離子交換技術在食品工業中的應用

❶ 離子交換膜基本原理及應用的內容簡介

離子交換膜是膜技術的一種，主要用於電滲析技術處理水、電解隔膜、回分離等，在食品工答業、電子工業、化工、環境保護等領域有廣泛的應用。
本書適用於從事化工、環保、醫葯、食品、電力、膜研究、電子半導體等技術人員及科研工作者參考。

❷ 什麼是離子交換技術水處理方面有什麼應用

離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的一種可逆性化學反應，當液相中的某些專離子較為離子交換屬固體所喜好時，便會被離子交換固體吸附，為維持水溶液的電中性，所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。離子交換技術在水處理領域應用比較廣泛，純水物軟化器即指鈉離子交換器，而離子交換器分為鈉離子交換器、陰陽床、混合床等種類。主要用於鍋爐、熱電站、化工、輕工、紡織、醫葯、生物、電子、原子能及純水處理的前道處理，工業生產所需進行硬水軟化、去離子水制備的場合，還可用於食品葯物的脫色提純，貴重金屬、化工原料的回收，電鍍廢水的處理等。

❸ 生物分離技術在食品工業中的應用

食品工業中用發酵和煮制的話，常常用離心技術。此外層析和膜分離也很常用。
下面介紹下生物分離技術和生物技術在食品工業中的應用進展。
生物分離技術最常見的分離純化方法包括鹽析和有機溶劑分級沉澱、超濾技術、層析技術、電泳技術、離心技術。
(1)鹽析或有機溶劑分級沉澱：向反應產物溶液中加入大量易溶解的鹽如氯化鈉、硫酸銨，這些鹽的離子能結合大量的水，產物因此被鹽沉澱出來。產物溶液中加入能和水互溶的有機溶劑如乙醇、丙酮，常常能降低產物溶解度，而使產物沉澱。選擇適當條件可使產物和雜質分開。
(2) 超濾技術：選擇適當孔徑的超濾膜或超濾中空纖維柱，通過抽濾加壓使一定大小的分子能水一起穿過孔徑，更大的分子則被擋住，以此將產物分離出來。
(3)層析技術：使用濾紙、纖維素、樹脂、凝膠顆粒、多空玻璃珠等填充支持物或者不同於溶劑的另一種液相作為固定的介質對溶劑中的不同物質的結合力不一樣，當溶劑向前推進時，溶劑中的不同溶質便可彼此分開。此外還有按分子大小分開的分子篩層析，按解離能力和離子性質分開的離子交換層析，按生物分子間親和力大小分開的親和層析，以及按兩相溶液間分配系數差異而分開的逆流分溶。
(4)電泳技術：帶有電荷的離子或顆粒在電場作用下向一個電擊方向移動，離子或顆粒因其所帶電荷和質量的不同，在電場中的移動速度不同，因而彼此被分開。被廣泛使用的是凝膠電泳，而毛細管電泳具有最靈敏的分析效果。
(5)細胞、細胞碎片和生物大分子在離心力場作用下能被沉澱下來。離心機在每分鍾旋轉10000次以下的低速是就能使細胞沉澱，細胞碎片要在每分鍾旋轉20000到30000次的高速下才能被沉降，生物大分子則需要在每分鍾旋轉30000次以上的超速離心方能克服分子熱運動而被沉降。
生物技術在食品工業中的應用進展
益生菌：隨著益生菌多項保健功能的不斷發現，如平衡腸道菌群，改善腸道功能、調節免疫、增強消化功能，促進營養物質吸收、抗誘變和防癌特性、抗氧化與延緩衰老以及改善心血管系統等。目前，國際上對益生菌的研究顯得非常活躍，特別是在日本、法國、美國等國家已形成了系統化專業性科研隊伍。
世界各國益生菌研究主要集中在益生菌促進人體健康的機理、益生菌的工業化與產業化應用技術、更高質量或帶多功能性益生菌的高效篩選與定向設計等前沿領域，其研究成果應用於食品工業生產大大提高了人體健康水平並帶來了客觀的經濟效益。在我國，特別是在奶
