離子交換與層析設(shè)備ppt課件

1、第六章第六章離子交換與離子交換與層析設(shè)備層析設(shè)備6.1 6.1 吸附及離子交換設(shè)備吸附及離子交換設(shè)備 吸附及離子交換概述；吸附及離子交換設(shè)備吸附及離子交換概述；吸附及離子交換設(shè)備的結(jié)構(gòu)；吸附及離子交換設(shè)備的設(shè)計的結(jié)構(gòu)；吸附及離子交換設(shè)備的設(shè)計6.2 6.2 層析設(shè)備層析設(shè)備固定床吸附操作固定床吸附操作F固定床吸附設(shè)備固定床吸附設(shè)備固定床吸附操作固定床吸附操作F穿透曲線穿透曲線(breakthrough curve) (breakthrough curve) 固定床吸附操作固定床吸附操作特點：特點：優(yōu)點：近似平推流，反混小，柱效率高優(yōu)點：近似平推流，反混小，柱效率高缺陷：無法處理含固體的料液，會

2、堵塞床層缺陷：無法處理含固體的料液，會堵塞床層，造成壓力降增大，最終操作無法進(jìn)行。，造成壓力降增大，最終操作無法進(jìn)行。 因此，原料需預(yù)處理因此，原料需預(yù)處理膨脹床吸附操作膨脹床吸附操作 膨脹床吸附操作膨脹床吸附操作l膨脹床和流化床的區(qū)別在于：膨脹床和流化床的區(qū)別在于：l流化床的吸附劑粒子和液體在床層內(nèi)混流化床的吸附劑粒子和液體在床層內(nèi)混合程度高，吸附效率低；合程度高，吸附效率低；l膨脹床的吸附劑粒子基本懸浮于固定的膨脹床的吸附劑粒子基本懸浮于固定的位置，液體的流動與固定床相似，接近位置，液體的流動與固定床相似，接近平推流，吸附效率高。平推流，吸附效率高。 膨脹床吸附操作膨脹床吸附操作l床層的穩(wěn)

3、定膨脹和介質(zhì)的平衡床層的穩(wěn)定膨脹和介質(zhì)的平衡l 流速流速100100300cm/h300cm/h，床層膨脹到固定床，床層膨脹到固定床的的2 23 3倍倍l進(jìn)料吸附：泵加料，保持恒定膨脹度，對進(jìn)料吸附：泵加料，保持恒定膨脹度，對流出液中目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行檢測和分析，確定流出液中目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行檢測和分析，確定吸附終點吸附終點l洗滌洗滌: :緩沖液，洗去細(xì)胞及碎片，弱吸附雜緩沖液，洗去細(xì)胞及碎片，弱吸附雜質(zhì)質(zhì)l洗脫：洗脫劑上入下出，分段收集，檢測洗脫：洗脫劑上入下出，分段收集，檢測目標(biāo)產(chǎn)物活性峰位置及最大活性峰濃度。目標(biāo)產(chǎn)物活性峰位置及最大活性峰濃度。l再生和洗滌：再生和洗滌：5 5倍左右的清洗液，倍左右的

4、清洗液，3h3h。膨脹床吸附操作膨脹床吸附操作l可形成穩(wěn)定膨脹床的吸附劑主要有兩類可形成穩(wěn)定膨脹床的吸附劑主要有兩類 l一類是磁性粒子一類是磁性粒子 l另一類是具有一定粒徑或密度分布的吸另一類是具有一定粒徑或密度分布的吸附劑，如：多孔玻璃和附劑，如：多孔玻璃和 STREAMLINE STREAMLINE 產(chǎn)產(chǎn)品品流化床吸附操作流化床吸附操作l流化床流化床(Fluidized (Fluidized bed)bed)內(nèi)吸附劑粒子內(nèi)吸附劑粒子呈流化狀態(tài)呈流化狀態(tài) l吸附過程可間歇或吸附過程可間歇或連續(xù)操作連續(xù)操作 流化床吸附操作流化床吸附操作l流化床的主要優(yōu)點是壓降小，可處理高粘度流化床的主要優(yōu)點是

