رزین تبادل یونی کاتیونی پرولایت C100E

رزین پرولایت C100E

رزین پرولایت C100E یکی از پرمصرف ترین رزین های کاتیونی در صنعت تصفیه آب و دستگاه های سختی گیر است. کمپانی PUROLITE انگلیس طراح و تولید کننده انواع رزین کاتیونی، آنیونی و میکسبد می باشد. رزین C100E به منظور کاهش سختی آب در دستگاه سختی گیر بکار می رود و با تعویض یون سدیم خود با یون کلسیم و منیزیم آب، سختی آب را کاهش داده و مانع رسوب گذاری آن می شود. به همین دلیل به این رزین، رزین سختی گیر نیز گفته می شود. رزین C100E دارای گرید خوراکی بوده و لذا برای تصفیه آب آشامیدنی و در صنایع غذایی و نوشیدنی بکار می رود.

در واقع رزین ها بر اساس تبادل یون آب را تصفیه می نمایند و یون های نامناسب موجود در آب را با یون خود تعویض میکنند. در فرایند تبادل یون که ION EXCHANGE نیز نامیده می شود کاتیون ها یا آنیون های موجود در محلول با کاتیون ها و آنیون های موجود در رزین تعویض می شوند به گونه ای که هم محلول و هم رزین از نظر الکتریکی خنثی باقی بمانند. در ادامه متن فرایند تبادل یون بیشتر توضیح داده خواهد شد.

مشخصات رزین پرولایت C100E

• رزین پرولایت C100E از نوع کاتیونی بوده و به منظور کاهش سختی آب بکار می رود.
• رزین کاتیونی پرولایت C100E دارای گرید خوراکی FOOD GRADE بوده و به منظور سختی گیری آب آشامیدنی و در صنایع غذایی بکار می رود.
• شکل ظاهری این رزین مانند دانه های کروی بوده و به رنگ زرد مایل به کهربایی روشن می باشد. رزین پرولایت C100E در بسته های 25 لیتری به فروش می رسد.
• یون متحرک رزین پرولایت C100E، یون سدیم تک ظرفیتی می باشد که در آب با یون کلسیم و منیزیم تعویض می شود. یون ثابت این رزین، اسید سولفونیک است.
• رزین کاتیونی پرولایت C100Eاز نوع رزین اسیدی قوی بوده و باید توسط آب نمک احیا شود. قابل احیا بودن رزین یکی از مزایای آن می باشد، البته توجه داشته باشید که احیا باید در زمان مناسب و بطور صحیح انجام گیرد تا رزین کارکرد خود را حفظ کند.
• ظرفیت تبادل یونی رزین C100E معادل 1.9 eq/L است. به این معنی که هر لیتر رزین توانایی تبادل 1.9 اکی والان یون را دارد. (ظرفیت یک رزین به این مفهوم است که چقدر می تواند با محیط خود تبادل یونی انجام دهد و معمولا بر حسب اکی والان از یون های قابل تعویض و یا میلی گرم معادل کربناتی به ازا واحد حجم رزین بیان می شود. بعنوان مثال اگر یک لیتر از رین سختی گیر 20 گرم سختی کلسیمی را بتواند حذف کند در آن صورت ظرفیت آن 20/(40/2) یک اکی والان بر لیتر یا 50*1=50 گرم معادل کربناتی به ازا هر لیتر است).
• ذرات رزین C100E ابعادی در حدود 300 الی 1200 μm دارند.
• حداکثر دمای قابل تحمل توسط رزین پرولایت C100E حدود 120 درجه سانتی گراد می باشد.

مزایای رزین کاتیونی پرولایت C100E

• ظرفیت عملکرد بالا در فرایند سختی گیری آب
• قابل استفاده برای کاهش و حذف سختی آب آشامیدنی و در ورودی منازل و صنایع غذایی (به دلیل داشتن گرید خوراکی)
• پایداری فیزیکی و شیمیایی خوب
• قابلیت احیا با آب نمک (ماده ای در دسترس است لذا انجام احیا به راحتی صورت می گیرد)
• طول عمر بالای رزین C100E در صورتیکه احیا به درستی و به موقع انجام شود، از دیگر مزایای این رزین می باشد.
• عملکرد سینتیک یا جنبشی بالایی دارد و لذا جابجایی یون سدیم با کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت راحت صورت می گیرد.
• رزین پرولایت C100E دارای استانداردهای جهانی مانند IFANCA Halal Certified و Kosher Certified  و Compliant with FDA Regulation 21
  CFR 173.25 for Food Treatment, Ion Exchangers می باشد.

اصول کارکرد تبادل یون

میزان کلی ناخالصی های موجود در آب با فاکتوری به نام TDS سنجیده می شود که این فاکتور در واقع مجموع یون های مثبت و منفی موجود در آب می باشد.  در حالت عادی آب از لحاظ بار الکتریکی خنثی می باشد به این معنی که تعداد کاتیون ها و آنیون ها برابر است. وجود برخی یون ها در آب مشکلی ایجاد نمیکند ولی برخی دیگر سبب بروز مشکلاتی می شوند. مثلا یون کلسیم و منیزیم باعث ایجاد رسوب بر روی تجهیزات می گردند که در صنایع مختلفی ایجاد مساله میکند و سبب آسیب دیدن تجهیزات و یا کمتر شدن راندمان آنها می شود.