製品和一些功能性的食品中益生菌已廣為運用。
在基礎研究方面，我國科學家取得了豐碩的研究成果。2008年7月，內蒙古農業大學等單位承擔的益生菌L．casei Zhang基因組學和蛋白質組學研究項目通過鑒定，項目完成了益生菌L．ca-sei Zhang染色體基因組和質粒基因組plca36序列的測定，從而能夠准確地將該菌株的益生功能基因進行定位，為其益生機理進一步深入研究和相關產品的開發應用從基因水平上奠定了基礎。該項目的完成標志著我國在乳酸菌基因組學方面的研究達到國際水平。同時，國內圍繞乳製品、發酵肉製品工業發酵劑菌株篩選獲得重要進展，建立了從多菌相肉品發酵體系中定向篩選特質菌株的高通量技術平台和我國第一個原創性、具有自主知識產權的乳酸菌菌種資源庫，篩選得到了幾十株具有優良生產性狀及益生特性的乳酸菌菌株，為我國益生菌製品的開發奠定了強大的技術和菌源基礎。
代謝工程：在代謝工程研究方面，隨著研究應用的深入，代謝工程的定義也在不斷更新，現在多將其定義為利用基因工程技術，有目的地對細胞代謝途徑進行精確地修飾、改造或擴展、構建新的代謝途徑，以改變微生物原有代謝特性，並與微生物基因調控、代謝調控及生化工程相結合，提高目的代謝產物活性或產量，合成新的代謝產物的工程技術科學。總體而言，代謝工程是在建立代謝網路理論的基礎上，通過對代謝流的定性、定量分析，從而對代謝工程進行設計包括改變代謝流、擴展代謝途徑和構建新的代謝途徑等方法，其核心是在分子水平上對靶基因或基因簇進行遺傳操作，所以又稱為第三代基因工程。
代謝工程主要包括3個步驟：細胞途徑的修飾(合成)，修飾後細胞表型的嚴格評價(表型表徵)，根據評價結果設計進一步的修飾(優化設計)。其中，表現表徵的評價即是在獲得大量生化反應數據的基礎上，採用化學、數學的研究方法並結合先進的信息技術進行高通量分析，進一步研究細胞代謝的動態特徵和控制機理，並由此發展了各種數學系統模型用於輔助改善代謝工程設計。
隨著後基因組學時代的到來，各種組學技術(基因組學、轉錄物組學、蛋白質組學、代謝物組學、代謝通量組學等)在代謝工程相關研究中被廣泛使用，通過組學技術對細胞基因組以及細胞與微觀和宏觀環境條件關系等特性進行表型表徵，代替傳統表型表徵的方法，使代謝工程的研究從局部通路水平上升到整體水平，從而可以更好地揭示生物復雜代謝網路及調控機理，進行代謝工程的研究。目前，以各層次功能基因組學研究為基礎，藉助高通量實驗技術和生物信息學工具等，通過整合各層次組學研究數據，建立數學模型，或通過比較不同菌株或同一菌株在不同條件下各個層次組學差異以闡明生命活動規律，以此進行代謝工程設計的尺度多層次的系統生物學方法，成為了各國科學家研究的重點方向。
生物反應器：在生物反應器研究方面，自動化、多功能和高效率的新型生物反應器一直是近年來研究的熱點。包括人工生物反應器和天然生物反應器，比如微生物、動物和植物表達系統等，研究主要集中在將分離技術和生物反應過程結合開發出高效率的生物反應器，比如超臨界反應器和膜反應器等，以及研究生物反應機理、反應過程參數感測器的研製、自動化控制系統和數學模型的建立等，特別是參數控制方面的研究和固體發酵生物反應器的開發是研究的兩個重點領域。
安全檢測：此外，生物技術，如酶聯免疫吸附測定(ELISA)、聚合酶鏈式反應(PCR)和DNA晶元技術等用於食品微生物、毒素以及殘留葯物等食品安全檢測方面也顯示出其靈敏度高、特異性強、簡便快捷等優勢，逐漸成為食品安全研究的重要方向。

