Septor离子交换手册

1、P1连续离子交换技术原理离子交换技术是基于树脂功能基团与物料中特定离子的吸附作用进行的交换过程，离子交换是可逆的等当量交换反应。传统的离子交换应用时采用固定床实现的，我们对固定床的工作过程进行分析发现，在交换过程中树脂床将分为三段，即饱和区、活性区（传质区）和新鲜树脂区。随着交换进行，传质区不断下移直至底部交换完全。整个过程只有传质区处于工作状态，饱和区和新鲜树脂区闲置，因此树脂利用率低。为了提高树脂利用率，我们把传质区进行抽象分割成几个小单元，一旦上面的小单元饱和后就移出来进行洗水及再生操作，处理用的新鲜树脂单元又回到传质区底部循环使用，这样大大提高树脂的利用率。为了能够实现树脂单元自动高效

2、的运作，我们采用了全新的系统设计理念，把树脂柱小单元放到一个转盘上，通过转盘的转动来实现切换，而物料通过一个自动旋转分配法控制，把树脂柱分成交换、水洗、再生、漂洗等功能区域，当树脂单元到达指定区域就执行相应的工艺过程，这样可以实现每个过程独立进行，而整体工艺成连续运行。P2 连续离子交换系统特点连续离子交换工艺应用适宜采用SepTor IX转盘式系统，此系统具有独特的结构设计：SepTor IX转盘式系统特点：1、此系统由三部分组成：绿色的地面固定部分作为整个系统的支撑结构；红色的指示部分作为旋转阀的固定阀板，用于连接外部物料进出，实现功能分区；蓝色的转盘及旋转阀板部分，旋转阀板与转盘同步旋转

3、，转盘上的树脂柱进出口与阀板中的开口一一对应，经由程序控制每次顺序旋转一定角度。2、系统主要部件为系统中间的旋转分配阀和树脂柱转盘，转盘用于摆放树脂柱，一般为10个一圈排列，每个柱体分成两层或三层，从而组成20柱或30柱系统；旋转阀板和指示阀板相应的阀口对应连通，保证物料在适当的时间进入相应的树脂柱，旋转分配阀通过液压实现平面密封，保证多孔阀门不泄露不串料。3、系统提高了树脂利用率，可以节省大量树脂，因此总树脂用量少，结构紧凑占地面积小。4、系统全自动控制，可以实现连续进出料，利于上下工艺衔接配合P3 连续离子交换系统参数经过多年的实际应用，Septor连续离子交换技术具有诸多的优势：整合所有

4、的步骤、可连续运转、系统匹配性强显著的减少树脂的用量，充分发挥了树脂的利用潜力延长树脂的使用寿命减少水和化学品的耗量，大幅度降低运行成本和减少污水排放量同时可去除或者分离具有不同特性的物质，可将复杂的工艺简单化保持料液中产品的成分和浓度稳定可以有效提高产品料液的纯度和浓度，节省后续工艺成本采用多柱系统，可灵活变更生产工艺流程设备紧凑、占地面积空间小，易于安装在任何位置全自动化、程序化操作控制，保证连续稳定生产具有良好的操作弹性，可根据生产负荷的变化自动调节旋转速度或调节流速连续离子交换实验设备技术参数基本性能参数操作温度1590最大使用压力10bar（常温）阀头材质PTFE配316L或PTFE

5、配哈氏合金（依客户要求）孔径4mm阀位20树脂柱直径DN40高度600mm材质PVC、PVDF半透明或PP半透明接头PP或POM管线材质PE管或尼龙管驱动电机伺服电机控制主构架材质304三达膜公司还提供了各种规格的工业系统：l 204l 208l 2012l 2025l 2038l 2050l 2075 l 304l 308l 3012l 3025l 3038l 3050l 3075 抗生素行业抗生素（antibiotics）是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。现临床常用的抗生素有

6、微生物培养液液中提取物以及用化学方法合成或半合成的化合物。目前已知天然抗生素不下万种。主要有几个大类：-内酰胺类、氨基糖苷类、四环素类、氯霉素类、大环内酯类、糖肽类抗生素和喹诺酮类等等。中国是抗生素使用大国，同时也是最大的抗生素生产国；国内生产抗生素的厂家从大到小，数不胜数，行业竞争非常激烈。从2012年8月，最严“限抗令”的实施对抗生素行业造成了很大的冲击；对抗生素行业而言，“限抗令”既是挑战也是机遇。市场竞争愈加激烈，就要求更厂家对生产成本控制、产品质量提升有着更高的要求。诸多抗生素的生产过程中需要用到离子交换树脂，采用Septor连续离子交换系统替代传统的固定床系统，可以有效降低生产成本

