一种阳离子树脂再生剂及其再生阳离子树脂的方法

摘要

本发明公开了一种阳离子树脂再生剂及其再生阳离子树脂的方法，所述再生剂是由下述重量百分含量的原料组成：柠檬酸钠60‑80%，葡萄糖酸钠10‑20%，六偏磷酸钠5‑15%，氢氧化钠1‑10%；所述再生方法包括：（1）纯净水冲洗，（2）再生剂第一次再生，（3）再生剂第二次再生，（4）纯净水洗净四个步骤；本发明再生剂及再生方法，可以直接在不锈钢树脂软化罐中对阳离子树脂进行再生，提高树脂再生效率及降低树脂再生成本；大大提高产品质量安全，主要用于水、果汁、凉茶、中药提取液、配制酒等需要软化处理产品，降低产品钙离子含量，提高产品稳定性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳离子树脂再生剂及其再生阳离子树脂的方法，具体涉及一种强 酸性苯乙烯系阳离子交换树脂的新型再生方法，主要应用于水、果汁、凉茶、中药提取液、配 制酒等需要软化处理产品，降低产品钙离子含量，提高产品稳定性。

背景技术

果汁、凉茶、中药提取液、配制酒等制品由于其添加多种动植物物质，功能成分复 杂，常发生沉淀、失光等产品沉淀问题，影响产品品质，成为困扰产品力提升的行业难题。在 对上述制品收集沉淀经过理化指标分析后发现，大部分采用中草药提取调配而成的饮料食 品，由于含有大量草酸等成分，易与溶液中钙离子结合成草酸钙沉淀，影响产品稳定性，因 此，有必要对溶液中钙离子进行去除，提升产品稳定性。

去除产品中钙离子含量的方式有很多，其中采用阳离子交换方法最安全、经济、环 保。阳离子树脂是以苯乙烯和二乙烯苯聚合，经硫酸磺化而制得的聚合物。离子交换法是液 相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆化学反应，当液相中的某些离子较为离子交 换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，离子交换固体必须释 出等价离子回溶液中。离子交换树脂具有选择性强、处理倍数高、操作方便等特点，已广泛 应用于水处理、环境保护、食品饮料行业。在经过吸附与解析后，树脂上会吸附大量的杂质 离子、蛋白及许多有机大分子，这些物质不可逆地吸附在交换剂的骨架上，必然会堵塞树脂 微孔道和遮盖活性基团，从而使得树脂再吸附性能下降，造成树脂的污染和中毒，所以每使 用一段时间后，就要对其进行再生，把它所吸附的杂质离子给置换出来，激活树脂。

目前阳离子树脂在活化再生过程中，常规方法是用盐酸和氯化钠进行再生处理， 也有少量报道采用硫酸钠进行再生的方法；盐酸和氯化钠对环境有一定的影响，同时氯离 子对不锈钢设备有腐蚀性，所以树脂软化设备只能采用玻璃钢、塑料、不锈钢衬胶等耐氯离 子材质，不能单纯采用不锈钢材质制造；硫酸钠再生方式容易产生沉淀，目前工艺还不成熟 ；其中有机玻璃材质只能制造小型设备，大设备容易破裂；塑料材质容易带入塑化剂污染、 影响产品口感；衬胶材质容易脱落。

而目前用于食品加工行业的物料软化，为了保证食品安全性，均是在不锈钢设备 中进行的，所以在采用阳离子交换树脂软化料液饱和后，要对树脂进行再生时，需要将树脂 取出，在其他耐氯离子材质设备中进行树脂的活化再生，在工业生产中，一般都是采用塑料 材质的设备，由此不可避免的带入塑化剂污染，影响产品品质，并且操作繁琐，耗时较长，所 以现有阳离子再生工艺限制了其在果汁、凉茶、中药提取液、配制酒等食品制品中的推广应 用，为降低树脂活化再生过程中使用氯化钠对环境和设备的影响，急需一种可以在不锈钢 材质中应用的阳离子再生处理剂及再生工艺来提升产品的稳定性。

