现代分离技术与方法论文
浅谈膜分离技术的应用与前景
目录
引言
(一)、膜分离技术概述
1—1、膜分离技术的原理及优势
1—2、膜分离技术的种类
1—3、膜材料及特点
（二）、膜分离技术的设备及应用
2—1、相关设备
1、陶瓷膜分离技术和设备
2、超滤膜分离技术和设备
3、不锈钢膜分离技术和设备
4、反渗透膜分离技术和设备
5、多功能集成膜设备
6、中空纤维膜分离技术和设备
2—2、相关应用
1、膜分离技术在食品工业中的应用
2、膜分离技术在水处理中的应用
3、膜分离技术在生物技术中的应用
4、在医药工业中的应用
（三）、膜分离技术的前景及个人建议
参考文献
浅谈膜分离技术的应用与前景
项目选题
（25分）
内容
（30）
格式
（15）
表达
（15）
文献
（15）
总分
（100分）
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摘要：膜分离技术是一种新型的分离技术，它是一种分离效率高、快速而且节能的21世纪的高新技术。膜分离技术被作为一种新型的分离技术应用于现代。按照其分离过程和特征的不同，膜分离技术可以分为几种，包括电渗析、反渗透、超滤、气体分离等等。然后，介绍了膜分离的设备、应用及其一些优势。最后，张望了一下膜分离技术的前景并且提出了一些我个人的建议。
关键词:膜分离，技术，应用，前景
Abstract:The membrane extraction technique is a new type extraction technique with high efficiency,high speed and saving energy in the 21st century.Membrane separation is applied as a new kind of separation technology .The separation mechanism and characteristics of different kinds of membrane technologies were introduced,including electrodialysis,reverse osmosis,ultrafiltration,gas separation, membrane reactor and so on.Further more,the equipment ,the application , and some advantage of it. Finally, application prospect of membrane separation technology was presented ,and my opinion advise.
Keywords:membrane separation; technique； application;progress
引言:人们对膜进行科学研究是近几十年来的事。1950年朱达W.Juda试制出选择透过性能的离子交换膜，奠定了电渗析的实用化基础。1960年洛布和索里拉简(首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜，这在膜分离技术发展中是一个重要的突破，使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。其发展的历史大致为：20世纪30年代微孔过滤；40年代透析；50年代电渗析；60年代反渗透；70年代超滤和液膜；80年代气体分离；90年代渗透汽化。[1]此外，以膜为基础的其它新型分离过程，以及膜分离与其它分离过程结合的集成过程也日益得到重视和发展。我国的膜分离技术的发展是从1958年对离子交换膜的研究开始的，起步比较晚，但经过数十年坚持不懈的努力，我国在膜分离技术的研究开发方面已涌现出一批具有实用价值，接近或达到国际先进水平的成果。但从总体上讲，中国的膜分离技术和世界先进水平相比还有不小的差距，还有待于进一步研究开发。
(一)、膜分离技术概述
膜分离技术被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一。膜分离技术目前已广泛应用于各个工业领域，并已使海水淡化、烧碱生产、乳品加工等多种传统的工业生产面貌发生了根本性的变化，膜分离技术已经形成了一个相当规模的工业技术体系。
[2]
1—1、膜分离技术的原理及优势