7、、同时提高产品品质。现在越来越多的抗生素生产过程中采用了Septor连续离子交换系统。以硫酸粘杆菌素为例：硫酸粘杆菌素的提取工艺如下：发酵液膜过滤Septor连续离子交换系统脱色脱盐膜浓缩干燥、成品 Septor连续离子交换系统的具体工艺流程图如下：本实例应用与采用传统固定床对比具有以下优点：产品收率提高10个点以上树脂用量节省50%以上酸用量减少40%以上，碱用量减少5%以上减少洗脱酸碱时水的15%用量维生素行业维生素（vitamin）是人和动物为维持正常的生理功能而必需从食物中获得的一类微量有机物质，在人体生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用。维生素是人和动物营养、生长所必需的某些少量有

8、机化合物，对机体的新陈代谢、生长、发育、健康有极重要作用。如果长期缺乏某种维生素，就会引起生理机能障碍而发生某种疾病。一般由食物中取得。现在发现的有几十种，如维生素A、维生素B、维生素C等。多数维生素都能直接从食物中获取，随着人们生活品质的不断提高，维生素的用量也越来越大，单纯从食物摄取维生素已经满足不了人们的需求；进而从动植物中提取或微生物代谢等采用多种手段生产维生素。中国是维生素生产大国，其中维生素C更是垄断了全球市场。中国维生素C行业的崛起与Septor连续离子交换系统的应用有着密不可分的关系。维生素C典型提取工艺：精制Septor连续离子交换系统VC.NaVC转化KGA-VC.Na浓缩

9、、脱色Septor连续离子交换系统KGA-NaKGA膜浓缩膜过滤发酵液 VC.Na转VC的工艺流程图如下：本实例应用与采用传统固定床对比具有以下优点：产品收率最高可达到99%以上同等收率可以最大限度的提高产品液浓度酸用量减少30%以上，碱用量减少40%以上减少洗脱酸碱时水的60%用量减少产品中氯离子的残留有机酸行业有机酸是指一些具有酸性的有机化合物。最常见的有机酸是羧酸，其酸性源于羧基 (-COOH)。有机酸的种类繁多，诸如：醋酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸、二元酸、琥珀酸、酒石酸等等；有机酸很多是作为重要的中间体或化工基础原料。一些用量大的有机酸如：柠檬酸、乳酸、二元酸等均采用微生物发酵法来生产，

10、在提取过程中需要用到大量的树脂脱除金属离子；采用Septor连续离子交换技术替代传统的固定床，优势极为明显。以柠檬酸为例，柠檬酸的大体提取工艺如下：干燥、成品浓缩、结晶Septor连续离子交换系统脱阳、阴离子酸解、过滤中和、过滤脱色过滤发酵液 柠檬酸Septor连续离子交换系统工艺简图如下：柠檬酸Septor连续离子交换系统总共有两套设备，用以实现脱除阳、阴离子。实例应用与采用传统固定床对比具有以下优点：树脂用量减少60%以上同等收率可以最大限度的提高产品液浓度酸用量减少40%以上，碱用量减少40%以上水用量减少60%以上 氨基酸行业氨基酸（Amino acid）是构成蛋白质(protein)

11、的基本单位，赋予蛋白质特定的分子结构形态，使它的分子具有生化活性。20种氨基酸中有多种已经进行大规模工业化生产，如谷氨酸、赖氨酸、色氨酸和苏氨酸等等。氨基酸的提取方法一般有等电结晶法（如谷氨酸）和离子交换吸附法（如赖氨酸）。在采用离子交换吸附法提取氨基酸时，采用Septor连续离子交换系统，将最大限度的降低生产成本、提高产品质量。以赖氨酸为例，赖氨酸典型提取工艺：Septor连续离子交换系统蒸发浓缩膜过滤发酵液干燥、成品赖氨酸Septor连续离子交换系统的工艺流程如下：实例应用与采用传统固定床对比具有以下优点：树脂用量减少60%以上同等收率可以最大限度的提高产品液浓度酸用量减少40%以上，碱用

