新型绿色化工分离技术及其应用

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浅谈绿色化工技术应用及其发展

浅谈绿色化工技术应用及其发展

浅谈绿色化工技术应用及其发展摘要:随着工业生产规模的不断扩大,生产造成的环境污染与破坏问题也越发严重,引起了社会的广泛关注。

为了推动化工生产的绿色持续性发展,本文以绿色化工技术的应用及发展进行研究,为绿色化工生产提供参考与指导。

关键词:绿色化工技术;工业生产;发展前景引言目前,化学工业生产是国家、社会发展所必不可少的行业,很多人们所需的日常生活用品都需要工业生产完成。

为了减少化工生产的污染,本文针对绿色化工技术的应用与发展展开研究,为化工生产的未来发展拓宽思路,提供指导。

一、绿色化工技术的分类从目前的绿色化工技术来看,主要以以下三大类为常见,并且不同的技术有着各自的应用优势。

第一类是绿色催化技术。

这种技术是以增强化学反应实现资源的利用率提升。

所谓的催化技术就是基于传统化工工艺的基础上进行催化处理,实现化工生产的绿色效果。

具体来说,在传统工艺的基础上,通过用化学制剂或生物制剂进行催化,实现化工生产的产能提升,减少生产过程中副反应的发生频率,进而实现环保节能的目标。

目前,在工业生产中,催化剂种类繁多,比如酶催化等,为绿色环保技术的应用提供了良好基础。

第二类是超临界流体化工技术。

这种技术目前广泛应用于化工生产、医药生产以及食品生产中。

这种技术属于一种萃取技术,通过提纯实现原材料的分离,进而实现绿色的化工生产与制造。

天然的化学品基于物质的化学反应进行生产,而超临界流体化工技术的出现不仅提高了化学原料的化学反应效果,而且成为现阶段绿色化工技术的一个主流发展方向。

第三类是电化学合成技术。

这种技术是一种清洁生产技术类型,围绕着电气转移实现清洁生产。

所谓的电化学技术就是通过电解池、电池反应实现化工生产。

比如燃料电池法、SPE法等都是电化学合成技术的常用方法。

随着科学技术的不断发展,电化学合成技术在社会发展中的应用会越来越普及,应用范围与效果都会进一步提升。

二、绿色化工技术的应用价值绿色化工技术在目前的社会发展、工业制造以及环境保护中有着十分重要的应用价值。

绿色化工技术在化工生产中的应用

绿色化工技术在化工生产中的应用

绿色化工技术在化工生产中的应用随着人们对环境保护意识的提高和对化学品的安全性和化工过程的高效性的需求,绿色化工技术越来越受到关注和推广。

本文将介绍绿色化工技术在化工生产中的应用,着重阐述其原理和优势。

一、绿色化工技术概述绿色化工技术是指在化工生产过程中使用环保、节能、高效和低污染的技术、工艺和材料,具有较少的环境影响和较少的化学品安全风险。

绿色化工技术可分为三大类:1)环境友好型生产过程;2)绿色化学品替代品;3)来源于可再生原料和生物质基底的生产。

二、绿色化工技术在化工生产过程中的应用1、绿色反应工艺绿色反应工艺是指通过改变化学反应条件和提高反应选择性和效率来实现化学产品的生产的过程。

可采用微波辐射、超临界流体、离子液体等绿色化学技术,节省接触时间和反应能量,降低废品和副产品的排放。

2、绿色溶剂在传统的反应条件下,常用有毒有害的溶剂如苯、四氢呋喃、二甲酰胺等应用于化学合成和分离过程中,这会对人类健康和环境造成持续的负面影响。

绿色溶剂则是一组无害于环境和人类健康的溶剂,如水、乙醇、甘油等。

