固液分离技术概述与研究趋势

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《固液分离技术》课件

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耗。
过滤器的操作管理应注意反冲 洗周期、反冲洗方式等,以保
持设备的良好运行状态。
浮选机
浮选机是一种利用气泡上浮原 理实现固液分离的设备,常用
于选矿和污水处理等领域。
浮选机通过向矿浆中充气,使 固体颗粒粘附在气泡上并随之
上浮,从而实现固液分离。
浮选机的设计应考虑充气方式 、矿浆性质、操作条件等因素 ,以提高选矿效率和降低能耗 。
总结词
食品工业中需要进行固液分离的案例较多,如奶制品 、果汁和酿酒等生产过程中会产生大量的固体与液体 混合物。
详细描述
在奶制品生产中,采用离心分离和膜过滤等方法将牛 奶中的奶油、蛋白质和乳糖等成分进行分离;在果汁 和酿酒生产中,采用压榨和离心等方法将果肉或麦芽 中的水分与固体物质进行有效分离。这些固液分离技 术的应用可以提高食品质量和产量,同时降低生产成 本。
浮选机的操作管理应注意矿浆 浓度、充气量等参数的控制, 以获得最佳的选矿效果。
CHAPTER 05
固液分离技术案例分析
城市污水处理厂固液分离案例
总结词
城市污水处理厂是固液分离技术应用的重要 领域,通过分离技术可以有效去除污水中的 悬浮物和杂质,提高水质。
详细描述
城市污水处理厂通常采用物理、化学和生物 等多种方法进行固液分离。例如,沉淀池、 过滤池和活性污泥法等工艺流程,可以去除 污水中的悬浮物、有机物和重金属等有害物
详细描述
过滤分离原理是利用多孔介质(如滤布、滤网等)将固体颗 粒截留在滤饼中,液体则通过多孔介质流出。过滤过程中需 要施加一定的压力以克服固体颗粒对滤饼的阻力,适用于颗 粒密度较小且粒径分布较窄的物料分离。
浮选分离原理
总结词
利用固体颗粒与液体密度的差异,通过气泡吸附实现固液分离

核废水处理过程中的固液分离技术综述

核废水处理过程中的固液分离技术综述

核废水处理过程中的固液分离技术综述一、引言核能作为一种清洁、高效的能源形式,被广泛应用于世界各地。

然而,核能产生的废水中含有放射性物质和其他有害物质,对环境和人类健康构成潜在威胁。

因此,核废水的处理成为一个重要的环境问题。

本文将综述核废水处理过程中的固液分离技术,以期提供有益的参考和指导。

二、核废水的特点核废水具有以下特点:1)含有放射性物质和其他有害物质;2)浓度较低,但体积庞大;3)多种成分的共存,难以处理;4)对处理工艺的要求较高。

三、固液分离技术概述固液分离是核废水处理过程中的关键步骤,其主要目的是将废水中的固体物质与液体分离,以便进一步处理。

目前,常用的固液分离技术包括物理方法和化学方法。

1. 物理方法物理方法是通过物理力学原理实现固液分离的技术。

常见的物理方法包括:1)沉淀法:利用重力沉降原理,使废水中的固体颗粒沉淀到底部;2)过滤法:通过过滤介质,将固体颗粒截留在介质上;3)离心法:利用离心力将固体颗粒与液体分离;4)浮选法:利用气泡在废水中固体颗粒表面的吸附作用,使其浮起。

2. 化学方法化学方法是通过化学反应实现固液分离的技术。

常见的化学方法包括:1)絮凝法:添加絮凝剂,使废水中的固体颗粒聚集成较大的絮凝体,便于分离;2)沉淀法:通过添加沉淀剂,使废水中的固体颗粒沉淀到底部;3)离子交换法:利用离子交换树脂吸附废水中的固体颗粒。

四、固液分离技术的应用固液分离技术在核废水处理中得到了广泛应用。

以下是一些常见的应用案例:1. 沉淀法沉淀法是一种简单有效的固液分离技术,在核废水处理中被广泛采用。

例如,将废水通过沉淀池,利用重力沉降原理,使废水中的固体颗粒沉淀到底部,然后将上清液排出。

2. 过滤法过滤法是一种常用的固液分离技术,可以有效去除废水中的固体颗粒。

例如,将废水通过滤芯,固体颗粒被滤芯截留,而液体通过滤芯流出。

3. 絮凝法絮凝法通过添加絮凝剂,使废水中的固体颗粒聚集成较大的絮凝体,便于分离。

固液分离和垃圾处理技术的现状与发展

固液分离和垃圾处理技术的现状与发展

固液分离和垃圾处理技术的现状与发展第一章:固液分离技术的现状固液分离技术是指将生活、工业、农业等领域产生的含固体颗粒物质的废水、污泥等物质通过物理、化学等处理手段,将固体和液体分离的一种技术。

