1-1 概述

HS樹脂基質(zhì)是酚醛樹脂，這種樹脂主要用于食品和醫(yī)藥工業(yè)的純化，其物理性質(zhì)類似于活性炭。樹脂表面電荷通過調(diào)節(jié)不同pH值可以具有弱酸基團（酚羥基）和堿基團（氨基酸），因此在中性和弱酸條件下可以產(chǎn)生靜電吸附力，利于吸附，通過調(diào)節(jié)pH值到堿性利于解吸。

由于HS樹脂的性質(zhì)，在食品和藥品純化過程中具有非常優(yōu)良的脫色效果，廣泛應(yīng)用于醬油和氨基酸脫色，脫色效果如圖一，用酸、堿可以簡單的進(jìn)行樹脂再生。

吸附樹脂HS同樣可以用作食品添加劑，在食品添加劑中分類為“離子交換樹脂”。

1-2 性質(zhì)和應(yīng)用

u 物理性質(zhì)

表1.吸附樹脂特性

u 主要應(yīng)用

應(yīng)用于氨基酸、醬油、淀粉糖漿、葡萄糖、蜂蜜和糖的脫色和除臭。

1-3 吸附樹脂和活性炭區(qū)別

吸附樹脂、活性炭具有多孔性，兩者由于孔結(jié)構(gòu)、功能團不同而有所區(qū)別。

u 吸附樹脂的脫色效果比活性炭。

u 吸附樹脂在降低氨基酸損失方面具有優(yōu)勢。這是因為吸附樹脂吸附芳香族氨基酸的能力弱于活性炭，所以處理調(diào)味液時，如表二：

表2.吸附樹脂和活性炭吸附氨基酸含量

u 一定區(qū)域內(nèi)，吸附樹脂使用少量添加劑的情況下比活性炭的脫色效果明顯。如圖3味精 L-谷氨酸溶液脫色曲線圖可知，

同時，活性炭在淺色溶液中脫色效果非常明顯。所以，如果想脫色完全，可以先用吸附樹脂進(jìn)行第一次處理，然后再用活性炭進(jìn)行第二次處理。如果將這兩種填料的特點結(jié)合起來使用，其脫色效果比單獨使用更加明顯。

1-4 使用方法與試驗方法

吸附樹脂使用方法與離子交換樹脂使用方法基本相同。往柱子里裝入一定量的樹脂后，加入濃縮液，以一定流速對其進(jìn)行處理。最優(yōu)條件的確定因濃縮液不用而不同，使用以下試驗方法確認(rèn)樹脂用量，流速、溫度的最優(yōu)條件。

1）批量吸附試驗

確認(rèn)吸附樹脂能否對濃縮液進(jìn)行脫色處理。

稱取一定量的樹脂粉末，將樹脂潤濕后添加到濃縮液中，攪拌約1小時，達(dá)到平衡后將樹脂進(jìn)行過濾。通過對濃縮液與過濾液顏色變化的分析，確定吸附樹脂能否使用 。

2）裝柱子進(jìn)樣和再生試驗

向?qū)游鲋úＡV柱，內(nèi)徑：15-30mm,高度：0.6-1m）內(nèi)添加2/3柱床高度的吸附樹脂，濃縮液以一定流速在柱子內(nèi)流動，收集柱子底端流出的液體。通過對收集液顏色變化的分析，確認(rèn)樹脂和處理樣品之間關(guān)系。當(dāng)流出的液體顏色開始變深，表明吸附能力下降，此時停止進(jìn)樣。然后按照1-5節(jié)對樹脂進(jìn)行再生。以上過程為一個循環(huán)。

以不同流速，溫度、再生條件重復(fù)上述試驗，最終確定最優(yōu)條件并計算樹脂量。

3）大規(guī)模試驗

在1）和2）基礎(chǔ)上進(jìn)行大規(guī)模試驗，確定以上條件用于擴大生產(chǎn)是否有問題。為了更貼近實際情況，推薦使用可以裝1米或更高樹脂的色譜柱。

