泡沫分离技术

泡沫分离技术综述

李现荣化学工艺 20620101151492

泡沫分离，又称泡沫吸附分离技术，是一种用来分离金属离子、胶体、分子及沉淀等物质的一种新型分离方法，并在发展过程中逐渐作为一种单元操作加以研究。至今为止，泡沫分离技术不但在矿物浮选的应用上已经相当成熟，并已成功应用于很多表面活性物质（诸如蛋白质、酶、胶体、合成洗涤剂等）的分离。近年来，科学研究者们仍在不断探索更高效、环保、适于工业化操作的泡沫分离操作方式，并不断尝试分离新的活性物质以满足现代社会及工业的需求。继用泡沫分离技术从溶液中回收微量金属离子的相关研究开始之后，随着对整个分离过程的原理、机制、操作方式、分离条件的深入研究，泡沫分离技术的应用范围逐渐扩大到蛋白质、DNA、酶等各种生物活性物质以及合成洗涤剂的分离。其环保、温和、操作简单的特点无疑将使其在有关生物、环境、食品、化工等工业中得到更加广泛的应用。

一.泡沫分离技术的产生及发展概述

早在古代时期，人们就开始利用物质的表面特性从矿物里面分离出金属金。随着人们认识的提升及经验的积累，利用物质表面特性来对矿物进行浮选的工艺逐渐成熟，于20世纪初开始利用泡沫浮选技术对矿物中的金属进行浮选。泡沫浮选技术的发展促进了对泡沫分离过程机制及应用范围的深入研究。20世纪50年代，利用泡沫分离方法对离子、分子、胶体及沉淀等物质进行分离逐渐引起了研究学者们的关注，并开始将其作为一种单元操作加以研究。研究者们最初致力于从溶液中回收金属离子的课题，前期研究了泡沫分离金属离子的可行性，然后建立了金属离子与表面活性剂离子之间相互作用的扩散-双电层理论；20世纪60年代中期采用泡沫分离法脱除洗涤剂工厂排放的一级污水和二级污水中的表面活性剂——直链烷基磺酸盐和苯磺酸盐获得成功；20世纪70年代进行了染料等有机废水泡沫分离的实验研究，1977年开始报道用阴离子表面活性剂泡沫分离DNA、蛋白质、液体卵磷脂等生物活性物质。随着工业的发展，特别是对环境保护的普遍重视和资源的综合利用的要求，泡沫分离的研究工作将不断扩大范围，其工业应用将越来越多。

二.泡沫分离技术在分离生物活性物质方面的应用

通过对泡沫分离技术的产生及发展大致可以看出，泡沫分离的应用可以分为两大类。一类是本身为非表面活性物质（如铜、锌、银、镉、铁、汞等金属类物质），需通过配位或其他方法使其具有表面活性，这类体系被广泛地用于工业污水中各种金属离子的分离回收，以

及海水中铀、钼、铜等的富集和原子能工业中含放射性元素锶的废水的处理；另一类是本身具有表面活性的物质，或是各种天然/合成表面活性剂的分离，如全细胞、酶、蛋白质、胶体分离及合成洗涤剂等。本文主要研究微藻中各种物质的分离，因此以下主要介绍下泡沫分离技术在生物工程中的应用。

1. 大肠杆菌的分离

用月桂酸、硬脂酰胺或辛胺作表面活性剂，对初始细胞浓度为7．2×108个／cm3大肠杆菌进行泡沫分离，结果用1rain时问能除去90％的细胞，用10min时间就能除去99％的细胞。这个方法对小球藻(Chlorellasp．)和衣藻(Chlomydomonassp．)也是成功的。

2. 酵母细胞的分离

酿成的啤酒，一般含有20～409／L酵母，含水率达75％，进行酵母的分离。对于酵母浆的脱水，可使用许多方法，如浮选、分离、蒸发和干燥。分离和浓缩酵母的浮选法值得特别注意。但并不是所有的微生物都具有足够的浮选能力，它在很大程度上取决于酵母细胞的生理状态，为了获得好的浮选分离效果，必须有大的相接触表面(酵母细胞一空气)，要求空气的分散作用很小。浮选方法分离酵母较其他分离方法具有一系列的优点，可相当大地减少分离塔的数目、总投资经济等。酵母的浮选能力受酵母的种属、细胞大小、杂质的存在影响，单枝细胞的浮选要比枝密酵母困难。在微生物工业中使用的浮选设备在制造上有些变动。可分为卧式和立式两种，也可以有一级操作和二级操作。

3.蛋白质和酶的分离

浓缩泡沫分离可应用于各种蛋白质和酶的分离。最初用于胆酸和胆酸钠混合物中分离胆酸，泡沫中胆酸的浓度为料液的3～6倍，活度增加65％。泡沫分离还可应用于从非纯制剂中分离磷酸酶，从链球菌培养液中分离链激酶；从粗的人体胎盘匀浆中分离蛋白酶。在pH 接近等电点时，约40％～50％的链激酶失活，但在pH一6．5～7时，可回收80％的酶。也有报道用泡沫分离法使溶液中牛血清白蛋白浓缩，或从它与DNA的混合物中把它分离出来。从胃蛋白酶和血管紧张肽原酶混合物中分离胃蛋白酶，从尿素酶和过氧化氢酶混合物中分离尿素酶，从过氧化氢酶和淀粉酶中分离过氧化氢酶等均可用泡沫分离。胆碱酯酶可通过除去泡沫中的杂质从经预处理的马血清残余液中浓缩，其活力比料液高8～16倍，泡沫分离也可从苹果组织中回收蛋白质配合物。另外，从猪肾中分离纤维素酶、n氨基酸氧化酶，从发面酵母中分离三肽合成酶，或从热带假丝酵母菌中分离酮一烯醇瓦变异构酶都几乎没有活力损失。用5级泡沫分离过程处理人体脱氢酶，有5％～20％的总活力损失。用泡沫分离法从鸡心中提取苹果酸脱氢酶时总活力损失为25％。

由于泡沫分离技术分离效率高，且成本、操作维修费用均很低，可从许多体系中(例如生物废液、发酵液、动物组织、器官匀浆、植物萃取液、果汁等)分离或浓缩蛋白质等活性物质，若将其过程机制研究透彻，其在工业领域中将会有很好的发展前途。

三.泡沫分离方法的原理

泡沫分离技术是根据表面吸附原理，基于溶液中溶质(或颗粒)间表面活性的差异，表面活性强的物质优先吸附于分散相（气体）与连续相（液体）的界面处，通过鼓泡使溶质选择性地聚集在气．液界面并借助浮力上升至溶液主体上方形成泡沫层，从而分离、浓缩溶质或净化液相主体的过程。泡沫分离时，通过在液相底部通入某种气体或使用某种装置产生泡沫，收集泡沫就得到了某种产物的浓缩液，从而达到分离的目的。

要想深入理解表面吸附原理，首先需要认识一下表面活性物质的性质和特征，在清除物质性质的基础上来解释表面吸附的原理。

1.表面活性剂

本文中所指的表面活性剂包括表面活性剂及其界面特性泡沫分离中所需的溶质。所谓表面活性剂即在液体中加入少量这类物质能使液体的表面张力显著降低，该物质的分子一般具有性质相反的两类亲性基团，如图1-1所示。一类为疏水性或亲油性基团，属于非极性基团，它们是一些直链的或带有侧链的有机烃基；另一类是亲水性基团，属于极性基团，如：OH、COOH、NH2、一SH及SO2OH等。

图1.1 表面活性剂分子示意图图1.2 胶体形成过程示意图

下面讨论表面活性剂在溶液内部的分布情况。当浓度很小时，一部分表面活性剂分子会被吸附在水相表面定向排列，使水和空气的接触面减小，溶液的表面张力急剧降低；另一部分表面活性剂分子会三三两两地将憎水基靠拢而分散在水中。当浓度达到一定程度时，在分子表面膜形成的同时，表面活性剂也逐渐聚集起来，互相把疏水基靠在一起，形成亲水基朝向水而疏水基在内的，直径在胶体分散相粒子大小范围的缔合体，这种缔合体称为胶束，如