برخی دیگر از یون ها برای مصرف آب آشامیدنی ایجاد مشکل می کنند مثلا یون نیترات و نیتریت باید از آب آشامیدنی حذف گردند. یکی از راه حل های مناسب برای حذف یون ها از آب، استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی می باشد که با روش اسمز معکوس و استفاده از ممبران تمامی یون ها را از آب حذف می کند ولیکن این دستگاه قیمت بالایی دارد و در برخی از پروژه ها و صنایع مقرون به صرفه نیست.

راهبرد بعدی فرایند تبادل یون می باشد که در آن کاتیون ها یا آنیون های موجود در محلول با کاتیون ها و آنیون های موجود در رزین تعویض می شوند به گونه ای که هم محلول و هم رزین از نظر الکتریکی خنثی باقی بمانند.

تبادل یون با رزین در واقع تعادل جامد-مایع است که در آن جامد که همان رزین می باشد در آب حل نمی شود. رزین تبادل یونی باید 1- در آب محلول نباشد، 2- دارای یون و 3- فضای کافی در شبکه تعویض کننده باشد که یون ها امکان ورود و خروج در شبکه جامد رزین را داشته باشند.

رزین تبادل یون تصفیه آب به دو دسته کلی کاتیونی و آنیونی تقسیم می شود که در شکل رزین ساختار این رزین ها نشان داده شده است.

رزین کاتیونی نشان داده شده دارای قسمت ثابت اسید سولفونیک بوده و یون سدیم آن متحرک می باشد. این یون در مجاورت آب، با یون کلسیم و منیزیم تعویض می شود و لذا سختی آب کاهش می یابد. به این فرایند تبادل یون، سختی گیری نیز گفته می شود.

رزین آنیونی نشان داده شده دارای یون متحرک کلر می باشد که قابلیت تعویض با آنیون های موجود در آب را دارد.

نحوه کارکرد رزین کاتیونی پرولایت C100E در فرایند سختی گیری آب

رزین کاتیونی به منظور جابجایی یون های مثبت در فرایند تبادل یون بکار می رود. رزین پرولایت C100E از جمله رزین های اسیدی قوی می باشد که یون متحرک آن، سدیم است. اگر R معرف همه ساختمان رزین بدون یون متحرک باشد، برای سهولت در نوشتن، رزین را به صورت RNa نشان می دهیم. در حذف سختی آب واکنش های زیر انجام می شود.

2RNa+MgSO4 ↔ R2Mg + Na2SO4

2RNa+Ca(HCO3)2 ↔ R2Ca + 2NaHCO3

برای احیا این نوع رزین کاتیونی قوی کافیست که رزین را با آب نمک شستشو دهیم تا رزین به فرم اولیه خود یعنی RNa تبدیل شود.

زمان احیا :                                                                   R2Ca+2NaCl ↔ 2RNa + CaCl

از رزین C100E در موارد زیر استفاده می شود:

• سختی گیری آب آشامیدنی
• سختی گیری آب مورد استفاده در صنایع غدایی و نوشیدنی
• سختی گیری آب تاسیسات گرمایشی مانند دیگ های آبگرم و بخار و …
• سختی گیری آب تاسیسات سرمایشی مانند چیلر، برج خنک کن، ایرواشر، کولر آبی و …
• سختی گیری آب برای پیش تصفیه دستگاه اسمز معکوس

نکات مهم و تصفیه مقدماتی آب قبل از ورود به واحد تعویض یونی

برخی از مواد و یون های موجود در آب میتوانند باعث بروز مشکلاتی در سیستم تبادل یونی شوند. از این رو برای سلامتی کار واحدهای تعویض یونی بهتر است که این مواد مضر حذف شوند یا به صورت بی ضرر درآیند. مهمترین این آلاینده ها عبارتند از:

• کلر آزاد

همانطور که می دانید برای جلوگیری از رشد باکتری ها به آب کلر می زنند که معمولا غلظت کلر آزاد در آب حدود 2 میلی گرم بر لیتر است. اگر غلظت کلر تا این حد کم باشد تاثیر سو آن بر واحدهای تعویض یونی قابل چشم پوشی است ولی اگر غلظت کلر بیش از 0.5 میلی گرم بر لیتر شود در آن صورت ممکن است شبکه رزین را مورد حمله قرار دهد و باعث فرسایش فیزیکی رزین ها گردد.