目前固液分离技术的应用范围极为广泛,涉及的领域从环保治理到食品、饮料等生产行业,相关固液分离设备和技术也在逐步完善,不断优化。

在生活污水处理领域,“格栅污渣兴趣池法”、“沉淀池法”和“生物接触氧化法”等技术已经得到广泛应用。

其中,固液分离设备是实现这些技术的核心设备,可有效降低工序能耗,提高处理效率。

此外,随着新技术、新材料的不断推出,固液分离设备的性能也在不断提高。

但是,尽管固液分离技术的应用受到了各方的广泛认可,但仍面临不同的挑战。

例如,在固液分离设备的运营管理中,存在一定的安全隐患;在设备的设计制造和运行中,还需要不断提高纳入资本的环保要求。

第二章:固液分离技术的发展趋势随着现代科技的不断发展,固液分离技术也面临着新的机遇和挑战。

固液分离设备将在未来的发展中更多地采用先进的材料和制造工艺,其中包括滤料模块化、中空纤维膜、支撑体及加强杆等新型空气分离器材等。

从而提高设备的分离能力,增强稳定性,提高设备的可靠性。

此外,云计算和大数据技术等新兴技术的出现也将带来更广泛的应用场景。

例如,随着智能化技术在固液分离技术中的不断推广,高效率、低成本的解决方案也将随之而来。

第三章:垃圾处理技术的现状垃圾处理技术是指将日常生活中产生的垃圾、污染物经过一系列物理、化学或其他方法进行处理以达到无害化、资源化等目的的一项技术。

目前,垃圾处理技术在国内外得到广泛的应用,其中以焚烧和填埋两种方式为主。

焚烧技术是指将垃圾转化为热能,通过燃烧达到处理的一种方法。

填埋技术是指将垃圾填埋在一定的区域内,隔离地下以防止对环境造成污染。

无论是焚烧还是填埋,垃圾处理技术都存在一定的问题。

在填埋方面,地盘资源匮乏,填埋空间有限;在焚烧方面,因为燃烧废气中的二氧化硫等物质对环境造成污染。

固液分离资料课件

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环保领域
在废水处理中,需要进行固液分离以 去除悬浮物和杂质,达到净化水质的 目的。
02 固液分离技术
固液分离技 术
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固液分离技 术
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废水处理。
浮选槽的设计和运行需要考虑气 泡大小、水力负荷、药剂投加量 等因素,以实现最佳的固液分离
效果。
电泳槽
电泳槽是一种利用电场作用使 带电粒子在水中定向移动并沉 积的设备。
电泳槽通常分为阳极电泳槽和 阴极电泳槽两类,阳极电泳槽 用于金属离子的沉积,阴极电 泳槽用于有机物的分离。
电泳槽的设计和运行需要考虑 电场强度、流速、温度等因素, 以确保最佳的分离效果和稳定性。
固液分离技 术
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固液分离资料课件
目录
• 固液分离简介 • 固液分离技术 • 固液分离设备 • 固液分离效果的影响因素 • 固液分离的未来发展
01 固液分离简介
固液分离的定 义
固液分离是指利用物理或化学方法将 固体和液体混合物进行分离,以获得 固体和液体纯净物或不同纯度物料的 工艺过程。

固液分离技术的概述和应用

固液分离技术的概述和应用

合肥学院Hefei University生物分离工程课程综述题目: 固液分离技术的概述和发展系别:专业:学号:姓名:2013年3月25日固液分离技术的概述和应用摘要:生物分离技术是上世纪末及本世纪初发展国民经济的关键技术之一。