由于这些绿色溶剂具有环保、容易分离和回收的优点,因此越来越多地被用于提取、分离及合成和制备化学品中。

3、绿色能源绿色能源是指那些绿色环保、过程简单、仅需少量或无化学品使用的能源,如太阳能、水能、生物能等。

它们取代了传统能源和让化学品制造商在减少对化学品的需求上走出了一大步。

4、绿色催化剂绿色催化剂保护环境并且能够大幅减少废物的产生,因其对化学反应特别有利。

绿色催化剂是新发现的无毒和无害的高效催化剂,通常是基于生物材料或其他非典型元素,比如金属有机框架结构等。

相对于传统催化剂,绿色催化剂可以大大降低反应温度、增加催化活性和选择性。

三、绿色化工技术在化工生产中的优势1、降低环境危害性绿色化工技术减少了生产过程中废物和有害气体的排放,有利于保护自然环境和采取有效动作应对全球变暖。

2、提高生产效率绿色化工技术使用更高效、更简单、更安全的化学反应,可更好的满足市场和用户的需求,提高产品的质量和产量,增强公司的竞争力。

绿色化工技术在化学工程工艺中的应用

绿色化工技术在化学工程工艺中的应用

绿色化工技术在化学工程工艺中的应用绿色化工技术是一种注重环境保护和资源节约的技术。

它可以通过生物技术、催化技术、物理加工技术、热力学等不同方法,实现生产过程中对环境的净化、对原材料的高效利用和对能源的节约。

在化学工程工艺中,绿色化工技术的应用越来越受到关注。

本文将围绕着绿色化工技术在化学工程工艺中的应用,从三个方面进行阐述。

1. 绿色催化技术的应用绿色催化技术是一种采用环境友好型催化剂和催化反应方法的技术。

与传统催化技术相比,它可以减少或避免废弃物和有害副产物的产生,降低了环境与人体的风险。

绿色催化技术在化学工程的生产中有广泛应用。

例如,某些化学反应需要高温高压才能进行,而催化剂可以在不过度加热的情况下降低反应的活化能,从而提高反应效率。

另外,催化剂还可以将无机物转化为易于处理的有机物。

例如,一些废水中的有害物质通过绿色抗氧化反应中的催化剂,可以被转化为物理上更易处理的化合物。

同时,绿色催化技术和催化剂的应用也可以实现在生产中用更少的催化剂和溶剂,从而减少资源的浪费和环境的污染。

生物反应技术是把生物学、生物化学和微生物学等知识应用于化学反应工业化技术中,以达到生产化学品的目的。

绿色生物反应技术是其中的一种技术。

它利用微生物、酶和菌株等清洁、高效的生物催化剂替代有害化学催化剂,从而实现化学制品的生产。

相比传统化学催化剂,生物催化剂呈现出易分离、高选择性、温和条件、反应副产物少等特点,并且对环境污染较少。

绿色生物反应技术在化学工程中广泛应用,例如食品、制药、金属制品、纺织和纸张等领域。

例如,利用微生物产生的α-酮戊二酸可以生产抗菌剂、胶粘剂、染料、燃料和食品添加剂等制品,在生产过程中可以避免有害化学物质的产生,并且可以成为再生资源。

绿色分离技术是一种采用环境友好的物理方法分离有害废物和纯净物。

传统分离方法如蒸馏分离、萃取法等会产生大量的有害物质废料及化学剂残余,使效率低下、成本昂贵,并迫使生产者遵守高成本和严格的环境法规。

超临界流体技术在化工领域的应用

超临界流体技术在化工领域的应用

超临界流体技术在化工领域的应用随着人类对环境保护和节能减排意识的不断提高,超临界流体技术作为一种新兴的加工和分离技术,因其独特的物理化学性质和绿色环保的特点,成为化学、食品、医药等领域的重要分离和提纯工艺之一。

