ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разные области применения ионного обмена из "Ионообменные смолы" Ионный обмен в той или иной степени облегчает очистку многочисленных фармацевтических препаратов никотина [290], алкалоидов [406], нитрилов [67], фосфатов гексозы [361], сложных спиртов [101], пектиназы [360], мышечных экстрактов [423], тиамина [239, 240, 242, 411], аланина [91], гормонов [142—144, 313], аденозинтрифосфата [425], растворов сывороток [153, 154, 422, 520], витамина В-12 [421], пенициллина [129], препаратов плазмы [433, 521], токсинов [506], ростовых веществ [58, 211]. Установлено [116], что ионный обмен с использованием ионообменных смол в составе хроматографической колонны значительно облегчает разделение различных пуриновых оснований. Применение пористых анионитов позволяет [305 ] адсорбировать и выделять крупные молекулы, например инсулин, уреазу, желатин и альбумин. Во время второй мировой войны в масштабе полузаводской установки производилось извлечение при помощи ионообменных смол алкалоидов из коры хинного дерева [24, 27]. [c.138] Превращение калиевых солей пенициллина в натриевые и сульфата стрептомицина в хлорид легко осуществляется с применением катионитиой смолы в первом случае и анионитной—во втором [614]. Применение ионитов значительно упрощает извлечение и очистку алкалоидов, антибиотиков и других химических продуктов, применяемых в фармацевтической промышленности [25, 102, 214, 280, 330, 400, 429, 614]. Например, очистка пенициллина производится при помощи весьма пористых анионитов [614], а извлечение стрептомицина может производиться при помощи пористого карбоксильного катионита. Вследствие высокого эквивалентного веса этих биологически активных веществ обменная емкость ионитов чрезвычайно высока—пористый анионит может адсорбировать равное по весу количество пенициллина, а пористый катионит—равный вес стрептомицина [305]. [c.138] Дефицитность ряда металлов стимулировала исследования по применению ионного обмена для улавливания цинка, меди, хрома, золота [93], серебра, марганца, урана, радиоактивных продуктов из сточных вод, рек, рудничных вод и т. д. Извлечение металлов из сточных вод различных промышленных предприятий преследует двоякие цели получение ценного металла и борьба с загрязнением водоемов. В ряде случаев важны обе цели, в других— важна лишь одна. [c.139] Методы извлечения металлов из промышленных сточных вод значительно различаются в зависимости от природы металлического нона и его концентрации. Изучение состава сточных вод, образующихся в травильных и гальванических цехах, показало [76], что ионообменный процесс обеспечивает экономичное извлечение из них хрома, меди и цинка [139, 180, 615], позволяя одновременно предотвратить загрязнение водоемов. Применением ионного обмена может быть разрешена проблема очистки сточных вод в промышленности искусственного шелка, где основным металлом—загрязнителем является цинк или медь [22, 553]. Обширные исследования проведены по применению методов ионного обмена для очистки вод, загрязненных опасными радиоактивными отходами установок по производству атомной энергии [379]. Методы ионного обмена обеспечивают экономичное извлечение серебра из сточных вод отходов фотолабораторий и кинокопировальных фабрик [388, 389] и извлечение магния из морской воды [49, 386]. Показано [19, 527—530], что такие металлы, как хром, мышьяк, железо, молибден, палладий, платина и ванадий, могут быть извлечены из разбавленных растворов и сконцентрированы путем адсорбции соответствующих комплексных анионов (СгО , РЬС1 и т. д.) на анионообменных смолах. Описаны методы получения магния из морской воды при помощи ионного обмена [209,257,386]. [c.139] СОСТОЯНИИ, а загрязняющие металлы переходили в истинный раствор. Такой способ позволяет получать в фильтрате гидрозоль циркония, освобожденный от растворенных электролитов. Этот же способ может быть использован также для очистки коллоидов, как, например, глипы и белков [94]. [c.140] Другие непредвиденные трудности были обусловлены стоимостью регенерирующих веществ и разложением ионообменных смол. В связи с незначительным эффектом применения ионного обмена в очистке сахара возникла необходимость удешевления регенерации смолы и применения весьма долговечных ионитов, не разлагающихся нод действием концентрированных растворов сахара [381]. Колебание стоимости регенерации и цен на патоку создавали временами условия, экономически неблагоприятные для применения ионообменных процессов. Так как важнейшим назначением процесса обессоливания является уменьшение выходов патоки, экономичность этого процесса возрастает в периоды низких цен на патоку. Разработка в последнее время смол, стойких в растворах сахаров, допускающих более экономичную регенерацию и не вызывающих инверсии сахарозы, благоприятствует широкому применению ионного обмена. Хотя промышленное использование ионного обмена в очистке