生物分离技术的发展,为人类提供了丰富多彩的生物产品。

而固液分离技术是生物分离技术中很重要的一部分,本文主要概述了固液分离技术的相关知识和其在工业领域应用的情况。

以及根据当今工业发展的特点,对固液分离技术的今后发展趋势作一些简要推论。

关键词:固液分离技术设备应用情况发展动向1 前言:固液分离是一种重要的单元操作,从液相中除去固体一般采用筛或沉淀方法,水处理中有微滤、澄清和深床过滤等方法。

现有的传统固液分离技术主要集中在压滤、过滤、重力沉降等方面,它广泛的应用于医药卫生、造纸、环境保护、食品、发酵等各大行业[1]。

在许多生产过程中,过滤与分离机构是关键设备之一,其技术水平的高低,质量的优劣直接影响到许多过程实现工业化规模生产的可能性、工艺过程的先进性和可靠性、制品质量和能耗、环境保护等经济和社会效益[2]。

在物料湿法加工过程中,固液分离工艺越来越受到人们重视。

因为工艺不完善首先会影响产品质量,造成物料流失,并且对环境造成的污染也会更加严重,特别是颗粒悬浮液,由于其颗粒小,沉降速率慢,滤饼的孔径小,透气性差,从而导致颗粒悬浮液的分离效率降低[3]。

全球水资源急剧短缺,生存环境日益恶化,人们因此对固液分离工艺也提出了更高的要求[4],世界各国的许多研究者在这方面的也有很多深入的研究。

2 历史发展:最早的分离技术可以追朔到中国夏,商朝的酿酒业中的蒸酒技术;古人制糖和盐掌握了蒸发浓缩和结晶技术;用蒸馏方法从煤焦油中提取油品。

十八世纪英国工业革命, 使化学工业这个巨人真正诞生和发展起来, 随之分离工程也诞生并发展起来。

1901 年英国学者戴维斯在其著作《化学工程手册》中首先确定了分离操作的概念, 1923 年美国学者刘易斯和麦克亚当斯合著出版了《化工原理》, 从而确立了分离工程理论[5]。

固液分离技术概述与研究趋势

固液分离技术概述与研究趋势

固液分离技术概述与研究趋势摘要:固液分离技术是上世纪末及本世纪初发展国民经济的关键技术之一。

固液分离技术的发展,为人类提供了丰富多彩的工业产品。

本文概述了固液分离在主要工业领域应用的情况。

简要评述了我国固液分离设备的制造业现状和国内外固液分离技术研究与发展的概况。

根据当今工业发展的特点,作者对液固分离技术的今后发展趋势作了简要说明。

关键词:固液分离、技术、设备、应用与研究趋势1、前言液固分离是重要的单元操作,是非均相分离的重要组成部分,在国民经济各部门如化工、轻工、制药、矿山、冶金、能源、环境保护等应用非常广泛。

在许多生产过程中,过滤与分离机构是关键设备之一,其技术水平的高低,质量的优劣直接影响到许多过程实现工业化规模生产的可能性、工艺过程的先进性和可靠性、制品质量、和能耗、环境保护等经济和社会效益。

2、固液分离的基本技术与选型设备从原理上讲,固液分离过程可以分为两大类:一是沉降分离,一是过滤分离。

固液分离设备也可以相应地分为两大类。

在此基础上,根据推动力和操作特征进一步细分为若干种固液分离设备,如表1所示。

品种繁多的固液分离设备使得用户有较大的选择范围,对于任意的固液分离向题,一般总可以找到一种最为合适的固液分离设备。

但是,正由于固液分离设备种类很多,而一般用户对各种设备的性能又缺乏深入了解,所以要在各种分离设备中找出最为合适的设备总是存在不少困难。

因设备选型不当而不能满足工艺要求的并不少见。

如何正确合理地选择固液分离设备引起了许多学者的重视,在最近四十多年时间里国外发表了大量有关固液分离设备选型的文献。

详细论述了各种固液分离设备的选型,以及固液分离设备选型的一般方法。

在论述固液分离设备选型的一般方法中,以及固液分离设备选型的方法。

3、固液分离技术的一般流程3.1 明确分离工艺要求在进行实验研究前,首先必须弄清所要解决的分离问题,明确各项分离工艺要求。

要考虑对设备选型影响很大的一些因素。

诸如卫生要求,有否毒性,是否起泡等。

气液两相流动中的固液分离技术研究及其应用

气液两相流动中的固液分离技术研究及其应用一、引言气液两相流动广泛存在于化工、石油、医药等领域的生产和实验过程中。

在这些领域,气液两相流动往往需要伴随着固液分离操作,以保证产品的质量和工艺的稳定性。

本文将重点探讨气液两相流动中的固液分离技术研究及其应用。

二、气液两相流动中的固液分离技术研究1. 固体颗粒的分离机理气液两相流动中的固体颗粒分离是一种复杂的现象,其分离机理不仅与固体颗粒的物理化学特性有关,而且还与气液两相流动的流体力学特性、流体环境等有关。

