckerraffination. Traditionellerweise werden wässrige Zuckerlösungen mit Kohle-Adsorbentien wie Knochenkohle oder granulatförmiger oder pulverisierter Aktivkohle entfärbt. Unglücklicherweise weist die Verwendung von Kohle einige negative Merkmale auf. Bei der Entfärbung mit Aktivkohle ist die bei dem Verfahren verwendete Ausrüstung kostspielig, schwierig zu handhaben und in Betrieb zu halten. Kohle hat Scheuerwirkung, so daß die Ersatzkosten für die Ausrüstung erhöht werden. Kohle- Absorbentien erfordern typischerweise eine thermische Regenerierung zur Entfernung adsorbierter Materialien von der Kohle. Der Brennstoff für die thermische Regenerierung und der Ersatz von bei dem Verfahren verbrannter Kohle sind ebenfalls kostspielig.
Ionenaustauscherharze wurden zur Entmineralisierung und Entfärbung von Zuckerlösungen verwendet. Unglücklicherweise ist die Kapazität von konventionellen Ionenaustauscherharzen zur Adsorption von Farbkörpern aus der Lösung niedrig relativ zu der Adsorptionskapazität von Kohle, und die physikalische Stabilität einiger zur Entfärbung eingesetzter Harze ist schlecht. Weiterhin erfordern mit Farbkörpern beladene Harze die Regenerierung mit starken Säuren, starken Basen oder konzentrierten Salzlösungen, welche häufig adsorbierte Komponenten von den Harzen nicht angemessen entfernen, so daß die Harze für ein Versagen anfällig werden. Diese Harzeigenschaften erhöhen in signifikanter Weise die mit der Verwendung von Ionenaustauscherharzen zur Entfärbung von wässrigen Zuckerlösungen verbundenen Kosten und verschlechtern daher ihre kommerzielle Lebensdauer.
Einige der mit der Verwendung von Ionenaustauscherharzen zur Entfärbung von Zuckerlösungen verbundenen Nachteile werden in den folgenden Patenten diskutiert.
Das US-Patent 3 122 456 beschreibt ein Verfahren zur Reinigung und Entfärbung von Zuckerlösungen mit "schwammartigen" synthetischen Ionenaustauscherharzen. Die Harze werden aus vernetzten Copolymeren, welche von kleinen Hohlräumen oder Adern durchzogen sind, hergestellt. Diese schwammartigen Harze zeigen nicht nur eine geringere Adsorptionskapazität als die Kapazität von Kohle, sondern sie quellen auch beträchtlich beim Kontakt mit wässrigen Lösungen - von 200 bis 500% ihres ursprünglichen Trockenvolumens. Daher haben die Harze sehr geringe physikalische Stabilität, insbesondere während der zyklischen Behandlung mit Säure und Base, welche für die Entfärbung einer Zuckerlösung und zur Regenerierung des Harzes erforderlich sind. Das hohe Quellvermögen und die geringe physikalische Stabilität der Harze erhöht zusätzlich ihre Neigung zur Verschlechterung während der Regenerierung.
Das US-Patent 2 578 938 beschreibt ein Verfahren zur Entfärbung von Saccharoselösungen mit einem schwach vernetzten Ionenaustauscherharz. Dieses Harz zeigt dieselben negativen Eigenschaften, wie sie bei schwammartigen Harzen vorkommen, und stellt daher eine schlechte Alternative zu Kohle für die Entfärbung von Zuckerlösungen dar.
Das US-Patent 4 193 817 beschreibt die Entfärbung einer auf Flaschen abzuziehenden Zuckerlösung mit einem stark basischen Anionenaustauscherharz. Wiederum ist die Adsorptionskapazität des Harzes schlecht im Vergleich zu derjenigen von Kohle. Das Harz wird dadurch regeneriert, daß das Harz zuerst mit einer wässrigen Lösung von Natriumchlorid und entweder einem Alkalimetall- oder Erdalkalimetallhydroxid (erforderlich zur Umwandlung des Harzes in die Hydroxidionen form) in Kontakt gebracht wird. Die Regenerierung erfordert dann das Inkontaktbringen des Harzes mit einer wässrigen Lösung von entweder Natriumchlorid oder Salzsäure (erforderlich zur Umwandlung des Harzes in die gewünschte Chloridionenform für die nachfolgende Entfärbung von Zuckerlösung). Unglücklicherweise erfordert die hohe Trockengewichtskapazität des Harzes die Verwendung großer Mengen von Basen- oder Säurenregeneriermitteln, was die Regenerierungskosten erhöht.
Im Hinblick auf die Nachteile des Standes der Technik ist ein Verfahren zur Entfärbung von Zuckerlösungen mit einem Adsorbens, das eine vergleichbare Adsorptionskapazität wie Kohle besitzt, erwünscht. Darüber hinaus ist ein Verfahren unter Verwendung eines effektiven Adsorbens mit guten physikalischen Eigenschaften, das einfach und kosteneffektiv regeneriert werden kann, erforderlich.
Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Entfärbung einer wässrigen Zuckerlösung, welche Farbkörper enthält. Das Verfahren umfaßt das Inkontaktbringen einer wässrigen Zuckerlösung mit einer wirksamen Menge eines Adsorberharzes zur Adsorption von Farbkörpern aus der wässrigen Zuckerlösung auf das Adsorberharz, bei welchem das Adsorberharz ein makroporöses Copolymeres eines monovinylaromatischen Monomeren und eines vernetzenden Monomeren ist, das in dem gequollenen Zustand in Anwesenheit eines Friedel-Crafts-Katalysators nachvernetzt und mit hydrophilen Gruppen funktionalisiert ist.
Das Verfahren liefert ein wirksames Mittel zur Entfärbung von wässrigen Zuckerlösungen ohne Verwendung von Kohle-Adsorbentien. Das Adsorberharz kann ebenso wirksam wie Kohle bei der Adsorption oder Entfernung von Farbkörpern aus Zuckerlösungen sein. Die Nachvernetzung des makroporösen Copolymeren in einem gequollenen Zustand erhöht die Oberfläche des Copolymeren, steigert die Porosität, reduziert die Durchschnittsporengröße, reduziert das Schrumpfen/Quellen und erteilt der Copolymerstruktur Steifigkeit.
Darüber hinaus behält das Adsorberharz selbst nach Funktionalisierung des Copolymeren unter Bildung des Harzes die zuvor beschriebenen Eigenschaften. Zusätzlich besitzt das Harz nach der Funktionalisierung hydrophile Eigenschaften. Diese Eigenschaften erhöhen die Adsorptionskapazität des Harzes relativ zu für die Entfärbung eingesetzten, konventionellen Ionenaustauscherharzen. Wegen des reduzierten Schrumpfens/ Quellens, der erhöhten Steifigkeit der Harzstruktur und der anderen aus der Nachvernetzung herrührenden Eigenschaften kann das Adsorberharz leicht regeneriert werden.
