رزین کاتیونی C۱۰۰E
رزین کاتیونی پرولایت مدل C۱۰۰E از رزین های باکیفیت و خلوص بالا است که از ژل پلی استایرن سولفونات ایجاد شده و جزو رزین های کاتیونی قوی محسوب می شود. از این رزین جهت تصفیه موادغذایی، نوشیدنی ها، آب آشامیدنی و آب مورد استفاده در فرآوری مواد غذایی استفاده می شود. این رزین محصول کمپانی انگلیسی پرولایت (Purolite) است. رزین پرولایت C۱۰۰E مطابق با مقررات سازمان غذا و دارو آمریکا (FDA) بخش ۲۱، بند ۱۷۳.۲۵ می باشد. همچنین این رزین توسط انجمن کیفیت آب (WQA) تایید شده و مطابق با استاندارد NSF/ANSI-۶۱ نیز می باشد. رزین کاتیونی C۱۰۰E مشابه رزین C۱۰۰ برای سختی گیری آب استفاده می شود و دارای سیکل سدیمی است.
مکانیسم حذف سختی آب توسط رزین C۱۰۰E
رزین سختی گیر C۱۰۰E مشابه رزین C۱۰۰ جهت حذف سختی آب یعنی حذف یون های کلسیم و منیزیم به کار برده می شود. مکانیسم حذف توسط رزین کاتیونی C۱۰۰E بدین گونه است که هنگامی که رزین در تماس با آب دارای سختی قرار می گیرد، عمل تبادل یون ها صورت می گیرد؛ یعنی یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت با یون سدیم موجود در رزین تعویض می شوند. بدین ترتیب یون های کلسیم و منیزیم از آب حذف شده و عمل سختی گیری انجام می شود و خروجی، آبی نرم است که دارای یون های سدیم است.
ویژگی های ظاهری رزین کاتیونی C۱۰۰E
رزین کاتیونی C۱۰۰E از دانه های کروی شفاف تشکیل شده است. این دانه ها ابعادی در حدود ۳۰۰ تا ۱۲۰۰ میکرومتر دارند و حداکثر ۱% دانه ها قطرشان کمتر از ۳۰۰ میکرومتر است.
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی رزین پرولایت C۱۰۰E
برای کسب اطلاعات راجع به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی رزین C۱۰۰E به مشخصات فنی مراجعه کنید.
کاربرد های اصلی رزین کاتیونی C۱۰۰E
از کاربردهای اصلی رزین کاتیونی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• سختی گیری و نرم کردن آب های آشامیدنی
• فراوری مواد غذایی و نوشیدنی
• سختی گیری و نرم کردن آب های صنعتی
مزایای رزین پرولایت C۱۰۰E
از مزایای رزین پرولایت C۱۰۰E می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• قابلیت احیا و بازیابی مناسب رزین کاتیونی
• عملکرد سینتیکی (جنبشی) خوب جهت تعویض یون های سدیم با کلسیم و منیزیم
• دارای ترکیبات استخراج شده (تولیدشده) کم
• پایداری فیزیکی و شیمیایی عالی
• یکنواختی و یک دست بودن دانه های رزین
عوامل موثر بر کارایی رزین کاتیونی C۱۰۰E
کارایی و عملکرد رزین عموما با مقدار سختی موجود در آب خروجی از رزین ارزیابی می شود. کارایی رزین پرولایت C۱۰۰E در سیکل سدیم به عوامل زیر بستگی دارد:
• مقدار و غلظت ماده ی احیا کننده مورد استفاده
• سختی کل و مقدار سدیم موجود در آب ورودی به رزین
• دبی جریان ورودی به بستر رزین
مشخصات هیدرولیکی رزین پرولایت C۱۰۰E
از مشخصات هیدرولیکی رزین کاتیونی C۱۰۰E می توان به افت فشار و شستشوی معکوس اشاره کرد.