本文就超临界流体技术在化工领域的应用进行详细介绍。

一、超临界流体技术简介超临界流体是指,在一定的温度和压力下,液体和气体之间的临界点附近,物质具有介于液态和气态之间的特殊状态。

在超临界条件下,物质密度比气态高,扩散系数比液态大,同时也具有足够大的溶解能力。

超临界流体技术,就是利用超临界流体的一系列特点,进行物质的分离、提纯、萃取、反应等工艺过程。

它既可以取代传统工艺中的有机溶剂,也可以提高复杂分子间的交互作用效果。

因此,超临界流体技术具有绿色环保、高效快捷、安全可靠、产物分离易于实现等优点,被广泛应用于化学、食品、医药等领域。

二、超临界流体技术在化工领域的应用1. 超临界流体萃取技术传统的有机溶剂萃取技术,存在对环境污染和产品空气质量的影响。

而超临界流体萃取技术则可以使用具有高溶解度和高反应速率的CO2作为萃取剂,避免了有机溶剂对环境的危害。

另外,通过调整超临界CO2中运动子的速率,可以实现对萃取的选择性,从而实现分离和提纯复杂有机物的目的。

例如,超临界CO2萃取技术可以用于提取天然橡胶、药用植物等有机物。

实验显示,超临界CO2萃取法提取大丽花果实中的芦丁,其萃取效率约为77%,而传统的醇提法仅为13%。

2. 超临界流体制备技术超临界流体制备技术可以实现高品质的化工产品制备,如光学材料、高分子材料、高纯的晶体材料等。

通过超临界流体反应器,制备的产品具有纯度高、颗粒度小、质量稳定等优势。

例如,超临界水解工艺可以通过水热反应破坏生物质的结构,实现纤维素分解,生产纤维素糖与糠醛。

另外,在聚合物材料的制备过程中,超临界流体还可以促进聚合活性,提高产物质量稳定性。

3. 超临界流体溶剂技术超临界流体溶剂技术可以替代传统有机溶剂,提高化工产品的安全性和稳定性。

绿色化工技术在化学工程工艺中的应用

绿色化工技术在化学工程工艺中的应用

绿色化工技术在化学工程工艺中的应用绿色化工技术是指通过采用环保、高效、低能耗的化学工程工艺,减少或避免对环境的污染和影响的技术。

绿色化工技术在化学工程领域的应用越来越广泛,不仅可以节约能源和资源,降低生产成本,还能缓解环境问题,保护生态环境。

以下将介绍绿色化工技术在化学工程工艺中的应用。

1. 溶剂替代技术:传统化工生产中常使用大量有机溶剂,这些溶剂对环境和人体健康有潜在的危害。

绿色化工技术提倡替代有机溶剂为水或其他绿色溶剂,如液态二氧化碳等。

通过改变溶剂,不仅可以减少环境污染,还能提高产品纯度。

2. 催化技术:催化是绿色化工的核心技术之一。

传统化工过程中常使用高温、高压条件下进行反应,能耗较高,催化技术可以使反应在较低的温度和压力下进行,减少能源消耗。

催化剂选择也对化学工程工艺的绿色化有重要影响,选择高效催化剂可以提高反应速率和选择性,降低废物生成。

3. 循环利用技术:传统化学工程生产中,许多废水废料没有得到充分利用,造成资源的浪费和环境的污染。

绿色化工技术提倡将废弃物通过循环利用技术转化为有价值的产品,如废水处理中的再生利用、废料的资源化利用等。

4. 清洁合成技术:传统合成过程中常使用多步反应和大量溶剂,对环境造成较大的负担。

清洁合成技术通过改进催化剂、反应条件和反应路线,实现直接合成目标产物,减少中间产物和副产物的生成,降低对环境的污染。

5. 生物工艺技术:生物工艺技术是绿色化工的重要组成部分,通过利用生物体或酶催化反应进行化学反应,实现对有机废弃物和低价原料的转化。

生物工艺技术具有选择性高、产物纯度高、对环境友好等优点。

6. 微反应技术:微反应技术是将传统大型反应器缩小到微米级尺寸,利用微流控制技术进行精确控制和高效传质与反应。

微反应技术具有反应速率快、产物分离简单、副反应少等优势,可以减少废弃物的产生和能源的消耗。

新型绿色分离体系_离子液体双水相及其在生物分离中的应用

新型绿色分离体系_离子液体双水相及其在生物分离中的应用

新型绿色分离体系———离子液体双水相及其在生物分离中的应用巴晓革, 林锦兴, 邱召法(山东药品食品职业学院,山东威海264210)摘 要:近几年来,离子液体双水相作为一种新型绿色分离体系越来越受到关注。