Für die Zwecke der Beschreibung dieser Erfindung ist ein makroporöses Copolymeres ganz allgemein so definiert, daß es Copolymere einschließt, welche durch Suspensionspolymerisation einer Monomerenzusammensetzung unter konventioneller Weise zur Herstellung von Ionenaustauscherharzen angewandten Bedingungen in Anwesenheit von einem oder mehreren porenbildenden Verdünnungsmitteln unter Einsatz ausreichender Mengen zur Herbeiführung von Phasentrennung des hergestellten Copolymeren von dem Verdünnungsmittel hergestellt wurden. Es ist darauf hinzuweisen, daß es zahlreiche andere auf dem Fachgebiet bekannte Polymerisationstechniken zur Herstellung von Copolymeren, welche hier brauchbar sein könnten, gibt.
Wenn ein makroporöses Copolymeres mit einem quellenden Lösungsmittel wie Chlormethylmethylether in Kontakt gebracht wird, ist seine Struktur durch Bereiche von dicht gepackten, durch Poren getrennte Polymerketten, oftmals bezeichnet als Mesoporen (50 bis 200 Å) und Makroporen (> 200 Å) gekennzeichnet. Die Ungleichförmigkeit der inneren Struktur eines gequollenen, makroporösen Copolymeren bewirkt, daß das Copolymere als Folge seiner Fähigkeit zur Lichtbrechung opak erscheint. Falls inerte Verdünnungsmittel oder quellende Lösungsmittel aus dem makroporösen Copolymeren entfernt werden, beispielsweise durch Aussetzen des Copolymeren einem Vakuum oder einer Dampfdestillation, fallen die Poren in zahlreichen Fällen als Folge der Spannung von Innendrücken, erzeugt durch erhöhte Anziehungskräfte unter den Bereichen der gepackten Polymerketten, zusammen, und das Copolymere würde dann transparent oder durchscheinend erscheinen. Eine Klasse von makroporösen Copolymeren wurde entwickelt, welche ihre poröse Struktur selbst bei Entfernung von inerten Verdünnungsmitteln oder quellenden Lösungsmitteln beibehalten. Solche makroporösen Copolymere werden als "makrovernetzte" Copolymere bezeichnet und sind im US-Patent 4 382 124 beschrieben. Sie zeichnen sich durch ihr opakes Aussehen aus, unabhängig davon, ob das Copolymere bei Anwesenheit odere Abwesenheit von inerten Verdünnungsmitteln oder quellenden Lösungsmitteln untersucht wird.
Verfahren zur Herstellung von makrovernetzten Copolymeren eines monovinylaromatischen Monomeren und eines vernetzenden Monomeren, welche mit einer polyfunktionellen, alkylierenden oder acylierenden Verbindung in einem gequollenen Zustand in Anwesenheit eines Friedel-Crafts-Katalysators nachvernetzt wurden, sind in den US-Patenten 4 191 813 und 4 263 407 beschrieben. Solche makrovernetzten Copolymere werden als "makronetz-polymere Adsorbentien" bezeichnet. Ein makronetz- polymeres Adsorbens kann mit hydrophilen Gruppen unter Anwendung konventioneller Methoden zur Funktionalisierung von Copolymeren, welche mittels Suspensionspolymerisation mit Ionenaustauschergruppen hergestellt wurden, funktionalisiert werden. Beispielsweise kann das polymere Adsorbens durch Aminierung eines chlormethylierten, polymeren Adsorbens mit entweder einem Dimethylamin, Trimethylamin oder Dimethylethanolamin funktionalisiert werden, abhängig davon, ob eine schwache Basen- oder eine starke Basenfunktionalität gewünscht wird. In gleicher Weise kann das makronetz-polymere Adsorbens durch Sulfonierung funktionalisiert werden. Alternativ kann ein chlormethyliertes, polymeres Adsorbens durch Solvolyse bei erhöhter Temperatur funktionalisiert werden.
Das am meisten bevorzugte Verfahren zur Herstellung von Adsorberharzen, welche in einem gequollenen Zustand in Anwesenheit eines Friedel-Crafts-Katalysators nachvernetzt worden sind, wird in dem ostdeutschen Patent DD 249 274 A1 beschrieben. Dieses Patent beschreibt die Nachvernetzung eines "lösungsmittelfreien", chlormethylierten, makroporösen Copolymeren aus Styrol und Divinylbenzol. Nach der Chlormethylierung wird das Copolymere zuerst mit einem Waschagens wie Methanol in Kontakt gebracht, und dann wird das Waschagens entweder durch Trocknen des gewaschenen Copolymeren oder durch Extraktion des Waschagens mit dem für die nachfolgende Nachvernetzungsreaktion eingesetzten, quellenden Lösungsmittel entfernt. Nach Nachvernetzung des chlormethylierten Copolymeren kann das Copolymere mit hydrophilen Gruppen in konventioneller Weise unter Bildung eines brauchbaren Adsorberharzes funktionalisiert werden. Gewünschtenfalls kann die Funktionalisierung auch vor der Nachvernetzung des Copolymeren durchgeführt werden.
Obwohl das ostdeutsche Patent nur ein Verfahren zur Herstellung von Adsorberharzen aus makroporösen Copolymeren aus Styrol und Divinylbenzol beschreibt, kann das Verfahren zur Herstellung von anderen makroporösen Copolymeren aus einem monovinylaromatischen Monomeren und einem vernetzenden Monomeren benutzt werden. Diese Copolymere können zur Herstellung von anderen Adsorberharzen verwendet werden, welche zur Entfärbung von wässrigen Zuckerlösungen eingesetzt werden können.
Unabhängig von dem zur Funktionalisierung des nachvernetzten, makroporösen Copolymeren angewandten Methode erhöht, nach der Funktionalisierung, der hydrophile Charakter des Adsorberharzes dessen Effizienz zur Adsorption von Farbkörpern aus Zuckerlösungen und zur Desorption solcher Farbkörper von dem Harz. Die Desorption kann entweder mit einer wässrigen Base oder einem organischen Lösungsmittel wie Ethanol durchgeführt werden. Bevorzugt wird das makroporöse Copolymere dadurch funktionalisiert, daß zuerst das Copolymere chlormethyliert wird, das Copolymere nachvernetzt wird und dann das chlormethylierte, nachvernetzte Copolymere mit Dimethylamin, Trimethylamin oder Dimethylethanolamin aminiert wird. Am meisten bevorzugt wird das nachvernetzte, makroporöse Copolymere durch Aminierung des chlormethylierten Copolymeren mit Dimethylamin funktionalisiert. Unter Benutzung der konventionellen Terminologie für den Ionenaustausch wird ein in dieser Weise funktionalisiertes und dann mit einer sauren Lösung in Kontakt gebrachtes Adsorberharz so in seine Säureform überführt, welche die zur Entfärbung zahlreicher wässriger Zuckerlösungen erwünschte Form ist. Bevorzugte monovinylaromatische Monomere sind Styrol und seine Derivate wie α-Methylstyrol und Vinyltoluol; Vinylnaphthalin, Vinylbenzylchlorid und Vinylbenzylalkohol. Vernetzende Monomere umfassen ganz allgemein die Polyvinylidenverbindungen, wie sie im US-Patent 4 382 124 aufgeführt sind. Bevorzugte vernetzende Monomere sind Divinylbenzol (kommerziell erhältliches Divinylbenzol mit einem Gehalt von weniger als etwa 45 Gew.-% Ethylvinylbenzol), Trivinylbenzol und Ethylenglykoldiacrlat.