2. 固液分离技术分类在气液两相流动中的固液分离过程中,根据不同的固液分离技术,可以将其分为两种类型:基于重力分离和基于惯性和离心力分离。

3. 固液分离技术研究进展随着现代科技的不断进步,气液两相流动中的固液分离技术也得到了广泛的应用和发展。

研究人员提出了许多创新的固液分离技术,如旋转筛分技术、电场调控技术、流场调控技术、超声分离技术等。

三、气液两相流动中的固液分离技术应用1. 石油工业石油工业是气液两相流动中的固液分离技术应用的重要领域之一。

在石油工业的生产过程中,气液两相流动往往伴随着固体颗粒的存在,如砂、泥沙、水合物等。

固液分离技术可用于生产中的沉降池、离心机等设备中,来实现固液分离的目的。

2. 化工工业化工工业是气液两相流动中的固液分离技术应用的另一重要领域。

在这个领域中,固液分离技术被广泛应用于生产中的过滤、沉淀及离心等设备中。

其中,一些微小颗粒的分离需要使用到纳米材料或高性能纤维等高科技材料,以确保产品的质量和生产工艺的稳定性。

3. 医药工业气液两相流动中的固液分离技术也在医药工业中得到了广泛的应用。

在医药制药的生产过程中,固液分离技术被用于分离处方中的剂量、分离毒副作用引起的废物等。

此外,在某些情况下,还需要将固体颗粒从悬浮液中分离出来,以便进一步的处理和精炼。

四、结论气液两相流动中的固液分离技术是一种十分重要的技术,在许多领域中都得到了广泛的应用。

固液分离技术-(3)


对于不可压缩性滤饼,比阻值为常数, 对于不可压缩性滤饼,比阻值为常数,但对于可压缩性 滤饼, 滤饼, 是操作压力差的函数、一般可用下式表示: α是操作压力差的函数、一般可用下式表示:
α=k∆pm
K: ∆p=1pa时的平均比阻;m:压缩指数,0.3-1.2间 时的平均比阻; 压缩指数 压缩指数, 时的平均比阻 间 由此可见滤饼的比阻值是随操作压力差的提高而增大的。 由此可见滤饼的比阻值是随操作压力差的提高而增大的。 滤饼的比阻值是随操作压力差的提高而增大的 因此开始过滤时应注意不能很快提高压差, 因此开始过滤时应注意不能很快提高压差,通常靠液柱的自 然压差进料,并应缓慢地逐步地升高压力, 然压差进料,并应缓慢地逐步地升高压力,一般在相当长的 时间内,压力差不要超过0.05MPa 最后的压差(不包括榨滤) 0.05MPa, 时间内,压力差不要超过0.05MPa,最后的压差(不包括榨滤) 也不超过0.3 0.4MPa。 0.3一 也不超过0.3一0.4MPa。
倾析式离心机 框式离心机
实质为离心力作用下的过 批式操作或半连续操作, 批式操作或半连续操作, 转速低,分离效果较差, 滤。适用于大颗粒固形物 转速低,分离效果较差, 的回收, 投资高,成本高 的回收,放大容易 投资高, 设备简单,操作容易, 分离速度慢, 设备简单,操作容易,可 分离速度慢,分离效果 大规模工业应用, 受物料性质变化的影响, 大规模工业应用,适用于 受物料性质变化的影响, 劳动强度大 大颗粒固体过滤 主要用于分离细胞。 主要用于分离细胞。操作 简单,效果好, 简单,效果好,可无菌操 适用性好, 作,适用性好,易放大 易污染,分离效果与操 易污染, 作技巧和物料性质关系 密切,精心保养、 密切,精心保养、清洗
过滤操作以压力差作为透过推动力; 过滤操作以压力差作为透过推动力; 滤液透过的阻力包括过滤介质阻力和滤饼阻力, 滤液透过的阻力包括过滤介质阻力和滤饼阻力, 以滤饼阻力为主。 以滤饼阻力为主。 (2)滤饼阻力 Rc=α Rc=α·w/A α:滤饼平均比阻,指单位干重滤饼的过滤阻力。 滤饼平均比阻,指单位干重滤饼的过滤阻力。 滤饼平均比阻是衡量过滤特性的主要指标 是衡量过滤特性的主要指标, 滤饼平均比阻是衡量过滤特性的主要指标,与 滤饼的结构特性有关。 滤饼的结构特性有关。 发酵液过滤的滤饼比阻与一般的可压缩滤饼不 当滤饼中所含固形物浓度达到一定的界限时, 同。当滤饼中所含固形物浓度达到一定的界限时, 比阻会突然升高,过滤速率会迅速下降, 比阻会突然升高,过滤速率会迅速下降,甚至不 能过滤。 能过滤。