发明内容

本发明的目的就是针对目前阳离子树脂均是采用盐酸和氯化钠进行再生活化处 理，导致阳离子树脂活化不能在不锈钢材质设备中进行，影响产品质量及稳定性的问题，提 供一种阳离子树脂再生剂及其再生阳离子树脂的方法。

本发明的一种阳离子树脂再生剂，是由下述重量百分含量的原料组成：柠檬酸钠 60-80%，葡萄糖酸钠10-20%，六偏磷酸钠5-15%，氢氧化钠1-10%。

本发明的一种阳离子树脂再生剂，优选是由下述重量百分含量的原料组成：柠檬 酸钠70%，葡萄糖酸钠15%，六偏磷酸钠8%，氢氧化钠7%。

本发明的一种阳离子树脂再生剂，另一优选方案是由下述重量百分含量的原料组 成：柠檬酸钠80%，葡萄糖酸钠10%，六偏磷酸钠5%，氢氧化钠5%。

上述配方中所述柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、氢氧化钠均是采用食品级原 料。

利用本发明的阳离子树脂再生剂再生阳离子树脂的方法，包含下述步骤：

（1）纯净水冲洗

树脂软化料液饱和后，排净树脂软化罐内料液，用纯净水进行反冲洗5-10分钟，冲洗速 率2-5BV/H，树脂展开率50-100%，试样中无可见机械杂质，再使用纯净水正冲洗10-15分钟， 冲洗速率2-5BV/H，至出水澄清、无明显颜色，排净纯净水；所述树脂是指强酸性苯乙烯系阳 离子交换树脂；

（2）再生剂第一次再生

配制再生剂，用质量分数为2-5%的再生剂水溶液反冲洗树脂30-50分钟，冲洗速率2- 5BV/H，冲洗完毕后排净再生剂水溶液；

（3）再生剂第二次再生

用质量分数为5-10%的再生剂水溶液正冲洗20-40分钟，冲洗速率2-5BV/H，冲洗完毕后 排净再生剂水溶液；

（4）纯净水冲洗干净

排净树脂软化罐内试剂，用纯净水正反冲洗树脂，冲洗速率4-10BV/H，至冲洗后出水电 导率≤10μs/cm，色度≤5度，排净树脂罐内残留纯净水，准备待软化料液进料。

本发明的阳离子树脂再生剂中，所选用的柠檬酸钠和葡萄糖酸钠，主要是提供钠 离子，与树脂中的钙离子进行交换；所选用的六偏磷酸钠，是为了与钙离子发生螯合反应， 以防止交换出来的钙离子生成沉淀；所选用的氢氧化钠，可以与树脂架上的蛋白及有机大 分子发生水解反应，使其脱离树脂架；并且配方中的柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠及 氢氧化钠均不会对不锈钢设备造成任何腐蚀，所以料液软化过程中，当阳离子树脂硬化后， 可以直接在不锈钢树脂软化罐中排净软化料液后，直接对树脂进行活化再生，避免了以往 需要将树脂取出在专门的塑料材料软化罐中进行树脂软化的麻烦，同时也避免了在树脂中 引入塑化剂污染，影响产品口感、风味及品质的问题。

下面是针对本发明阳离子再生方法与传统阳离子再生方法所做的系列对比试验。

1.本发明本发明阳离子树脂再生方法与传统再生方法对比

本发明再生方法采用单罐循环再生方式，树脂不需周转，具有浸泡时间短、再生效率高 等优点。常规再生方法一般浸泡12至24小时，再生时间较长，具体再生时间及效果见下表 一。