Das bevorzugte makroporöse Copolymere ist ein Copolymeres aus bis zu 99,75 Gew.-% Styrol mit Divinylbenzol als Rest. Ein anderes bevorzugtes makroporöses Copolymeres ist ein Copolymeres aus 40 bis 60 Gew.-% Styrol, 40 bis 60 Gew. % Vinylbenzylchlorid und 1 bis 20 Gew.-% Divinylbenzol. Die makroporösen Copolymere können kleinere Mengen von anderen Monomeren enthalten wie den Estern von Acryl- und Methacrylsäure und Acrylnitril.
Das Vernetzungsmittel dient zur Erhöhung der physikalischen Stabilität des Adsorberharzes. Die erforderliche Menge von Vernetzungsmittel hängt in signifikanter Weise von den zur Herstellung des Copolymeren angewandten Verfahrensbedingungen ab und kann beliebig im Bereich von 1 bis 45 Gew.-% des Gesamtmonomeren, bevorzugt von 4 bis 8 Gew.-%, liegen.
Die Nachvernetzung in einem gequollenen Zustand verschiebt die Polymerketten und ordnet sie neu, wodurch eine Erhöhung der Anzahl der Mikroporen (< 50 Å Durchmesser) und der Mesoporen bewirkt wird. Dies erhöht die Porosität und die Oberfläche und setzt die Durchschnittsporengröße herab. Ebenso wichtig ist, daß das Nachvernetzen dem Polymeren weiterhin Steifigkeit erteilt, was seine Neigung zum Schrumpfen oder Quellen bei Kontakt mit einer wässrigen Lösung (oftmals auf dem Gebiet des Ionenaustauschs bezeichnet als "Schrumpfung/ Quellen") reduziert, und seine Trockengewichtskapazität im Fall der Funktionalisierung reduziert, was ein Anzeichen seiner Ionenaustauscherkapazität ist. Diese zuvor beschriebenen Eigenschaften erhöhen die Kapazität des Adsorberharzes zur Adsorption von Farbkörpern, erhöhen seine Permeabilität gegenüber Zuckerlösungen und erhöhen seine physikalische Stabilität und Dimensionsstabilität.
Darüber hinaus führt das reduzierte Schrumpfen/Quellen und die reduzierte Trockengewichtskapazität des Adsorberharzes, was durch die Nachvernetzung induziert wird, zu einer einfachen preiswerten und effizienten Regenerierung, sobald einmal Farbkörper auf dem Harz geladen sind. Die reduzierte Trockengewichtskapazität ermöglicht die Desorption von Farbkörpern von dem beladenen Harz mit einer verdünnten Base. Konzentrierte Basen oder Säuren sind zur Regenerierung oder zur Reinigung nicht erforderlich. Die Eigenschaft der reduzierten Schrumpfung/Quellung ermöglicht, daß das Harz ausreichend Porosität unter Minimierung des Einschlußes von Farbkörpern beibehält, und diese Eigenschaft in Kombination mit der verminderten Trockengewichtskapazität setzt die Neigung des Harzes zum Zurückhalten von Farbkörpern während der Regenerierung herab.
Die Menge an erforderlicher Nachvernetzung für eine beliebige vorgegebene Anwendung ist eine effektive Menge zur Erzielung der zuvor beschriebenen Eigenschaften des Adsorberharzes in dem gewünschten Ausmaß.
Das Adsorberharz hat bevorzugt eine Oberfläche von 150 bis 2100 Quadratmetern pro Gramm von trockenem Adsorberharz (m²/g), mehr bevorzugt 700 bis 1400 m²/g. Die Oberfläche wird nach der BET-Stickstoffadsorptionstechnik gemessen. Die Porosität reicht von 0,10 bis 0,70 Kubikzentimeter Porenvolumen pro Kubikzentimeter Harz (ml/ml), bevorzugt von 0,43 bis 0,58 ml/ml, berechnet aufgrund der BET-Stickstoffadsorptionstechnik. Die durch Mikroporen beigesteuerte Porosität reicht von 30 bis 100 %, bevorzugt von 30 bis 50 %, abhängig von den Harzeigenschaften. Eine prozentuale Schrumpfung/Quellung liegt unter 15 %, mehr bevorzugt unter 7 % und am meisten bevorzugt unter 4 %. Die prozentuale Schrumpfung/Quellung wird durch Messen der Volumenexpansion oder -kontraktion des Adsorberharzes beim Aussetzen einer Hydratation oder einer Änderung der Ionenform gemessen. Die Trockengewichtskapazität, bestimmt nach konventionellen zur Charakterisierung von Ionenaustauscherharzen angewandten Methoden, reicht von größer als Null bis 4,0 Milliäquivalent pro Gramm (mäq/g), bevorzugt von größer als Null bis 2,0 mäq/g. Falls das makroporöse Copolymere durch Solvolyse funktionalisiert wird, beispielsweise durch Kontakt mit Wasser oder einem Alkohol, ist die Trockengewichtskapazität im wesentlichen Null.
Das Adsorberharz kann in Form von Perlen, Pellets oder in einer beliebigen anderen Form verwendet werden, wie sie zur Entfärbung von wässrigen Zuckerlösungen erwünscht ist. Falls das Adsorberharz in Form von Perlen eingesetzt wird, reicht die Perlengröße von 10 bis 1000 Mikrometer (um), bevorzugt von 100 bis 800 um und am meisten bevorzugt von 300 bis 800 um.
Beispiele von wässrigen Zuckerlösungen, welche in vorteilhafter Weise entsprechend der vorliegenden Erfindung behandelt werden, schließen ein: Kohlehydratlösungen, abstammend von Maisstärke wie Maissirup, Maissirup mit hohem Fruktosegehalt, Dextrose und Sorbit; Saccharose, Rüben- und Zuckerrohrzucker, Palmzucker, Ahornzucker; Fruchtsäfte, entweder natürlich oder verarbeitet wie Fabriksäfte von Pfirsich, Apfel, Grapefruit und Ananas; Zuckerlösungen, abstammend aus Sorghum sowie Sirupe mit hohem Fruktosegehalt, abstammend aus Tapioca, Inulin und Kartoffelstärke. Bevorzugt ist die Zuckerlösung eine Lösung von Maissirup, Maissirup mit hohem Fruktosegehalt, Sorbit, Saccharose oder Dextrose.