图1-2所示。由于胶束的形成减小了疏水基与水的接触面积，从而使系统稳定。

开始形成一定形状胶束时所需表面活性剂的最低浓度称为临界胶束浓度，以CMC表示。表面活性剂的水溶液在浓度加大的过程中，其表面张力、电导率、渗透压、密度、去污能力等性质的变化都以临界胶束浓度为分界而出现明显转折。

2.泡沫的形成机制

气泡的形成与表面活性物质的性质密切相关。泡沫是由许多气泡组成的，气泡之间被极薄的液膜所隔开，当气体在含活性剂的水溶液中发泡时，首先在液体内部形成被包裹的气泡，在这瞬间，溶液中的表面活性剂分子会立即在气泡表面排成单分子膜，亲油基指向溶液（如图2-1），该气泡会借浮力上升冲击溶液表面的单分子膜。在某种情况下，气泡也可从表面逸出。此时，在该气泡表面的水膜外层上，形成与上述排列完全相反的单分子膜，从而构成了较为稳定的双分子层气泡体，在气相空间形成接近于球体的单个气泡。许多气泡聚集成大小不同的球状气泡集合体，更多的集合体聚集在一起形成泡沫。泡沫分离技术就是利用这些泡沫具有吸附含表面活性的物质的作用将其分离的。

图2-1 气泡的形成过程

四．泡沫的稳定性

泡沫是由不溶性或微溶性的气体分散于液体中所形成的一种特殊的胶体分散体系。泡沫

分离技术就是利用泡沫的形成吸附待分离物质，进而收集泡沫液分离出所需物质的方法，泡沫稳定与否直接影响着对物质的采收效率，因此研究泡沫的稳定性，探索如何使泡沫在稳定的前提下提高分离效率具有非常大的意义。

4.1 泡沫的稳定性主要取决于以下几个因素：

(1)气／液表面吸附分子层内分子的结构与相互作用。表面吸附分子层结构紧密、相互吸引作用强时，不仅表面膜本身有较大强度，还能使面下层临近的溶液不易流动，排液速度减慢，泡沫液膜厚度比较容易保持；此外．排列紧密的表面吸附分子还能减少气体的透过性，从而增加泡沫的稳定性。

(2)表面张力。泡沫生成时，液体表面积增加，体系的表面能随之增大，若液体的表面张力较低，则泡沫形成时体系能量增加相对较少，该泡沫体系就具有较好的稳定性，就这一点来说，能够将水的表面张力降低的程度大的表面活性剂的溶液形成的泡沫的稳定性较好；同时根据Laplace公式，泡沫液膜的Plateau交界处与平面膜间的压差与表面张力成正比，表面张力低则压差小，从而排液速度较慢，有利于泡沫稳定。此外，表面张力还具有一定的修复作用，泡沫形成时，泡沫的液膜必须具有一定形式的弹性，以便缓冲液膜局部受力而伸展、变薄，起到防止液膜破裂的作用。受冲击的部位液膜会变薄，周围的表面活性剂分子就会有向该部位迁移的倾向，使液膜复原，这称之为液膜的修复作用。

(3)表面粘度。一般来说，表面吸附膜的强度越大，则表面粘度越大，泡沫寿命也越长，表面膜的强度与表面吸附分子的相互作用有关，相互作用大者强度亦大。一般蛋白质分子较大，分子问的作用较强(特别是分子间可有大量氢键形成，相互作用更为强烈)，故其水溶液所形成的泡沫稳定性亦较好。一般疏水基中分支较多的表面活性剂，分子间相互作用较直链者差，因而溶液的表面粘度较小，泡沫稳定性差。

(4)液体粘度。表面粘度大时，泡沫液膜往往不易被破坏。这里有两种作用，一是增加液膜表面强度，二是使液膜的两表面膜临近的液体不易排出(因表面粘度大，临近表面吸附层的液体也不易流动)。由此可见，若液体本身的粘度较大，则液膜中液体排出较为不易，液膜厚度变小的速度较慢，因而延缓了液膜破灭，增加了泡沫的稳定性。但是液体的内部粘度仅为一辅助因素，若无表面吸附膜的形成，即使内部粘度大，也不一定能形成稳定的泡沫。

(5)气体通过液膜的扩散。一般条件下形成的泡沫，气泡的大小总是不均匀的，小泡中的压力比大泡大，于是气体自高压的小泡中透过液膜进入大泡，造成小泡变小，大泡更大，最终导致泡沫破裂。气体的透过性与表面吸附膜的紧密程度有相当大的关系，表面吸附分子越紧密，则气体越难通过，泡沫稳定性越好。疏水基中分支较多的表面活性剂，分子问相互

作用较直链者差，气体容易透过，泡沫稳定性差。

(6)表面电荷的影响。如果泡沫液膜两个表面带有相同符号的电荷，则两表面将互相排斥，以防止液膜变薄乃至破裂。溶液中电解质浓度较高时，扩散双电层压缩，电相斥作用变弱，膜厚度变小，使电相斥作用减小。

以上影响因素是由表面活性剂的性质决定的，是内因。此外还有很多外在因素也可以影响泡沫的稳定性，如温度，表面活性剂的浓度、压力，充气速度，无机盐，起泡方式等。但是外因是通过内因起作用的，比如温度通常是被认为影响了泡沫中水的蒸发和气体的扩散从而影响泡沫的稳定性。实验过程中将通过分析内因来进一步理解外因对分离效果的影响，从而改变外因使其向利于分离的方向发展。

4.2 表面活性剂浓度、温度、离子强度等对泡沫稳定性的影响

◆当表面活性剂浓度较小时，随着表面活性剂浓度的增加，泡沫的半衰期变长，即稳定性增加；但是当表面活性剂的浓度达到一定值时，泡沫的半衰期开始随着表面活性剂的浓度的增加而缩短，即稳定性降低。也就是说，泡沫的稳定性先随着溶液浓度的增大而增强，到达最高点后再随浓度的增加而降低。实验测定的多个体系无一例外。泡沫液膜的稳定依靠在气／液表面吸附的表面活性剂实现，在低浓度下，随着表面活性剂浓度的增加，表面活性剂分子在表面的吸附量增大，泡沫稳定性提高。但表面活性剂浓度达到C77'1C后，表面活性剂分子开始在溶液中聚集形成胶束，其在表面的吸附与在水溶液中形成胶束的两个趋势构成竞争。从另一角度来讲，当液膜受到冲击变薄时，表面张力会体现出它的“修复”作用，表面活性剂自低表面张力区域迁移表面吸附分子至高表面张力区域，使液膜修复。与这个过程同时进行的还有另一个过程，即溶液本体的表面活性剂分子向表面吸附的过程，这一过程也可以使液膜的表面张力恢复原值，但是并未恢复液膜的厚度，因为这一过程并没有溶液迁移过来。因此依靠这一过程恢复的液膜，强度和弹性较差，稳定性也较差。表面活性剂浓度低时(未达到C772C时)，液膜的修复主要依靠第一个过程，因此形成的泡沫的稳定性较好；当表面活性剂的浓度增大，超过CDIC时，第二个过程开始起主要作用；当表面活性剂的浓度大大超过CD2C时，第二种过程占绝对优势，此时的泡沫的稳定性反而不好。另一方面，表面活性剂浓度增大，液膜中吸附的表面活性剂分子多，泡沫的稳定性提高，当表面活性剂的浓度超过CFrlC后，当继续增大时，增加的表面活性剂分子有相当一部分进入胶束，同时液膜表面吸附已近饱和，此时表面活性剂浓度的增大对泡沫稳定性的贡献已经很小。由图5—1可以看出，泡沫稳定性最好时的浓度范围为0.05％～0.1％，即为表面活性剂CD'IC浓度的2～3倍。

◆随着温度的升高，泡沫的稳定性迅速降低。温度升高加快了水的蒸发，从而间接加快了“排液”的速度；同时还影响气体的扩散，泡沫的稳定性降低。

◆电解质加入后，扩散双电层被压缩，减弱了亲水头离子间的排斥力，使得表面活性剂分子在表面的排列更为紧密，形成的泡沫更为稳定，但是随着电解质浓度的增大，泡沫双层液膜因电性相斥作用而避免进一步排液的稳定作用减弱，稳态泡沫的稳定性下降。按照上面的认识，电解质的加入对促进非离子表面活性剂泡沫稳定性作用不大。

