淺談離子交換樹脂在精制糖行業(yè)中的應用

1、    淺談離子交換樹脂在精制糖行業(yè)中的應用    潘小銘摘 要：利用離子交換樹脂純化和分離的方法，在精制糖行業(yè)中的應用已經(jīng)有了幾十年的工作經(jīng)驗，按照已有的開發(fā)技術，采用離子交換樹脂的方法進行糖漿的轉(zhuǎn)換，使用離子和碳，減少灰分和顏色，生產(chǎn)出的糖的溶液質(zhì)量穩(wěn)定。通過蛋白質(zhì)、交換過程中去除灰分等過程，不必加入二氧化硫也能夠達到增加糖漿色澤，保持長期穩(wěn)定的目的。使用離子交換樹脂，經(jīng)歷脫鈣、除鹽、脫色、色譜分離的過程，最終在精制糖的生產(chǎn)應用上發(fā)揮作用。關鍵詞：離子交換樹脂；精制糖；除鹽脫色隨著科學技術的發(fā)展，當前糖的生產(chǎn)技術已經(jīng)較為成熟，包括酶法液化、糖化等，達

2、到葡萄糖的異構(gòu)化轉(zhuǎn)化，采用無機分子篩以及功能性離子交換樹脂的方法，將高葡萄糖分離出來。采用固定化酶的方法應用在制糖工業(yè)上。1、離子交換樹脂工作原理離子交換樹脂的性能主要有物理性能和吸附性能兩方面衡量。物理性能包括外形、粒度、顏色、密度、顆粒溶脹度、機械強度和熱穩(wěn)定性等，吸附性能包括全交換容量。在不同介質(zhì)、ph值下的容量，吸附平衡速度以及解吸性能。外形離子交換樹脂的外形多為球形，在聚合時直接成型，球形率可達90%以上。球形樹脂的填充狀態(tài)好，耐磨性也比其他形狀好。粒度是樹脂在水中充分膨脹后的顆粒直徑。水處理中，常用的樹脂顆粒為0.31.2mm。樹脂顆粒的大小和均勻程度相對離子交換水處理工藝有較大的

3、影響1。樹脂有透明和不透明的，顏色有多種，如乳白、淺黃、深黃甚至深褐色。凝膠型樹脂多呈透明或半透明，大孔型樹脂呈不透明狀態(tài)。樹脂顏色并不能反映樹脂的性能，即使同一型號不同批次的樹脂產(chǎn)品在顏色上也可能也有差別，但若在使用過程樹脂發(fā)生變化，則往往是由于樹脂受到污染，應引起注意。密度樹脂密度可分為干態(tài)密度和濕態(tài)密度。由于水處理中樹脂均在濕態(tài)下使用，所以濕態(tài)密度更具有實際意義。樹脂的惰性骨架通常是疏水性的，而樹脂內(nèi)的交換基團具有相當?shù)幕瘜W活性，離子交換樹脂是親水性的。糖的生產(chǎn)過程中，原料的成分很復雜，雜質(zhì)中有無機鹽、脂肪、有色物質(zhì)等，對于糖漿的質(zhì)量有著影響，要去除雜質(zhì)，就要利用離子交換樹脂的吸附作用。

4、經(jīng)過樹脂吸附脫色，糖轉(zhuǎn)化為液，去除了幾乎全部的灰色和有機酸等。形成了精致化的糖漿。工藝流程是陽-陰兩床兩套并聯(lián)使用，或者陽陰陽陰四床串聯(lián)使用等。經(jīng)過樹脂吸附的糖化液，降溫達到40攝氏度的視乎，采用串聯(lián)使用的方法驅(qū)動離子交換樹脂床，充分發(fā)揮其交換能力。2、制糖工業(yè)對離子交換樹脂的要求樹脂必須是無毒殘留物，按照食品生產(chǎn)要求特殊進行處理，具有較高的交換容量，能夠很好地進行無機鹽的交換，對大的有機分子有交換和吸附能力，交換速度較快，能夠縮短交換的周期，提高設備的利用率2。陰離子交換柱以naoh水溶液為流動相，糖在陰離子交換樹脂上洗脫順序為多元醇、單糖和低聚糖，但改變流動相組成或改變柱溫可以改變保留順序