膜分离是指用半透膜作为障碍层,借助于膜的选择渗透作用,在能量、浓度或化学位差的作用下对混合物中的不同组分进行分离提纯。由于半透膜中滤膜孔径大小不同,可以允许某些组分透过膜层,而其它组分被保留在混合物中,以达到一定的分离效果。
膜分离兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，与蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分离等传统分离技术相比，与传统的蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分离等分离技术相比，膜分离具有以下优点[3]：
（1）膜分离通常是一个高效的分离过程
（2）膜分离过程的能耗(功耗)通常比较小
（3）多数膜分离过程的工作温度在室温附近，特别适用于对热敏物质的处理
（4）膜分离设备本身没有运动的部件，工作温度又在室温附近，所以很少需要维护，可靠度很高。它的操作十分简单，而且从开动到得到产品的时间很短，可以在频繁的启、停下工作。
（5）膜分离过程的规模合处理能力可在很大范围内变化，而它的效率、设备单价、运行费用等都变化不大。
（6）膜分离由于分离效率高，通常设备的体积比较小，占地较少，可以直接插入已有的生产工艺流程，不需要对生产线进行大的改变。
1—2、膜分离技术的种类
膜分离过程按照其开发的年代先后有微孔过滤（MF,1930）、透析（D，1940）、电渗析（ED，1950）、反渗透（RO，1960）、超滤（UF，1970）、气体分离（GP,1980）和纳滤（NF，1990）等，正在研究中的新的膜技术有真空膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、膜控制释放、仿生膜以及生物膜等过程[4]，膜分离技术相关特性如表1所示:
表 1 膜分离技术的特性[5]
分离过程透过组
分
截留组分分离驱
动力
分离原理膜类型进料或透过
物的物理状
态
微滤溶液、气
体0.02～
10um
压力差筛分多孔膜液体或气体
超滤小分子
溶液
1～20um
大分子溶
质
压力差筛分非对称
膜
液体
纳滤溶剂、低
价小分
子溶质1nm以上
溶质
压力差溶解～扩
散（唐南效
应）
非对称
膜或复
合膜
液体
反渗透溶剂、可
被电渗
析截留
的组分
0.1～1nm
小分子溶
质
压力差优先吸附、
毛细管流
动、溶解～
扩散（唐南
效应）
非对称
膜或复
合膜
液体
渗析小分子
溶质
>0.02um
截留，血
液渗析
中>0.05u
m截留
浓度差筛分微孔
膜内的受
阻扩散
非对称
膜或离
子交换
膜
液体
电渗析小离子
组分
同性离
子、大离
子和水
电化学
势、电
渗透
反离子经
离子交换
膜的迁移
离子交
换膜
液体
气体分离气体、较
小组分
或膜中
易溶组
分
较大组分
（除非膜
中溶解度
高）
压力差溶解～扩
散
均质膜、
复合膜、
非对称
膜、多孔
膜
气体
渗透气化膜内易
溶解组
分或挥
发组分
不易溶解
组分或较
大、较难
挥发物
分压
差、浓
度差
溶解～扩
散
均质膜、
复合膜、
非对称
膜
料液为液
体，透过物
为气体
乳化液分离[6]在液膜
相中有
高溶解
度的组
分或能
反应的
组分
在液膜中
难溶解组
分
浓度
差、PH
值差
促进传递
和溶解～
扩散[6]
液膜通常为液
体，也可以
为气体
1—3、膜材料及特点
膜材料分为有机和无机两大类。有机材料主要包括纤维素类、聚酰胺类、芳香杂环类、聚砜类、聚烯烃类、硅橡胶类、含氟高分子类等；无机材料主要以金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等为主。微孔有机聚合物是近年来新研发的纳米多孔材料，在气体存储、吸附、分离和催化等应用领域极具潜力，其中自具微孔聚合物可以用常见的有机溶剂溶解，容易加工处理成任意形状，具有广阔的应用前景。[7]无机膜具有聚合物分离摸索无法比拟的一些优点[8]：
化学稳定性好、机械强度大、抗微生物能力强、耐高温、孔径分布窄分离效率高等。（二）、相关设备
1、陶瓷膜分离技术和设备
2、超滤膜分离技术和设备膜芯规格
3、不锈钢膜分离技术和设备
4、反渗透膜分离技术和设备
5、多功能集成膜设备
6、中空纤维膜分离技术和设备
2—2、相关应用
随着科技的发展与进步，膜分离技术作为一种高新的技术，在许多领域都将会得到越来越广泛的应用，下面主要介绍膜分离技术应用的几个方面。
