【文章內(nèi)容簡介】 的形式流過床層 ， 同時(shí)吸附顆粒間有較大的空隙 ， 使料液中的固體顆粒能順利通過床層 。 ? 膨脹床中吸附劑粒子的混合程度低，吸附效率高 ? 膨脹床中液體流動(dòng)接近平推流， 吸附效率高 流化床吸附操作 ? 吸附操作是料液從床底以較高的流速循環(huán)輸入已裝有吸附劑的床層，使固相吸附劑產(chǎn)生流化，同時(shí)料液中的溶質(zhì)在固相上發(fā)生吸附作用，經(jīng)吸附后的料液由吸附塔頂部排出，返回循環(huán)槽，經(jīng)泵循環(huán)返回流化床，以提高吸附效率。當(dāng)吸附劑飽和后，對吸附劑進(jìn)行解吸、再生、洗滌，然后轉(zhuǎn)入下一批次操作。 ? 連續(xù)操作中吸附粒子從床上方輸入，從床底排出，進(jìn)入脫附單元頂部。在脫附單元，用加熱吸附劑或其它方法使吸附質(zhì)解吸，然后進(jìn)行再生（如果解吸后即獲得再生可省去再生操作），再生后的吸附劑返回到吸附單元頂部繼續(xù)進(jìn)行吸附操作。料液由床底進(jìn)入，經(jīng)吸附后由吸附塔頂部排出，料液在出口僅少量排出，大部分通過循環(huán)泵循環(huán)返回流化床，以提高吸附效率。同時(shí)補(bǔ)加一定量新的料液，以維持流化床的流化速度。 流化床吸附操作優(yōu)缺點(diǎn) 固定床 優(yōu)點(diǎn) ：流體在介質(zhì)層中基本上呈平推流，返混小，柱效率高。 缺點(diǎn) ：無法處理含顆粒的料液，因會(huì)堵塞床層，造成壓力降增大而最終使操作無法進(jìn)行。 流化床 優(yōu)點(diǎn) ： 壓降小 ， 可處理高黏度或固體顆粒的粗料液；不需要特殊吸附劑 ， 設(shè)備操作簡單 。缺點(diǎn) ：存在嚴(yán)重的返混 ， 特別是高徑比很小的流化床 ， 使床層理論塔板數(shù)降低 ， 吸附劑的利用率低 。 模擬 /移動(dòng)床吸附操作 1） 移動(dòng)床 吸附操作中固相連續(xù)輸入和排出吸附塔 ， 與料液形成逆流接觸流動(dòng) ，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)態(tài)的吸附操作 。 這種操作方法稱移動(dòng)床操作 。 存在問題：吸附劑的磨損 。固相出口的堵塞 (為此 ， 必須采用床層震動(dòng)或用球形旋轉(zhuǎn)閥等特殊裝置 ) 2） 模擬移動(dòng)床 如果在固定床的基礎(chǔ)上 ， 對床層流動(dòng)相的入 、 出口位置依據(jù)時(shí)間的推移 ， 不斷的切換位置 ， 產(chǎn)生移動(dòng)床的分離效果 ， 則稱該操作為模擬移動(dòng)床 。 四、吸附工藝問題及處理 ? 吸附劑的吸附能力下降 ? 新樹脂在使用前處理不好 ? 料液預(yù)處理不好 ? 吸附劑再生效果不好 ? 吸附劑劣化 ? 操作不合理，使吸附劑受到破壞 ? 固定床操作中，過早出現(xiàn)“穿透”現(xiàn)象 ? 床層裝填不合理，顆粒不均勻等，導(dǎo)致出現(xiàn)偏流現(xiàn)象，需重新對吸附劑床層進(jìn)行裝填。 ? 操作過程不規(guī)范（如流速或壓力突然變化），使床層均勻程度受到破壞，重新裝填吸附劑后，嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行操作。 ? 系統(tǒng)密閉性差，或操作不合理床層內(nèi)出現(xiàn)氣泡或分層現(xiàn)象。進(jìn)行密閉性檢查，消除漏氣，消除氣泡及分層后，再進(jìn)行正常工藝操作。 ? 料液濃度過高，操作流速過大等。對待處理料液進(jìn)行適當(dāng)稀釋，合理確定操作流速 。 ? 吸附劑在使用中受潮引起性能下降 吸附劑在使用中受潮如果不是很嚴(yán)重，可以用干燥的氣體進(jìn)行吹除或用抽真空方式抽吸，降低水的分壓，使吸附劑恢復(fù)部分活性，維持生產(chǎn)使用，但吸附性能難以恢復(fù)如初。如果受潮嚴(yán)重只有按照吸附劑活化處理辦法重新活化。 