離子交換樹脂在制糖行業中的應用
随著(zhe)生活水平的提高，人們對(duì)高品質糖的消費越來越大，産品質量問題受到越來越多人的關注。在制糖生産過(guò)程中脫色和提純是較爲關鍵的技術環節，脫色效果的好(hǎo)壞直接影響到産品的質量，特别是精糖和優質糖漿的生産上。
離子交換樹脂以其顯著的過(guò)柱流速大、脫色範圍廣、脫色容量高、可反複再生重用以及對(duì)雜質離子具有軟化作用或去離子作用等方面(miàn)的優勢在制糖生産中得到廣泛的應用。
與傳統單獨使用木炭、骨炭、活性炭處理糖漿的方法相比，采用離子交換的脫色工藝，更加符合現階段食品安全要求，同時(shí)可以大大提高糖漿的質量，提高糖的生産率，爲企業降低工藝成(chéng)本。
離子交換的原理
離子交換樹脂，是帶有官能(néng)團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。
在離子交換樹脂的高分子表面(miàn)上有許多和膠體表面(miàn)相似的雙電子層，被(bèi)緊緊地吸附在高分子表面(miàn)的離子層稱爲固定層，也就(jiù)是内層離子，在其外面(miàn)是一層符号相反，活動性較大，容易向(xiàng)溶液中逐漸擴散的反離子層，稱爲擴散層。
離子交換樹脂遇到含有電解質的水溶液時(shí)發(fā)生交換作用。當一種(zhǒng)具有一定離子型的交換樹脂和需要除去一個或多個離子的溶液相接觸時(shí)，它們將(jiāng)有效地進(jìn)行離子交換直到達成(chéng)平衡爲止。
在這(zhè)之後(hòu)，如果想把已經(jīng)用過(guò)的樹脂重複利用，需要使其恢複到原來的離子型狀态，也就(jiù)是說(shuō)，要使用某種(zhǒng)溶液將(jiāng)樹脂中吸附的離子和其他雜質洗脫出來，使之再生，從而恢複原來的性能(néng)。
離子交換工藝是如何實現脫色的?
在制糖行業中色值是糖廠産品檢驗中的一個重要指标，脫色問題曆來都(dōu)是制糖過(guò)程的難題之一。那麼(me)離子交換工藝爲什麼(me)是制糖工業脫色主流工藝技術呢?
離子交換樹脂大都(dōu)是用有機合成(chéng)方法制成(chéng)，基體制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)兩(liǎng)大類，通過(guò)聚合反應生成(chéng)具有三維空間立體網絡結構的骨架，然後(hòu)再在骨架上導入不同類型的化學(xué)活性基團(通常爲酸性或堿性基團)而制成(chéng)。
離子交換樹脂中的這(zhè)種(zhǒng)化學(xué)活性基團，即是交換官能(néng)團，能(néng)夠在水溶液中能(néng)離解出某些陽離子(如H+或Na+) 或陰離子
(如OH-或C1-)，同時(shí)吸附溶液中原來存有的其他陽離子或陰離子。這(zhè)也是樹脂中的離子與溶液中的離子互相交換從而將(jiāng)溶液中的離子分離出來的原理所在。
苯乙烯系樹脂擅長(cháng)吸附芳香族物質，善于吸附糖汁中的多酚類色素(包括帶負電的或不帶電的);但在再生時(shí)較難洗脫。
丙烯酸系樹脂能(néng)交換吸附大多數離子型色素，脫色容量大，而且吸附物較易洗脫，便于再生，在糖廠中可用作主要的脫色樹脂。
也就(jiù)是說(shuō)苯乙烯系樹脂可除去離子型色素和芳香性色素，但不易再生，成(chéng)本較高;丙烯酸系樹脂能(néng)除去大部分陰離子色素，而不能(néng)除去芳香性色素，但易再生(用食鹽溶液即可)。從另一方面(miàn)來說(shuō)丙烯酸骨架的樹脂比苯乙烯骨架的樹脂具有更大的脫色容量，而後(hòu)者有較大的脫色選擇性。
因此，糖液脫色可充分發(fā)揮兩(liǎng)者的長(cháng)處，先用丙烯酸樹脂進(jìn)行粗脫色，再用苯乙烯樹脂進(jìn)行精脫色。
另外離子交換樹脂基團對(duì)色素的離子交換作用、樹脂骨架的溶解作用和樹脂内表面(miàn)對(duì)色素的分子吸附作用是樹脂脫色功能(néng)的根本原因。所以吸附色素的種(zhǒng)類及脫色容量取決于樹脂骨架結構、交換基團的類别以及樹脂的物理孔徑和化學(xué)孔徑。
而脫色速率除了與樹脂的孔徑有關外，與樹脂的顆粒度亦有關系。一般來說(shuō)，粒度愈小則脫色速率愈高。當然外界條件如、溫度、流速等對(duì)脫色範圍、脫色容量及脫色速率都(dōu)有較大影響。
科海思制糖脫色工藝優勢
通過(guò)離子交換工藝，去除著(zhe)色體的機理可以表示爲：
RN+ (CH3) 3 Cl- + CA ▶ RN+ (CH3) 3 A- + CCl
A-陰離⼦雜質或有⾊化合物 I R-樹脂-苯⼄烯環I Cl-可交換氯化物
其工藝優勢具體表現爲：
低成(chéng)本。由于再生液價格低廉，樹脂再生成(chéng)本低。因此，樹脂脫色是活性炭或其他傳統方法的低成(chéng)本替代方案。
易操作。樹脂工藝易于處理，也可以自動化處理。再生劑和樹脂裝在一個封閉的容器内，因此該工藝相對(duì)于其他脫色工藝更加衛生。
高速率。這(zhè)種(zhǒng)方法可以在更高的流速下操作。因此，給定的液體流量需要較輕的容器。此外，更短的保留時(shí)間可減少脫色過(guò)程中蔗糖的降解。
科海思脫色工藝使用樹脂
Tulsimer® A-722樹脂
Tulsimer
®A-722是一款具有便于顔色和有機物去除具有控制孔徑的大孔強堿性Ⅰ型陰特種(zhǒng)脫色用離子交換樹脂，其本身的大孔特性而顯示出了優越的物理特性和化學(xué)穩定性，适合于在廣泛的PH範圍内和溫度條件下使用。
重要參數
Tulsimer® A-30MP樹脂
Tulsimer ®A-30 MP
是一款具有季胺官能(néng)基的基于聚丙烯酰胺主體結構的大孔強堿性陰離子交換樹脂，使用壽命長(cháng)，交換能(néng)力，沖洗要求低，同時(shí)因爲其爲優良的堿性樹脂，具有更大的再生效率且很容易用堿性鹽溶液再生。廣泛應用于制糖工業中糖的脫色問題的解決。
重要參數
科海思脫色工藝使用樹脂特征
科海思脫色工藝使用樹脂操作條件
使用10%氯化鈉溶液進(jìn)行樹脂再生。再生後(hòu)，會(huì)産生一定量的再生液，其中再生液的處理是一個關鍵問題。爲了滿足這(zhè)一需求，選擇了納濾技術，該技術可以回收大約80-85%的氯化鈉。恢複後(hòu)，該鹽可與新鮮鹽混合以再生樹脂，從而將(jiāng)廢物截留率降低70-80%。
北京總部：