4.3 泡沫破裂的机理

①泡沫液膜中液体的流失。由于气泡中泡沫相互挤压和重力的作用，泡沫液膜中的液体不断流失，导致液膜变薄，弹性降低，从而使泡沫破裂。

②气体透过液膜的扩散。根据Laplace方程，小泡沫内的压强比大泡的大，因而小泡内的气体会透过液膜扩散到大泡中去，造成小泡更小，大泡更大，泡沫间压差增大，导致泡沫破裂。各种影响泡沫稳定性的因素均是直接或者间接地影响这两个过程，从而对泡沫的稳定性产生影响。

消泡，即降低泡沫的稳定性，通常包含防止泡沫的形成和消除已形成的泡沫。消泡的方法可分为物理消泡法和化学消泡法。前者如改变温度、改变压力(如抽真空)、搅拌、离心，过滤、高频声波及射线辐照等；而后者则往往加入一些化学物质以抵消起泡剂的作用，破坏起泡及稳泡条件。

五．流体动力学行为——泡沫排液

典型的三个气泡集合体的结构见图，泡与泡之间壁为平面，三个泡的共同交界处形成有一定曲率半径的小三角形柱体，由于这个曲率半径，使液膜中位于平面间的液体所受的压力要比位于三角杆体壁内的液体所受压力高很多，这一压力梯度会导致液膜中液体由膜向小三角柱体流动，从而使平壁逐渐变薄，最后在阻力的平衡下，膜达到一定的厚度。当膜间夹角为120。时，压力差最小，泡沫稳定。若是三个以上，如四个气泡聚集在一起时，最初可能形成十字形或其他结构，但它是不稳定的，在相邻气泡间的微小压力差作用下，膜会滑动，直至转变成上述的三泡结构的稳定形式。这也是泡沫层内排液的主要原因。

图3-1 三泡集合体结构示意图

泡沫排液是泡沫中的流体动力学行为，它是研究泡沫塔特性、气液-表面吸附机理以及泡沫分离塔设计的基础。Leonard和Lemlich假设泡沫中普拉特奥边界是一个流动界面为曲边三角形的非刚性毛细管，并用表面粘度μs描述泡沫层内液体的流动，提出了关于普拉特奥边界中液体流动的动量守恒微分方程，并结合物料衡算以及相应的边界条件，差分求解数学模型，得到了泡沫排液模型。近期，Stevenson又总结了已经提出的静止泡沫的一维空间理论模型，channel-dominated排液模型，毛细管作用模型（指出液体体积分数随高度的增加而变化的情况下必须考虑毛细管作用），尽管有关泡沫的流体动力学行为的模型已经有了很多报道，但每个模型都有其局限性，探索新的模型使之适用于工业化生产，更加贴合实验结果还需进一步研究。

六．实验阶段总结、初步计划及预期目标

6.1 文献调研

1.研究指出,泡沫分离技术可以通过外回流技术（将外回流液的一部分从柱顶返

回）富集蛋白溶液中的蛋白质，后来又发现泡沫可自行形成内回流液对蛋白质进行富集。

2007年stevenson采用流体动力学理论提出了泡沫分离过程中的内回流机制，利用流体动力学以气泡大小为变量求得内回流率（泡沫大小分布是问题）

2.发泡过程中的流体动力学理论---提出了在保证泡沫稳定性的前提下最大气流

量的条件和液体流量的最大值，指出Neethling等人关于对液体流动状态的数值分析是不正确的；提出了泡沫结合及表面效应模型，指出当下研究的气液体系与泡沫矿物浮选是不同、有区别的。针对气泡结合问题,创建了泡沫结合过程中一定程度上的流体动力

学理论：理论认为泡沫结合只存在表层上，泡沫层内部的气泡平均半径为较表面的气泡半径要小，而浓缩液表面速度（流量）或者说是气泡表面的浓缩液流量与气泡半径有关，并随着气泡半径的增大而减小，因此，在表层下方的气泡上会有部分浓缩液流入液体主体中，并在一定程度上改变了泡沫层的流体动力学条件。Stevenson 在2006b 表明，在泡沫层表面，浓缩液的回收与泡沫的结合是无关的。通过上述的结果分析可知，该观点似乎是缺少思维深度的。

6.2 实验进展

实验还处于装置搭建过程中,初步搭建装置图如下:

I-5V-2V-3V-4V-5E-2I-7

V-612

5

9

84

710

11126

3

I-9

V-7

1．载气钢瓶 2. 流量计 3. 泡沫塔 4. 气体分布口 5. 进料口 6. 排液 7. 取样口 8. 高速摄像机 9. 光电毛细管探头 10. 计算机 11. 泡沫收集器

12. 抽真空破沫处理

6.3 实验计划

五月中下旬，完成装置搭建（购买气阀、流量计、压力表等，完成管路连接等），阅读

文献初步确定具体实验操作方法；

五月底至六月底，初步试验装置的可操作性，获得初步实验数据；

6.4 预期目标

预计暑假前对整个操作流程和实验方案有较为详细的了解和更加全面的实行计划。初步了解溶液PH、离子强度、气流速度，表面活性剂浓度等对微藻采收效率的影响。

泡沫浮选分离技术

一、摘要 泡沫浮选分离法是在一定的条件下，向试液鼓入空气或氮气使之产生气泡，将溶液中存在的欲分离富集的微量组分(离子、分子、胶体或固体颗粒）吸着或吸附在其上面并随着气泡浮到液面，从而与母液分离，收集后即达到分离和富集的目的。泡沫浮选分离法是在矿物分离中一种常用的方法，在分析化学的分离富集物质中取得显着的成绩。随着分析技术的提高，及跟其它测试手段的使用。泡沫浮选技术必将在稀溶液的分离，有价物质的回收方面有更加广泛的使用。 二、基本概念 泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分离技术之一，在化工、生化、医药、污水处理等领域得到了广泛的应用。泡沫分离是根据吸附的原理，向含表面活性物质的液体中鼓泡，使液体内的表面活性物质聚集在气液界面（气泡的表面）上，在液体主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，就可以达到浓缩表面活性物质（在泡沫层）和净化液相主体的目的。目前一般只能分离溶液中ppm 量级的物质。高纯金属中微杂质的分离亦有采用此法的。被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相络合的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离目的的这类方法总称为泡沫吸附分离技术，简称泡沫分离技术。按分离对象是溶液还是含有固体例子的悬浮液、胶体溶液，泡沫分离可以分成泡沫分馏和泡沫浮选两种分离方法。泡沫浮选分离就是利用某种物质(如离子、分子、胶体、固体颗粒、悬浮微粒)，表面活性的不同，可被吸附或粘附在从溶液中升起的泡沫表面上，从而与母液分离的技术。泡沫浮选分离技术用于分离不溶解的物质，它的优点是使用的分离装置简单并易于放大，可连续和间歇操作并能实现自动化和连续化操作。 三.原理 表面活性剂在水溶液中有富集（吸附）在气/液界、泡沫浮选的简单原面（溶液中气饱表面）的倾向，它在气泡表面是定向排列的，分子内带电的极性端?朝向气-液界面的水的一边，这时表面活性剂将与一种或一类的离子由于物理

泡沫分离技术

泡沫分离技术研究进展及发展趋势The development situation and trend of foam fractionation 姓名：吕虹锋 学号：C31114041 专业：11级高分子材料与工程 课程：现代分离技术 教师：陈鹏鹏