固液分离膜过滤的作用_概述及解释说明

固液分离膜过滤的作用概述及解释说明1. 引言1.1 概述固液分离膜过滤是一种常用的分离技术,通过使用特殊的膜材料和工作原理,将混合物中的固体颗粒与液体分离开来。

这项技术在许多工业领域中得到广泛应用,包括水处理、食品加工、制药、化工等。

1.2 文章结构本文首先对固液分离膜过滤的作用进行概述,并详细介绍其工作原理、应用领域、优势与局限性等方面的内容。

然后,对固液分离膜过滤技术的发展历程进行了概述,包括起源和发展背景、技术演进和改进方向以及现状和未来发展趋势。

接下来, 将解释说明固液分离膜过滤的工作原理和基本过程,包括膜结构与材料选择、分离机制与操作参数调控以及常见设备与流程图介绍。

最后,在结论部分总结评价固液分离膜过滤技术,并对其研究前景及应用推广前景做出展望。

1.3 目的本文旨在全面介绍固液分离膜过滤技术及其作用,深入解释其工作原理和基本过程,并对该技术的发展历程、应用领域、优势与局限性进行探讨。

通过这篇文章,读者将能够了解固液分离膜过滤技术在各个领域中的实际应用情况,同时也能够了解到该技术的发展动态以及未来可能的研究方向和应用前景。

2. 固液分离膜过滤的作用2.1 工作原理:固液分离膜过滤是一种通过膜孔径选择性地截留固体颗粒,将悬浮在液相中的固体物质从溶液或混合物中分离出来的技术。

其基本原理是通过使用具有一定孔径的膜,使溶剂和较小颗粒的溶质(通常是水分子)以及其他溶解度较高的物质能够通过膜,而大于孔径的固体颗粒则被阻挡在膜表面或内部,并最终实现对固液混合物的有效分离。

2.2 应用领域:固液分离膜过滤技术在许多领域都具有重要应用价值。

以下是几个主要应用领域:2.2.1 食品工业:固液分离膜过滤广泛应用于食品行业中,例如酿酒、果汁生产以及乳制品加工等。

它可以帮助去除悬浮在食品中的微小杂质、菌群等。

2.2.2 制药工业:固液分离膜过滤在制药过程中具有重要作用。

它可以用于纯化和浓缩各种药物,从而提高产品的纯度和质量。

固液分离设备技术发展趋势

固液分离设备技术发展趋势摘要:目前物料脱水技术已经深入到各领域的应用中,特别是在工业中,过滤、脱水等过程必须要用到固液分离设备技术,且随着工业标准越来越严格,固液分离中的固体物质过滤要求越来越细,达到浆液的高澄清度以及固体物质的低含量,这样就能够有效地提高后续生产过程中的产率和精度,达到现代化需求。

所以对于固液分离设备,工业以及其他各领域中提出了更新的发展要求。

本文即针对固液分离设备技术发展趋势进行阐述。

关键字:固液分离设备;固液分离技术;发展趋势;1.前言目前在需要进行固液分离过程中大部分都会使用到过滤机、离心机、澄清机等设备,而面对更加微小细密的固体杂质还需要通过微滤和膜滤技术来进行过滤,这也是未来固液分离技术的重要发展方向。

目前在固液分离设备技术的发展上还处于上升阶段,因为分离工作的困难与繁杂,在当下的许多研究中分别对不同的固液分离技术进行分析来寻找效率最高、发展前景最好的固液分离技术,本文即在相关研究的基础下对固液分离设备技术的发展进行研究。