表一本发明阳离子树脂再生方法与传统再生方法对比

2.本发明阳离子树脂再生方法工艺优化试验

为了优化再生工艺，本发明做了一次性低浓度再生剂再生（采用质量分数为5%的再生 剂进行树脂再生）、一次性高浓度再生剂（采用质量分数为10%的再生剂进行树脂再生）再生 及二次不同浓度再生（第一次采用质量分数为5%的再生剂进行树脂再生，第二次采用质量 分数为10%的再生剂进行树脂再生）的对比试验，结果见下表二。

表二不同再生剂浓度及工艺再生对比试验

由上述试验对比结果可见：单纯用低浓度（2倍量5%再生剂）进行再生，再生剂用量较少 （10：100再生剂树脂量比）但树脂再生度较低；采用高浓度（2倍量10%再生剂）进行再生，树 脂再生度较好，但再生剂用量较大（20:100再生剂树脂量比），分高低两次不同浓度进行再 生（1倍量5%再生剂，1倍量10%再生剂），树脂用量适中，但是再生效果与高浓度再生剂再生 相同，综合经济效益，两级再生方法效果最佳。

3.本发明再生方法与传统再生方法对产品口感的影响

分别采用传统塑料（玻璃钢）软化罐与不锈钢软化罐对果酒、凉茶、配制酒进行软化处 理，处理后产品进行口感品评对比，结果见下表三、表四。

表三样品品评编号

通过品评对比结果可以看出，采用塑料（玻璃钢）材质软化罐处理后产品，在香气、滋 味、风格及总体评分上均不如采用不锈钢软化罐处理的产品，充分说明了在食品行业采用 不锈钢树脂软化罐进行树脂软化罐的必要性。

本发明阳离子树脂再生剂及再生方法相比传统阳离子树脂再生剂及再生方法，具 有以下优点：

（1）再生剂中不含氯离子，可以避免再生剂对不锈钢设备的腐蚀，因此可以直接在不锈 钢料液软化罐中进行树脂再生，并且安全环保，价格低廉；

（2）树脂活化再生过程直接在不锈钢料液软化罐中进行，避免了以往树脂再生时需要 将树脂取出，在单独的塑料材质或其他耐氯离子材料容器中进行再生的问题，既节省了操 作工序，又避免了塑化剂污染等问题，保障了产品的质量安全；

（3）采用流动再生代替浸泡再生，缩短树脂再生时间，提高工作效率；

（4）采用独创的两级再生方式，节约试剂用量及再生时间，提升树脂再生性能；

（5）活化再生工艺流程简单，再生过程易操作，可以大规模运用于水、配制酒、中药提取 液、食品饮料等行业软化处理需要。

本发明再生剂及再生方法，可以直接在不锈钢树脂软化罐中对阳离子树脂进行再 生，提高树脂再生效率及降低树脂再生成本；大大提高产品质量安全，主要用于水、果汁、凉 茶、中药提取液、配制酒等需要软化处理产品，降低产品钙离子含量，提高产品稳定性。

附图说明

图1是本发明的工艺流程方框图。

具体实施方式

下面以在劲牌生物医药有限公司实际物料软化生产中利用本发明的阳离子再生剂及 再生方法进行阳离子树脂再生的具体生产过程为例，来详细解释本发明，但是它们不以任 何方式限制本发明，具体生产情况如下：

实施例1

本实施例以配制酒中进行阳离子树脂软化为例来进行说明。

本实施例中阳离子树脂再生剂是由下述重量百分含量的原料组成：柠檬酸钠80%， 葡萄糖酸钠10%，六偏磷酸钠5%，氢氧化钠5%。所述柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、氢氧 化钠均是采用食品级原料。

参见图1，本实施例中利用上述再生剂进行阳离子树脂再生的方法，包括下述步 骤：

（1）纯净水冲洗

树脂中配制酒料液饱和后，排净树脂软化罐内料液，用纯净水进行反冲洗5分钟，冲洗 速率4BV/H，树脂展开率80%，试样中无可见机械杂质，再使用纯净水正冲洗10分钟，冲洗速 率3BV/H，至出水澄清、无明显颜色，排净纯净水；所述树脂是指强酸性苯乙烯系阳离子交换 树脂；