сахара требует дополнительных обширных испытаний, с применением этого метода определенно повышается выход сахара и снижается выход патоки, и поэтому при проектировании новых заводов эта возможность должна быть подвергнута тщательному анализу (ем. гл. VIII). [c.140] Ионообменные процессы с успехом используются в производстве напитков и в консервной промышленности. Умягчение воды, используемой в производстве газированных напитков, имеет важное значение, так как карбонаты и бикарбонаты, содержащиеся в воде, нейтрализуют лимонную и фосфорную кислоты, добавляемые к газированным напиткам, и потому должны быть предварительно удалены. Для этого предложено два ионообменных метода. По первому методу вода разделяется на два потока, один из которых пропускают через ]Ча-катионит, а другой—через П-сульфо-катионит. Соотношение объемов, пропускаемых через каждый из ионитов, должно обеспечить получение мягкой и практически не содержащей щелочности воды. По второму методу применяют лишь один иониткарбоксильный П-катионит. Так как активность карбоксильных кислотных групп недостаточна для того, чтобы осуществить обмен всех ионов нейтральных солей, вода, пропущенная через такой катионит, освобождается только от свободной щелочности и жесткости, эквивалентной этой щелочности. Второй метод заслуживает предпочтения при обработке воды, характеризующейся высокой щелочностью и высокой жесткостью. [c.141] Большое внимание привлекает извлечение органических кислот, например лимонной, аскорбиновой и винной, из виноградной барды и отходов переработки цитрусовых [18, 117, 346, 347, 381, 558], для извлечения ценных аминокислот [165], витаминов [104] и т. д. из других отходов пищевой промышленности [164, 226, 243, 245]. Применение ионного обмена упрощает переработку растворов декстрозы [99, 100], фруктовых соков [92, 107, 201, 222], патоки [55, 71, 124, 169, 225, 494, 495, 517, 571, 578, 5871, очистку же.патина [389, 390, 453], пектина [311, 610], лигнина[166] и обеззоливание молочной сыворотки [326, 389, 390, 403, 612]. Весьма интересна возможность получения продукта, близкого к женскому молоку, путем пропускания коровьего молока через ионит, содержащий ионы кальция и натрия в требуемых соотношениях [325]. [c.141] Ионный обмен используется в промышленном масштабе д.ля нейтрализации формальдегида, достигаемой путем удаления муравьиной кислоты при помощи анионообменной смолы. Для многих промышленных применений присутствие даже следов муравьиной кислоты в формальдегиде недопустимо. Удаление этой кислоты непосредственно фильтрованиел 37-процентного формалина через анионит является весьма эффективным и экономичным способом промышленной очистки [121, 442]. [c.143] Присутствие никеля в сорбите, иолученном ири помощи нике-.iGBoro катализатора Ренея, нри синтезе аскорбиновой кислоты недопустимо при дальнейших стадиях синтеза этой кислоты. Для экономичного и эффективного удаления никеля в промышленных масштабах с успехом применяют сульфокатиониты [21, 428]. Этим же способом достигается удаление металлов из бензина и других нефтепродуктов [276, 394, 397, 480, 485]. [c.143] И барий [441, 550], а также гафний и цирконий [524]. Хотя эти методы являются пока лишь лабораторными, вполне возможно, что в будущем они найдут и промышленное применение. [c.144] Применение ионообменных смол в качество питательных сред для растений всесторонне изучалось почвоведами, агрономами и растениеводами. Их работы показали, что способные к обмену ионы, содержащиеся в ионообменных смолах, легко усваиваются растениями. Опубликованы интересные результаты многочисленных работ [12, 31, 204, 270, 272, 317] по применению ионообменных смол, содержащих или одиночные ионы, или весь комплекс ионов, необходимых для питания растения. Однако, так как обменные свойства смол и почв различны, соотношение ионов, требуемое для оптимального развития растения в обоих случаях неодинаково. [c.144] Важнейшим преимуществом ионообменных смол в качестве источника питания растений является высокая обменная емкость этих смол, во много раз превышающая обменную емкость почв. Это, в частности, относится к анионитам. С точки зрения исследовательской техники дополнительным преимуществом ионообменных смол является наличие более четко выраженных их физических и химических свойств по сравнению с глинами и почвами, представляющими собой сложные гетерогенные материалы. С другой стороны, крупным недостатком ионообменных смол для указанного применения является их неэкономичность. Ионообменные смолы дороги, и их внедрение в практику требует крупных капитальных затрат. Однако возможность регенерации этих смол и их высокая стойкость позволяют надеяться на возможность практической реализации их применения в промышленных огородных и тепличных хозяйствах. Высокие размеры капитальных затрат могут компенсироваться устранением потерь нитратов, аммиака, калия и фосфатов. [c.144] Вернуться к основной статье