離子樹(shù)脂交換法原理
離子交換法主要是基于一種合成的離子交換樹(shù)脂交換劑作為吸附劑,以吸附溶液中需要分離的離子。在生物工業(yè)中最常用的交換劑是離子交換樹(shù)脂,可以廣泛的用于提取氨基酸,有機(jī)酸,抗生素等小分子的生物制品。在提取的過(guò)程中,生物制品從發(fā)酵液中會(huì)吸附在離子交換樹(shù)脂上,然后會(huì)在適宜的條件下使用洗脫劑將吸附物從樹(shù)脂上洗脫下來(lái),以達(dá)到分離。濃縮,提純的目的。
離子交換法特點(diǎn)和缺點(diǎn)
離子交換法的特點(diǎn)是樹(shù)脂無(wú)毒而且樹(shù)脂可以重復(fù)使用,不需要或者是使用少量的有機(jī)溶劑,所以它的成本比較低,設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便。在目前已經(jīng)成為生物制品中提純分離的主要方法之一。但是離子交換法它的生產(chǎn)周期長(zhǎng),PH的范圍變化大,甚至影響成品質(zhì)量等缺點(diǎn)。除此之外,離子交換樹(shù)脂可以廣泛的應(yīng)用在脫色,飲水軟化以及制備無(wú)鹽水等領(lǐng)域中。
離子交換樹(shù)脂的分離原理
離子交換樹(shù)脂它是具有網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu),而且不溶于酸,堿和有機(jī)物的固體高分子化合物,離子交換樹(shù)脂的單元結(jié)構(gòu)主要由兩部分組成。一部分是不可移動(dòng)而且具有立體結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)骨架,另一部分是可移動(dòng)的活性離子。活性離子可以在網(wǎng)絡(luò)骨架和溶液之間自由的遷移,當(dāng)樹(shù)脂處在溶液中時(shí),上面的活性離子會(huì)與溶液中的同性離子產(chǎn)生交換反應(yīng),這種交換是等量進(jìn)行的。如果樹(shù)脂釋放出來(lái)的是活性陽(yáng)離子,它就會(huì)與溶液中的陽(yáng)離子發(fā)生交換,稱為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,如果釋放出來(lái)的是活性的陰離子,它就會(huì)與交換溶液中的陰離子發(fā)生交換,稱為陰離子交換樹(shù)脂。
離子交換樹(shù)脂應(yīng)用
1.離子交換樹(shù)脂在水處理領(lǐng)域中的需求量很大,大約占到其產(chǎn)量的90%,主要是用于水中的各種陰陽(yáng)離子的去除,目前較多是應(yīng)用在火力發(fā)電廠的純水處理上;
2.離子交換樹(shù)脂可以應(yīng)用在糖,味精,酒的精制,生物制品•1等工業(yè)裝置上,例如,高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉之后,再經(jīng)過(guò)水解反應(yīng),產(chǎn)生出葡萄糖和果糖,之后再經(jīng)過(guò)離子交換處理之后,可以生成高果糖漿;
3.在有機(jī)合成中常用酸和堿作為催化劑進(jìn)行酯化,水解,酯交換,水合等反應(yīng),使用離子交換樹(shù)脂代替無(wú)機(jī)酸,堿,同樣的可以進(jìn)行上述的反應(yīng),而且它的優(yōu)點(diǎn)更加的多,例如樹(shù)脂可以重復(fù)使用,產(chǎn)品更加容易產(chǎn)生分離,反應(yīng)器不會(huì)被腐,不會(huì)污染環(huán)境,反應(yīng)控制容易等;
4.許多的水溶液或者是非水容液中含有的有毒離子或者非離子物質(zhì),這些可以使用離子交換樹(shù)脂進(jìn)行回收使用,例如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影制片廢液中的有用物質(zhì)等;
5.離子交換樹(shù)脂還可以從平鈾礦離分離,濃縮,提純鈾以及提取稀土元素和貴金屬。
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