Der Ausdruck "Entfärbung" bezieht sich auf die Entfernung von Farbkörpern aus Lösungen in dem erforderlichen oder gewünschten Ausmaß. Die Entfärbung von Zuckerlösungen und insbesondere von Maissirup mit hohem Fruktosegehalt ist keine Ionenaustauscherscheinung, sondern sie ist hauptsächlich eine Wechselwirkung vom Van der Waal-Typ der Farbkörper mit dem Adsorberharz. Obwohl die Identifizierung von Farbkörpern schwierig ist wird angenommen, daß die Farbkörper aus drei hauptsächlichen Gruppen bestehen. Diese Gruppen sind: (1) Karamelstoffe, (2) Melanoidine und (3) Polyphenolstoffe und Flavanoide. Die Karamelstoffe sind thermische Abbauprodukte von Zuckern. Melanoidine sind im allgemeinen Produkte der Maillard-Reaktion von Aminverbindungen und Zuckergruppen. Die Polyphenolstoffe und Flavanoide sind Oxidationsprodukte von phenolischen Verbindungen, abstammend aus einer Rohzuckerlösung.
Zusätzlich zu diesen drei Klassen von Farbkörpern gibt es mehrere nichtgefärbte Verbindungen, welche Farbe entwickeln können oder unter Bildung von Farbkörpern während der Verarbeitung oder Lagerung von Zuckerlösungen reagieren können. Solche Materialien sind als Farbvorläufer bekannt, und zum Zweck der Beschreibung dieser Erfindung soll der Ausdruck "Farbkörper" solche Farbvorläuferstoffe einschließen. Diese Vorläuferstoffe schließen ein: Aminosäuren, viele Hydroxysäuren und Aldehyde, Eisen, welches mit Phenolverbindungen unter Bildung von Farbkörpern komplexiert; 5-Hydroxymethyl- 2-furfural (HMF); 3-Deoxy-d-glucoson (3-D-G) und reduzierende Zucker. Diese Materialien besitzen oftmals niedrige Molekulargewichte und sind aus einer Zuckerlösung schwierig zu entfernen.
Das Ausmaß der erforderlichen oder gewünschten Entfärbung variiert von Industriezweig zu Industriezweig oder von Lösung zu Lösung. Beispielsweise haben Lösungen in der Rüben- und Rohrzuckerindustrie typischerweise Farbwerte bis zu tausenden von Vergleichsbasiseinheiten (Reference Base Units = RBU), was im folgenden noch vollständiger definiert wird, mit dem Ziel der Entfernung ausreichender Farbkörper, so daß die Lösungen Farbwerte von nicht mehr als hunderten von RBU besitzen. In der Industrie für Maissirup mit hohem Fruktosegehalt gehen Farbwerte selten über wenige hundert RBU hinaus mit dem Ziel der Erzeugung eines wasserklaren Sirups mit nur wenigen RBU an Färbung.
Bei dem Verfahren der Erfindung können das Adsorberharz und die Zuckerlösung unter Anwendung konventioneller Methoden in Kontakt gebracht werden, welche einen innigen Kontakt zwischen dem Harz und der Zuckerlösung ergeben. Geeignete Methoden schließen fluidisierte Bette, Rührtanks, Ansatztanks und Gleichstrom- und Gegenstromkolonnen ein. Das Inkontaktbringen kann ansatzweise, semi-ansatzweise, kontinuierlich oder semi-kontinuierlich erfolgen. Bevorzugt wird die Lösung mit dem Harz kontinuierlich in einer gepackten Säule in Kontakt gebracht.
Die für den Kontakt zwischen dem Adsorberharz und der Zuckerlösung erforderliche Verweildauer hängt von folgenden Parametern ab: (1) den Eigenschaften des Harzes, (2) der Menge an zu Beginn vorhandenen Farbkörpern, (3) dem Ausmaß der gewünschten Entfärbung, (4) der Menge an eingesetztem Harz, (5) der Viskosität der Zuckerlösung, (6) der Konzentration an aufgelöstem Zucker (oftmals bezeichnet als aufgelöste Feststoffe), (7) der Verarbeitungstemperatur und (8) dem pH der Zuckerlösung. Daher muß die Verweildauer empirisch bestimmt werden. Bevorzugt reicht die Verweildauer von 0,1 Stunden (10 Bettvolumina/h) bis 10 Stunden (0,1 Bettvolumina/h), mehr bevorzugt von 0,12 Stunden (8 Bettvolumina/h) bis 1 Stunde (1 Bettvolumen/h) und am meisten bevorzugt von 0,17 Stunden (6 Bettvolumina/h) bis 0,5 Stunden (2 Bettvolumina/h).
Die Temperatur sollte unterhalb der Temperatur bleiben, bei welcher die Zuckerlösung in schädlicher Weise beeinflußt wird. Im allgemeinen sind Temperaturen im Bereich von 20ºC bis 80ºC anwendbar. Bevorzugt liegt die Temperatur zwischen 38ºC und 55ºC.
Die Menge an erforderlichem Adsorberharz hängt in starkem Maße von der Konfiguration der Anlage, der Konzentration an aufgelösten Feststoffen, dem Gehalt und dem Typ von vorliegenden Farbkörpern und dem Ausmaß der gewünschten Entfärbung ab. Behandlungsgeschwindigkeiten werden oftmals in Werten Pfund Trockenfeststoffe, welche pro Kubikfuß des Adsorberharzes behandelt werden, ausgedrückt (lb. D.S./C.F Harz). Geeignete Behandlungsraten reichen von 25 bis 10.000 lbs. D.S./C.F. (401-160.520 kg/m³) Harz, bevorzugt von 500 bis 5000 lbs. D.S./C.F. (8.026-80.260 kg/m³) Harz und am meisten bevorzugt von 1000 bis 4000 lbs. D.S./C.F. (16.052-64.208 (kg/m³) Harz.
Der pH der Zuckerlösung wird bevorzugt bei einem Wert gehalten, welcher das Optimum der Adsorption von Farbkörpern durch das Adsorberharz erlaubt. Der pH der Zuckerlösung vor der Entfärbung hängt von den vorangegangenen Verarbeitungsstufen ab. Es ist erwünscht, das Adsorberharz mit der Zuckerlösung bei einem pH im Bereich von 1 bis 7, bevorzugt von 3 bis 6 und am meisten bevorzugt von 4 bis 5 in Kontakt zu bringen.
Die Menge an in der Zuckerlösung vorhandenem, aufgelöstem Zucker variiert mit der Zuckerquelle. Die Menge an aufgelöstem Zucker reicht bis hinauf zu 70 Gew.-%, wobei 20 bis 50 Gew.-% stärker bevorzugt sind.
Sobald Farbkörper auf dem Adsorberharz geladen sind, ist es erforderlich, solche Farbkörper von dem Harz zu desorbieren, bevorzugt unter Verwendung eines Regenerierverfahrens, welches die vorhandene Ausrüstung und Verfahrensströme ausnützt, die für den Zuckerraffineur verfügbar sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, das Erfordernis der Überführung des Harzes aus einer Entfärbungsanlage zu einer Regenerieranlage zu vermeiden. Daher wird das Adsorberharz bei einem bevorzugten Verfahren in einer gepackten Säule nicht nur zur Entfärbung der Zuckerlösung, sondern auch zur Regenerierung des Harzes für den nächsten Entfärbungszyklus verwendet.