5、壓降小，可處理高粘度或含固體微粒的粗料液。不需特殊的吸附劑或含固體微粒的粗料液。不需特殊的吸附劑，操作簡便。較容易進(jìn)行連續(xù)化操作；，操作簡便。較容易進(jìn)行連續(xù)化操作；l流化床的缺點是床內(nèi)固相和液相的返混劇烈流化床的缺點是床內(nèi)固相和液相的返混劇烈，特別是高徑比較小的流化床，利用效率遠(yuǎn)，特別是高徑比較小的流化床，利用效率遠(yuǎn)低于固定床和膨脹床。低于固定床和膨脹床。 二、離子交換設(shè)備的結(jié)構(gòu)二、離子交換設(shè)備的結(jié)構(gòu)外形：帶有橢圓形封頭頂和底的圓筒形外形：帶有橢圓形封頭頂和底的圓筒形設(shè)備設(shè)備高徑比高徑比H/DH/D）：一般為）：一般為2424，也有高至，也有高至5 5的的樹脂層高度：約占圓筒高度的樹脂層高度：

6、約占圓筒高度的5070%5070%，留有，留有空間空間 ，已備反沖時樹脂層的擴(kuò)脹。，已備反沖時樹脂層的擴(kuò)脹。溶液分布裝置：在交換罐的上部，以使含有溶液分布裝置：在交換罐的上部，以使含有被交換離子的溶液、解吸液或再生劑能在被交換離子的溶液、解吸液或再生劑能在整個罐截面上均勻地通過樹脂層。整個罐截面上均勻地通過樹脂層。底部裝有多孔板、篩網(wǎng)及濾布以支持樹脂層底部裝有多孔板、篩網(wǎng)及濾布以支持樹脂層，或者用塊石英石或卵石直接鋪于罐底以，或者用塊石英石或卵石直接鋪于罐底以支持樹脂層支持樹脂層 6.1 離子交換設(shè)備離子交換設(shè)備具有多孔支持板的離子交換罐具有多孔支持板的離子交換罐1-視鏡視鏡 2-進(jìn)料口進(jìn)料口

7、 3-手口手口4-液體分布器液體分布器5-樹脂層樹脂層6-多孔板多孔板 7-尼龍層尼龍層 8-出液口出液口具有塊石支持層的離子交換罐具有塊石支持層的離子交換罐1-進(jìn)料口進(jìn)料口 2-視鏡視鏡 3-液位計液位計4-樹脂層樹脂層 5-卵石層卵石層 6-出液口出液口罐體：罐體： 鋼板鋼板內(nèi)壁襯：橡膠。內(nèi)壁襯：橡膠。附屬管道：硬聚附屬管道：硬聚氯乙烯管氯乙烯管閥門閥門:聚氯乙烯、聚氯乙烯、不銹鋼或橡皮膜不銹鋼或橡皮膜閥門。閥門。 被交換溶液進(jìn)口被交換溶液進(jìn)口淋洗水、解吸液及再生劑進(jìn)口淋洗水、解吸液及再生劑進(jìn)口廢液出口廢液出口分布器分布器分布器分布器淋洗水、解吸液及再生劑出口，反洗水進(jìn)口淋洗水、解吸液及再

8、生劑出口，反洗水進(jìn)口反吸附離子交換罐反吸附離子交換罐離子交換設(shè)備的計算 罐體積yVVt罐體積罐體積Vt：罐高徑比一般取罐高徑比一般取Hi/D=23。 交換設(shè)備的放大1.根據(jù)交換罐負(fù)荷相同的原則放大；根據(jù)交換罐負(fù)荷相同的原則放大；2.根據(jù)交換罐中溶液空塔流速相同的原則放大；根據(jù)交換罐中溶液空塔流速相同的原則放大；3.溶液通過床層的壓力降溶液通過床層的壓力降層析設(shè)備 罐體積1柱層析裝置柱層析裝置進(jìn)樣系統(tǒng)一般為恒壓泵）進(jìn)樣系統(tǒng)一般為恒壓泵）層析柱層析柱收集器收集器檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)死空氣靜水壓參考點(b)(c)(a)操作壓參考點圖10-34 凝膠柱層析設(shè)備 罐體積柱的兩端均密閉，柱兩端的形柱的兩端均密閉，柱兩端的形式是一樣的。濾板用式是一樣的。濾板用400目的尼目的尼龍布或聚四氟乙烯布，樣品和龍布或聚四氟乙烯布，樣品和洗脫液均用微量泵傳送，達(dá)樣洗脫液均用微量泵傳送，達(dá)樣可使底部的死體積減少到最小值。可使底部的死體積減少到最小值。進(jìn)口磨口塞柱砂心濾板出口恒溫浴進(jìn)口濾板保溫夾層