摘要：本文综述了泡沫分离的原理，技术设备；还讨论了泡沫分离技术目前存在的问题以及发展趋势。 关键词：泡沫分离技术；原理；表面活性剂；发展趋势 Abstract：the purpose of this article was to review the theory and equipment of foam fractionation,and also discussed the problem and development trend of foam fractionation. Key Words:foam fractionation;theory;surfactant;tendency 1.引言 泡沫分离技术是一种新兴的分离与净化技术，广泛应用于工业领域中。通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩的方法总称为泡沫分离技术Ⅲ。作为分离对象的某溶质，可以是表面活性物质和洗涤剂，也可以是能与表面活性物质相结合的任何溶质，例如矿石颗粒、沉淀颗粒、阴离子、阳离子、染料、蛋白质、酶、病毒、细菌或某些有机物质。在间歇塔式设备内部鼓泡时，该溶质可被选择性地吸附在自下而上的气泡表面，并在溶液主体上方形成泡沫层，将排出的泡沫消泡，可获得泡沫液(溶质的富集回收)；在连续操作时，液体从塔底排出，可以直接排放，也可以作为精制后的产品液。 2.分离原理 泡沫分离是根据表面吸附的原理，借助鼓泡使溶液中的表面活性物质聚集在气/液界面，随气泡上浮至溶液主体上方，形成泡沫层，将泡沫和液相主体分开，从而达到浓缩表面活性物质（在泡沫层），净化液相主体的目的。从液相主体中浓缩分离的既可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相互亲和的任何溶质，比如金属阳离子、蛋白质、酶、染料等等。另外，一些固体粒子（沉淀微粒或矿石小颗粒），也可以被表面活性物质吸附，从溶液中分离出来。泡沫分离必须具备两个基本条件，首先，所需分离的溶质应该是表面活性物质，或者是可以和某些活性物质相络合的物质，它们都可以吸附在气/液界面上；其次，富集

吸附分离技术的应用

吸附分离技术的应用 陈健古共伟郜豫川 四川天一科技 股份有限公司 610225 吸附分离的应用丰富多彩，广泛应用于石油化工、化工、医药、冶金和电子等工业部门，用于气体分离、干燥及空气净化、废水处理等环保领域。吸附分离技术可以实现常温空气分离氧氮，酸性气体脱除，从各种气体中分离回收氢气、、CO、甲烷、乙烯等。 CO 2 一、吸附分离在空气净化上的应用 吸附分离在空气净化领域有广泛的应用。如空气干燥、臭气和酸气脱除及回收、清除挥发性有机物等。 空气干燥 空气中通常含有一定水分，而这种水分在很多场合是有害的，必须被除去。吸附法是除去空气中水分最常用的方法之一。 硅胶和活性氧化铝是通用的干燥剂，分子筛在某些场合也被用作干燥剂。在一些应用场合吸附剂不需要再生，但在另一些场合则需要再生重复使用。非再生（一次性使用）的吸附剂被用作包装干燥剂、双层(dual pane)窗户中的干燥剂、制冷和空调系统中的干燥剂等。硅胶是包装中最常用的作为干燥剂的吸附剂。吸附剂在很多场合上的应用是需要再生的，因为吸附剂的成本太高而不允许一次性使用。再生可以采用变温吸附（TSA）和变压吸附（PSA）两种方式。

为了防止热交换器在低温下冻结堵塞，作为深冷法空分装置原料的空气必须有是无水和无CO 2 的，空气必须进行干燥和净化，这里吸附剂作用的是13X分子筛。作为吸附法常温分离氧氮原料的空气也需干燥，干燥剂可用活性氧化铝等。 PSA最初的一个工业使用是气体干燥，采用两床Skarstrom循环工艺。该循环使用吸附、逆向放压、逆向冲洗和顺向升压过程，生产水分含量小于1ppm的干燥空气流。约一半的仪表空气干燥器使用类似的PSA循环。 ) 脱除无机污染物 工业生产中产生大量的CO 2、SO 2 和NO x 等酸性有害气体，它们会引起温室效 应、酸雨等现象，破坏地球和人们的生活环境。随着工业化发展，这些气体的危害程度越来越大，因此人们在致力于开发各种方法来治理这些有害气体。其中吸附分离的方法是有效的治理方法之一。 一些无机污染物可通过TSA过程除去。Sulfacid和Hitachi固定床工艺、Sumitomo和BF移动床工艺及Westvaco流化床工艺都使用活性碳吸附剂脱除SO 2 。 丝光分子筛、13X型分子筛、硅胶、泥煤和活性碳等是良好的NO x 吸附剂。在有 氧存在时，分子筛不仅能吸附NO x ，还能将NO氧化成NO 2 。通入热空气（或空气 与蒸汽的混合物）解吸，可回收HNO 3或NO 2 。硝酸尾气中的NO x 经过吸附处理可 控制在50ppm以下。吸附法还可用于其它低浓度NO x 废所的治理。从烟道气脱除 NO x 也可采用吸附方法。国内采用吸附法治理NO x 废气技术已由四川天一科技股份 有限完成工业性试验并在硝酸生产厂得到应用。 近年四川天一科技股份有限公司在该法的研究开发上取得较大进展，研制了对NO x 有强吸附能力的专用吸附剂并对工艺过程作出改进。与其它方法相比，变压吸附硝酸尾气治理技术有以下特点： ①尾气中的NO x 被分离和浓缩后返回吸收塔，可提高硝酸生产总收率2%－5%；

泡沫分离技术与应用

浅析泡沫分离技术的应用及其发展趋势 摘要：泡沫分离技术作为一种新兴的分离与净化技术，广泛应用于工业领域中。本文依据近年来有关泡沫分离的报道，综述了泡沫分离技术的研究进展，介绍了分离过程中操作参数，溶液体系性质，分离设备等因素对分离效果的影响，并介绍了泡沫分离在固体粒子、溶液中的离子分子、废水处理以及生物产品的分离过程中的应用，指出了泡沫分离技术目前存在的问题及发展方向。 关键词：泡沫分离技术；原理；设备；影响因素；应用 Abstract: The foam fractionation and purification technique, which are widely used in industry. Based on recent reports of foam separation, the purpose of this paper was to review the foam fractionation, introduced the effects of the operating parameters, the nature of solution system and the equipment, and also introduced the application of foam separation. To discuss the current problem and development trend of foam fractionation. Key words: foam fractionation; theory; equipment; the factors of effect; applications 第一章引言 泡沫分离技术是近几十年发展比较快的新兴分离技术，广泛应用于工业领域中。泡沫分离是膜分离技术的一种，它是以泡沫作为分离介质，以组分之间的表面活性差异作为分离依据，利用在溶液中的鼓泡来达到浓集物质目的的一种新型分离技术【1】。作为分离对象的某溶质，可以是表面活性物质和洗涤剂，也可以是不具有表面活性的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或螯合的能力，当在塔式设备内部鼓泡时，该溶质可被选择性的吸附在自下而上的气泡表面，并在溶液主体上方形成泡沫层，将排出的泡沫消泡，可获得泡沫液（溶质的富集回收），在连续操作时，液体从塔底排出，可以直接排放，也可以作为精制后的产品液【2、3】。 泡沫分离技术的研究开发工作已开展了近一个世纪，为统一泡沫分离的概念，1967年Karger、Grieves等人共同推荐并向IUPAC提出一项建议，把泡沫分离技术方法按照图1分类【4、5】

化学文献检索论文汇总

目录： 1.泡沫分离技术 1.1泡沫分离技术的原理及其特点 1.2泡沫分离技术的常用方法 1.3泡沫分离技术的应用 2.液膜分离技术 2.1液膜分离技术的原理及其特点 2.2液膜分离技术的应用 2.2.1 乳状液膜法提取黄连素 2.2.2 乳状液膜法提取北豆根总碱 2.2.3 乳状液膜法分离富集烟碱 3.双水相萃取技术 3.1双水相萃取技术的原理及其特点 3.2双水相萃取技术的应用 4.微波萃取技术 4.1微波萃取技术的原理及其特点 4.2微波萃取技术的应用 4.2.1 有机金属化合物 4.2.2 用于挥发油的提取 4.2.3 用于黄酮的提取 4.2.4 用于皂苷的提取 前言：泡沫吸附分离技术是根据表面吸附的原理，通过向溶液鼓泡并形成泡沫层，将泡沫层与液相主体分离，由于表面活性物质聚集在泡沫层内，就可以达到浓缩表面活性物质或净化液相主体的目的。 液膜过程的萃取与反萃取分别发生在膜的两侧界面,溶质从料液相萃入膜相,并扩散到膜相另一侧,再被反萃入接收相,由此实现萃取与反萃取的“内耦合”(inner-coupling) 双水相分离技术室基于液—液萃取理论同时考虑保持生物活性所开发的一种新型的液—液萃取分离技术。