1.低能耗下改进压滤机压滤机可以有效的降低滤渣的湿含量以及脱水的成本。

现有的对于压滤机的研究都是基于上述两个原则进行的,且重点在于对滤饼压缩技术的研究。

一般来说压滤机分为间断式板框压滤机、旋转圆筒式压滤机以及带式压滤机三种。

首先是间断式压滤机,这也是目前使用最广泛的一种压滤机,在国内外均有非常大的使用量。

而国内的间断式压滤机的制造与国外的压滤机制造在材料、结构和承压能力上还有一定的差距。

在材料的使用上,目前大多都使用不锈钢、锡-锌青铜、聚丙烯材料、聚乙烯材料等。

而在结构上,目前大多研究都将研究目光放在了其板框设计上,大多数研究人员都在研究如何能够将料浆能够在最低的压力下均匀地分布在滤布上,随着制造工业的不断发展,现在的间断式压滤机也有了非常大的改进。

其次是旋转式圆筒压滤机,我国早在本世纪初就已经研制出了国产圆盘式连续压滤机,并得到了非常好的发展,在市政污泥的清理中达到了非常好的效果。

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固液分离技术概述与研究趋势摘要:固液分离技术是上世纪末及本世纪初发展国民经济的关键技术之一。

固液分离技术的发展,为人类提供了丰富多彩的工业产品。

本文概述了固液分离在主要工业领域应用的情况。

简要评述了我国固液分离设备的制造业现状和国内外固液分离技术研究与发展的概况。

根据当今工业发展的特点,作者对液固分离技术的今后发展趋势作了简要说明。

关键词:固液分离、技术、设备、应用与研究趋势1、前言液固分离是重要的单元操作,是非均相分离的重要组成部分,在国民经济各部门如化工、轻工、制药、矿山、冶金、能源、环境保护等应用非常广泛。

在许多生产过程中,过滤与分离机构是关键设备之一,其技术水平的高低,质量的优劣直接影响到许多过程实现工业化规模生产的可能性、工艺过程的先进性和可靠性、制品质量、和能耗、环境保护等经济和社会效益。

2、固液分离的基本技术与选型设备从原理上讲,固液分离过程可以分为两大类:一是沉降分离,一是过滤分离。

固液分离设备也可以相应地分为两大类。

在此基础上,根据推动力和操作特征进一步细分为若干种固液分离设备,如表1所示。

品种繁多的固液分离设备使得用户有较大的选择范围,对于任意的固液分离向题,一般总可以找到一种最为合适的固液分离设备。

但是,正由于固液分离设备种类很多,而一般用户对各种设备的性能又缺乏深入了解,所以要在各种分离设备中找出最为合适的设备总是存在不少困难。

因设备选型不当而不能满足工艺要求的并不少见。

如何正确合理地选择固液分离设备引起了许多学者的重视,在最近四十多年时间里国外发表了大量有关固液分离设备选型的文献。

详细论述了各种固液分离设备的选型,以及固液分离设备选型的一般方法。

在论述固液分离设备选型的一般方法中,以及固液分离设备选型的方法。

3、固液分离技术的一般流程3.1 明确分离工艺要求在进行实验研究前,首先必须弄清所要解决的分离问题,明确各项分离工艺要求。

要考虑对设备选型影响很大的一些因素。

诸如卫生要求,有否毒性,是否起泡等。

3.2 确定物料的沉降特性物料沉降特性可通过量筒沉降试验确定,方法是将物料样品放入量筒中摇匀,然后任其沉降,半小时后测量清液层高度,确定沉降速度、24小时后测量沉渣容积比。