❹ 離子交換樹脂到底是什麼技術幹嘛用的 請詳解

離子交換樹脂是一種傳統的水處理工藝，其中水中的各種陰離子和陽離子被陰回離子交換樹脂和答陽離子交換樹脂所取代。
陰離子和陽離子交換樹脂可以分別或按不同比例形成離子交換正床系統、離子交換負床系統和離子交換混合床系統，並且通常使用混合床系統。
反滲透等水處理工藝是用來生產超純水、高純水的終端工藝，它是用來制備超純水的一種不可替代的手段。其出水電導率可低於0.2μS/cm以下，出水電阻率達到5MΩ.cm以上，根據不同的水質及使用要求，出水電阻率可控制在5~18MΩ.cm之間。
被廣泛應用在食品行業、醫葯行業、工業超純水、醫葯超純水、高純水等領域上。

❺ 離子交換的原理是什麼，簡述其在食品工業中的利用

離子交換,可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除,以氯化鈉(NaCl)代表水中回無機鹽類,水質除鹽的基本反答應可以用下列方程式表達：
1、陽離子交換樹脂：R—H+Na+ R—Na+H+
2、陰離子交換樹脂：R—OH+Cl- R—Cl+OH-
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成：
RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
可看出,水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應生成物只有H2O,故達到了去除水中鹽的作用.

食品工業的運用主要包含製糖脫色，掩苦劑，水體除氨氮，硝酸鹽，飲用水除鐵，玉米糖漿催化，酶，多肽，和蛋白質分離，有機酸純化，飲料除砷等等。

❻ 離子交換樹脂在水處理方面有哪些優勢

離子交換樹脂在水處理應用中的優點：

1、工業超純水處理工藝，是目前工業用超回純水的制答備上應用最多的一種工藝之一。

2、食品工業離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。

3、制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。

4、合成化學和石油化學工業在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。

5、電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。

6、濕法冶金及其他離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

❼ 離子交換樹脂按作用和用途可分為哪幾種

1、強酸性陽離子交換樹脂
強酸性陽離子交換樹脂含有大量的強酸性基團，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中離解出H+，故呈強酸性，樹脂離解後，本體所含的負電基團，如SO3－，能吸附結合溶液中的其他陽離子，這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。
強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後，要進行再生處理，即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態，以供再次使用，如強酸性陽離子交換樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與H+結合而恢復原來的組成。
2、弱酸性陽離子交換樹脂 
弱酸性陽離子交換樹脂含弱酸性基團，如羧基－COOH，能在水中離解出H+而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團，如R-COO－(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。
弱酸性陽離子交換樹脂離解性較弱，在低pH下難以離解和進行離子交換，只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5-14)起作用，這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。 
3、強鹼性陰離子交換樹脂 
強鹼性陰離子交換樹脂含有強鹼性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)－NR3OH(R為碳氫基團)，能在水中離解出OH-而呈強鹼性，這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。 
強鹼性陰離子交換樹脂的離解性很強，在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。
4、弱鹼性陰離子交換樹脂 
弱鹼性陰離子交換樹脂含有弱鹼性基團，如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2，它們在水中能離解出OH－而呈弱鹼性，這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。
弱鹼性陰離子交換樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附，只能在中性或酸性條件(如pH1-9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。 

❽ 離子交換樹脂主要是應用在哪些地方有什麼用途啊

清除水中或其他溶液中的金屬以及其他雜質離子…起到凈化的作用…一般用在各類化學或生物實驗中去離子水的制備!

❾ 離子交換樹脂的主要應用是什麼

（復1）水處理。離子交換樹脂在水制處理領域的需求量很大，約占其產量的90%，主要用於水中的各種陰陽離子的去除，目前，多用在火力發電廠的純水處理上。

（2）食品工業。離子交換樹脂可用於糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如，高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後，再經水解反應，產生葡萄糖與果糖，而後經離子交換處理，可以生成高果糖漿。

（3）石油化學工業。在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼，同樣可進行上述反應，且優點更多。如樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環境，反應容易控制等。

（4）環境保護。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用離子交換樹脂進行回收使用，如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。

（5）其他。離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。