离子液体双水相具有粘度低、分相快、不易乳化以及对生物物质萃取率高等优点。

介绍了离子液体双水相的机理以及它在生物分离中的一些应用。

关键词:双水相;离子液体;生物分离中图分类号:O 645 文献标识码:A 文章编号:036726358(2007)042240203Aqueous T w o 2phase System Based or I onic Liquids and TheirApplications in BioseparationBA X iao 2ge , LI N Jin 2xing , QI U Zhao 2fa(Shandong Drug and Food Vocational College ,Shandong Weihai 264210,China )Abstract :In recent years ,aqueous tw o 2phase system based ionic liquids are gaining wide recognition as novel ‘greener ’separation systems.Aqueous tw o 2phase system based ionic liquids have s ome unique advantages ,such as lower viscosity ,very quickly phase separation ,not easily emulsification ,as well as g ood extractability for bioproducts.This review presents as accound of s ome of the recent reports on aqueous tw o 2phase system based ionic liquids and Their applications in extraction and separation of bioproducts.K ey w ords :aqueous tw o 2phase ;ionic liquids ;bioseparation收稿日期:2006212213;修回日期:2007202228作者简介:巴晓革,女,副教授,长期从事物理化学教学及科研工作。

浅析绿色化工技术在化工工程中的应用

浅析绿色化工技术在化工工程中的应用

浅析绿色化工技术在化工工程中的应用摘要:近年来,科学技术发展使化工工程工艺进步显著,绿色化工技术的推广可有效改善传统化工工程工艺存在的环境污染问题,并且通过落实原材料选择工作,加强催化剂优化升级处理,可为化学用品利用率提供有效保障,确保生产能够满足实际行业绿色发展需求。

另外,合理应用包括清洁、生物技术在内的绿色化工技术,能够有效降低污染排放,优化环境,构建友好型社会。

在对大自然的持续发掘中,人类也在注意着对环境所造成的巨大问题,同时人类也开始对采用预防措施保护环境。

而传统化学工业技术在给人们带来了大量资源的同时,对大自然所造成的损害也是很大的。

所以,对于绿色化工技术的发展与应用研究一直都是中国未来缓解环保问题的需要。

所以努力发展绿色化工技术,是缓解中国环境污染问题最行之有效的办法。

基于此,本文详细分析了化工工程工艺中的绿色化工技术。

关键词:化工工程工艺;绿色化工技术1化工工程中绿色化工技术的概念在化工工程具体生产工作开展和实施的过程中,呈现出主要的特点就是拥有着相对比较强的技术性,越来越多的产品在整体生产的过程中,所涉及到的技术体系都是相对比较复杂的。

绿色的化工技术在应用的阶段,所能够了解到的就是其属于传统工程这一技术,整体基础上的一种改进模式,也是一种升级创新技术模式,利用原材料或者是反应的原理进行调整和完善,提高资源整体使用的效率,减少化工这一工程在生产过程中的能源消耗程度。