3.3 确定物料过滤特性物料过滤特性一般以滤饼增长率表示,可通过布氏漏斗试验确定。

方法是测定过滤一定量样品所需时间,也可以采用顶部进料叶滤装置进行试验,直接测定滤饼厚度,然后计算滤饼增长率。

3.4 初选固液分离设备根据所确定的分离要求和物料分离特性来初选固液分离设备。

4、固液分离技术的概述4.1 絮凝絮凝是利用电荷中和及大分子桥联作用形成更大的粒子的原理。

设备有连续式、批式等。

特点是使固形物颗粒增大,容易沉降,过滤、离心提高因数分离速度和液体澄清度。

但它有条件严格,放大困难,引入的絮凝剂可能干扰之后的分离纯化等缺点。

4.2 离心在离心产生的重力的作用下颗粒沉降速度加快而沉淀。

离心设备有很多种,但各有优缺点,我们使用时可被具体情况而定:(1)高速冷冻离心机:适用于粒度小,热不稳定的物质回收,适于实验室应用。

但由于容量小,连续操作困难,大规模工业应用性差。

(2)碟片式离心机:适用于大规模工业应用,可连续,也可批式操作,操作稳定性较好,易放大,推广。

缺点是半连续或批式操作时,出渣清洗烦杂;连续操作固形物水高,总的分离故率低。

(3)管式离心机:批式操作,转速高,固形分离效果较好,含水低,易扩大推广,但容量有限,处理量小,拆装频繁,噪声大。

(4)倾桥式离心机:连续操作,易放大,易工业应用,操作稳定。

但对很小颗粒固形物回收困难,设备投资高。

(5)篮式离心机:实为离心力作用下的过滤,适于大颗粒固形物的回收,放大容易,操作较简单、稳定,适于工业应用。

缺点是批式操作或半连续操作,转速低,分离效果较差,操作繁重,离心的设备投资高,操作成本高。

4.3 过滤过滤是利用过滤介质的孔隙大小进行分离。

设备有板框式过滤机、平板(真空)过滤机、真空旋转过滤机等。

特点是设备简单,操作容易,适合大规模工业应用,但分离速度低,分离效果受物料性质变化的影响,劳动强度大。

4.4 萃取在生物合成工业上,萃取也是一个重要的提取方法和分离混合物的单元操作,这是为萃取法具有:(1)传质速度快、生产周期短、便于连续操作,容易实现自动控制;(2)分离效率高,生产能力大等一系列优点,所以,应用得相当普遍。

不仅对抗生素、有机酸、维生素、激素等发酵产物常采用有机溶剂萃取法进行提取,而且近年来又开发了不使酶等蛋白质失活的双水相萃取法,已成功地应用了提取甲酸脱氢酶,α-葡糖苷酶等,但因为聚乙二酵、葡聚糖等价格较贵,所以,还未广泛使用,下面对几种萃取方法稍加介绍:(1)有机溶剂萃取法:依靠有水和有机溶剂中的分配系数差异进行分离的萃取法。

适用于有机化合物及结合有脂质或非极性侧链的蛋白质,反胶团系统较适于生物活性物质萃取,但萃取条件严格,安全性低,活性收率低。

淮北煤炭师范学院化学系的邓凡政,石影,马丽华对Fe3+、Al3+、Mg2+、Ca2+的非有机溶剂萃取分离进行了研究,水溶性高聚物的水溶液在无机盐存在下能分成两相,并提出了用此现象分离金属离子的某些条件。

利用高聚物水溶液的非有机溶剂萃取分离与传统的有机溶剂萃取分离相比,具有不挥发、无毒、安全、分离速度快、操作简便等特点,为萃取分离法开拓了新的应用前景。

(2)双水相萃取法:依靠分离物在不相容性的高分子水溶液形成的两相中的分配系数不同而分离,它的特点是:连续或批式萃取,设备简单,萃取容易,操作稳定,极易放大,适合大规模应用,将离子交换基团,亲和配基,疏水基团结合到高分子载体上形成的萃取剂可改进分配系数及萃取专一性。

但成本较高,纯化倍数较低,适合粗分离。

Modlin等[8]利用新型的UCON50-HB-5100/羟丙基淀粉(PES)温度诱导双水相体系从菠菜中提取上述两种蜕皮甾族化合物。

Mishima等[9]报道了用PEG6000-K2HPO4-H2O的双水相体系对黄芩苷和黄芩素进行萃取实验,由于黄芩苷和黄芩素都有一定的憎水性,被主要分配在富含PEG的上相,且分配系数K随结线长度TLL增加近似表现为Lnk-TLL的线形关系,两种物质的K值最大可达30和35,分配系数随温度升高而降低,且黄芩苷的降幅比黄芩素大。

李伟等[10]考察了黄芩苷在伴有温度诱导效应的EOPO/KHP双水相系统中的分配行为,并实验分析了添加盐对黄芩苷分配状态的影响。

上述两法的设备有:搅拌混合或柱混合离心分离机,离心萃取机,逆流萃取仪等。

(3)超临界萃取:它是利用某些流体在高于其临界压力和临界温度时具有很高的扩散系数和很低的粘度,但具有与流体相似的密度的性质,对一些流体或固体物质进行萃取的方法。

它的特点是:萃取能力大、速度大,且可通过控制操作压力和温度,使其对某些物质具有选择性,正开始应用于生物工程中。

缺点是设备条件要求高,规模较小。

超临界萃取技术的原理及特点超临界萃取技术(supercriticsl fluidextraction,SFE),是近二三十年发展起来的一种新型分离技术。

超临界流体具有许多与普通流体相异的特性,如其密度接近于液体的密度,这就使得其对液体、固体物质的溶解能力与液体溶剂相当;其粘度却接近于普通气体,自扩散系数比液体大100倍,从而其运动速度和溶解过程的传质速率比液体溶剂提高很多。

