臺灣博碩士論文加值系統

蘋果酸為白色結晶物，易溶於水，主要用途為食品添加劑和紡織業的酸鹼度控制劑。工業上可由馬林酸或馬林酸酐與水反應製得，反應副產物為富馬酸。食品級之蘋果酸要求馬林酸含量需小於0.05wt%，富馬酸含量需小於1.0wt%，因此，產品之純化分離為整個蘋果酸製程的重點。國內無廠商生產蘋果酸，因此目前蘋果酸皆仰賴進口。本論文探討蘋果酸、馬林酸和富馬酸等溶液在強鹼性陰離子交換樹脂的吸附特性，進行離子交換管柱之貫流實驗和程序模擬，以提供程序放大之設計參考。進行批次離子交換攪拌槽實驗與離子交換管柱實驗，批次離子交換攪拌槽可以求得恆溫離子交換平衡曲線及離子交換動態曲線，經由實驗數據和迴歸分析可得擴散係數、飽和吸附量和平衡常數。離子交換管柱實驗可以得到填充床的動態離子交換曲線，進一步驗證模擬離子交換程序所需的參數。完成三種有機酸之檢量線、恆溫離子交換平衡曲線、恆溫離子交換動態曲線及混合液的離子交換樹脂床離子交換動態曲線。利用Langmuir isotherm吸附模式得到飽和吸附量、Langmuir isotherm離子交換平衡常數和擴散係數。由恆溫離子交換平衡曲線顯示出Dianion SA-20A在低濃度對富馬酸與馬林酸有很強的吸附能力，對蘋果酸的吸附能力較差，適合用來去除雜質富馬酸及馬林酸，純化蘋果酸。由離子交換床實驗結果得知，Dianion SA-20A 對於馬林酸具有良好的吸附能力，而對蘋果酸與富馬酸兩者的吸附能力較差，故純化過程中能有效除去馬林酸。

DL-malic acid is white crystal compound. The major uses of DL-malic acid are food additive and pH value controlling agent in textile industry. The general industrial process for production DL-malic acid is followed by reaction of maleic acid or maleic anhydride with water. The specification of food grade DL-malic acid from U.S. FDA shows that the concentration of maleic acid should be less than 0.05 wt%, and the concentration of fumaric acid should be less than 1.0 wt% in the DL-malic acid product. No any company in Taiwan produce DL-malic acid yet.This work is investigate the adsorption characteristics of DL-malic acid, maleic acid and fumaric acid on the strong basic ion exchange resin Dainion SA-20A. Adsorption isotherms and diffusivities are to be obtained in the batch mixing system. Experimental and mathematical model of ion exchange column will also be developed and verified. The ion exchange column is high selective adsorption of maleic acid. DL-malic acid and fumaric acid are not high selective adsorption in ion exchange column.

致謝……………………………………………………………………I中文摘要………………………………………………………………II英文摘要………………………………………………………………III目錄……………………………………………………………………IV圖表目錄………………………………………………………………VI一 前言………………………………………………………………….1二 文獻整理……………………..……………………………..……….2三 離子交換原理…………………………………………….…………43－1　離子交換的演進…………………..………..………………43－2　離子交換原理……..…………………………....…………..43－3　離子交換樹脂…..……………………………..……………53－4 離子交換平衡……………………………………………….63－5 離子交換機制……………………………………………….7四 數學模式……………………………………………………….…….94－1 批次離子交換攪拌槽的數學模式………….………………94－2 離子交換固定床的數學模式………………...……………10五 實驗設備……………………………………………………………14六 實驗方法……………………………………………………………19七 結果與討論…………………………………………………………21八 結論……….…………………………………………...……………37參考文獻………………………………………………………..………39符號說明……………………………………..…………………………41附錄……..…………………………………………………..…………..42

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