微波萃取又称微波辅助提取,是指使用适合的溶剂在微波反应器中从天然药用植物、矿物、动物组织中提取各种化学成分的技术和方法。 1、泡沫吸附分离技术 1.1 泡沫分离技术的原理及其特点 泡沫吸附分离技术是根据表面吸附的原理，通过向溶液鼓泡并形成泡沫层，将泡沫层与液相主体分离，由于表面活性物质聚集在泡沫层内，就可以达到浓缩表面活性物质或净化液相主体的目的。被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相结合的任何物质圈。 1.2 泡沫分离技术的常用方法 鼓泡分离法。是从分离器底部鼓人气体，形成的气泡将液相中的表面活性物质或微量的有机物质夹带至分离器顶部，从而完成分离、富集的一种方法。 萃取浮选法。又称作溶剂消去法、溶剂浮选法，是将一层与水溶液不相混溶的有机溶剂置于溶液顶部，利用鼓泡把水溶液中的表面活性物质带到此层，从而完成分离任务。 1.3 泡沫分离技术的应用 对溶液中的离子、分子的分离分离对象是真溶液，是一种通过鼓泡将具有表面活性的物质，或不具有表面活性但具有与表面活性物质结合的物质带出，从而实现分离的方法。 对蛋白质、细胞等生物产品的分离生物物质的分离与矿石、离子、分子有很大差别，生物物质(如细胞等)受培养基成分及外界条件影响很大，同种细胞在不同培养条件下，浮选条件和效率也不一样。 2、液膜分离技术 2.1 液膜分离技术的原理及其特点 主要有单滴型、隔膜型以及乳状液膜型等。根据膜的种类不同,其分离机理可分为选择性渗透、渗透伴有化学反应、萃取和吸附等。通过高度分散的微细液界面的传质,比溶剂萃取和离子交换吸附等传统的分离技术具有传质速度快、选择性高、萃取和反萃同时进行、能耗低等一系列优点。在传质过程结束后,乳状液膜通常采用静电凝聚法破乳,膜相可以反复使用,内包相进一步处理后回收浓

新型分离技术

新型分离技术 化学专业学生：汤婷(11130225) 指导教师：彭钢 摘要：目前运用较多且有很大发展前景的新型分离技术有超临界流萃取技术、分子蒸馏技术和膜分离技术，在中药制药、农产品加工和工程中都得到了广泛应用。 关键词：C5 馏分分离技术超临界流体萃取分子蒸馏膜分离技术分离技术 引言 国内外对分离技术的发展十分重视，但由于应用领域十分广泛，原料、产品和对分离操作的要求多种多样，决定了分离技术的多样性。按机理划分，可大致分为五类：生成新相以进行分离(如蒸馏、结晶)；加入新相进行分离(如萃取、吸收)；用隔离物进行分离(如膜分离)；用固体试剂进行分离(如吸附、离子交换)和用外力场或梯度进行分离(如离心萃取分离、电泳)等。现在运用较多且有很大发展前景的新型分离技术有分子蒸馏技术、超临界流体萃取技术和膜分离技术。[1] C5馏分分离技术 传统技术虽经历了时间的考验，但也存在一些问题，像流程、能耗、二烯烃的损失、吸收剂的合理配置等方面，都需要研究者或使用者进行近一步合理的改善，以满足企业发展及工艺先进化的需要。下面的几种新技术都在研究中尚未进入工业化，也是 C5馏分分离技术未来的发展趋势。 1.1 催化加氢除炔技术 该技术是为了克服第二吸收单元的能耗高、溶剂损失多的缺点而设计的，这也就是现在常说的一段吸收工艺。来自第一吸收单元的化学级异戊二烯进入选择性加氢反应器中，在多金属催化剂的作用下，将占总量的0.1% ～2%异戊烯炔和2 -丁炔等炔烃加氢除去，在经过脱轻塔、脱重塔的处理，最终在塔顶得到聚合级异戊二烯。北京化工研究院［2］经过模拟加氢前后的流程，得出结论: 加氢后的异戊二烯的收率和质量都要高于加氢前的，而且能耗和生产成本都大幅降低，提高了整个分离过程的经济效益。美国专利显示［3］，催化加氢反应器中的适合温度为 20～ 80 ℃，压力为 0.3 ～ 4.0 MPa，其中的一种催化剂的配方为:3% 铜+ 0.03% 银 + 0.03% 钯 + 0.3% 钾。 1. 2 反应精馏技术 该技术的核心就是集原有的二聚反应器和其配套的蒸馏塔为一体的反应精馏塔。在该塔中，既可以选择性的发生环戊二烯的二聚反应，又能分出粗环戊二烯。北京化工总院［4］采用此技术做相关实验，与现有技术比较，发现环戊二烯的转化率相应的提高了，而且双环戊二烯的纯度也要高于现有技术下的。该技术的的独特之处在于简化了流程及操作，从而降低

泡沫分离法分离蛋白质

分离工程期末论文 泡沫分离法分离蛋白质Foam separation separation protein 学院：化学工程学院 专业班级：化学工程与工艺化工081 学生姓名：喻唯学号： 050811103 指导教师：戴卫东（副教授） 2011年6月

期末论文中文摘要 泡沫分离法分离蛋白质 摘要：泡沫分离蛋白质是利用蛋白质的表面活性对其进行分离的一种方法,分离过程中的条件温和,对蛋白质的活性影响较小,是一种成本较小、有着很好应用前景的分离方法.实验中,以两种蛋白质BSA和HSA作为分离模拟体系的目标蛋白质,利用自制的泡沫分离塔,作了一系列的泡沫分离实验,考察了各种操作参数对分离结果(回收率和增浓比)的影响.实验发现,液柱高度、泡沫层高度、鼓入气体的流速、进料流量和pH值、料液浓度以及温度等对分离的效果有着不同程度的影响:较低的进气速度、较高的泡沫高度与液柱高度、适宜的温度(BSA在25℃,HSA在35℃)、适当的pH值(蛋白质的等电点附近)以及较低的母液浓度有利于得到较高的富集比.在最佳条件下富集比最高可达28.6,回收率可达93.1％.在模型的建立过程中,假设吸附过程始终处于平衡态、气泡大小均一以及每一个气泡均为正十二面体,建立了分离的数学模型,得到可以求解的微分方程组. 关键词：蛋白质泡沫分离数学模型回收率富集比泡沫分离法 期末论文外文摘要 Foam separation separation protein Abstract:Foam separation protein is the surface activity by protein on the separation of a kind of method, the separation process of mild conditions, the less influence the actiity of the protein, is a kind of cost, lesser, has the very good application prospect of separation method. Experiments with two proteins, BSA and HSA as the target protein separation simulation system, a self-made foam separation tower, made a series of foam, examined the separation experiments of operation parameters on the separation results (recovery and increase the influence of strong than). Experiments have found that fluid column height, foam height, drums into gas velocity, feeding flow and pH value, material liquid concentration and temperature on the separation effect of different effect: lower inlet velocity, higher foam height and fluid column height, appropriate temperature (25 ℃, BSA HSA in 35 ℃), appropriate in the pH value (protein isoelectric point) and low near the mother liquor to get a higher concentration of enrichment ratio. At the best possible conditions than the maximum concentration, recovery can reach dropped to 93.1% 28.6. In model of the process, the hypothetical adsorption process always in equilibrium, bubble size uniformity and each bubble are are twelve surface body, the mathematical model was established, get separation of differential equations can be solved.

