離子交(jiao)換樹脂在制糖(tang)行業中的應用(yong)

　　隨著生活水平的提高，人們對高品(pin)質糖(tang)的消(xiao)費越來(lai)越大，產品(pin)質量問題受到(dao)越來(lai)越多人的關注。在(zai)制(zhi)糖(tang)生產過程(cheng)中脫(tuo)色和(he)(he)提純是較為關鍵(jian)的技(ji)術環節，脫(tuo)色效果的好壞直接影(ying)響到(dao)產品(pin)的質量，特別是精(jing)糖(tang)和(he)(he)優質糖(tang)漿的生產上(shang)。

　　離子(zi)交(jiao)換樹(shu)脂(zhi)以(yi)其顯(xian)著的(de)過柱(zhu)流速(su)大(da)、脫色范圍廣、脫色容量高(gao)、可(ke)反復再生(sheng)重用(yong)以(yi)及對雜質離子(zi)具有(you)軟化作用(yong)或去離子(zi)作用(yong)等(deng)方面的(de)優勢在制(zhi)糖(tang)生(sheng)產中得到(dao)廣泛(fan)的(de)應用(yong)。

　　與傳統(tong)單獨使用木炭、骨(gu)炭、活性炭處(chu)理糖(tang)(tang)漿(jiang)的(de)方法(fa)相比，采用離子交換(huan)的(de)脫色工藝(yi)(yi)，更加符合現階段食品安全要求，同(tong)時(shi)可以大大提高糖(tang)(tang)漿(jiang)的(de)質(zhi)量(liang)，提高糖(tang)(tang)的(de)生產率，為企(qi)業降低(di)工藝(yi)(yi)成本。

　　離子交換的原理

　　離子交(jiao)換(huan)樹脂，是帶有(you)官能團(有(you)交(jiao)換(huan)離子的活性基團)、具有(you)網狀結(jie)構、不溶性的高分子化合物。

　　在離(li)子(zi)交換樹脂的高分子(zi)表面上有許(xu)多和膠體表面相(xiang)似(si)的雙電子(zi)層(ceng)，被緊(jin)緊(jin)地吸(xi)附在高分子(zi)表面的離(li)子(zi)層(ceng)稱為固定層(ceng)，也就是內層(ceng)離(li)子(zi)，在其外面是一層(ceng)符號相(xiang)反，活動(dong)性較(jiao)大，容易向溶液(ye)中逐漸擴(kuo)散的反離(li)子(zi)層(ceng)，稱為擴(kuo)散層(ceng)。

　　離(li)子(zi)(zi)交(jiao)換樹脂遇到含有(you)電解質的(de)水溶液(ye)時(shi)發生交(jiao)換作用(yong)。當一種具有(you)一定離(li)子(zi)(zi)型的(de)交(jiao)換樹脂和需要除去一個或多個離(li)子(zi)(zi)的(de)溶液(ye)相接觸時(shi)，它們將有(you)效地進行離(li)子(zi)(zi)交(jiao)換直到達成平衡為止。

　　在這之后，如果想把已經用過(guo)的樹(shu)脂(zhi)重復(fu)利用，需(xu)要(yao)(yao)使(shi)其恢復(fu)到原(yuan)來(lai)的離子(zi)型狀態，也(ye)就是(shi)說，要(yao)(yao)使(shi)用某種溶液將樹(shu)脂(zhi)中吸附的離子(zi)和其他(ta)雜(za)質洗脫(tuo)出(chu)來(lai)，使(shi)之再生，從而(er)恢復(fu)原(yuan)來(lai)的性能。

　　離子交(jiao)換工藝是如何實現(xian)脫色的?

　　在制糖(tang)行業中色值是糖(tang)廠產品檢驗(yan)中的一個(ge)重要指標，脫(tuo)(tuo)色問(wen)題歷來都是制糖(tang)過程(cheng)的難(nan)題之一。那么離子交(jiao)換工藝為什么是制糖(tang)工業脫(tuo)(tuo)色主(zhu)流工藝技術呢?

