1、 第九章离子交换与色谱分离设备1 离子交换设备2 色谱分离设备 一 离子交换设备根据物质吸附性质的不同 可用吸附法进行分离 根据分子电离 电负性 的差异 可用离子交换法 电泳法和等电聚焦法等进行分离 根据分子形状和大小的不同 可用凝胶过滤层析 膜分离等分离 根据配体特异性的不同 可用亲和层析法进行分离 现有的离子交换设备按结构型式分为罐式 塔式 槽式等 按操作方式分为间歇式 周期式与连续式 按两相接触方式的不同 可分为固定床 移动床 流化床等 其中固定床设备是现今应用最多的离子交换设备 使用单一交换柱不能连续生产 多柱串联虽可实现连续生产 但设备投资增加 一 间歇式离子交换设备一般的离子交换罐
2、为具有椭圆形封头的圆筒形设备 树脂层高度约占圆筒高度的50 70 须留有充分的空间 已备反冲时树脂层的扩胀 交换罐上部溶液分布装置 使溶液均匀通过树脂层 罐底有多孔板 筛网及滤布以支持树脂层 或者用块石英石或卵石直接铺于罐底以支持树脂层 1 反吸附离子交换罐 流化床 被交换的溶液由罐的下部导入 其流速和粘度以使树脂在罐内呈沸腾状态而不溢出罐外为宜 交换后的溶液则由罐顶的出口溢出 优点 省去菌丝过滤 液固两相接触面大而且较均匀 操作时不产生短路 死角 以及流速大和生产周期短缺点 树脂的饱和度不及正吸附的高 罐内树脂高度要比正吸附时低一点 以免树脂外溢 2 固定床离子交换设备用多孔陶土板 粗粒无烟
3、煤 石英砂等作为树脂支撑体 被处理的溶液从树脂上方加入 经过分布管使液体均匀分布于整个树脂的横截面 加料方式 重力式和压力式 再生方式 顺流与逆流两种 逆流再生有较好的效果 再生剂用量可减少 但要发生树脂层的上浮 如将阳 阴两种树脂混合起来 则制成混合离子交换设备 可避免采用单床时溶液变酸及变碱的现象 因而可减少目标产物的破坏 另外 有一些离子交换器既可用于固定床的操作 也可用于流化床的操作 3 薄膜压滤式离子交换设备当溶质的吸附扩散变得非常慢的时候 细微分开的树脂就会有利于吸附 因为其表面积大 易于吸附扩散 但细微分开的树脂也存在水力问题 即压缩产生的阻力较大 薄膜压滤式离子交换设备可解决这
4、一问题 即在加压情况下不会压缩树脂饼 防止阻力增大 4 活动式自动化离子交换设备 二 半连续移动床式离子交换设备移动床离子交换设备是一种半连续式离子交换装置 特点 离子交换与树脂再生 清洗分别在设备的不同单元中进行 系统运行过程为 待处理液进入处理柱后 树脂随待处理液一起在柱内流动 同时进行交换反应 树脂悬浮液流到中间循环柱 进行固液分离 处理水外排 当再生信号发出 水处理系统内部分树脂进入饱和树脂存贮柱 同时有再生好的树脂补充过来 而后 存贮柱内的树脂进入再生柱再生 该装置可实现水处理 饱和树脂再生以及再生好树脂返回等过程同时进行 从而达到连续产水的目的 三 连续式离子交换设备 连续式离子交
5、换设备按料液流动的方法又可分为重力式和压力式两种 2 ISEP系统 四 离子交换膜与电渗析 图10 14ISEP实验室模型L100示意图 二 色谱分离设备色谱技术是利用混合物中各种组分的物理化学性质 分子的形状和大小 分子的极性 吸附力 分子亲和力 分配系数等 不同 使各组分以不同程度分布在两相中 当流动相流过固定相时 各组分以不同的速度移动 而达到分离的目的 本节主要介绍凝胶色谱设备 1 柱层析装置柱色谱装置主要由进样系统 一般为恒压泵 层析柱 收集器和检测系统组成 2 薄层凝胶层析装置 3 AM90 1型凝胶层析仪 4 封闭连续柱层析装置特点 将洗脱和产品浓缩结晶两道工序结合起来 缩短了生产周期 洗脱液的用量可显著减少
