陰離子交換樹脂的粒徑和吸附時間對植酸吸附容量的影響

戴傳波，李建橋

（1.吉林化工學院，吉林吉林，132022；2.吉林大學地面機械仿生技術教育部重點實驗室，吉林長春130025）

陰離子交換樹脂的粒徑和吸附時間對植酸吸附容量的影響

戴傳波1，李建橋2，*

（1.吉林化工學院，吉林吉林，132022；2.吉林大學地面機械仿生技術教育部重點實驗室，吉林長春130025）

717型陰離子交換樹脂的粒徑大小和吸附時間長短對植酸在該樹脂上的吸附容量有很大影響。通過離子交換的吸附實驗，測定植酸在717型陰離子交換樹脂上的吸附數據，利用統計分析理論對實驗結果進行分析，得出了植酸吸附容量同陰離子交換樹脂的粒徑與吸附時間之間的統計分析模型和三維曲面圖，并確定直徑≤20目的陰離子交換樹脂進行吸附實驗的實驗效果較好。

陰離子交換樹脂，植酸，統計分析

Abstract：The effect of particle diameter and adsorption time of 717 anion exchanges resin on the adsorption capacity of phytin acid was very greatly.Through the experiment of anion exchanges the resin and adsorb，the absorb data of phytin acid in the 717 anion exchanges the resin was measured.Making use of statistical analysis，the analysis model and three dimensional graph was obtained.The result showed that the diameter≤20 was better.

Key words：anion exchanges resin；phytin acid；statistical analysis

利用酒精或淀粉生產過程中產生大量的廢水，回收利用廢水中的植酸，用來生產工業品植酸或植酸鈉［1］，在生產實踐中具有重要的實際意義。實驗發現，廢水中的植酸在陰離子交換樹脂［2］上的吸附容量［3］和離子交換樹脂的粒徑與吸附時間之間存在定量關系，利用統計分析法［4］建立模型，結合實驗具體情況確定離子交換樹脂的粒徑和吸附時間。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

0.5 mol/L的植酸溶液 當陽市三鑫生物工程有限責任公司。

717型陰離子交換樹脂 杭州榮振化工有限公司；篩網 10、20、30、40 目；500mL 容量瓶；FT20 型分析天平。

1.2 實驗方法

將717型離子交換樹脂分別用篩網篩成粒徑為10、20、30、40 目（換算關系如表 1）的顆粒。將篩好的陰離子交換樹脂分別用去離子水浸泡一段時間后，分別裝入離子交換柱中，裝柱時注意不應使樹脂層中含有氣泡，以避免影響傳質交換的效果，進而對所測數據產生影響。

表1 篩網目數與直徑的對照表

然后在常溫下通入0.5mol/L的植酸溶液進行離子交換，按測定離子交換樹脂容量的方法［5］測定不同時間段內各種粒徑離子交換樹脂的吸附容量。

2 結果與分析

2.1 吸附模型的建立

根據實驗步驟測取不同粒徑的樹脂顆粒在不同時間下的交換量，結果見表2。

根據表2中數據，采用Statitica統計分析軟件進行非線性參數估計，建立統計分析模型［6-8］，計算回歸方程。

設q=b1+b2×tb3+b4×sb5

為曲面方程，則由表2中的數據回歸可得：

表2 交換量與樹脂顆粒大小及時間關系的實驗數據（meq/g干樹脂）

方程的相關系數為R=0.97856744，顯著度水平a=0.05，即方程的置信度為95%。于是可得到：

式中：q-交換量（meq/g干樹脂）；t-時間（min）；s-顆粒尺寸（mm）。

根據式（1）計算出樹脂交換量與時間和樹脂尺寸的關系曲面如圖1所示。從圖1中可以看出，時間相同時，離子交換樹脂的粒徑越小，顯示的交換容量就越大。粒徑相同時，離子交換進行的時間越長，交換容量就越大。

圖1 交換量與時間及樹脂顆粒大小關系曲面圖

2.2 交換時間對交換量的影響

根據式（1），在相同粒徑的離子交換樹脂條件下，計算出樹脂交換量與時間的關系如圖2所示。圖2中的點為實測值，曲線為計算值。

圖2 交換量與時間關系曲線

在圖2中，對于相同粒徑的離子交換樹脂，其樹脂交換量隨交換時間的增長而增大。當交換時間逐漸增長的時候，樹脂交換量的變化越來越小，曲線趨于平緩。從圖2可以看出，吸附時間15min后即趨于平衡。

2.3 樹脂顆粒大小對交換量的影響

在相同時間條件下，根據式（1）計算出樹脂交換量與粒徑的關系如圖3所示。圖3中的點為實測值，曲線為計算值。

圖3 交換量與樹脂顆粒大小關系曲線

在圖3中，在相同時間條件下，樹脂交換量隨顆粒粒徑的增大而減小。當樹脂粒徑在大于1.0～1.2mm后，樹脂的交換量隨粒徑的變化逐漸趨緩。

根據上述分析結果，在實驗中選擇小粒徑的陰離子交換樹脂進行實驗，這樣可以得到令人更加滿意的效果。但生產實踐中，全部選擇小粒徑的陰離子交換樹脂的可能性很小。為了與生產實踐相吻合，可以選擇直徑≤20目的陰離子交換樹脂進行吸附，這樣既可以獲得較大的吸附容量，又可以避免樹脂柱堵塞，有利于工業化生產的順利進行。

3 結論

本文通過717型陰離子交換樹脂離子交換的吸附實驗，測定了植酸在717型陰離子交換樹脂上的吸附數據，利用統計分析理論對樹脂的粒徑大小和吸附時間長短與吸附容量的實驗結果進行了分析，得出了植酸吸附容量同陰離子交換樹脂的粒徑與吸附時間之間的統計分析模型和三維曲面圖，并確定直徑≤20目的陰離子交換樹脂進行吸附實驗的實驗效果較好。

［1］戴傳波，李建橋，李健秀.植酸制取的研究進展［J］.食品工業科技，2007（2）：239-241.

［2］戴傳波，李建橋，李健秀.由玉米浸漬水生產植酸的研究［J］.食品工業科技，2004（11）：132-136.

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Effect of particle diameter and adsorption time of anion exchanges resin on the adsorption capacity of phytin acid

DAI Chuan-bo1，LI Jian-qiao2，*
（1.Jilin Institute of Chemical Technology，Jilin 132022，China；2.The Key Laboratory for Terrain-Machine Bionics Engineering，Ministry of Education，Jilin University，Changchun 130025，China）

TS201.1

A

1002-0306（2010）10-0116-03

2009-10-14 *通訊聯系人

戴傳波（1972-），男，教授，博士，主要從事農產品加工方面的研究。

吉林省自然科學基金資助項目（20000146）。