分离技术-

1、列举一个给你日常生活带来很大益处，而且是得益于分离科学的事例。分析解决这个分离问题时可采用哪几种分离方法，这些分离方法分别依据分离物质的那些性质。 2、中国科学家屠呦呦因成功研制出新型抗疟疾药物青蒿素，获得2015年诺贝尔医学奖。青蒿素是从中医文献中得到的启发，用现代化学方法提取的，请通过查阅资料说明提取分离中药有效成分都有哪些具体的实施方法。 3、了解国内纯净水生产的主要分离技术是什么，该技术掉了原水中的哪些物质（写出详细工艺流程）。 4、活性炭和碳纳米管是否有可能用来做固相萃取的填料？如果可以，你认为它们对溶质的保留机理会是一样的吗？ 5、固体样品的溶剂萃取方法有哪几种，从原理、设备及复杂程度、适用物质对象和样品、萃取效果等方面总结各方法的特点。 1答：海水的淡化可采用膜分离技术 膜分离技术( Membrane Separation，MS) 是利用具有选择透过性的天然或人工合成的薄膜作为分离介质，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分药材进行分离、分级、提纯或富集的技术。膜分离技术包括微滤、纳滤、超滤和反渗透等。 2答： 1．经典的提取分离方法传统中草药提取方法有：溶剂提取法、水蒸汽蒸馏法两种。溶剂提取法有浸渍法、渗源法、煎煮法、回流提取法、连续提取等。分离纯化方法有，系统溶剂分离法、两相溶剂举取法、沉淀法、盐析法、透析法、结晶法、分馏法等。 2．现代提取分离技术超临界流体萃取法、膜分离技术、超微粉碎技术、中药絮凝分离技术、半仿生提取法、超声提取法、旋流提取法、加压逆流提取法、酶法、大孔树脂吸附法、超滤法、分子蒸馏法。 超临界流体萃取法（SFE）：该技术是80年代引入中国的一项新型分离技术。其原理是以一种超临界流体在高于临界温度和压力下，从目标物中萃取有效成分，当恢复到常压常温时，溶解在流体中成分立即以溶于吸收液的

含铜和含锌溶液的吸附泡沫分离技术的研究

含铜和含锌溶液的吸附泡沫分离技术的研究 发表时间：2015-02-03T16:43:43.497Z 来源：《教育研究·教研版》2015年1月供稿作者：王优然[导读] 泡沫吸附分离低浓度的含锌溶液的操作参数影响规律分析。王优然 近年来，泡沫分离技术发展的越来越快。下面我们就来分一下含铜和含锌溶液的泡沫分离技术的发展状况。 1 泡沫分离法的应用与发展 1.1 泡沫分离法发展情况。泡沫分离法是一项利用物质在气泡表面上吸附性质的差异进行分离的技术，在20 世纪初泡沫浮选就已广泛应用于矿冶工业，但针对离子、分子、胶体及沉淀的泡沫吸附分离技术，则是近30 年中发展起来的一种新型分离技术。 1.2 泡沫分离法分析。泡沫分离法是基于溶液中溶质间表面活性的差异，使得表面活性强的物质优先吸附于分散相与连续相的界面处，然后通过鼓泡使溶质选择性的聚集在气- 液界面并借助浮力上升至溶液主体上方形成泡沫层，从而实现分离、浓缩溶质或净化液相主体的目的。这项技术具有设备简单、耗能低、适合于低浓度溶液的分离回收、处理量大等特点，因此在许多领域都得到广泛的应用。 2 泡沫吸附分离低浓度的含锌溶液的操作参数影响规律分析 2.1 气体流量的影响。气体流量的影响主要体现在塔的流体力学特性的改变上。从理论上来讲，气体流量越大越有利于分离，但在一段反应时间后，随着气体流量的增大浓缩比反而减小，这是因为气体流量过大会导致溶液的气含率较高，气泡在溶液中的停留时间变短，易引发气泡破碎、合并，因此浓缩比下降。但是气体流量增大，单位时间内产生的气泡数增多，总的传质面积也增大，结果使单位时间的传质量增加。 2.2 液位高度的影响。事实上，液位高度的所产生的影响并不十分显著，但是也可以作为影响因素来研究。总的来说，液位的高低决定了塔内的压力，如果液位过高，那么液体向下流的速度就会减慢，这样就会使反应的时间过长，不利于试验的进行，但是如果液面的高度过低，则会产生反应过快，而且反应不充分的现象。所以对于液位的选取也是很重要的一个方面。 2.3 进料量的影响。当然了，进料量对也会对反应产生一定的影响。实验中必须选择一个合适的进料量，如果进料量太小，在经济上不合理;而进料量太大，则待去除组分在气浮池的停留时间缩短，去除率降低，因为进料量增加，待分离组分在气浮池中停留时间缩短，气泡与锌离子复合体相互碰撞的机会减小，去除效率就会降低.同时也可以看出泡沫分离法在分离低浓度溶质方面效果较为显著。 2.4 表面活性剂浓度的影响。当表面活性剂浓度较低时，溶液中的金属离子并不能完全的与表面活性剂配和，所以自由离子很难吸附到气泡表面，但随着表面活性剂浓度不断的增大，浓缩比也会增大。产生这种现象的原因是当表面活性剂浓度增大时，气液界面的吸附量增多，浓缩比增大。但当表面活性剂浓度太高时，气泡界面上的吸附趋于饱和，而过多的表面活性剂就会与金属离子的气泡复合体抢占气泡界面，因此浓缩比会迅速下降。 3 铜的泡沫吸附分离 3.1 正交试验。由于影响铜泡沫吸附分离效果的因素有很多，比如气体流量、液位高度、进料量、表面活性剂的浓度和pH 等，因此为了得到更好地分离效果，可以将每一个影响因素在进行单因素试验时得到的较好的试验条件，进一步和其他各个因素的试验适宜值相组合，通过更加深入的试验，以获得最好的试验结果。当然，试验数据的选取还是要视具体条件而定，可以一个影响因素同时选择3 至4 个值继续试验，但是不建议选择的太多，因为这样会大大增加试验量，而且可能试验的结果都差不多，所以也要适当的设计试验，以达到最终的目的。 3.2 铜离子泡沫分离的最佳PH 值范围分析。如果要进行最佳单因素的研究，就要在控制其他因素不变的条件下开始，正因为是研究一个最佳的pH 范围，所以在设定要试验的pH 范围一定要宽一些，这样的结果才更有说服力。在单一离子存在的情况下，金属铜离子水溶液pH>5.3 时，开始出现氢氧化物沉淀，而金属锌离子水溶液则在pH>6.8 时，有沉淀析出。在混和离子共存条件下，由于共沉淀和载体沉淀作用，锌离子形成氢氧化物沉淀的pH 值范围明显往酸性方向偏移，因此为了使分离形式控制在泡沫分离上，最优化的pH 值一般选取5.0。 3.3 离子对平衡常数与表面相组成的理论估算。在硫酸铜与十二烷基硫酸钠的的反应体系中，存在着硫酸铜与十二烷基硫酸钠反应生成十二烷基硫酸铜和硫酸钠，因此，在这个溶液中就会存在离子对的平衡。设定十二烷基硫酸铜的平衡浓度为x mol/L 和反应起始物质的反应初速度，根据平衡常数的定义列出平衡常数的表达式，进一步分析铜离子、钠离子对十二烷基硫离子的亲和力强弱，借此分析吸附分离的效果。 4 泡沫吸附分离铜、锌离子的选择性及表面活性剂复配对泡沫分离的影响分析 4.1 泡沫吸附分离铜、锌离子的选择性。金属离子的电性能是影响其与表面活性剂结合能力的关键因素，同价离子的半径越小，其水合半径越大，电势越小。而对于铜离子和锌离子来说，因为它们是同价离子，所以其水合半径将决定其电势的大小。由于铜离子半径为72 pm，锌离子半径为74 pm，两者相差不大，所以其二者电势也应相差不大，因此铜离子、锌离子与一些活性成份的结合能力也相差不大。从而可以推断出一些物质对铜离子、锌离子泡沫分离选择性的好坏。 4.2 表面活性剂的复配性对泡沫吸附分离的影响。设置其他实验条件保持相同，可以得出表面活性剂的复配对泡沫吸附分离的影响。一般的，阴阳离子复配会产生混浊，没有分离效果。而当非离子表面活性剂被加入时，由于碳氢链间的疏水作用加上极性端的氢键结合，以及混合溶液的临界胶束浓度、表面活性离子在表面上的定向排列紧密，可以显著的改变水表面性质，使之接近非极性表面，表现出很低的表面张力，表面活性增高，使原来的离子表面活性剂的极性端之间的电性斥力减弱。再加上两种表面活性剂分子的碳氢链间的疏水作用，而较易形成胶团，故此复配比是较为理想的。参考文献 1 董红星等.泡沫分离法的现状与研究进展[J].化工时刊，2009；18（5）：20~22 2 杨运泉等.阳离子型表面活性剂界面性质研究[J].湘潭大学学报（自然科学版），2010；16（4）：25~28 作者单位：哈尔滨石油学院