（2）再生剂第一次再生

按照本实施例中的重量百分比含量配制再生剂，用质量分数为4%的再生剂水溶液反冲 洗树脂30分钟，冲洗速率4BV/H，冲洗完毕后排净再生剂水溶液；

（3）再生剂第二次再生

用质量分数为8%的再生剂水溶液正冲洗30分钟，冲洗速率5BV/H，冲洗完毕后排净再生 剂水溶液；

（4）纯净水冲洗干净

排净树脂软化罐内试剂，用纯净水正反冲洗树脂，冲洗速率6BV/H，至冲洗后出水电导 率≤10μs/cm，色度≤5度，排净树脂罐内残留纯净水，准备待软化配制酒进料即可。

为对比本发明方法对产品品质影响及传统采用塑料材质的软化罐对产品品质的 影响，特进行对比试验，具体情况见对比实施例1。

对比实施例1

本实施例以采用塑料软化罐及传统工艺，进行与实施例1相同的配制酒中阳离子树脂 软化为例来进行说明。具体试验方案如下：

（1）树脂中配制酒料液饱和后，用纯净水正冲洗塑料罐内树脂，冲洗速率5BV/H，冲洗10 分钟后排净树脂罐内纯净水；

（2）纯净水冲洗后的树脂用2倍量4%盐酸浸泡12小时，排净树脂软化罐内试剂；用纯净 水冲洗10分钟，冲洗速率4BV/H；

（3）盐酸清洗后的树脂用2倍量10%氯化钠浸泡12小时，排净树脂软化罐内试剂，用纯净 水正反冲洗树脂，冲洗速率6BV/H，至冲洗后出水电导率≤10μs/cm，色度≤5度；准备待软化 配制酒进料即可。

采用实施例1中得到的产品进行塑化剂检测，结果如下表五所示。

表五不锈钢材质软化罐进行树脂软化后所得配制酒中塑化剂检测结果

采用对比实施例1中得到的产品进行塑化剂检测，结果如下表六所示：

表六塑料材质软化罐进行树脂软化后所得配制酒中塑化剂检测结果

通过对比实施例1及对比实施例1的配制酒产品中塑化剂的检测分析，可以看出，采用 传统塑料材质进行树脂活化再生，很容易给产品中带入塑化剂污染，影响产品品质，而采用 本发明的再生工艺进行树脂再生，由于避免了使用塑料材质软化剂，而是直接使用不锈钢 材质软化罐进行树脂在线活化再生，则完全避免了产品中的塑化剂污染，对产品力的提升 具有很大帮助。

实施例2

本实施例以中药提取液中进行阳离子树脂软化为例来进行说明。

本实施例中阳离子树脂再生剂是由下述重量百分含量的原料组成：柠檬酸钠70%， 葡萄糖酸钠15%，六偏磷酸钠8%，氢氧化钠7%。所述柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、氢氧 化钠均是采用食品级原料。

本实施例中利用上述再生剂进行阳离子树脂再生的方法，包括下述步骤：

（1）纯净水冲洗

树脂中中药提取液饱和后，排净树脂软化罐内料液，用纯净水进行反冲洗10分钟，冲洗 速率2BV/H，树脂展开率100%，试样中无可见机械杂质，再使用纯净水正冲洗15分钟，冲洗速 率5BV/H，至出水澄清、无明显颜色，排净纯净水；所述树脂是指强酸性苯乙烯系阳离子交换 树脂；

（2）再生剂第一次再生

按照本实施例中的重量百分比含量配制再生剂，用质量分数为5%的再生剂水溶液反冲 洗树脂40分钟，冲洗速率3BV/H，冲洗完毕后排净再生剂水溶液；

（3）再生剂第二次再生

用质量分数为10%的再生剂水溶液正冲洗20分钟，冲洗速率4BV/H，冲洗完毕后排净再 生剂水溶液；

（4）纯净水冲洗干净

排净树脂软化罐内试剂，用纯净水正反冲洗树脂，冲洗速率6BV/H，至冲洗后出水电导 率≤10μs/cm，色度≤5度，排净树脂罐内残留纯净水，准备待软化中药提取液进料即可。