Wie zuvor beschrieben, erlaubt die reduzierte Trockengewichtskapazität eines Adsorberharzes die Desorption von Farbkörpern von dem beladenen Harz mit einer verdünnten Base. Dies ist besonders vorteilhaft für einen Zuckerraffineur, da eine geeignete Abfallströmung von verdünnter Base typischerweise verfügbar ist, wobei diese Strömung einen Regenerierausfluß aus einem Anionenaustauscherharz umfaßt, das zur Entmineralisierung der wässrigen Zuckerlösung verwendet wurde. Bei diesen Entmineralisierungsverfahren werden kationische und anionische Verunreinigungen, z.B. Ca&spplus;&spplus;, Mg&spplus;&spplus;, HSO&sub3;&supmin;, Cl&supmin; und SO&sub4;&supmin;&supmin;, aus der wässrigen Zuckerlösung entfernt. Kationische Verunreinigungen werden aus der Lösung durch Kontakt mit einem stark sauren Kationenaustauscherharz in der Wasserstofform entfernt. Anionische Verunreinigungen werden anschließend durch Kontakt mit einem schwachbasischen Anionenaustauscherharz in Form der freien Base entfernt. Das Kationenaustauscherharz wird durch Kontakt mit einer wässrigen Lösung von Salzsäure oder Schwefelsäure regeneriert. Das Anionenaustauscherharz wird durch Kontakt mit einer wässrigen Lösung von Natriumhydroxid, Natriumcarbonat oder Ammoniumhydroxid regeneriert.
Die Zusammensetzung der Regenerierungsaustrittsströmung aus dem Anionenaustauscherharz enthält nicht nur Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Ammoniumhydroxid oder Mischungen hiervon, sondern ebenfalls aus der Zuckerlösung entfernte Verunreinigungen wie Chloridsalze oder Sulfatsalze. Eine Austrittsströmung enthält eine wässrige Lösung mit einem Maximum von etwa 2 Gew.-% Natriumhydroxid, 1,5 Gew.-% Natriumchlorid und 2 Gew.-% Natriumsulfat. Eine andere typische Austrittsströmung enthält etwa 2 Gew.-% Ammoniumhydroxid, 2 Gew.-% Ammoniumchlorid und 2 Gew.-% Ammoniumsulfat. Bevorzugt ist die Austrittsströmung eine wässrige Lösung, welche Natriumhydroxid, Natriumchlorid und Natriumsulfat enthält.
Das Ausmaß der Desorption von Farbkörpern aus dem beladenen Adsorberharz hängt von der Wasserstoff- oder Hydroxidionenkonzentration der Regenerierflüssigkeit und der Menge des das Adsorberharz kontaktierenden Flüssigkeit ab. Die Gesamtzahl von Hydroxidionen sollte die Anzahl von aktiven Ionenaustauscherplätzen, welche das Harz aufweist, übersteigen. Die Hydroxidionenkonzentration der Flüssigkeit beim Kontakt mit dem Harz reicht wünschenswerterweise von 0,01 N bis 2,0 N, bevorzugt von 0,05 N bis 0,5 N.
Das Ausmaß der Desorption nimmt zu, wenn das Volumen der das Harz kontaktierenden Flüssigkeit ansteigt. Daher ist es üblicherweise vorteilhaft, die Auswaschflüssigkeit mit Wasser zu verdünnen, bis ein optimales Gleichgewicht zwischen Hydroxidionengehalt und Volumen an Auswaschflüssigkeit erreicht ist. Eine effektive Menge an Auswaschflüssigkeit ist diejenige, welche zur Erzielung des gewünschten Desorptionsausmaßes erforderlich ist. Bevorzugt kontaktiert ein ausreichendes Volumen aus Auswaschflüssigkeit das Harz, um wenigstens 60 % Farbkörper, mehr bevorzugt wenigstens 75 % und am meisten bevorzugt wenigstens 85 % zu desorbieren. Die prozentuale Desorption bezieht sich auf Vergleichs-Basiseinheiten (RBU).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird eine gepackte Säule von zur Entfärbung der wässrigen Lösung eingesetztem Adsorberharz vor dem Kontakt mit der Regenerierflüssigkeit behandelt. Das Harz wird durch Kontaktieren der hiermit gepackten Säule mit einer wirksamen Menge von Wasser zur Entfernung von rückständigem Zucker und Rückwaschen der gepackten Säule zum Klassieren und Expandieren der Säule und zur Entfernung von teilchenförmigen Verunreinigungen behandelt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein desorbiertes Adsorberharz, das mit schwachbasischen Gruppen beispielsweise tertiären Amingruppen aus der Aminierung des chlormethylierten Copolymeren mit Dimethylamin funktionalisiert ist, mit Säure zur Umwandlung des Adsorberharzes in die Säureform behandelt. Wie zuvor erläutert, ist die Säureform die gewünschte, bevorzugte Form zur Entfärbung von zahlreichen wässrigen Zuckerlösungen.
Die Desorbierbehandlung der Erfindung kann so durchgeführt werden, daß zuerst das in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Adsorberharz mit einer effektiven Wassermenge zum Ausspülen rückständiger Hydroxidionen, welche von einem früheren Kontakt mit Regenerierflüssigkeit zurückblieben, gespült wird. Das gespülte Adsorberharz kann in die Säureform durch Kontakt mit einer sauren Lösung umgewandelt werden wie beispielsweise: (1) einer wässrigen Lösung von Chlorwasserstoff- oder Schwefelsäure; (2) einer sauren Zuckerlösung, beispielsweise einer Zuckeraustrittslösung aus einem Kationenaustauscherharz oder (3) Regenerierflüssigkeit aus einem zur Entmineralisierung einer wässrigen Zuckerlösung verwendeten Kationenaustauscherharz. Die Menge an saurer Flüssigkeit, welche mit dem Adsorberharz in Kontakt gebracht wird, ist wünschenswerterweise die erforderliche Menge, um den pH der wässrigen Zuckerlösung unter etwa 6 zu halten, wenn sie mit dem behandelten Copolymeren in Kontakt gebracht wird.
Obwohl die zuvor gemachte Beschreibung sich nur auf die Verwendung eines Adsorberharzes zur Entfärbung einer wässrigen Zuckerlösung bezieht, kann das Adsorberharz in Kombination mit anderen Harzen, Modifikationsmitteln, Stabilisatoren und dergleichen eingesetzt werden, um das Leistungsvermögen des Adsorberharzes zu verbessern oder dessen Vorteile für andere Anwendungen zu erhöhen. Beispielsweise kann das Adsorberharz in Kombination mit konventionellen Kationen- und Anionenaustauscherharzen in Mischbetteinheiten für die Feinbehandlung von wässrigen Zuckerlösungen, insbesondere Maissirup mit hohem Fruktoseanteil, verwendet werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, sollen deren Umfang jedoch nicht beschränken.