泡沫分离技术综述论文

泡沫浮选分离技术--曹肖烁 摘要：综述了泡沫浮选技术的定义、分类以及原理，介绍了泡沫浮选分离技术中使用的试剂（捕收剂、起泡剂、活化剂、无机调整剂、有机调整剂）、浮选机械等因素对分离效果的影响，并介绍了泡沫浮选分离技术的应用，指出了泡沫浮选分离技术的发展前景。 一.泡沫浮选的定义与分类 泡沫浮选是以气泡分离介质来浓集表面活性物质的一种新型分离技术，主要特点是利用气泡的气-液界面，分离被水润湿性不同的物料。疏水的物料随气泡漂浮到水面上，形成含某种成分很高的泡沫层；而被水润湿的物料，沉于水中，因而可以把它们分开[1]。人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫浮选分离技术，简称泡沫浮选技术。 根据被分离物质的不同，它可以分为两类：一类是本身具有表面活性物质的分离以及各种天然或合成表面活性剂的分离，例如医药生物工程中蛋白质、酶、病毒的分离；另一类是本身为非表面活性剂，但可以通过配合或其它方法使其具有表面活性，这类体系的分离被广泛地用于工业污水中各种金属离子如铜、锌、铁、汞、银等的分离回收。 根据被分离物质的溶解性，泡沫分离也可以分为不溶物的浮选和溶解物的浮选两大类。矿物浮选在不溶物浮选中最重要，也是最成熟的。表面活性剂在固体颗粒的表面形成半胶束单分子吸附层，且呈亲水基向里憎水基向外的状态，从而降低固体表面的润湿性，表现出疏水性吸附至气泡界面的倾向，使浮选得以进行。离子浮选是溶解物浮选的一类。其过程和前述过程十分相似，所不同的是表面活性剂并非吸附在被浮选物的表面。气泡形成时气液界面有表面活性剂吸附层，被浮选的离子通过静电吸引被束缚在气泡的界面上而随气泡上升。分子浮选是溶解物浮选的另一类别，是将少量溶解的分子如点白纸、醇等有机物从水中分离的过程。被分离物被气泡气液界面表面活性剂半胶束单分子层增溶富集而随气泡上升，得以浮选[2]。

现代分离技术论文

分离技术的发展现状和展望 摘要: 简要阐述了分离技术的产生和发展概况，各主要常规和新型分离技术的发展现状、研究前沿及未来的发展方向，并讨论了分离技术将继续推动现代化工和相关工业的发展，并在高新技术领域的发展中大显身手。 关键词:分离技术；发展现状；展望 Development Status and prospect on separation technology Abstract:The history of produce and development on separation engineering is briefly introduced. The status and study advance of most traditional and new separation techniques and its developing direction in future is briefed. In the past, separation technology brought into important play in chemical engineering.It is discussed that it will also impel modern chemical engineering and relative industries in future. Moreover it will strut its stuff in high technology. Key words: separation technology; development; prospect 本文从分离技术的产生和发展概况入手，综述了精馏、吸附、干燥等常规分离技术和超临界流体分离、膜分离、耦合分离等新型分离技术的研究，并分析了各种技术在现代化工中的重要作用。

泡沫分离技术的应用(论文)

泡沫分离技术的应用及研究进展 摘要：泡沫分离技术是近些年得到重视的分离技术之一，介绍了泡沫分离技术的应用，介绍了此技术可分离细胞，可分离富集蛋白质体系，泡沫分离_Fenton氧化工艺处理表面活性剂废水，泡沫分离_Fenton 氧化处理炼油废水，两级泡沫分离废水中大豆蛋白的工艺，聚氨酯泡沫塑料分离富集石墨炉原子吸收光谱法测定痕量金，硅片线锯砂浆中硅粉与碳化硅粉的泡沫浮选分离回收，超滤与泡沫分离内耦合应用于表面活性物质浓缩分离的实验研究，重点研究了此技术分离皂苷的有效成分。 关键词：泡沫分离；富集蛋白质；泡沫浮选法；两级泡沫分离；聚氨酯泡沫塑料分离；超滤与泡沫分离 0 前言 泡沫分离技术可用于分离各种物质——小到离子而至粗大的矿石颗粒。泡沫浮选法精选矿石已有60年以上的历史。虽然1937年Langmuir 等已发现离子也有可能应用浮选来提取,可是直到1959年才由Sebba提出泡沫浮选也可能应用于分析技术中。但实际应用于分析分离还只是近十年左右才实现的。到目前为止已对Ag、As、Au、Be、Bi、Cd、Ce、Co、

Cr、Cu、F、Fe、Hg、In、Mn、Mo、Ni、Pb、Pd、Pm、Ra、Re、Sb、Th、U、V、W等元素以及一些有机物的泡沫分离作了广泛的研究。 1 泡沫分离技术的简介 泡沫分离技术是通过向溶液中鼓泡并形成泡沫层，将泡沫层与液相主体分离，由于表面活性物质聚集在泡沫层内，就可以达到浓缩表面活性物质或净化液相主体的目的被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相结合的任何物质吸附作用使气泡表面的溶质浓缩，清除在液体表面上形成的泡沫，即可除去被浓缩的物质。泡沫分离是吸附性气泡分离技术中的一种，由于气泡能够以极少量的液体提供极大的表面积，因此如果某种溶质能够选择性地吸附在气液界面，该溶质在泡沫中的浓度将大于其在主体液相中的浓度。这种技术最初用于矿物浮选、污水处理等领域。近年来，基于其在生物医药和食品工业领域的巨大应用潜力，泡沫分离技术在生物分离特别是分离稀溶液中蛋白质的过程中受到了越来越多的关注，因此泡沫分离技术是近些年得到重视的分离技术之一。泡沫分离是根据吸附的原理，向含表面活性物质的液体中鼓泡，使液体内的表面活性物质聚集在气液界面（气泡的表面）上，在液体主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，就可以达到浓缩表面活性物质（在泡沫层）和净化液相主体的目的。被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相络合的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。人们

泡沫分离技术

泡沫分离技术综述 李现荣化学工艺 20620101151492 泡沫分离，又称泡沫吸附分离技术，是一种用来分离金属离子、胶体、分子及沉淀等物质的一种新型分离方法，并在发展过程中逐渐作为一种单元操作加以研究。至今为止，泡沫分离技术不但在矿物浮选的应用上已经相当成熟，并已成功应用于很多表面活性物质（诸如蛋白质、酶、胶体、合成洗涤剂等）的分离。近年来，科学研究者们仍在不断探索更高效、环保、适于工业化操作的泡沫分离操作方式，并不断尝试分离新的活性物质以满足现代社会及工业的需求。继用泡沫分离技术从溶液中回收微量金属离子的相关研究开始之后，随着对整个分离过程的原理、机制、操作方式、分离条件的深入研究，泡沫分离技术的应用范围逐渐扩大到蛋白质、DNA、酶等各种生物活性物质以及合成洗涤剂的分离。其环保、温和、操作简单的特点无疑将使其在有关生物、环境、食品、化工等工业中得到更加广泛的应用。 一.泡沫分离技术的产生及发展概述 早在古代时期，人们就开始利用物质的表面特性从矿物里面分离出金属金。随着人们认识的提升及经验的积累，利用物质表面特性来对矿物进行浮选的工艺逐渐成熟，于20世纪初开始利用泡沫浮选技术对矿物中的金属进行浮选。泡沫浮选技术的发展促进了对泡沫分离过程机制及应用范围的深入研究。20世纪50年代，利用泡沫分离方法对离子、分子、胶体及沉淀等物质进行分离逐渐引起了研究学者们的关注，并开始将其作为一种单元操作加以研究。研究者们最初致力于从溶液中回收金属离子的课题，前期研究了泡沫分离金属离子的可行性，然后建立了金属离子与表面活性剂离子之间相互作用的扩散-双电层理论；20世纪60年代中期采用泡沫分离法脱除洗涤剂工厂排放的一级污水和二级污水中的表面活性剂——直链烷基磺酸盐和苯磺酸盐获得成功；20世纪70年代进行了染料等有机废水泡沫分离的实验研究，1977年开始报道用阴离子表面活性剂泡沫分离DNA、蛋白质、液体卵磷脂等生物活性物质。随着工业的发展，特别是对环境保护的普遍重视和资源的综合利用的要求，泡沫分离的研究工作将不断扩大范围，其工业应用将越来越多。 二.泡沫分离技术在分离生物活性物质方面的应用 通过对泡沫分离技术的产生及发展大致可以看出，泡沫分离的应用可以分为两大类。一类是本身为非表面活性物质（如铜、锌、银、镉、铁、汞等金属类物质），需通过配位或其他方法使其具有表面活性，这类体系被广泛地用于工业污水中各种金属离子的分离回收，以