افت فشار رزین پرولایت C۱۰۰E
مدتی پس از استفاده از رزین تبادل یونی ممکن است افت فشار مشاهده کنیم. افت فشار در بستر رزین تبادل یونی C۱۰۰E به عواملی نظیر توزیع اندازه ذرات، عمق بستر، حجم خالی مواد تبادل کننده، دبی جریان و گرانروی (ویسکوزیته) آب ورودی بستگی دارد. دبی جریان ورودی به رزین با توجه به کیفیت آب ورودی، طراحی رزین و کاربرد آن می تواند از ۱۰ تا ۴۰ مترمکعب بر ساعت بر متر مکعب رزین تغییر کند. با دانستن دما و سرعت جریان ورودی به رزین و با استفاده از نمودار زیر می توان افت فشار را در رزین محاسبه کرد. همچنین لازم به ذکر است که در یک سرعت جریان ثابت هر چه دمای جریان کاهش یابد، افت فشار افزایش می یابد.
شستشوی معکوس رزین پرولایت C۱۰۰E
مدتی پس از استفاده از رزین تبادل یونی C۱۰۰E، این رزین اشباع می شود و کارایی خود را از دست می دهد. بنابراین نیاز به شستشوی معکوس می باشد. در هنگام شستشوی معکوس رو به بالا، بستر رزین در طول ۱۰ تا ۱۵ دقیقه در حدود ۵۰ تا ۷۰ درصد حجم خود منبسط می شود. شستشوی معکوس باعث آزاد شدن ذرات معلق، تمیز شدن سطح بستر از از حباب ها و حفرات، طبقه بندی دوباره دانه های رزین و کاهش مقاومت رزین در برابر جریان ورودی می شود. لازم به ذکر است که انبساط بستر رزین در هنگام شستشوی معکوس به دما و نرخ جریان وابسته است؛ به طوری که با افزایش نرخ جریان و کاهش دمای جریان، انبساط بستر رزین افزایش می یابد. با استفاده از نمودار زیر و دانستن دما و سرعت جریان می توان میزان انبساط بستر رزین را محاسبه کرد.
لازم است همواره به این نکته توجه کنید که رزین بیش از اندازه منبسط نشود، زیرا این کار باعث خروج رزین از فیلتر و از دست دادن بخشی از رزین می شود.
احیای رزین کاتیونی پرولایت C۱۰۰E
احیای رزین امری بسیار مهم و ضروری هنگام استفاده از رزین می باشد، زیرا بستر رزین C۱۰۰E پس از مدتی با یون های کلسیم و منیزیم اشباع می شود، بدین ترتیب رزین کارایی خود را از دست می دهد، بنابراین نیاز است تا رزین را احیا کنیم یا به عبارتی یون های سدیم از دست رفته را به رزین برگردانیم تا رزین دوباره بتواند عملکرد خوبی داشته باشد. برای احیای رزین پرولایت C۱۰۰E از محلول آب نمک (محلول سدیم کلرید) ۸ تا ۲۰% استفاده می شود. بدین ترتیب که بستر رزین را به مدت ۱۵ الی ۶۰ دقیقه در تماس با محلول آب نمک با نرخ ۲ تا ۷ مترمکعب بر ساعت بر مترمکعب رزین، قرار می دهند. لازم است توجه داشته باشید که برای بهبود کارایی رزین و افزایش طول عمر آن، احیای به موقع رزین امری ضروری است.
تفاوت رزین پرولایت C۱۰۰E با رزین C۱۰۰
رزین کاتیونی C۱۰۰E بسیار مشابه رزین کاتیونی C۱۰۰ است. از تفاو ت های رزین پرولایت C۱۰۰E با رزین C۱۰۰ می توان به این مورد اشاره کرد که رزین C۱۰۰E دارای کلاس غذایی (food grade) است، بدین معنا که علاوه بر مصارف صنعتی جهت سختی گیری آب آشامیدنی و صنایع غذایی نیز کاربرد دارد. همچنین ظرفیت تبادل یونی رزین C100E مقدار 1.9eq/L است در حالی که ظرفیت رزین C100E مقدار 2eq/L است. همچنین عموما قیمت رزین C۱۰۰E کمتر از قیمت رزین C۱۰۰ است.
طول عمر رزین پرولایت C۱۰۰E
رزین پرولایت C۱۰۰E در صورت احیای به موقع و صحیح طول عمری در حدود ۸ تا ۱۰ سال دارد. در صورتی که رزین از کیفیت مناسبی برخوردار باشد و از آب شهری تغذیه کند، این مدت می تواند افزایش پیدا کند.