در واحدهای بزرگ تعویض یونی که مقدار حجم رزین زیاد است این فرسایش فیزیکی، از نظر اقتصادی ضرر قابل توجهی را باعث می شود. برای از بین بردن مشکل کلر آزاد می توان آب را قبل از ورود به واحد تعویض یونی از فیلترهای حاوی ذرات زغال فعال عبور داد و یا بی سولفیت سدیم به آب اضافه کرد تا کلر آزاد تبدیل به یون کلراید شود که برای سالم ماندن رزین ها مساله ای را پیش نمی آورد.

• مواد معلق و رنگ

مواد ریز معلق می توانند باعث مسدود شدن حفره های سطح رزین ها شوند که در عمل منجر به کاهش راندمان تعویض یونی می شود. برای حذف این آلاینده ها بهتر است آب قبل از ورود به واحد تعویض یونی از فیلتر شنی یا زغال فعال عبور داده شود.

• آهن

با رزین کاتیونی چه نوع هیدروژنی و چه نوع سدیمی می توان آهن و منگنز را چون بقیه کاتیون ها حذف کرد. اما به علت امکان آلوده شدن رزین ها معمولا مشکلاتی داشته و باید نکاتی را رعایت کرد. اولا باید دقت کرد که قبل از حذف یون آهن توسط رزین هیچ هوایی با آب در تماس قرار نگیرد چون اگر هوا در آب وجود داشته باشد، آهن و منگنز محلول در آب اکسدیه شده و به فرم هیدروکسید غیر محلول در می آیند و در نتیجه روی ذرات رزین رسوب کرده و باعث آلوده شدن رزین می گردند.

• آلاینده های آلی

شستشوی منظم (هفتگی یا ماهانه) با محلول آب نمک قلیایی باعث حذف آلاینده های آلی خواهد شد. رزین را طبق روش های معمول احیا می کنند و سپس محلول 10 درصد نمک طعام حاوی 2 درصد سود سوز آور را تا دمای 40 درجه سانتیگراد گرم کرده و محلول را از زیر بستر رزین تزریق می کنند. پس از گذشت 5 الی 10 ساعت محلول آب نمک قلیایی را خارج می کنند.

نگهداری رزین کاتیونی پرولایت C100E و سختی گیر رزینی

جهت استفاده صحیح از رزین پرولایت و حفظ طول عمر و کارایی رزین باید نکات زیر رعایت گردد:

• رزین در بسته های 25 لیتری به فروش می رسد و باید توجه داشته باشید که این بسته ها باید در شرایط محیطی مطلوب مانند آنچه در کاتالوگ آمده است، نگهداری شود. دما و رطوبت محل نگهداری رزین از اهمیت بالایی برخوردار است.
• رزین تبادل یونی بعد از باز شدن بسته بندی باید همواره در تماس با آب باشد تا رطوبت خود را حفظ نماید.
• سختی گیر باید حدود 60 تا 70 درصد از رزین پر شود تا موقع بکواش مشکلی پیش نیاید و جای کافی در مخزن برای باز شدن رزین ها از یکدیگر وجود داشته باشد.
• قبل از راه اندازی سختی گیر باید چک شود که رزین در حالت سرویس قرار دارد یا اشباع و در صورتیکه رزین اشباع باشد باید اول احیا گردد و بعد سختی گیر راه اندازی شود.
• طول عمر رزین پرولایت در صورت استفاده صحیح و احیا به موقع و درست (یکی از مسایل مهم در احیای رزین غلظت و میزان مناسب آب نمک است) ، حدود 5 تا 7 سال است.

قیمت رزین پرولایت C100E

رزین معمولا بر اساس حجم فروخته می شود. رزین پرولایت C100E در بسته بندی 25 لیتری به فروش می رسد. قیمت رزین پرولایت C100E با توجه به کیفیت آن و کارایی مطلوبش مقرون به صرفه بوده و یکی از پرکاربردترین رزین های مورد استفاده در صنعت تصفیه آب می باشد.

کمپانی پرولایت یکی از معروفترین برندهای تولید کننده رزین در دنیا می باشد. رزین پرولایت به بسیاری از نقاط جهان صادر می شود و به دلیل کیفیت مطلوب این رزین، قیمت رزین پرولایت C100E به نسبت رزین با برندهای دیگر کمی بالاتر می باشد.

تفاوت رزین پرولایت C100 و C100E

رزین c100 , c100e هر دو ساخت کمپانی پرولایت بوده و از نوع کاتیونی قوی می باشند. این دو رزین دارای یون متحرک سدیم بوده و به جهت سختی گیری آب (تبادل یون کلسیم و منیزیم) بکار می روند.

تنها تفاوت بین رزین C100 , C100E در این است که رزین C100E دارای گرید خوراکی است (FOOD GRADE) بوده و لذا می توان از این رزین علاوه بر صنایع در تصفیه آب آشامیدنی، آب صنایع غذایی و نوشیدنی و … نیز استفاده نمود.

رزین C100 کمتر از 5 درصد از رزین C100E قویتر می باشد به عبارتی ظرفیت تبادل یونی رزین C100 معادل 2 اکی والان بر لیتر است در حالیکه رزین C100E ظرفیت تبادلی برابر 1.9 اکی والان بر لیتر دارد.