与此同时,利用绿色化工这个技术,也能够降低工程在生产过程中,所呈现出的有害性的特点,从而保证化工工程与生态建设这两项工作能够协调发展、共同进步。

在化工的工程具体生产工作实施过程中,很大一部分的原材料使用阶段都呈现出了一定污染性的特点。

传统的工程生产理念支持下,对这些原材料进行应用通常需要直接进行分解或者是产生相互的反应期间,没有任何保护环境的措施。

所以产生的废气、污水都会导致我国社会的整体环境受到严重的伤害,人们的身体健康程度也会受到一定程度的威胁。

新型分离技术及其应用

新型分离技术及其应用

离心分离技术
利用离心机的高速旋转产生的离 心力场,使不同密度的物质在离 心场中受到不同的离心力,从而 实现各组分的分离。
新型分离技术的原理
膜分离技术
基于分子大小和形状的差异,通过半 透膜实现选择性透过,从而达到物质 分离的目的。
离心分离技术
基于不同密度物质在离心力场中受到 的离心力不同,通过高速旋转产生的 离心力场实现物质分离。
03
新型分离技术的应用
在工业生产中的应用
01
02
03
高效节能
新型分离技术能够提高工 业生产的效率和能源利用 率,降低生产成本。
产品质量提升
通过新型分离技术,可以 更精确地控制产品的质量 和纯度,满足高端市场需 求。
生产自动化
新型分离技术可以与自动 化技术结合,实现生产过 程的自动化和智能化,提 高生产效率。
新型分离技术的意义
提高分离效率
新型分离技术能够显著提高分离效率,缩短分离 时间,降低能耗和成本。
保护环境
新型分离技术通常采用更为环保的方法,减少对 环境的污染和破坏。
促进可持续发展
新型分离技术有助于推动工业和实验室的可持续 发展,满足现代社会对环保和经济效益的需求。
02
新型分离技术概述
新型分离技术的种类
引领工业革命
随着新型分离技术的不断发展和完善,它有望引领新一轮的工业革命, 改变传统工业生产模式,推动全球工业的进步。
THANKS
感谢观看
01
02
吸附分离技术
基于固体吸附剂对不同组分吸附能力 的差异,通过吸附和解吸过程实现物 质分离。
03
萃取分离技术
基于溶质在两种不混溶的液体或气体 之间分配原理的差异,通过萃取和解 萃过程实现物质分离。
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新型绿色化工分离技术及其应用摘要:伴随着能源危机、环境污染,现在对资源利用与清洁生产提出较高要求,此也推动了新型绿色分离技术的快速发展。

文章则主要介绍了膜分离技术、分子蒸馏技术及超临界萃取技术的原理及应用。

关键字:新型绿色分离技术膜分离技术分子蒸馏技术超临界萃取技术前言化工分离技术是化学工程的一个重要分支,石油炼制、塑料化纤、同位素分离,以及生物制品的精制、纳米材料的制备、烟道气的脱硫和化肥农药的生产等等都离不开化工分离技术。

化工生产中的原料和产物绝大多数都是混合物, 需要利用体系中各组分物性的差别或借助于分离剂使混合物得到分离提纯,它往往是获得合格产品、充分利用资源和控制环境污染的关键步骤。

伴随着煤炭与石油危机引起的能源危机,对资源利用与清洁生产也提出了要求,这就对分离技术的要求越来越高。

正是人们希望采用更高效的节能、优产的方法以及所采用的过程与环境友好,推动了新型分离技术的快速发展。

文章对膜分离技术、分子蒸馏技术和超临界萃取的应用进行阐述。

1膜分离技术近20年来膜技术发展及其迅速,已从单独的海水与苦咸水脱盐,纯水及超纯水的制备,工业用水的回用,逐步拓展到环保、化工、医药、食品等领域中,发展前景备受关注。

膜分离技术具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便、无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度高等优点,在水处理领域具有相当的技术优势[1],是现代分离技术中一种效率较高的分离手段[1,2,3]。

目前常见的膜分离过程课分为以下几种:微滤(Microfiltration,MF),超滤(Ultrafiltration,UF),纳滤(Nanofilatration,NF),反渗透(Reverseosmosis,RO),电渗析(Electrodialysis,ED)等。

1.1微滤1.1.1微滤原理微滤又称精过滤,其基本原理属于筛网状过滤,在静压差的作用下,利用膜的“筛分”作用,小于膜孔的粒子通过滤膜,大于膜孔的粒子则被截留到膜面上,使大小不同的组分得以分离,其作用相当于“过滤”。

由于每cm2滤膜中约含有1000万至1亿个小孔,孔隙率占总体积的70%-80%,阻力很小,过滤速度较快。

1.1.2微滤的应用微滤处理的一般都是微米级的颗粒物。

在工业发达国家,从家庭生活到尖端技术都在不同程度地应用微滤技术,其主要用于无菌液体的制备、生物制剂的分离、超纯水的制备以及空气的过滤、生物及微生物的检测等方面。

目前,用于油田含油污水处理方面,微滤具有较大的通量和抗污染能力,过滤速率要高出超滤、反渗透的2~4个数量级,且更为经济。

微滤膜根据其材质可分为有机(高分子或聚合物)微滤膜、无机微滤膜和复合微滤膜[4]。

1.2超滤1.2.1超滤原理超滤是在压差推动力作用下进行的筛孔分离过程,它介于微滤和纳滤之间,膜孔径范围是1nm~0.05nm。

其分离机理主要是靠物理的筛分作用,即在一定的压力作用下,当含有大、小分子物质2类溶质的溶液流过被支撑的膜表面时,溶剂和小分子溶质(如无机盐类)将透过膜,作为透过物被收集起来,大分子溶质(如有机胶体)则被膜截留而作为浓缩液被回收。