1-5 再生方法

樹脂經(jīng)過多次使用后，其吸附能力有所減弱，為了恢復(fù)樹脂性能需要再生，或者使用前、保存后需要對樹脂進(jìn)行再生。再生情況如表3所示。

表3樹脂再生（醬油脫色）

1） 水洗

收集柱子中的洗脫液。當(dāng)懸浮物累積在吸附樹脂表面時，先水洗，再反洗去除懸浮物。有些情況下，推薦反洗前使用空氣攪拌的方法。

2） 堿洗和水洗

然后，使用堿溶液膨脹吸附樹脂，去除吸附物質(zhì)。一般情況下，使用3-5%NaOH溶液在室溫條件下進(jìn)行再生處理。特殊情況時，再生溫度也可能高于室溫（如60-80℃）。堿洗后，水或熱水沖洗，去除平衡時吸附的物質(zhì)和多余的堿。

3） 酸中和和水洗

水充分洗滌樹脂后，用酸中和樹脂，一般采用約1%鹽酸。有機酸如醋酸、氯化銨可以代替鹽酸。中和樹脂也可以采用少量的酸并不斷攪拌，用水洗中和過程中產(chǎn)生的鹽和多余的酸。

添加濃度比進(jìn)樣溶液稍高（約7%）、1/10樹脂體積的酸，不斷攪拌。這方法用于中性溶液，例如，糖、蛋白的脫色和除臭。

4） 反洗

再生過程的優(yōu)化取決于溶液濃度和使用情況，根據(jù)進(jìn)樣試驗結(jié)果考慮再生條件。再生過程中，會產(chǎn)生包含吸附物質(zhì)的廢液。按照標(biāo)準(zhǔn)流程每再生一次，產(chǎn)生的廢水量是起始樹脂量的10-25倍，根據(jù)相關(guān)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)處理廢水。

在不斷進(jìn)行重復(fù)再生處理的過程中，因吸附物沉積在樹脂中，結(jié)果是導(dǎo)致吸附樹脂的吸附性能下降。而且，隨著膨脹比例的增加，樹脂的強度也會慢慢降低。

圖4顯示了吸附樹脂用于調(diào)味液脫色時吸附性能的下降比例。雖然樹脂一般使用60-80循環(huán)后就更換，以保持其吸附性能和強度，但也與處理液和使用情況有關(guān)。

1-6 保存

樹脂使用后，會堆積一些極少的有機酸，即使再生也不能完全去除。尤其在食品行業(yè)中，微生物利用這些有機物質(zhì)繁殖生長，污染樹脂。所以，樹脂保存時須注意以下事項：

使用過的樹脂先進(jìn)行再生處理，然后在 pH≤2，潮濕環(huán)境中保存。樹脂干燥，水分會損失，吸附能力將明顯降低。保存后的樹脂再次使用時，使用前確保樹脂是潮濕狀態(tài)。尤其是柱子內(nèi)幾個月沒有使用的樹脂，須反洗或保存期間定期做調(diào)濕處理。柱子里的樹脂沒有處理，樹脂顆粒有絮狀沉淀物形成，引起堵塞。吸附樹脂反復(fù)保存很長一段時間，它的壽命也會慢慢下降。

1-7 處理設(shè)備

處理吸附樹脂的設(shè)備如圖5所示。設(shè)備包括裝吸附樹脂的塔、輸送處理液和純凈水的泵、儲存再生液酸和堿的槽以及管路、閥門、測壓計、流量計。

再生中會使用酸、堿，所以，要確保接觸這些溶劑的管路和其他設(shè)備的制作材料是耐化學(xué)溶劑型，尤其色譜柱由耐酸型材料制成。而且，材料必須能耐使用過程中達(dá)到的溫度。

樹脂塔底部鋪滿了支撐樹脂載量的礫石層或玻璃微珠層。防止樹脂滲漏，在樹脂塔底部放置一個搭板或濾網(wǎng)。考慮一些因素如樹脂強度，每根塔裝填樹脂的高度為1-2米。當(dāng)濃縮液顏色過深或處理量大時，使用單個塔其脫色效果往往不理想，這種情況下一般采用2-3個塔串聯(lián)，有順序地完成從一根吸附平衡的柱子到另一根柱子再生。安裝儀器，按照1-4節(jié)完成進(jìn)樣試驗，確定吸附樹脂量、流動方向、速度、使用溫度等。

如果柱子高度不夠，在反洗時會因水的沖力使樹脂爆裂，從柱子頂部流出。根據(jù)圖7顯示的反洗膨脹率計算柱子高度，保證足夠的反洗空間。