　　離子交換樹脂大(da)都是用有機合(he)成方法制(zhi)成，基體制(zhi)造(zao)原料主要有苯乙烯(xi)和丙烯(xi)酸(suan)(酯)兩大(da)類，通過(guo)聚(ju)合(he)反應生成具有三維空(kong)間(jian)立體網絡結構(gou)的(de)骨(gu)架，然后再(zai)在(zai)骨(gu)架上導入不同(tong)類型的(de)化(hua)學活性基團(tuan)(通常為酸(suan)性或堿(jian)性基團(tuan))而制(zhi)成。

　　離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂中的這種化(hua)學活性(xing)基(ji)團，即是交(jiao)換(huan)官能團，能夠在水溶液(ye)中能離(li)(li)解出(chu)某些陽離(li)(li)子(zi)(如(ru)H+或(huo)(huo)Na+) 或(huo)(huo)陰(yin)離(li)(li)子(zi) (如(ru)OH-或(huo)(huo)C1-)，同時吸(xi)附溶液(ye)中原(yuan)來存(cun)有的其他(ta)陽離(li)(li)子(zi)或(huo)(huo)陰(yin)離(li)(li)子(zi)。這也是樹(shu)脂中的離(li)(li)子(zi)與溶液(ye)中的離(li)(li)子(zi)互相(xiang)交(jiao)換(huan)從而將溶液(ye)中的離(li)(li)子(zi)分離(li)(li)出(chu)來的原(yuan)理所在。

　　苯乙(yi)烯系樹(shu)脂擅(shan)長吸附芳(fang)香族物質，善(shan)于(yu)吸附糖汁中(zhong)的多酚類色素(包括帶負電(dian)的或不帶電(dian)的);但在再(zai)生時較難洗脫。

　　丙烯酸系樹脂(zhi)能交換吸(xi)附大多(duo)數離子型色(se)素(su)，脫(tuo)色(se)容量大，而且吸(xi)附物較易(yi)洗(xi)脫(tuo)，便于再生，在糖廠中(zhong)可用作主(zhu)要的脫(tuo)色(se)樹脂(zhi)。

　　也就是(shi)說苯乙(yi)(yi)烯(xi)系樹脂可除去離(li)子型色(se)素(su)和芳香性色(se)素(su)，但不(bu)易再(zai)生，成本較高;丙(bing)烯(xi)酸系樹脂能除去大(da)(da)部分陰(yin)離(li)子色(se)素(su)，而不(bu)能除去芳香性色(se)素(su)，但易再(zai)生(用食鹽(yan)溶液即可)。從另一方面來(lai)說丙(bing)烯(xi)酸骨架(jia)的(de)樹脂比苯乙(yi)(yi)烯(xi)骨架(jia)的(de)樹脂具有更大(da)(da)的(de)脫(tuo)色(se)容量(liang)，而后者(zhe)有較大(da)(da)的(de)脫(tuo)色(se)選擇性。

　　因此，糖液脫色(se)可充分發揮兩者的長處，先用(yong)丙烯酸樹脂進行粗脫色(se)，再用(yong)苯乙烯樹脂進行精脫色(se)。

　　另(ling)外離子(zi)交換樹(shu)脂基團對色(se)(se)素的(de)離子(zi)交換作(zuo)用(yong)、樹(shu)脂骨架(jia)的(de)溶解作(zuo)用(yong)和(he)樹(shu)脂內表(biao)面對色(se)(se)素的(de)分子(zi)吸(xi)附作(zuo)用(yong)是樹(shu)脂脫色(se)(se)功能(neng)的(de)根(gen)本原因。所(suo)以吸(xi)附色(se)(se)素的(de)種類及脫色(se)(se)容量取決于樹(shu)脂骨架(jia)結構、交換基團的(de)類別以及樹(shu)脂的(de)物(wu)理孔(kong)徑和(he)化學孔(kong)徑。

　　而脫色(se)(se)速率除(chu)了與樹脂(zhi)的孔徑(jing)有關外，與樹脂(zhi)的顆粒(li)度亦有關系(xi)。一(yi)般(ban)來說(shuo)，粒(li)度愈小(xiao)則(ze)脫色(se)(se)速率愈高。當然外界條(tiao)件如、溫度、流速等對脫色(se)(se)范(fan)圍(wei)、脫色(se)(se)容量及脫色(se)(se)速率都(dou)有較大影響。