超临界流体还具有很强的可压缩性,在临界点附近,温度和压力的微小变化会引起超临界流体密度的较大变化,由此可调节其对物质的溶解能力。

由于物质在超临界流体中的溶解度随其密度增大而增大,所以萃取完成后稍微提高体系温度或降低压力,以减小超临界流体的密度,就可以使其与待分离物质分离。

所选的超临界流体介质与被萃取物的性质越相似,对它的溶解能力就越强。

因此,正确选择不同的超临界流体作萃取剂,可以对多组分体系进行选择性萃取,从而达到分离的目的。

SFE有许多传统分离技术不可比拟的优点,诸如过程易于调节、达到平衡的时间短、萃取效率高、产品与溶剂易于分离、无有机溶剂残留、对热敏性物质不易破坏等,因此,SFE在众多领域有着广阔的应用前景。

但由于CO2是一对称分子,偶极距为0,极化率只有25.6×10-26,且极性随压力增大无明显增加,故用单一的CO2作萃取剂时只表现出对低极性、亲脂性化合物较强的溶解能力,大多数极性较强的组分则难溶于超临界状态下的CO2之中,于是研究者们又提出了在超临界CO2中加入极性溶剂的混合超临界流体萃取技术,即第二类CO2-SFE技术。

MoraesMD等[10]用10%CH3OH-CO2超临界体系萃取西番莲科植物中的黄酮类化合物,并与传统溶剂提取法进行了比较。

LopezavilaV等用15%C2H5OH- CO2超临界体系进行了胡椒属植物中内酯类化合物的萃取研究。

(7)(4)反胶束萃取法:反胶束或逆胶束是表面活性剂分散于连续有机相中自发形成的纳米尺度的一种聚集物。

反胶物溶液是透明的,热力学稳定的系统,若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中,可使其浓度超过临界胶束浓度(CMC),便会在有机溶剂内形成聚集体,这种聚集体称为反胶束。

影响反胶束萃取蛋白质的主要因素有:水相pH值,离子强度,表面活性剂类型,表面活性剂浓度,离子种类等。

其萃取蛋白质的应用主要有:分离蛋白质混合物,浓缩α-淀粉酶,从发酵液中提取胞外酶、直接提取胞内酶,用于蛋白质重性等,可见,反胶束萃取技术为蛋白质的分离提取开辟了一条具有工业开发前景的新途径。

如Rahaman等采用浓度为0.25mol/L的AOT/异辛烷反胶束溶液,研究了从全发酵液中提取和提纯碱性蛋白酶的方法.通过优化过程参数,净化因子可高达6.三级错流操作时,酶的提取率为50%,利用这一技术可使纯化和浓缩一步完成.G¨oklen等通过实验控制pH值和kcl浓度,成功地实现了核糖酸酸酶α、细胞色素C和溶菌酶的分离,分离前后的HPLC图谱表明反胶束萃取分离酶是非常有效的.Van’TRiet实现了α 淀粉酶的连续萃取和反萃操作,可使α 淀粉酶浓缩8倍.初步显示了这一技术在工业上有着巨大的应用前景.STChou等用AOT/异辛烷从鸡蛋中提取溶菌酶,鸡蛋蛋白用0 05mol/L含0 1 mol /LKCl的磷酸缓冲液(pH9 2)稀释10倍,水相与同体积的含0 05mol/LAOT的异辛浣液混合,在10℃下保持50min,萃取后,含溶菌酶的反胶束体系再与等体积的含1molKCl的0 05mol磷酸缓冲液(pH11 8)混合,30℃下45 min.提取出的蛋白活性为天然状态的90%,酶活力达7 3×104u/mg,较绝.(11)(5)凝胶萃取法:凝胶是化学键交联的高聚物溶胀体,就其化学组成而言,通常可分成三大类:(1)疏水性有机凝胶;(2)亲水性有机凝胶;(3)非溶胀性无机凝胶。

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