分离纯化技术及应用论文

分离纯化工艺的运用及发展综述 作者：王亚森 分离纯化工艺的运用及发展综述 摘要：随着药物研究、开发和生产中常用的分离纯化技术的原理、工艺、特点和应用，为了更好的利用分离纯化技术为社会创造更高的经济价值，本文综合概述了分离纯化技术的基本原理及其应用。 关键词：分离纯化技术，应用，发展，原理，应用。 引言：分离纯化过程就是通过物理、化学或生物等手段，或将这些方法结合，将某混合物系分离纯化成两个或多个组成彼此不同的产物的过程。通俗地讲，就是将某种或某类物质从复杂的混合物中分离出来，通过提纯技术使其以相对纯的形式存在。实际上分离纯化只是一个相对的概念，人们不可能将一种物质百分之百地分离纯化。例如电子行业使用的高纯硅，纯度为99.9999％，尽管已经很纯了，但是仍然含有0.0001％的杂质。被分离纯化的混合物可以是原料、反应产物、中间体、天然产物、生物下游产物或废物料等。如中药、生物活性物质、植物活性成分的分离纯化等，要将这些混合物分离，必须采用一定的手段。在工业中通过适当的技术手段与装备，耗费一定的能量来实现混合物的分离过程，研究实现这一分离纯化过程的科学技术称为分离纯化技术。通常，分离纯化过程贯穿在整个生产工艺过程中，是获得最终产品的重要手段，且分离纯化设备和分离费用在总费用中占有相当大的比重。所以，对于药物的研究和生产，分离纯化方法的选择和优化、新型分离设备的研制开发具有极重要的意义。分离纯化技术在工业、农业、医药、食品等生产中具有重要作用，与人们的日常生活息息相关。例如从矿石中冶炼各种金属，从海水中提取食盐和制造淡水，工业废水的处理，中药有效成分及保健成分的提取，从发酵液中分离提取各种抗生素、食用酒精、味精等，都离不开分离纯化技术。同时，由于采用了有效的分离技术，能够提纯和分离较纯的物质，分离技术也在不断地促进其他学科的发展。如由于各种色谱技术、超离心技术和电泳技术的发展和应用，使生物化学等生命科学得到了迅猛的发展。同时由于人类成功分离、破译了生物的遗传密码，促进了遗传工程的发展。另外，随着现代工业和科学技术的发展，产品的质量要求不断提高，对分离技术的要求也越来越高，从而也促进了分离纯化技术的不断提高。产品质量的提高，主要借助于分离纯化技术的进步和应用范围的扩大，这就促使分离纯化过程的效率和选择性都得到了明显的提高。例如应用现代分离技术可以把人和水稻等生物的遗传物质提取出来，并且能将基因准确地定位。…… 一，分离纯化技术的几种常用技术 液液萃取技术、浸取分离技术、超临界流体萃取分离技术、双水相萃取技术、制备色谱分离技术、大孔吸附树脂分离技术、分子印迹技术、离子交换分离技术、分子蒸馏技术、膜分离技术、喷雾干燥和真空冷冻干燥技术等内容。内容全面、简练，层次清晰，涵盖了化学合成药、生物药、植物药的分离纯化。 随着医学技术的发展对医用纯化水的要求也在逐步的提高。从以前的蒸馏工艺制纯化水到现阶段的反渗透脱盐程序的应用，我们可以看见在医学技术进步的同时，医用纯化水制取工业也在飞速的发展中。水是所有生活细胞不可缺少的成份，细胞的新陈代谢，必须有水方能进行，是细胞吸收、渗透、分泌和排泄等作用的介质。所谓纯水主要是指水中各种导电介质(即水中各种盐类阳、阴离子)和水中所含溶解气体及挥发物质等非导电介质的含量的大小，是相对而言的。医用纯水设备采用膜分离技术作为一种新型的流体分离单元操作技术，从上世纪五十年代末六十年代初发展以来，已经取得了令人瞩目的巨大发展，目前膜分离技术已经很成熟、可靠，并广泛应用于食品饮料、医药、环保及市政等行业中，尤其在医用纯

泡沫浮选分离技术讲解

泡沫浮选分离技术 一、摘要 泡沫浮选分离法是在一定的条件下，向试液鼓入空气或氮气使之产生气泡，将溶液中存在的欲分离富集的微量组分(离子、分子、胶体或固体颗粒）吸着或吸附在其上面并随着气泡浮到液面，从而与母液分离，收集后即达到分离和富集的目的。泡沫浮选分离法是在矿物分离中一种常用的方法，在分析化学的分离富集物质中取得显著的成绩。随着分析技术的提高，及跟其它测试手段的使用。泡沫浮选技术必将在稀溶液的分离，有价物质的回收方面有更加广泛的使用。 二、基本概念 泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分离技术之一，在化工、生化、医药、污水处理等领域得到了广泛的应用。泡沫分离是根据吸附的原理，向含表面活性物质的液体中鼓泡，使液体内的表面活性物质聚集在气液界面（气泡的表面）上，在液体主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，就可以达到浓缩表面活性物质（在泡沫层）和净化液相主体的目的。目前一般只能分离溶液中ppm 量级的物质。高纯金属中微杂质的分离亦有采用此法的。被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相络合的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离目的的这类方法总称为泡沫吸附分离技术，简称泡沫分离技术。按分离对象是溶液还是含有固体例子的悬浮液、胶体溶液，泡沫分离可以分成泡沫分馏和泡沫浮选两种分离方法。泡沫浮选分离就是利用某种物质(如离子、分子、胶体、固体颗粒、悬浮微粒)，表面活性的不同，可被吸附或粘附在从溶液中升起的泡沫表面上，从而与母液分离的技术。泡沫浮选分离技术用于分离不溶解的物质，它的优点是使用的分离装置简单并易于放大，可连续和间歇操作并能实现自动化和连续化操作。 三.原理 表面活性剂在水溶液中有富集（吸附）在气/液界、泡沫浮选的简单原面（溶液中气饱表面）的倾向，它在气泡表面是定向排列的，分子内带电的极性端朝

分离技术

型分离技术，如膜分离、泡沫分离、超临界流体萃取以及耦合技术等得到重视和发展。 1.2 化工分离技术的多样性 由于化工分离技术的应用领域十分广泛， 原料、 产品和对分离操作的要求多种多样， 这 就决定了分离技术的多样性。按机理划分，可大致分成五类，即：生成新相以进行分离（如 蒸馏、结晶） ；加入新相进行分离（如萃取、吸收） ；用隔离物进行分离（如膜分离）

体试剂进行分离 （如吸附、 离子交换） 和用外力场或梯度进行分离 （如离心萃取分离、 电泳） 等，它们的特点和设计方法有所不同。 K e l l e y [3] 于 1987 年总结了一些常用分离方法的技术成 熟度和应用成熟度的关系图 ( 图 1) 。十余年来，化工分离技术虽然有了很大的发展，但图中指出的方向仍可供参考。 例如 ,

萃取、 吸收、 结晶等仍是当前使用最多的分离技术 [4-5] 。 液膜分离虽然构思巧妙 , 但由于技术上的局限性 , 仅在药物缓释等方面得到有限的应用。 图 1 分离过程的技术和应用成熟度 [3] Fig.1 The technology and use maturity of the separating process 2

传统分离技术 精馏虽然是最早期的分离技术之一，几乎与精馏同时诞生的传统分离技术 , 如吸收、蒸 发、结晶、干燥等，经过一百多年的发展，至今仍然在化工、医药、冶金、食品等工业中广 泛应用并起着重要作用 。 2.1 精馏技术 精馏是关键共性技术， 已经被广发应用了 200

多年， 从技术和应用的成熟程度考虑， 目 前仍然是工厂的首选分离方法 [6] 。 精馏市场的经济效益至今仍是令人刮目相看的。而近年来， 随着相关学科的渗透、 精馏学科本身的发展及经济全球化的冲击， 我国精馏技术正向新一代 转变，以迎接所面临的挑战。其特征 [7] 为： （ 1 ）精馏学科正由传统的依靠经验、半经验过渡