1、膜分离技术在食品工业中的应用[9]
由于膜分离过程不需要加热，可防止热敏物质失活、杂茵污染，无相变，集分离、浓缩、提纯、杀菌为一体，分离效果高，操作简单、费用低，特别适合食品工业的应用。主要用于以下几个方面： (1) 利用膜分离技术对植物蛋白进行浓缩、提纯和分离。 (2) 利用膜分离技术加工乳制品。 (3) 利用膜分离技术对卵蛋白惊醒浓缩。 (4) 利用膜分离技术对动物血浆进行浓缩。 (5) 利用膜分离技术对明胶进行提纯。 (6)在含酒精饮料加工中的应用。 (7) 在非酒精饮料加工中的应用。 (8) 膜分离技术在处理淀粉废水中的应用。 (9)
膜分离技术在制糖工业中的应用。 (10)膜分离技术在食用油加工中的应用。 (11) 膜分离技术在食品添加剂生产中的应用。
2、膜分离技术在水处理中的应用[10]
微孔陶瓷膜分离技术在给水处理中的应用始于20世纪80年代初期,其优点是能够保证更好和更可靠的水质,不用化学物质,特别适合于高附加值产品。无机陶瓷膜在废水处理中的应用主要包括处理含油废水、纺织废水、化工废水、对放射性废水、含重金属废水、城市生活污水和造纸废水等。
3、膜分离技术在生物技术中的应用[11]
在生物技术方面,膜技术也有各种应用，其中应用最广泛的是微滤和超滤技术。例如：从植物或动物组织萃取液中进行酶的精制；从发酵液或反应液中进行产物的分离、浓缩等。虽然膜分离技术在生物技术方面的应用越来越广泛，但膜技术用于生物技术也有一些问题，其中最主要的是：与色谱法比较，分离精度不高。
4、在医药工业中的应用[12]
膜分离技术在这方面的应用已经有30多年的历史,现在微滤、超滤、反渗透和渗透等膜技术已经在医药和医疗设备上得到了广泛的应用[12]。在制药工业中膜技术主要用于：①利用微滤技术进行药物澄清；②利用超滤和反渗透技术进行药液精制和浓缩；③利用分渗透技术制备灭菌水，除热原水和注射水等；④渗析技术在医药科学中的典型应用是人工模拟肾脏进行血液的透析分离；⑤利用亲合膜技术,通过在膜上固载特定的功能配位键。在医疗设备方面除了用于药物控制释放的膜技术外，膜式人工肺、人工肾也都应用了膜分离技术。随着新的膜材料的出现以及膜成本的降低，膜技术将会在医药和医院中起到更重要的作用。
（三）、结语（膜分离技术的前景及个人建议）
目前膜分离技术在许多方面得到广泛应用，由于其具有高效节能等一系列的优点，膜分离技术有着特别重要的应用前景。比如用于大规模空气分离制氧实现煤的富氧清洁燃烧，以及燃煤电站烟气二氧化碳分离捕集等过程；比如利用膜分离技术制造出来的药物毒性小，安全性能可靠；比如膜分离技术使海水脱盐制备纯净的饮用水；膜分离技术用于食品加工，使食品不会因加热而产生色、香、营养成分等质量指标的恶化等等。在对产品质量要求不断提高、生产成本要求不断降低的今天，膜技术的优势越来越明显，其必将取代传统的低效分离技术。
但我们也应该清醒的认识到，膜分离技术的大量应用毕竟是近几十年开始的，许多方面还不成熟，还有待进一步深入的研究，比如膜的稳定性和选择性问题以及膜污染问题等。我们应该继续研发新型膜材料和拓展新型膜材料和技术，以减少膜污染、增大过滤通量、延长膜寿命等，我相信这些新型膜材料和技术将会在全世界各个领域得到广泛的应用，也将为我国的经济发展和环境保护作出巨大贡献。
致谢
通过一个学期的学习，您那治学严谨的态度和诲人不倦的精神给我留下了深刻的印象。它是一笔财富，将对我以后的人生有着不可磨灭的影响。您讲课详细而且很生动，几乎每个知识点都有延伸，让我们从不懂到略懂再到详知。您在课堂上提的问题新颖而富有代表性，启发我们去学会创新思维。您的见解独到精辟，每次听完您的课，我们都有种恍然大悟之感。下课后，您有孜孜不倦地为我们答疑解惑。真的很感谢老师这一个学期的细心教导，老师您辛苦了。希望老师您能在工作之余也要照顾好自己的身体。祝老师身体健康身体健康，桃李满天下！
参考文献
[1]《膜分离技术在食品中的运用》，来源：食品产业网更新时间：2012-11-14 13:44:53
[2]《现代分离方法与技术》第二版，化学工业出版社，丁明玉主编
[3]《膜分离技术在现代发展中应用》，作者：莱特莱德水处理;来源：大河人家
发布日期:2013-04-26 13:31:58
[4]岳志新,马东祝,赵丽娜等.膜分离技术的应用及发展趋势[J].
[5]《膜分离技术概论》黄维菊、魏新编著.—北京：国防工业出版社，2008.3
[6]张玉忠，郑领英，高从堦著.液体分离膜技术及应用.北京：化学工业出版社，2004.
