Beta 1


Title Optimering af udbyttet ved sukkerproduktion ved behandling af sukkerroemelasse med organiske solventer
Author Lund, Christoffer Buhl (Center for phase equilibria and separation processes, Department of Chemical Engineering, Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Supervisor Thomsen, Kaj (Center for Phase Equilibria and Separation Processes, Department of Chemical Engineering, Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Institution Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark
Thesis level Master's thesis
Year 2007
Abstract Baggrunden for dette projekt er et møde mellem Torben Bøch Andersen, Kaj Thomsen og undertegnende en efterårsdag. Det overordnede mål blev at optimere sukkerproduktionen ved at trække sukker ud af melasse. Kravet er, at der ikke må være giftige rester i produktet, og selvfølgelig skal processen være økonomisk rentabelt. Projektet startede med et litteraturstudie, hvor alle tidligere separationsmetoder blev undersøgt. Under litteraturstudiet blev der fundet frem til, at separation med organiske solventer var den mest interessante metode til at separere sucrose fra melasse. I slutningen af litteraturstudiet blev der fundet frem til at benytte følgende organiske solventer til forsøgene: ethanol, methanol, diethylether, eddikesyre og acetone. I forsøgene blev der målt: sucroseindhold med sucromat, densitet med densimeter, vandindhold med Karl Fisher-metoden og tørstofindhold i vacumovn. Det første der blev eksperimenteret med, var kinetikken. Det var for at undersøge, hvor lang tid opløsningerne skulle omrøres for at opnå ligevægt. Dette viste sige dog at være ret kompliceret, da forsøgene ikke var reproducerbare. Derfor blev der lavet en antagelse om, at ligevægten opnås efter 2 timers omrøring. Opløseligheden af sucrose i de organiske solventer blev undersøgt med variende vandindhold ved stuetemperatur (22 °C). Opløseligheden i Ethanol og Acetone blev yderligere undersøg ved 48 °C. Det resulterer i 5 ternære fasediagrammer med: Sucrose – vand – solvent. Efter en samtale med fødevarestyrelsen blev forsøgene med diethylether indstillet, da solventet ikke er godkendt til behandling af fødevare. De andre solventer havde kun begrænsninger mht. restkoncentrationen af solventerne i det færdige produkt. Dernæst blev opløseligheden af melasse i solventerne undersøgt. Det viste sig, at opløseligheden af melasse i ethanol og acetone var for lav til at blive brugt industriel. Eddikesyre reagerede med sucrose og dannede en esterforbindelse. Esterforbindelsen og esterficeringsgraden var ukendt, men det antages at være sucroseacetat. Selektiviteten for at adskille sucrose fra melasse var ret god. Desværre var der for mange ubekendte i denne reaktion, så der ikke blev arbejdet videre med eddikesyre. Methanol var et velegnet solvent, da storset alt melassen kunne opløses i en 1:1 blanding af methanol og melasse. Selektiviteten for at separere sucrose fra melasse var dog knap så god, da stortset alt tørstoffet var opløst. Derfor blev der eksperimenteret med at fjerne vandet, vha. zeolitter. De anvendte zeolitter kaldes molekylesi. De kunne dog kun adsorbere ca. 4 g vand / 100 g molekylesi. Dette var nok til ligevægtsforholdene blev ændret drastisk. I det tilfælde, hvor der blev brugt mest molekylesi (5,6 g / g vand), blev ca. 47 % af sucrosen udfældet med 9 % af urenhederne. Derved skete der en effektiv separation, hvor bundfaldet bestod af ca. 90 % sucrose og 10 % urenheder. Hvis processen skulle forløbe industrielt vil det betyde, at man for hver 100 kg melasse skal bruge 103 kg methanol og 123 kg molekylsi. Methanolen og molekylesien vil kunne genbruges, og derved vil procesomkostningerne kunne reduceres.
Pages 147
Fulltext
Original PDF Melasse.pdf (10.15 MB)
Admin Creation date: 2007-02-27    Update date: 2008-06-24    Source: dtu    ID: 195930    Original MXD