Beispiel 1

6 Proben von Adsorberharz mit variierenden Eigenschaften werden nach den in dem ostdeutschen Patent DD 249 274 A1 beschriebenen Arbeitsweisen hergestellt. Jede der 6 Proben wird durch Nachvernetzung eines chlormethylierten, makroporösen Copolymeren von Styrol und Divinylbenzol hergestellt. Jede Probe wird dann durch Aminierung des chlormethylierten Copolymeren mit Dimethylamin funktionalisiert. Die Eigenschaften jeder der 6 Proben, bezeichnet als Proben 1-6, sind in der Tabelle 1 wiedergegeben. 2 zusätzliche Proben von Adsorberharz mit unterschiedlichen Eigenschaften werden durch Aminierung des chlormethylierten, makrovernetzten Adsorbercopolymeren, wie es im wesentlichen in Beispiel 4 des US-Patentes 4 263 407 beschrieben ist, hergestellt. Die Eigenschaften jeder Probe, bezeichnet als Proben 7-8, sind ebenfalls in Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1 Probe Trockengewichtskapazität (mäq/g) Porosität (ml/ml) Oberfläche (m²/g) durchschnittliche Porengröße (Å) prozentuale Schrumpfung/Quellung (Ionenform) C-2 ist ein makroporöses Styrol-Divinylbenzolcopolymeres, chlormethyliert und aminiert mit Dimethylamin zur Herstellung eines konventionellen, schwachbasischen Anionenaustauscherharzes. * Kein Beispiel der vorliegenden Erfindung. ¹ Oberfläche und durchschnittliche Porengröße gemessen mittels eines BET-Sorptionsanalysators, kommerzielles Handelsprodukt von Mikromeritics Instrument Corp. mit der Bezeichnung Digisorb 2500. ² Oberflächengröße und durchschnittliche Porengröße gemessen mittels eines BET-Sorptionsanalysators, kommerzielles Handelsprodukt von Quantachrome Corp. mit der Bezeichnung Autosorb 6.
In getrennten Versuchsdurchläufen wurden variierende Mengen des Adsorberharzes, Proben 1-3 in der freibasischen Form, in einen 250 ml Dreihalskolben, ausgerüstet mit einem Rührer, Thermometer und einem Heizmantel, angeordnet. In jedem Fall wird das Adsorberharz in das Reaktionsgefäß nach dem Einweichen in Wasser und Zentrifugieren zur Entfernung von rückständigem Wasser zugesetzt. Der Maissirup mit hohem Fruktoseanteil (HFCS), der entfärbt werden soll und einen Anfangswert der Vergleichs-Basiseinheit (RBU) von 440 besitzt, gemessen nach der ICUMSA Farbmethode Vier, Schneider, F., 1979, Sugar Analysis, ICUMSA, Wharf Road, Peterborough, England, wird zugesetzt. Die Reaktortemperatur wird zwischen 50º bis 60ºC für 30 min gehalten. Der Reaktor wird dann in einem Eisbad auf 20ºC abgekühlt. Der entfärbte HFCS wird zur Entfernung aller teilchenförmigen Bestandteile filtriert, und die RBU-Färbung wird spektrophotometrisch gemessen und wie folgt berechnet:
RBU=1000X[[Extinktion bei 420 nm - 2(Extinktion bei 720 nm)] / (b) (c)]
RBU = Vergleichs-Basiseinheit
nm = Nanometer
b = Zellenlänge in cm
c = Sirupkonzentration in g/ml
Vergleichbare Versuchsdurchläufe wurden unter Verwendung von Calgon CPG 12/40 mesh, granulatförmiger Aktivkohle (C-1), einem funktionalisierten makroporösen Copolymeren, welches nicht nachvernetzt wurde (C-2) und Dowex 66 (einem makroporösen Anionenaustauscherharz, hergestellt von The Dow Chemical Company of Midland, Michigan) für Vergleichszwecke durchgeführt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt. Tabelle II Vergleichs-Basiseinheiten (RBU) Gew.-% ¹ von Entfärbungsharz für HFCS Probe
C-1 ist granulatförmige Kohle Typ CPG, kommerziell verkauft von Calgon Corporation.
C-2 ist ein makroporöses Styrol-Divinylbenzolcopolymeres, chlormethyliert und aminiert mit Dimethylamin zur Herstellung eines konventionellen, schwachbasischen Anionenaustauscherharzes.
C-3 ist Dowex 66 makroporöses Anionenaustauscherharz, erhältlich von The Dow Chemical Company.
* Kein Beispiel der Erfindung
¹ Gew.-%, berechnet auf Basis Trockengewicht des Entfärbungsharzes.
Die in Tabelle II angegebenen, reduzierten RBU-Werte für die Proben 1-3 zeigen, daß das beanspruchte Verfahren ein besseres Verfahren zur Entfärbung von HFCS liefert.