1.2.2超滤的应用超滤的应用领域很广,但其主要应用还是在于溶液的净化、分离和浓缩方面,且多采用错流操作。

具体应用有工业废水处理、城市污水的处理、水的净化、食品与医药工业的应用、生物技术工业的应用等[5,6,7]。

1.3纳滤1.3.1纳滤原理纳滤是根据吸附扩散原理以压力差作为推动力的膜分离过程。

其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,约200~2000,微孔结构可能在1nm左右,兼有反渗透和超滤的工作原理[8]。

在分离过程中,水溶液中低分子量的有机溶质被截留,而盐类组分则部分透过非对称膜。

纳滤能使有机溶质得到同步浓缩和脱盐,而在渗透过程中溶质损失极少。

纳滤膜能截留易透过超滤膜的那部分溶质,同时又可使被反渗透膜所截留的盐透过。

1.3.2纳滤的应用纳滤膜具有热稳定性、耐酸、碱和耐溶剂等优良性能,所以在工业领域有着广泛的用途。

目前,纳滤分离技术越来越广泛地应用于食品、医药、生化行业的各种分离、精制和浓缩过程,其分离机理的研究也成为当今膜科学领域的研究热点之一。

1.4反渗透1.4.1反渗透原理反渗透是利用反渗透膜选择性地透过溶剂(通常是水)而截留离子物质的性质,以膜两侧静压差为推动力,克服溶剂的渗透压,是溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的过程。

其传递机理众说纷纭,代表性的主要有:溶解—扩散理论、优先吸附—毛细孔流理论、氢键理论、道南(Donnan)平衡模型等[1]。

1.4.2反渗透的应用反渗透过程主要用于低分子量组分的浓缩、水溶液中溶解的盐类的脱除等。

目前,反渗透技术的大规模应用主要在海水和苦咸水的谈化。

此外,还应用于纯水制备、生活用水处理以及乳品、果汁的浓缩、肾透析、生化和生物制剂的分离和浓缩等。

今后的发展将优先发展抗氧化膜,耐细菌侵蚀的膜,透水性好、易清洗、消毒的膜[8]。

1.5电渗析1.5.1电渗析原理电渗析是在直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择渗透性(与膜电荷相反的离子透过膜,相同的离子则被膜截留)使溶液中的离子作定向移动以达到脱除或富集电解质的膜分离操作。

它可使电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。

它是一种特殊的膜分离操作,所使用的膜只允许一种电荷的离子通过而将另一种电荷的离子裁留,称为离子交换膜。

1.5.2电渗析的应用电渗析的特点:在常温常压下进行;只对电解质的离子起选择迁移作用,而对非电解质不起作用;除盐过程中没有物相的变化,能耗低;不需要从外界向工作液体中加入任何物质,也不使用化学药剂,保证了工作液体原有的纯净程度,对环境没有清洁能源,属清洁工艺[1]。

因此,电渗析主要用途有:把溶液中部分电解质离子转移到另一溶液系统中去,并使其浓度增高,或参加反应等,如海水淡化[9];从有机溶剂中去除电解质离子;提取生物化学物质[10];电解质溶液中同电性但具有不同电荷的离子的分离。

常见的电渗析技术有填充床电渗析,倒极电渗析和双膜电渗析等[11]。

2分子蒸馏技术本世纪30年代,世界各国都开始重视并大力发展一种新的液液分离技术,用于对高沸点及热敏性物质进行提纯和浓缩。

随着人们对微观分子动力学、表面蒸发现象研究的不断深入,学者们在分子平均自由程概念的基础上,提出了分子蒸馏的基本理论。

人们从分子蒸馏基本理论出发,不断发展和改进分子蒸馏技术,并把它应用于食品[12,13,14]、医药、油脂加工、石油化工及造纸、生物工程、核工业等生产实践中。

自90年代以来,随着人们对天然物质的青睐以及回归自然潮流的兴起,分子蒸馏技术得到了较为广阔的发展空间。

2.1分子蒸馏的基本原理由分子运动平均自由程的公式λm=K·T∕(√2ππ·d2·P)可以看出,不同种类的分子,由于其分子有效直径不同,其平均自由程也不相同,换句话说,不同种类的分子逸出液面后不与其他分子碰撞的飞行距离是不相同的。