12、量减少40%以上水用量减少60%以上以色氨酸为例，色氨酸典型提取工艺Septor连续离子交换系统浓缩粗结晶膜过滤发酵液浓缩、结晶脱色醇溶解色氨酸Septor连续离子交换系统的工艺流程如下：水洗料盐酸氨水水洗氨进料水洗酸 1212114316151817131465109872019树脂水洗碱实例应用与采用传统固定床对比具有以下优点：树脂用量减少50%以上同等收率可以最大限度的提高产品液浓度酸用量减少30%以上，碱用量减少30%以上水用量减少30%以上糖行业D-核糖D-核糖（D-ribose），分子式C5H10O5，是重要的五碳单糖，是核糖核酸（RNA）、ATP的重要组成物质，对生命的形成有重要

13、作用。D-核糖也是重要的药物中间体，用于多种核酸类药物的生产，并且具有广阔的应用前景。D-核糖的提取过程中需要用到离子交换树脂脱除离子，采用Septor连续离子交换系统可以大大降低生产成本。D-核糖的提取工艺如下：Septor连续离子交换系统膜预浓缩膜过滤发酵液Septor色谱分离系统浓缩、结晶蒸发浓缩脱色D-核糖Septor连续离子交换系统流程图如下：D-核糖Septor连续离子交换系统总共有两套设备，用以实现脱除阳、阴离子。实例应用与采用传统固定床对比具有以下优点：树脂用量减少70%以上同等收率可以最大限度的提高产品液浓度酸用量减少60%以上，碱用量减少50%以上水用量减少70%以上淀粉糖

14、利用含淀粉的粮食、薯类等为原料，经过酸法、酸酶法或酶法制取的糖，包括麦芽糖、葡萄糖、果葡糖浆等，统称淀粉糖。我国食糖生产和消费，长期以来，一直以蔗糖为主，淀粉糖为辅，近年来国家大力扶植和推广淀粉糖。近年来，伴随着玉米深加工，食品工业的发展以及酶制剂等生物技术的进步和人们消费结构的变化，我国淀粉糖行业取得了显著的发展，朝着多品种，个性化，专一化，规模化发展，产量大幅增加，品种结构日益完善。2005年淀粉糖产量达420万吨，产值达92.4亿元，2006年淀粉糖产量达560万吨。我国淀粉糖产量仅次于美国，居世界第二位。淀粉糖工业是农业产业化和粮食深加工的重要途径之一。因此，淀粉糖工业在我国国民经济发

15、展中起着重要作用。从淀粉制成糖的过程中，需要采用离子交换树脂除灰分，以提高糖的品质；Septor连续离子交换技术在淀粉糖脱灰分上的应用效果得到了客户的高度认可。以葡萄糖为例，葡萄糖典型提取工艺：膜过滤板框过滤糖化液化淀粉Septor连续离子交换系统脱色精制浓缩葡萄糖Septor连续离子交换系统流程图如下：葡萄糖Septor连续离子交换系统总共有两套设备，用以实现脱除阳、阴离子。实例应用与采用传统固定床对比具有以下优点：树脂用量减少70%以上酸用量减少50%以上，碱用量减少50%以上水用量减少40%以上甜菊糖甜菊糖苷(Stevia)又称作甜菊糖(Stevia sugar)，甜叶菊叶子提取物，不含

16、糖分和热量；色泽白色至微黄色，口感适宜、无异味，是发展前景广阔的新糖源。甜菊糖苷是目前世界已发现并经我国卫生部批准使用的甜味剂，其天然低热值并且非常接近蔗糖口味。是继甘蔗、甜菜糖之外第三种有开发价值和健康推崇的天然甜味剂，被国际上誉为“世界第三糖源”。甜菊糖传统的生产工艺陈旧、落后，操作不便；将膜技术与Septor连续离子交换技术相结合应用到甜菊糖的生产中，形成一条全新的清洁生产线。甜菊糖新工艺精制脱色脱盐Septor连续离子交换系统水提液膜微滤膜超滤膜浓缩 甜菊糖Septor连续离子交换系统的流程图如下：实例应用与采用传统固定床对比具有以下优点：树脂用量减少40%以上同等收率可以最大限度的提高产品液浓度 再生剂、解析剂减少30%以上钾肥行业钾是肥料三元素之一，植物体内含钾一般占干物质重的0.2%4.1%，仅次于氮。钾在植物生长发育过程中