用离子交换纤维从糖蜜酒精废液中提取色素.doc

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1、用离子交换纤维从糖蜜酒精废液中提取色素　　摘要：采用离子交换纤维提取糖蜜酒精废液中的色素，考察了脱色体系温度、ＩＥＦ填装高度、废液流速等因素对动态脱色的影响。结果表明，用１０．００ｇＩＥＦ动态脱色的最佳条件是废液流速为３ｍＬ／ｍｉｎ、ＩＥＦ填装高度为１５．０ｃｍ、脱色体系温度为６０℃，脱色率可达８３．５６％。采用红外光谱对提取的色素进行表征，可知其含有羟基和羰基。根据移动边界模型对试验过程的描述，推导出ＩＥＦ吸附色素的动力学方程为：１－３２／３＋２＝４８．１６ｒ－２Ｃｉ１．２６３３ｅｘｐ［］×ｔ。　　关键

2、词：糖蜜酒精废液；离子交换纤维；色素；动力学方程　　中图分类号：Ｘ７０３；TS261.9文献标识码：Ａ文章编号：0439－８11417－3607-04　　　　ＥｘｔｒａｃｔＰｉｇｍｅｎｔｆｒｏｍＳｕｇａｒｃａｎｅＭｏｌａｓｓｅｓＡｌｃｏｈｏｌＷａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙＩｏｎＥｘｃｈａｎｇｅＦｉｂｅｒ　　　　ＧＵＯＨａｉ－ｒｏｎｇ１，ＷＡＮＧＬｉ－ｊｕｎ１，ＷＥＮＧＭｅｎｇ－ｌｉｎｇ２，ＬＩＹｕａｎ－ｙｕａｎ１，ＲＥＮＥｒ－ｆａｎｇ１　　　　　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｉｇｍｅｎｔｗａｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍ

3、ｓｕｇａｒｃａｎｅｍｏｌａｓｓｅｓａｌｃｏｈｏｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｆｉｂｅｒ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｅｃｏｌｏｒｉｚｉｎｇｓｙｓｔｅｍ’sｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｆｉｌｌｉｎｇｈｅｉｇｈｔｏｆＩＥＦｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｄｅｃｏｌｏｒａｔｉｏｎｏｆｍｏｌａｓｓｅｓａｌｃｏｈｏｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅ，ｖｅｌｏｃｉｔ

4、ｙｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，３ｍＬ／ｍｉｎ；ｆｉｌｌｉｎｇｈｅｉｇｈｔｏｆＩＥＦ，１５．０ｃｍ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，６０℃；ｔｈｅｄｅｃｏｌｏｒａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｓｕｇａｒｃａｎｅｍｏｌａｓｓｅｓａｌｃｏｈｏｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗａｓ８３．５６％ｕｎｄｅｒｔｈｅｓｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏＦＴ－ＩＲｏｆｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｐｉｇｍｅｎｔ，ｉｔｈａｓｈｙｄｒｏｘｙａｎｄｃａｒｂｏｎｙｌ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｌｉｎｅａｔｉｏｎｏｆｍ

5、ｏｖｉｎｇ－ｂｏｕｎｄａｒｙｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｏｆＩＥＦａｄｓｏｒｂｉｎｇｐｉｇｍｅｎｔｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｓ１－３２／３＋２＝４８．１６ｒ－２Ｃｉ１．２６３３ｅｘｐ［］×ｔ．　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｇａｒｃａｎｅｍｏｌａｓｓｅｓａｌｃｏｈｏｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｆｉｂｅｒ；ｐｉｇｍｅｎｔ；ｋｉｎｅｔｉｃｅｑｕａｔｉｏｎ　　　　糖蜜酒精废液是发酵酒精后排出的剩余液体，是浓度高、颜色深、酸度大的有机废水，若不对其加以处理而直接排入水体，不仅会对环

6、境造成十分严重的污染，也会造成废液中所含有的大量有用物质浪费。糖蜜酒精废液中的色素是在制糖加工过程逐步积累而成的多种色素混合物，含有酚类和氨基氮化合物等成分。从废液中提取色素用于食品添加剂是近几年来新开发的技术，黑龙江省佳木斯市友谊糖厂与中外合资湖南湘潭多味酱料开发有限公司联合研发了利用废液生产食品添加剂――焦糖色素的方法，且提取后的剩余物可用于生产有机复合肥［１］。　　离子交换纤维是在离子交换树脂产品基础上开发的具有一定特性的功能新材料。它与普通离子交换树脂不同，其内部成丝状，同一体积的树脂纤维要比普通

7、颗粒树脂表面积大２０倍左右［２］，吸附能力强，除色效果好。但目前使用ＩＥＦ处理糖蜜酒精废液的研究较少，本研究探讨了从糖蜜酒精废液中提取色素的最佳工艺条件，探索了ＩＥＦ的作用机理，并推导了交换过程的动力学总方程式，为日后工业化生产和使用提供了试验和理论基础依据。　　１材料与方法　　１．１原料与试剂　　糖蜜酒精废液，取自广西昌菱糖厂，锤度为１２．６°Ｂｘ。ＺＢ－２型聚丙烯基强碱性阴离子交换纤维，桂林正翰科技开发有限责任公司生产；絮凝剂，美国产ＰＣＳ３０２１型聚丙烯酰胺，相对分子质量为２．６×１０７；ＮａＣｌ、

8、ＨＣｌ、ＮａＯＨ、甲醇、氨水均为市售，分析纯。　　１．２方法　　１．２．１糖蜜酒精废液的澄清处理称取０．２ｍｇＰＣＳ３０２１型絮凝剂加入１００ｍＬ糖蜜酒精废液中，水浴加热，保持絮凝体系温度为４０℃，调节絮凝体系ｐＨ为９，６０ｒ／ｍｉｎ搅拌５ｍｉｎ后静置１０ｍｉｎ，上层清液即为澄清后的糖蜜酒精废液。　　１．２．２ＩＥＦ的预处理ＩＥＦ用煮沸过的冷蒸馏水浸泡２４ｈ后湿法装柱，除去ＩＥＦ间气泡。填装完后，先用５％ＨＣl洗，再用蒸馏水洗