离子交换树脂在胶原蛋白溶液中脱色的应用
胶原蛋白(也称胶原)是细胞外基质的一种结构蛋白质,英文名“collagen”,由希腊文演化而来,多糖蛋白,呈白色,含有少量的半乳糖和葡萄糖,是细胞外基质(ECM)的主要成分,约占胶原纤维固体物的85%。胶原蛋白是动物体中普遍存在的一种大分子蛋白,主要存在于动物的结缔组织(骨、软骨、皮肤、腱、韧等)中,占哺乳动物体内蛋白质的25%~30%,相当于体重的6%。在许多海洋生物,如鱼类的皮,占其蛋白质含量甚至高达80%以上。对机体和脏器起着支持、保护、结合以及形成界隔等作用。除了生物力学方面的以外,还具有诸如信号转导、生长因子与细胞因子的运输等功能。
畜禽源动物组织一直是人们获取天然胶原蛋白及其胶原肽的主要途径,但由于疯牛病(BSM)、口蹄疫(FMD)、禽流感等疾病的发生,使人们对陆生哺乳动物胶原蛋白及其制品的安全性产生了质疑,另外来源于牲畜的胶原蛋白在信仰伊斯兰教等地区的应用受到了限制。正在逐步转向海洋生物中开发胶原蛋白。虽然欧洲食品安全局(EFSA)已证实了即使是动物骨骼来源的胶原蛋白也是安全的,不存在感染疯牛病和其它相关疾病的可能。
由于氨基酸组成和交联度等方面的差异,使得水产动物尤其是其加工废弃物——皮、骨、鳞中所含有的丰富的胶原蛋白具有很多牲畜胶原蛋白所没有的优点,如一定的凝胶性、高度的分散性、低粘度性、吸水性、持水性以及乳化性等,另外人们发现来源于海洋动物的胶原蛋白在一些方面明显优于陆生动物的胶原蛋白,比如具有低抗原性、低过敏性、变性温度低、可溶性高、易被蛋白酶水解等特性。因此水产胶原蛋白可能逐步替代陆生动物胶原蛋白。
胶原蛋白种类较多,常见类型为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅴ型和Ⅺ型,胶原蛋白因具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性,比如低抗原性、在体内易被人体吸收、能促进细胞成活与生长、促进血小板凝结等在食品、医药、组织工程、化妆品等领域获得广泛的应用。它不仅可以作为保健食品、美容产品、包装材料,还可以作为食品添加剂应用在肉制品改良、冷冻食品、饮料、糕点以及乳制品等中。在医学领域中,胶原蛋白由于具有低原性、纤维的再形成性、强的机械性能和生物可降解性等优点,可制成胶原海绵、胶原膜、人工皮肤、固定化美酶载体和胶囊等。中国传统的胶原保健品“阿胶”主要是以驴皮为原料(其实就是驴皮中所含胶原蛋白),经特殊的工艺生产出来的,具有较高的滋补保健作用,有中药三宝之一的美誉。
不管采用以上哪种途径提取胶原蛋白,都会存在原料料液中的色素超标,盐分超标,如从海洋动物等水产品中提取往往还存在重金属离子超标,这对产品质量及后续使用的效果造成了很大的影响。我公司经过大量实验并成功开发的离子交换树脂及大孔吸附剂可以从胶原蛋白料液的脱色脱盐及去除腥味,并达到了非常不错的效果。
新型树脂在黄金吸附中的应用
SL608离子交换法提取金说明书
SL608是在大孔结构的苯乙烯—二乙烯苯共聚体上主要带有混合碱性的阴离子交换树脂,主要用于氰化工艺中吸附金。混合碱性阴离子交换树脂在电镀过程中提取金,是因它兼有强碱树脂的良好吸附性能和弱碱树脂的解析性能,比其他树脂具有更好的选择性、机械强度和吸附、解吸性能。