经产品跟踪发现，经过上述树脂再生工艺后，中药提取液中没有塑化剂污染，且没 有沉淀现象产生，产品品质更稳定。

实施例3

本实施例以纯净水制备过程中进行阳离子树脂软化为例来进行说明。

本实施例中阳离子树脂再生剂是由下述重量百分含量的原料组成：柠檬酸钠72%， 葡萄糖酸钠12%，六偏磷酸钠15%，氢氧化钠1%。所述柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、氢 氧化钠均是采用食品级原料。

本实施例中利用上述再生剂进行阳离子树脂再生的方法，包括下述步骤：

（1）纯净水冲洗

树脂中待软化料液饱和后，排净树脂软化罐内料液，用纯净水进行反冲洗8分钟，冲洗 速率5BV/H，树脂展开率50%，试样中无可见机械杂质，再使用纯净水正冲洗12分钟，冲洗速 率2BV/H，至出水澄清、无明显颜色，排净纯净水；所述树脂是指强酸性苯乙烯系阳离子交换 树脂；

（2）再生剂第一次再生

按照本实施例中的重量百分比含量配制再生剂，用质量分数为2%的再生剂水溶液反冲 洗树脂50分钟，冲洗速率5BV/H，冲洗完毕后排净再生剂水溶液；

（3）再生剂第二次再生

用质量分数为5%的再生剂水溶液正冲洗40分钟，冲洗速率3BV/H，冲洗完毕后排净再生 剂水溶液；

（4）纯净水冲洗干净

排净树脂软化罐内试剂，用纯净水正反冲洗树脂，冲洗速率4BV/H，至冲洗后出水电导 率≤10μs/cm，色度≤5度，排净树脂罐内残留纯净水，准备待软化中药提取液进料即可。

经产品跟踪发现，经过上述树脂再生工艺后，纯净水中没有塑化剂污染，且没有沉 淀现象产生，产品品质更稳定。

实施例4

本实施例以果汁制备过程中进行阳离子树脂软化为例来进行说明。

本实施例中阳离子树脂再生剂是由下述重量百分含量的原料组成：柠檬酸钠60%， 葡萄糖酸钠20%，六偏磷酸钠10%，氢氧化钠10%。所述柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、氢 氧化钠均是采用食品级原料。

本实施例中利用上述再生剂进行阳离子树脂再生的方法，包括下述步骤：

（1）纯净水冲洗

树脂中待软化料液饱和后，排净树脂软化罐内料液，用纯净水进行反冲洗7分钟，冲洗 速率3BV/H，树脂展开率70%，试样中无可见机械杂质，再使用纯净水正冲洗13分钟，冲洗速 率4BV/H，至出水澄清、无明显颜色，排净纯净水；所述树脂是指强酸性苯乙烯系阳离子交换 树脂；

（2）再生剂第一次再生

按照本实施例中的重量百分比含量配制再生剂，用质量分数为3%的再生剂水溶液反冲 洗树脂50分钟，冲洗速率2BV/H，冲洗完毕后排净再生剂水溶液；

（3）再生剂第二次再生

用质量分数为7%的再生剂水溶液正冲洗30分钟，冲洗速率2BV/H，冲洗完毕后排净再生 剂水溶液；

（4）纯净水冲洗干净

排净树脂软化罐内试剂，用纯净水正反冲洗树脂，冲洗速率8BV/H，至冲洗后出水电导 率≤10μs/cm，色度≤5度，排净树脂罐内残留纯净水，准备待软化中药提取液进料即可。

经产品跟踪发现，经过上述树脂再生工艺后，果汁中没有塑化剂污染，且没有沉淀 现象产生，产品品质更稳定。