　　科(ke)海思制糖(tang)脫色工藝(yi)優勢(shi)

　　通過離子交換(huan)工藝，去除著色(se)體的機理可以表示為(wei)：

　　RN+ (CH3) 3 Cl- + CA ? RN+ (CH3) 3 A- + CCl

　　A-陰離?雜質或有?化合物 I R-樹脂-苯?烯(xi)環I Cl-可交換氯化物

　　其工藝優勢具體表現為(wei)：

　　低(di)成(cheng)本(ben)(ben)。由(you)于再(zai)生液價格低(di)廉，樹脂再(zai)生成(cheng)本(ben)(ben)低(di)。因此(ci)，樹脂脫色是(shi)活性炭或其(qi)他傳(chuan)統(tong)方法的(de)低(di)成(cheng)本(ben)(ben)替代方案(an)。

　　易操作。樹(shu)脂(zhi)工(gong)藝(yi)易于(yu)處(chu)(chu)理(li)，也可(ke)以自動化處(chu)(chu)理(li)。再生(sheng)(sheng)劑和樹(shu)脂(zhi)裝在一個封閉(bi)的容器內，因此該工(gong)藝(yi)相對于(yu)其(qi)他(ta)脫(tuo)色工(gong)藝(yi)更加衛(wei)生(sheng)(sheng)。

　　高(gao)速率。這種方法可(ke)以在更高(gao)的(de)流(liu)速下操作。因此(ci)，給定的(de)液體流(liu)量(liang)需要較輕的(de)容器。此(ci)外，更短的(de)保留時間(jian)可(ke)減少(shao)脫色過程中蔗糖的(de)降解(jie)。

　　科海思(si)脫色工藝使用樹(shu)脂

　　Tulsimer? A-722樹脂

　　Tulsimer ?A-722是(shi)一款具有便于(yu)顏色和有機物去(qu)除(chu)具有控制孔徑的(de)大孔強(qiang)堿性Ⅰ型陰特種脫色用離子(zi)交換樹(shu)脂，其本身(shen)的(de)大孔特性而顯示出(chu)了(le)優越的(de)物理特性和化學穩(wen)定(ding)性，適合于(yu)在(zai)廣泛的(de)PH范圍內(nei)和溫(wen)度條(tiao)件(jian)下使用。

　　重要參數

　　Tulsimer? A-30MP樹脂

　　Tulsimer ?A-30 MP 是(shi)一(yi)款具有(you)季(ji)胺官能基的(de)基于聚(ju)丙(bing)烯酰胺主體結構的(de)大孔強堿性(xing)陰(yin)離子(zi)交換樹脂，使用(yong)壽命長，交換能力(li)，沖洗(xi)要求低(di)，同時因(yin)為其為優良的(de)堿性(xing)樹脂，具有(you)更大的(de)再生效率(lv)且很容易用(yong)堿性(xing)鹽(yan)溶液再生。廣泛應(ying)用(yong)于制糖工業中糖的(de)脫色(se)問(wen)題的(de)解(jie)決。

　　重要參數

　　科海思(si)脫色工藝使用樹脂特征

　　科海思脫(tuo)色(se)工藝使用(yong)樹脂操作(zuo)條件(jian)

　　使用10%氯化(hua)鈉溶(rong)液進(jin)行樹(shu)脂(zhi)再生(sheng)(sheng)。再生(sheng)(sheng)后，會產生(sheng)(sheng)一定量(liang)的(de)(de)再生(sheng)(sheng)液，其中再生(sheng)(sheng)液的(de)(de)處理是一個關鍵問題。為(wei)了(le)滿足這一需求(qiu)，選(xuan)擇了(le)納濾技(ji)術，該技(ji)術可以回收大約(yue)80-85%的(de)(de)氯化(hua)鈉。恢復后，該鹽(yan)可與新(xin)鮮鹽(yan)混合以再生(sheng)(sheng)樹(shu)脂(zhi)，從而將廢物截留率降低70-80%。