由干SL608树脂为大孔结构,所以能提高树脂内的离子扩散速度,从而加快过程中总的离子交换速度,大大改善树脂的动力学特性。与普通凝胶型离子交换树脂相比,具有更强的抗污染能力和更广泛的适应性。机械强度好,有弹性,不易被具有氧化性的离子所破坏,也不易因膨胀收缩而破坏结构,网孔不容易受有机物污染和容易吸附与再生容易等优点。
SL608阴离子交换树脂主要性能
指标名称 指标
外观 乳白色不透明球状颗粒
功能基团 -N(CH3)2·H2O
出厂型式 游离胺型
含水量 % 48~58
质量全交换容量 mmol/g(干) ≥4.35
体积全交换容量 mmol/ml ≥1.2
湿真密度 g/ml 1.03~1.06
湿视密度 g/ml 0.65~0.72
渗磨圆球率 % ≥90
范围粒度 % 常规型(0.315~1.25mm) ≥95
温度 ℃ 60
pH值 0 ~ 7
膨胀率 % ~ 20
二、树脂运行操作过程
1.洗涤
用水反洗树脂,一般要进行3 ~ 4h,每一体积树脂需消耗2~3体积的洗水,将树脂松动,有利于树脂的解析,同时将树脂残存的杂质清洗出去。
2. 氰化处理
树脂经洗涤后,使用4~5%NaCN溶液进行净化处理,以除去树脂中的铁、铜等的氰络合物。其根据是以CN一取代树脂中的铁、铜络合物而达到净化。
但这种解吸液解吸铁、铜的效率不高,使用5倍体积的解吸液处理,能除去不到80 %铜、50-60%铁。
3. 洗涤氰化物
树脂经氰化处理后,树脂颗粒间残存的氰化物溶液约占再生柱总容积的50%。向交换柱中进水进行淋洗,先使残留的浓氰化液排出,然后开始从树脂表面洗去氰化物和CN-。洗涤一直进行到柱中排出洗液不含NaCN为止。洗涤氰化物通常需要15~18h,1体积树脂约耗5体积水。洗液返回用于配制氰化液再供氰化处理用。
4. 吸附硫脲和解吸金
硫脲作为金的解吸剂,是它在解吸过程中与金结合生成稳定的络合离子进人溶液,这种络阳离子不会被阴离子交换树脂所吸附。硫脲是一种优于丙酮、甲醇、乙醇等有效的金、银解吸剂。硫脲在水中的溶解度约为90~100g/L,配制硫脲液一般使用返回液和洗水。当用清水配制时,应先往水中加人2~3%的硫酸,并加热溶液至50~60℃使硫脲溶解。
开始1.5~2.0体积的流出液中几乎不含金,也不含硫脲。为了获取富含金的贵液,往往将这部分流出液与后面解吸了金的洗液分开。将解吸金的洗液分成两部分,即金解吸后半部产出的贫金洗出液返回再作解吸液用,以便产出富金贵液。前半部产出的洗出液,也因未受后半部贫液的冲淡而成为含金富液。
金的解吸过程佳的解吸液为8-9%硫脲+2.5---3.0%硫酸的混合液。使用这种解吸液时,由于硫酸根离子的进入而破坏树脂相中的金络合物,然后生成带IF电荷的硫脲络金离子,并从树脂相中转入溶液。在解吸金后树脂完全转化为硫酸根离子型。
6. 洗涤硫脲
树脂经解吸金后,它的表面和树脂颗粒间都残留有硫脲,需用水洗涤除去。洗出的溶液返回配制硫脲液再用于解吸。通常1体积树脂需用3体积的水来洗涤。树脂中的硫脲眠洗净,因为含硫脲眠的树脂用于吸附过程时,会在树脂相中生成难溶的硫化物沉淀,而降低树脂的交换容量。
7. 碱处理
解吸后树脂,使用4~5树脂体积含3~4%氢氧化钠的溶液通过树脂,使树脂由SO42-型转化为OH一型。弃去。
8. 洗涤除碱
用清水洗去树脂颗粒间残存的碱液和树脂中残存的碱,淋洗到出水pH为8~9,之后就可用于下一周期的吸附。
大孔吸附树脂在食品行业中异味的去除及精制
SL11是具有多孔型的交联聚合物,是一种有孔度的珠体,具有合适的比表面积及适当的孔径和孔容,对多种物质有优良的吸附能力,是一种非极性的吸附树脂。