Beispiel 2

Die Adsorberharze der Proben 1, 2 und 4-8 werden einem Gleichgewichts-Adsorptionstest unterzogen. Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wird im wesentlichen mit der Ausnahme wiederholt, daß die Adsorberharze in der Salzsäureform statt in freibasischer Form vorliegen, und daß der unbehandelte HFCS einen RBU-Wert von 353 anstelle von 440 aufweist.
Die Adsorberharze werden in der Salzsäureform durch Aufschlämmung des Adsorberharzes in der freibasischen Form in einer Lösung von 1 N Salzsäure überführt. Nach dem Stehenlassen für etwa 1 h wird das Adsorberharz mit entionisiertem Wasser rückgewaschen, bis die Austrittsströmung neutral ist (pH etwa 7). Die Adsorberharze werden dann zur Entfernung von überschüssigem Wasser zentrifugiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt. Tabelle III Vergleichs-Basiseinheiten (RBU) Gew.-% ¹ von Entfärbungsharz für HFCS Probe
C-1 ist granulatförmige Kohle Typ CPG, kommerziell verkauft von Calgon Corporation.
C-2 ist ein makroporöses Styrol-Divinylbenzolcopolymeres, chlormethyliert und aminiert mit Dimethylamin zur Herstellung eines konventionellen, schwachbasischen Anionenaustauscherharzes.
* Kein Beispiel der Erfindung
¹ Gew.-%, berechnet auf Basis Trockengewicht des Entfärbungsharzes.
Erneut zeigen die reduzierten RBU-Werte von Tabelle III, daß das beanspruchte Verfahren ein besseres Verfahren zur Entfärbung von HFCS ergibt.

Beispiel 3

In eine 1" (2,54 cm) Säule wurde eine Dextroselösung mit einem Gehalt von 30 % aufgelöstem Feststoff und mit einem RBU-Farbwert von 40 mit dem als Probe 3 von Beispiel 1 bezeichneten Adsorberharz in Kontakt gebracht. Die Lösung wird dann mit einem 400 ml-Bett des Adsorberharzes in der HCl-Form kontaktiert. Die Strömungsgeschwindigkeit wird auf 4 Bettvolumina/h für eine Zeitspanne äquivalent zu 140 Bettvolumina gehalten. Die Temperatur der Dextroselösung beträgt etwa 50ºC.
Die aus der Säule austretende Lösung wird auf den RBU-Wert analysiert und zeigt Werte von 2 bis 6 mit einem Durchschnitt von 4 RBU nach Durchlauf von 140 Bettvolumina. Die Ergebnisse zeigen die Effektivität der vorliegenden Erfindung als Mittel zur Entfernung von Farbkörpern aus Zucker enthaltenden Lösungen.

Beispiel 4

In einer 1" (2,54 cm) Säule wurde eine Dextroselösung mit einem Gehalt von 50 % aufgelöstem Feststoff und mit einem RBU-Farbwert von 390 mit dem als Probe 3 von Beispiel 1 bezeichneten Adsorberharz in Kontakt gebracht. Die Lösung wird mit einem 400 ml Bett des Adsorberharzes in der HCl- Form kontaktiert. Die Strömungsgeschwindigkeit wird auf 4 Bettvolumina/h für eine Zeitspanne äquivalent zu 100 Bettvolumina gehalten. Die Temperatur der Dextroselösung beträgt etwa 50ºC.
Nach 100 Bettvolumina wird die aus der Säule austretende Lösung auf den RBU-Wert analysiert. Der RBU-Wert beträgt weniger als 100. Dieses Ergebnis zeigt, daß die vorliegende Erfindung selbst bei höheren RBU-Werten zur Entfernung eines größeren Prozentsatzes der Farbkörper effektiv ist.

Beispiel 5

In einer Glassäule von 8 mm Innendurchmesser und 100 mm Länge werden 5 ml Adsorberharz in der Hydroxidform eingefüllt, welches dem makroporösen, als Probe 3 von Beispiel 1 bezeichneten Copolymeren in den Eigenschaften mit der Ausnahme vergleichbar ist, daß das nachvernetzte, chlormethylierte Copolymere mit Trimethylamin anstelle von Dimethylamin aminiert wurde. Die Säulentemperatur wird auf 50ºC gehalten. Eine Rübenzuckerlösung wird durch die Säule mit einer Geschwindigkeit von 0,2 ml/min durchgeführt. Das Adsorptionsvermögen (Extinktion) der Austrittsströmung wird kontinuierlich bei einer Wellenlänge von 420 nm unter Verwendung eines mit einer Strömungszelle ausgerüsteten Spektrophotometers überwacht. Der prozentuale Farbverlust wird durch Einstellen der maximalen Transmission (0 % Farbverlust) unter Verwendung von entionisiertem Wasser für den unteren Grenzwert und Einstellen der minimalen Transmission (100 % Farbverlust) unter Verwendung der rohen Rübenzuckerlösung für den oberen Grenzwert bestimmt. Der prozentuale Farbverlust wird als die Färbung definiert, welche durch das Adsorberharz nicht adsorbiert wird. Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV unter Probe 9 zusammengestellt. Tabelle IV Prozentualer FarbverlustProbe C-4 ist DOWEX MSA-1 makroporöses Anionenaustauscherharz, erhältlich von The Dow Chemical Company. * Kein Beispiel der Erfindung.
Die Werte zeigen die Effektivität der vorliegenden Erfindung zur Entfernung von Farbkörpern aus Rübenzuckerlösungen im Vergleich zu einem konventionellen, makroporösen Anionenaustauscherharz.

Beispiel 6

In eine Säule mit einem Durchmesser von 13 mm wurde ein Apfelsaft mit einem Gehalt von 15 % aufgelöstem Feststoff und einem RBU-Farbwert von 4500 mit dem als Probe 3 von Beispiel 1 bezeichneten Adsorberharz in Kontakt gebracht. Der Saft wurde mit einem 10 ml Bett des Adsorberharzes in der HCl-Form kontaktiert. Die Strömungsgeschwindigkeit wird auf 6 Bettvolumina/h für eine 30 Bettvolumina äquivalente Zeitspanne gehalten. Die Temperatur des Apfelsaftes liegt bei Umgebungstemperatur oder ungefähr 20ºC.
Der aus der Säule austretende Apfelsaft wird auf den RBU-Wert analysiert und zeigt Werte von 91 bis 1035. In der Industrie liegt ein annehmbarer RBU-Farbwert bei 1195. Die Ergebnisse zeigen, daß selbst bei sehr hohen RBU-Werten die vorliegende Erfindung effektiv zur Entfernung eines größeren Prozentsatzes der Farbkörper ist.

