1、第八章液體吸附與離子交換本章學(xué)習(xí)目的與要求n了解吸附的基本概念、吸附過程與吸附理論。n了解吸附的操作方式與裝置。n了解離子交換的基本概念、離子交換樹脂與離子交換理論。n了解離子交換過程機(jī)理、離子交換操作與設(shè)備。1-1 吸附作用與吸附劑吸附作用與吸附劑n吸附作用吸附作用v定義v種類v食品工業(yè)中 多為物理吸附第一節(jié)第一節(jié) 液體吸附液體吸附為什么固體表面為什么固體表面具有吸附能力？具有吸附能力？分子間作用力分子間作用力表面作用力不對稱表面作用力不對稱具有表面能具有表面能固體物質(zhì)無法收縮來降低固體物質(zhì)無法收縮來降低表面能表面能通過吸附通過吸附吸附平衡為動(dòng)態(tài)平衡吸附平衡為動(dòng)態(tài)平衡物理吸附、活性吸附、極性

2、吸附物理吸附、活性吸附、極性吸附食品工業(yè)常用吸附劑及對其要求食品工業(yè)常用吸附劑及對其要求n常用吸附劑及其性能常用吸附劑及其性能v活性炭活性炭v活性白土（油脂脫色）活性白土（油脂脫色）v硅膠（干燥劑）硅膠（干燥劑）v膨潤土（果蔬汁的澄清）膨潤土（果蔬汁的澄清）v吸附樹脂吸附樹脂食品工業(yè)對吸附劑的性能要求食品工業(yè)對吸附劑的性能要求（1）高度選擇性）高度選擇性（2）吸附面積大、活性高）吸附面積大、活性高（3）較高的機(jī)械強(qiáng)度）較高的機(jī)械強(qiáng)度（4）良好的穩(wěn)定性和低廉的價(jià)格）良好的穩(wěn)定性和低廉的價(jià)格n分子篩：又稱泡沸石或沸石分子篩：又稱泡沸石或沸石, ,是一種結(jié)晶型的鋁硅酸是一種結(jié)晶型的鋁硅酸鹽鹽, ,其

3、晶體結(jié)構(gòu)中有規(guī)整而均勻的孔道，孔徑為分子大其晶體結(jié)構(gòu)中有規(guī)整而均勻的孔道，孔徑為分子大小的數(shù)量級小的數(shù)量級, ,它只允許直徑比孔徑小的分子進(jìn)入它只允許直徑比孔徑小的分子進(jìn)入, ,因此因此能將混合物中的分子按大小加以篩分，故稱分子篩。能將混合物中的分子按大小加以篩分，故稱分子篩。用來分離沸點(diǎn)非常接近但分子大小有差異的混合物。用來分離沸點(diǎn)非常接近但分子大小有差異的混合物。 1-2 吸附理論n單組分吸附 實(shí)際生產(chǎn)中，總的吸附量不能直接測定，所以，常用表觀吸附量表示吸附劑的吸附量。設(shè)質(zhì)量為m的吸附劑與體積為v、濃度為 的溶液平衡后溶液濃度降為 ，忽略吸附前后溶液體積的減少，則表觀吸附量為： )(*0c

4、cmvs0c*cn雙組分吸附 吸附劑對溶劑的吸附不可忽略時(shí)，按雙組分吸附的情況處理。 n吸附速率吸附速率表達(dá)式：n吸附過程類型 ：v外擴(kuò)散速率v內(nèi)擴(kuò)散速率v總傳質(zhì)速率 dtdu 吸附劑密度吸附速率 時(shí)間utn吸附過程的三個(gè)步驟吸附劑吸附質(zhì)1-3 吸附操作n吸附操作步驟n吸附劑選擇n吸附操作裝置類型v接觸式吸附操作裝置v固定床吸附操作裝置v移動(dòng)床吸附操作裝置全自動(dòng)自清洗過濾器 固定床吸附裝置第二節(jié)離子交換第二節(jié)離子交換2-1 離子交換概念和離子交換樹脂離子交換概念和離子交換樹脂n基本概念基本概念n離子交換劑離子交換劑 提供可交換離子的不溶性固體提供可交換離子的不溶性固體交換劑本體：由高分子化合物和交聯(lián)劑組交換劑本體：由高分子化合物和交聯(lián)劑組 成的高分子共聚化合物。成的高分子共聚化合物。陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂 陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂活性基團(tuán)：與離子交換劑本體連接的官能團(tuán)活性基團(tuán)：與離子交換劑本體連接的官能團(tuán)陽離子交換反應(yīng)陰離子交換反應(yīng)2-2 離子交換機(jī)理n離子交換平衡v交換離子的性質(zhì)v樹脂的性質(zhì)v溶液的性質(zhì)OHHRNaNaOHRHHMgRHRMg2222（1）硬水軟化和純水制造）硬水軟化和純水制造（2）制品的提純精制）制品的提純精制（3）制品的分離