SL11主要用在极性溶液中吸附分离非极性物质,食品行业中异味的除去及糖液精制,同时可用于头孢菌素、多酚、皂角苷、花青素、秋水仙碱、紫杉醇、维生素E、鞣花单宁及多杀菌素的分离和提取,对依维菌素、阿维菌素、氯洁霉素磷酸脂等的提取,对这些物质都具有良好的吸附效果。
二、理化指标
指标 SL11
分类形式 芳香族
骨架 苯乙烯系
含水量% 55~65
比表面积 m2/g 600~1000
孔容 ml/g ≥1.0
三、使用方法
1. 预处理
①.将树脂装入柱中,用水反洗至出水清澈,流量以控制树脂能稳定在上视镜
中部为宜,时间不少于45分钟。
②. 用2倍树脂体积的4%氢氧化钠通入交换柱中,时间约1小时左右,然后浸泡4~8小时,后用水清洗至pH10左右,流量10m/h。
③. 用2倍树脂体积的4%盐酸通入交换柱中,时间约1小时左右,然后浸泡4~8小时,后用水清洗至pH近中性,流量10m/h。树脂经过以上处理后,就可以开始使用了,在吸附过程中,通过柱的液体中的异味及残留色素被树脂吸附,直至除去效果下降,按树脂再生处理过程进行操作。
2. 再生处理过程
①.用2倍树脂体积的4%氢氧化钠以1BV/h的流速通过离交柱。
②.用冷凝水以1BV/h的流速慢洗1小时。
③.用冷凝水以3~5 BV /h流量清洗至pH10左右。
④.用1倍树脂体积0.1%~0.5%的盐酸以1BV/h的流速通过离交柱,此时离交柱流出液pH为7。
⑤.用水以3~5 BV/h的流速通过离交柱,清洗至出液pH为7。
⑥.树脂投入再次进行使用。
四、再生运行操作方案
操作 溶液 流速(BV/h) 用量(BV)
顶糖液 清水 2.0~4.0 2.0~3.0
反洗 清水 2.0~4.0 2.0~5.0
再生 4~5%NaOH 1.0~2.0 1.8~2.2
慢洗 纯水或冷凝水 1.0~2.0 1.5~2.0
快洗 纯水或冷凝水 3~5 3.0~6.0
酸处理 0.1%~0.5%HCl 1.5~2.0 0.8~1.0
淋洗 纯水或冷凝水 3~5 2.0~5.0
运行 糖液 ~2.0 ~
五、运行条件
运行指标 参 数
使用温度 ℃ ≤100
床层高度 mm ≥800
反洗展开率 % 50~75
使用pH 1~9
六、树脂复苏处理方法
用清水清洗至出水澄清,用3~5%HCl溶液以1BV/h的流量通过树脂,用后一倍体积的HCl溶液浸泡树脂8~24小时,再用清水淋洗至出水pH试纸为3~5,再用2倍树脂体积约40℃的8%NaCl+4%NaOH混合溶液以1BV/h的流量通过树脂,用后一倍体积的混合溶液浸泡树脂8~24小时,用清水淋洗至出水pH试纸
呈8~9。
注:树脂在用酸碱浸泡时需隔2~4小时用压缩空气搅拌一次,每次搅拌5~10min。
树脂经复苏之后,再次再生时需要增加再生剂用量,即为平时再生剂用量的两倍,然后就可投入使用。
七、树脂的储存
1. 未使用的树脂应保持外包装袋的完整,避免其破裂而使树脂直接暴露于空气中,并存放于0~40℃的环境中。
2. 使用中暂停运行的树脂应避免下述情况:
⑴ 脱水 设备内应充水,如将水排去,则设备须密闭以防树脂水分散去。
⑵ 冰冻 如遇零下温度,设备内充入盐水浸泡树脂。
⑶ 细菌滋长 微生物如藻类及细菌等能在长时间停用的离交设备内繁殖,造成树脂不可逆污染,预防的措施即是在树脂失效后反洗,除去运行中积聚的悬浮杂质和残余的被处理液,洗净后以盐水浸泡。
氯碱螯合树脂
更新时间:2024-03-30 00:56:27