五、吸附應(yīng)用 膨脹床吸附純化 ：酵母細(xì)胞勻漿液 條件：柱 . = 10 mm, 柱高 = 200 mm, 表面流速 = 66 200 cm/h。 食品業(yè)：模擬移動(dòng)床分離葡萄糖和果糖 污染物治理 廢水 、 空氣 、 醫(yī)藥：尿激酶的制備 第二節(jié) 離子交換的基本原理 離子交換技術(shù)： 是根據(jù)某些溶質(zhì)能解離為 陽離子或陰離子 的特性 ， 利用離子交換劑與不同離子 結(jié)合力強(qiáng)弱 的差異 ， 將溶質(zhì)暫時(shí) 交換到離子交換劑上 ， 然后用合適的 洗脫或再生劑將溶質(zhì)離子交換下來 ， 使溶質(zhì)從原溶液中得到分離 、 濃縮或提純的操作技術(shù) 。 利用離子交換技術(shù)進(jìn)行分離的關(guān)鍵 是離子交換劑 。 ? 最早用于制備軟水和無鹽水 ， 藥品生產(chǎn)用水多采用此法 ? 蛋白質(zhì) 、 核酸等物質(zhì)的分離和提取 ? 在抗生素的提取分離中 應(yīng) 用 ?離子交換體系： 離子交換樹脂 被分離的離子 洗脫液 ?離子交換樹脂： 是一種具有多孔網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的多元酸或多元堿 ， 能與溶液中其它物質(zhì)進(jìn)行交換或吸附的聚合物 。 一、 離子交換體系 離子交換過程：離子交換劑中的活性離子 （ 反離子 ） 與溶液中的溶質(zhì)離子進(jìn)行交換反應(yīng)的過程 。 ?離子交換： R— A+ + B+ = R— B+ + A+ ?洗脫： R— B+ + C+ = R— C+ + B+ ?再生： RC+ + A+ = R— A+ + C+ 二、離子交換平衡 三、離子交換的選擇性 ? 離子交換過程的選擇性 :就是在稀溶液中某種樹脂對不同離子交換親和力的差異 。 離子與樹脂活性基團(tuán)的親和力愈大 ， 則愈容易被樹脂吸附 。 ? 用離子交換常數(shù) （ 交換勢或選擇性系數(shù) ） 表示 四、離子交換過程 和離子交換速率 因此離子交換過程實(shí)際上只有三個(gè)步驟： ?外部擴(kuò)散 ?內(nèi)部擴(kuò)散 ?離子交換反應(yīng) 多步過程總速度取決于 最慢的一步反應(yīng) 。 在生物產(chǎn)品中，分子通常較大，在樹脂內(nèi)部的擴(kuò)散速度相對較慢，其離子交換速度常由 內(nèi)部擴(kuò)散速度所控制。 五、影響離子交換的因素 影響交換速度的因素 ? 顆粒大小：愈小越快 ? 交聯(lián)度：交聯(lián)度小，交換速度快 ? 溫度：越高越快 ? 離子化合價(jià)：化合價(jià)與高，交換越慢 ? 離子大?。涸叫≡娇? ? 攪拌速度：在一定程度上，越大越快 ? 溶液濃度：當(dāng)交換速度為外擴(kuò)散控制時(shí)，濃度越大，交換速度越快 ? 被分離組分料液的性質(zhì)： 溶液粘度越大，交換速度越小 ? 樹脂被污染的情況：不可逆吸附、不溶性的物質(zhì)堵塞，離子交換容量下降，交換速度會(huì)下降； 影響離子交換選擇性的因素 ? 水合離子半徑：半徑越小，親和力越大； ? 離子化合價(jià)：高價(jià)離子易于被吸附； ? 溶液 pH： 影響交換基團(tuán)和交換離子的解離程度，但不影響交換容量； ? 離子強(qiáng)度：越低越好； ? 有機(jī)溶劑：不利于吸附； ? 交聯(lián)度、膨脹度、分子篩：交聯(lián)度大，膨脹度小，篩分能力增大；交聯(lián)度小，膨脹度大，吸附量減少； ? 有機(jī)溶劑：使樹脂對有機(jī)離子的選擇性吸附降低，而容易吸附無機(jī)離子。 ? 樹脂與粒子間的輔助力：除靜電力以外，還有氫鍵和范德華力等輔助力； 定義 ： 一種不溶于水及一般酸、堿和有機(jī)溶 劑的 有機(jī)高分子化合物 ；化學(xué)穩(wěn)定性 良好，且具有離子交換能力，其活性 基團(tuán)一般是多元酸或多元堿。 第三節(jié) 離子交換樹脂 離子交