5、。陽離子交換柱陽離子交換樹脂柱以4%l0%交聯(lián)磺化的聚苯乙烯一二乙烯基苯（ps/ dvb）共聚物為基質(zhì)，樹脂通常吸附ca，pb，ag，na ，h， 等金屬離子為金屬抗衡離子，以蒸餾水作流動相，在80-90溫度下來分離糖。鈣型陽離子交換樹脂柱，以純水水溶液為流動相可分離蔗糖，果糖，葡萄糖，等或以含edta.ca水溶液作流動相可分離單糖、雙糖。氫型陽離子交換樹脂柱應用也很多，以0.04 mol/l h3po4水溶液或ph為2.5硫酸水溶液為流動相可分離乳糖、葡萄糖和果糖等，以h3po4水溶液為流動相分離一些糖和有機酸。3、離子交換樹脂的使用注意事項3.1離子交換樹脂含有一定水份，不宜露天存放，儲運

6、過程中應保持濕潤，以免風干脫水，使樹脂破碎，如貯存過程中樹脂脫水了，應先用濃食鹽水（10%）浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放入水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。3.2冬季儲運使用中，應保持在5-40的溫度環(huán)境中，避免過冷或過熱，影響質(zhì)量，若冬季沒有保溫設備時，可將樹脂貯存在食鹽水中，食鹽水濃度可根據(jù)氣溫而定。離子交換樹脂的工業(yè)產(chǎn)品中，常含有少量低聚合物和未參加反應的單體，還含有鐵、鉛、銅等無機雜質(zhì)，當樹脂與水、酸、堿或其它溶液接觸時，上述物質(zhì)就會轉(zhuǎn)入溶液中，影響出水質(zhì)量，因此，新樹脂在使用前必須進行預處理，一般先用水使樹脂充分膨脹，然后，對其中的無機雜質(zhì)（主要是鐵的化合物）可用4-5%的稀鹽酸除去，有

7、機雜質(zhì)可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去，洗到近中性即可。如在醫(yī)藥制備中使用，須用乙醇浸泡處理。3.3樹脂在使用中，防止與金屬（如鐵、銅等）油污、有機分子微生物、強氧化劑等接觸，免使離子交換能力降低，甚至失去功能，因此，須根據(jù)情況對樹脂進行不定期的活化處理，活化方法可根據(jù)污染情況和條件而定，一般陽樹脂在軟化中易受fe的污染可用鹽酸浸泡，然后逐步稀釋，陰樹脂易受有機物污染，可用10%nac1+2-5%naoh混合溶液浸泡或淋洗，必要時可用1%雙氧水溶液泡數(shù)分鐘，其它，也可采用酸堿交替處理法，漂白處理法，酒精處理及各種滅菌法等等3。3.4新樹脂的預處理：離子交換樹脂的工業(yè)產(chǎn)品中，常含有少量低聚物和未參

8、加反應的單體，還含有鐵、鉛、銅等無機雜質(zhì)。當樹脂與水、酸、堿或其它溶液接觸時，上述物質(zhì)就會轉(zhuǎn)入溶液中，影響出水質(zhì)量。因此，新樹脂在使用前必須進行預處理。一般先用水使樹脂膨脹，然后，對其中的無機雜質(zhì)（主要是鐵的化合物）可用4-5%的稀鹽酸除去，有機雜質(zhì)可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去洗到近中性即可。結(jié)語：利用離子交換樹脂的方法，對糖進行純化和分離，從糖化的過程中得到含有灰分的糖漿、有機酸、有色體，這些雜質(zhì)的產(chǎn)生，影響的糖的品質(zhì)，因此，在進行糖的異構(gòu)化深加工的時候，要對離子交換樹脂的方法進行改良，例如用碳和離子交換的方法減少顏色和灰分，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的精制糖。參考文獻：1張一帆，王志偉，安瑩， 等.離子交換樹脂吸附銨性能研究j.環(huán)境工程，2014，（1）：55-59.2胡瑞云，沈石妍，李艷芳， 等.離子交換樹脂再生方法的優(yōu)化j.中國糖料，2017，（5）：20-22，29.3龔殿婷，張宏軍.離子交換樹脂吸附法提純硼酸j.硅酸鹽通報，2013，（1）：166-171.科學與財