分子蒸馏技术正是利用不同种类分子逸出液面后平均自由程不同的性质实现的。

轻分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小,若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面,使得轻分子落在冷凝面上被冷凝,而重分子因达不到冷凝面而返回原来液面,这样混合物就分离了。

2.2分子蒸馏的特点由分子蒸馏分离的基本原理可以看出,分子蒸馏具有以下特点:操作温度低、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高[15]。

2.3分子蒸馏的应用分子蒸馏可广泛应用于国民经济的各个方面,特别适用于高沸点和热敏性及易氧化物料的分离。

目前可应用分子蒸馏生产的产品在数百种以上[16],如石油化工上,碳氢化合物的分离,原油的渣油及其类似物质的分离,表面活性剂的提纯及化工中间体的精制等;塑料工业上,增塑剂的提纯,高分子物质的脱臭,树脂类物质的精制等;医药工业上,提取合成及天然维生素A、E,制取氨基酸及葡萄糖衍生物等;香料工业上,处理天然精油,脱臭、脱色、提高纯度,使天然香料的品位大大提高。

分子蒸馏器集中体现了分子蒸馏技术的关键。

分子蒸馏器的形式,大体可分为简单蒸馏型与精密蒸馏型,但现今采用的装置多为简单蒸馏型。

简单蒸馏型有静止式、降膜式、离心式三种形式[17]。

3超临界萃取超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction,简写SCFE)是一种新型的萃取分离技术,其起源于20世纪40年代,70年代投入工业应用,并取得成功。

过去,分离天然的有机成分一直沿用水蒸汽蒸馏法、压榨法、有机溶剂萃取法等。

水蒸汽蒸馏法需要将原料加热,不适用于化学性质不稳定成分的提取;压榨法得率低;有机溶剂萃取法在去除溶剂时会造成产品质量下降或有机溶剂残留;超临界流体萃取法则有效地克服了传统分离方法的不足,它利用在临界温度以上的高压气体作为溶剂,分离、萃取、精制有机成分。

3.1超临界萃取的基本原理超临界流体是处于临界温度和临界压力以上的非凝缩性的高密度流体,没有明显的气液分界面,既不是气体,也不是液体,是一种气液不分的状态,性质介于气体和液体之间,具有优异的溶剂性质,粘度低,密度大,有较好的流动、传质、传热和溶解性能。

流体处于超临界状态时,其密度接近于液体密度,并且随流体压力和温度的改变发生十分明显的变化,而溶质在超临界流体中的溶解度随超临界流体密度的增大而增大。

超临界流体萃取正是利用这种性质,在较高压力下,将溶质溶解于流体中,然后降低流体溶液的压力或升高流体溶液的温度,使溶解于超临界流体中的溶质因其密度下降溶解度降低而析出,从而实现特定溶质的萃取。

3.2超临界萃取的特点超临界流体技术在萃取和精馏过程中,作为常规分离方法的替代,有许多潜在的应用前景。

其优势特点是:操作温度低;在高压、密闭、惰性环境中,选择性萃取分离天然物质精华;萃取工艺简单,效率高且无污染[18]。

3.3超临界萃取的应用我国资源丰富,用超临界萃取有广泛的应用前景。

许多都可以用超临界流体技术进行加工[18,19,20]。

目前,超临界萃取技术在食品工业中用于茶叶、咖啡豆脱咖啡因;食品脱脂;酒花有效成分提取;植物色素的萃取;植物及动物油脂的萃取。

在医药工业中用于酶、维生素等的精制;动植物体内药物成分的萃取;医药品原料的浓缩、精制;糖类与蛋白质的分离以及脱溶剂脂肪类混合物的分离精制等。

在化妆品工业中用于天然香料的萃取;合成香料的分离精制;化妆品原料的萃取、精制。

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