Beispiel 7

5 ml des Adsorberharzes, im wesentlichen dasselbe wie Probe 3 von Beispiel 1, in der Salzsäureform wird in eine Glassäule mit 8 mm Innendurchmesser x 100 mm eingefüllt. Die Säulentemperatur wird auf 50ºC gehalten. Das Harz wird mit Farbkörpern durch Durchleiten eines synthetischen Dextrosesirups durch das Harz beladen. Der synthetische Dextrosesirup enthält 50 % aufgelöste Dextrose, 1170 mg/l NaCl, 150 mg/l Stickstoff (als Glycin), 16,7 mg/l 5-Hydroxymethyl-2-furfural, 100 ppb Acetaldehyd. Die Färbung wird dem Sirup durch Erhitzen der Lösung auf 70ºC und Einstellen des pH auf 8, dann Abkühlen der Lösung auf 40ºC und Erniedrigung des pH-Wertes auf etwa 4,0 erteilt. Der Sirup hat einen pH von etwa 4,0 und zeigt einen RBU-Wert im Bereich von 300-650. Der synthetische Dextrosesirup wird durch die Säule des Adsorberharzes mit 4 Bettvolumina pro h gepumpt, bis der gewünschte Grad der Entfärbung erreicht ist. Die Säule wird dann auf Umgebungstemperatur für den Desorptionszyklus abgekühlt. Das Harz wird mit Wasser zur Entfernung von restlichem Zucker gewaschen.
Eine wässrige Lösung von 2,0 % NaOH, 1,0 % NaCl und 0,5 % Na&sub2;SO&sub4; wird hergestellt. Diese basische Lösung ist ein repräsentatives Beispiel einer Regenerierflüssigkeit aus einem zur Entmineralisierung einer wässrigen Zuckerlösung verwendeten Anionenaustauscherharz. Selbstverständlich ist eine beliebige Lösung geeignet, welche angemessene Hydroxylionen enthält und sonst das Verfahren nicht stört. 3 Bettvolumina der zuvorgenannten Lösung werden in einem Verhältnis von 4 Teilen Wasser auf 1 Teil Lösung verdünnt, um ein Gesamtvolumen von 15 Bettvolumina zu erhalten. Das mit Farbkörper beladene Adsorberharz wird von diesen Farbkörpern desorbiert, indem anfänglich das Harz mit etwa 5 Bettvolumina der verdünnten basischen Lösung zur praktischen Umwandlung des Adsorberharzes in die freibasische Form und dann Kontaktieren des Adsorberharzes mit etwa 10 Bettvolumina der verdünnten basischen Lösung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 1,2 Bettvolumina pro h zur Desorption der Farbkörper in Kontakt gebracht wird.
Der Prozentsatz von von dem Adsorberharz desorbierten Farbkörpern wird durch Division der Gesamtmenge von Farbkörpern in der basischen Regenerierlösung durch die Gesamtmenge der aus der Zuckerlösung adsorbierten Farbkörper bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle V aufgeführt. Tabelle V Bettvolumina Regenerierflüssigkeit % desorbierte Farbkörper
Die Werte zeigen die Effektivität der synthetischen Abfall- Regenerierströmung zur Desorption von Farbkörpern aus dem Adsorberharz.

Claims

1. Verfahren zur Entfärbung einer Farbkörper enthaltenden, wässrigen Zuckerlösung, umfassend:

Inkontaktbringen einer wässrigen Zuckerlösung mit einem Adsorberharz, welches Farbkörper aus dieser wässrigen Zuckerlösung adsorbiert, worin dieses Harz ein makroporöses Copolymeres eines monovinylaromatischen Monomeren und eines vernetzenden Monomeren ist, das mit hydrophilen Gruppen funktionalisiert worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Copolymere in einem gequollenen Zustand in Anwesenheit eines Friedel-Crafts-Katalysators nachvernetzt worden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das vernetzende Monomere Divinylbenzol, Trivinylbenzol oder Diethylenglykoldiacrylat ist.

3. Verfahren nah Anspruch 1, worin das monovinylaromatische Monomere Styrol oder ein Styrolderivat, Vinyltoluol, Vinylbenzylchlorid, Vinylbenzylalkohol oder Vinylnaphthalin ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin das makroporöse Copolymere 1 bis 45 Gew.-% des vernetzenden Monomeren enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, worin das nachvernetzte, makroporöse Copolymere mit Dimethylamin, Trimethylamin oder Dimethylethanolamin funktionalisiert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, worin das nachvernetzte Copolymere durch Solvolyse funktionalisiert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, worin das nachvernetzte Copolymere durch Sulfonierung funktionalisiert ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Adsorberharz eine Oberfläche von 150 bis 2100 m²/g besitzt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Adsorberharz ein eine Porosität von 0,01 bis 70 ccm/ccm besitzt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Adsorberharz eine prozentuale Schrumpfung/Quellung unter 7 % besitzt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Trockengewichtskapazität des Adsorberharzes größer als null bis 4,0 mÄq/g ist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, worin die wässrige Zuckerlösung eine Lösung von Maissirup, Maissirup mit hohem Fructoseanteil, ein Fruchtsaft, Sorbit, Saccharose oder Dextrose ist.

13. Verfahren nach Anspruch 1, worin die wässrige Zuckerlösung mit dem Adsorberharz kontinuierlich in einer gepackten Kolonne in Kontakt gebracht wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Menge des eingesetzten Adsorberharzes 1.000 bis 4.000 lbs. Trockenfeststoffe/C.F. (16.052 - 64.208 kg/m³) Harz ist.

15. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend die Desorption von Farbkörpern aus dem Adsorberharz durch Inkontaktbringen des Harzes mit einer Regenerierlösung, welche eine Hydroxidionenkonzentration von 0,05N bis 0,5N aufweist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, worin diese Regenerierlösung eine Regenerieraustrittsströmung aus einem Anionenaustauscherharz ist, das zur Entmineralisierung der wässrigen Zuckerlösung verwendet wurde, umfassend eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid, Natriumchlorid und Natriumsulfat.

17. Verfahren nach Anspruch 15, worin ein ausreichendes Volumen von Regenerierlösung das Adsorberharz kontaktiert, um wenigstens 85 % der Farbkörper aus dem Copolymeren zu desorbieren.

18. Verfahren nach Anspruch 15, weiter umfassend das Inkontaktbringen des desorbierten Adsorberharzes mit Wasser zur Entfernung von restlichen Hydroxidionen, die vom Kontakt mit der Regenerieraustrittsströmung zurückbleiben.

19. Verfahren nach Anspruch 15, weiter umfassend die Umwandlung des Adsorberharzes in die Säureform durch Inkontaktbringen des Adsorberharzes mit einer sauren Lösung.

20. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Adsorberharz in Kombination in einer Mischbetteinheit mit einem Kationenaustauscher- und einem Anionenaustauscherharz verwendet wird.