[7]《科学家发明新型纳米多孔膜实现高效气体分离》来源：中国聚合物网，发布日
期:2013-05-29
[8]《无机膜分离技术与应用》徐南平，邢卫红，赵宜江著.—北京：化学工业出版社，2003.3
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[10] 粱艳. 反渗透技术在高纯水生产中的应用[J].聚氯乙烯, 2010, 38(3):12-14
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[12] 樊秦, 李应东, 舒畅, 等. 超滤膜分离纯化当归补血汤的研究[J].中成药, 2010, 32(8):1438-1440
生物大分子分离技术综述
生物大分子分离技术综述 摘要：生物大分子包括核酸DNA和RNA、多糖、酶、蛋白质以及多肽等。生物大分子分离技术是生物研究中的核心技术之一，当前医学，药学及生命科学学科之间的交叉渗透为大分子分离技术的发展提供了更多的契机。本文对以沉淀、透析、超滤和溶剂萃取为代表的传统分离技术, 以及色谱, 电泳等现代分离技术的发展概况、方法、特点及应用进行了综述。 关键字：分离技术生物大分子 1前言 生命科学的发展给生物大分子的分离技术提出了新的要求。各种生化、分子研究要求提取分离高纯度，结构完整和具有生物活性的活性的生物大分子样品，这就使得分离技术在各项研究中起着至关重要的作用。对生物大分子分离技术的研究也就随之产生。同时，随着各学科之间的交叉渗透，纳米材料、计算机自动化等技术的发展也为生物大分子技术的发展提供了更多的空间。 生物大分子的制备具有如下特点：生物样品的组成极其复杂，许多生物大分子在生物样品中的含量极微，分离纯化的步骤繁多，耗时长；许多生物大分子在分离过程中就非常容易失活，因此分离过程中如何保证生物大分子的活性，也是提取制备的困难之处；生物大分子的制备几乎都是在溶液中进行的,温度、PH值、离子强度等各种参数对溶液中各种组成的综合影响，很难准确估计和判断。这些都要求生物大分子的分离技术以此为依据，突破这些难点，优化分离程序以获得符合要求的生物大分子试剂。 2传统分离技术 被广泛应用传统的生物大分子分离方法有透析、溶剂萃取、沉淀和超滤等，它们都是一些较早就建立起来比较完善的的分离方法。 2.1透析法 1861年Thomas Graham发明透析方法,已成为生物化学实验中最简易常用的分离纯化技术之一。在生物大分子的分离过程中,除盐、少量有机溶剂、生物小分子杂质和浓缩样品等都需用到透析。现在，除半透膜的材料更加多样化，透析方式也更加多样。透析法主要是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过半透膜的性质，达到分离的方法。例如分离和纯化DNA、蛋白质、多肽、多糖等物质时，可用透析法以除去无机盐、单糖、双糖等杂质。反之也可将大分子的杂质留在半透膜内，而将小分子的物质通过半透膜进入膜外溶液中，而加以分离精制：透析是否成功与透析膜的规格关系极大。透析膜的膜孔有大有小，要根据欲分离成分的具体情况而选择。透析膜有动物性膜、火棉胶膜、羊皮纸膜、蛋白质胶膜、玻璃纸膜等。分离时，加入欲透析的样品溶液，悬挂在纯化水容器中，经常更换水加大膜内外溶液浓度压，必要时适当加热，并加以搅拌，以利透析更快。最后，透析是否完全，须对透析膜内溶液进行检测。
现代分离方法与技术期末复习
一、名词解释： 分离：利用混合物中各组分在物理或化学性质上的差异，通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。 富集：通过分离，使目标组分在某空间区域的浓度增大。 浓缩：将溶剂部分分离，使溶质浓度提高的过程。 纯化：通过分离使某种物质的纯度提高的过程 分离科学：研究从混合物中分离、纯化或富集某些组分以获得相对纯物质的过程的规律、仪器制造技术及其应用的一门学科。 回收率：0 100Q R Q ?实际回收量回收率＝％欲回收总量 富集倍数：富集倍数＝待分离组分的回收率/基体回收率 分离因子S ：两种物质被分离的程度。回收率R 相差越大，分离效果越好。设A 为目标组分，B 为共存组分，则A 对B 的分离因子S A,B 为,0,0,//A A B A B B A B R Q Q S R Q Q == 氢键：氢原子在分子中与电负性较大的原子X 形成共价键时，还可以吸引另一个电负性较大、且含有孤对电子的原子Y ，形成较弱化学结合。 分配平衡常数：在一定温度下，当某一溶质在互不相容的两种溶剂中达到分配平衡时，该溶质在两相中的浓度之比 分配比（D ）：某种物质在两相之间各形态总浓度的比值[][]A i org org i A aq i aq i A C D C A ==∑∑ 相比：有机相和水相两相体积之比 直接溶剂萃取：可溶于水的有机分子（如羧酸、醇类、糖）因具有明显疏水性，可以直接从水相萃取到有机相。 间接溶剂萃取：无机离子通过与萃取剂形成疏水化合物后，再被有机相萃取。 协同萃取效应：混合萃取剂同时萃取某一物质时，其分配比显着大于相同浓度下各单一萃取剂分配比之和。 相对保留值：组分2与组分1调整保留值之比：r 21 = t′R2 / t′R1= V′R2 / V′R1 分配系数：在某温度T 时，组分在两相间达到分配平衡时的浓度之比。即s m c K c = 保留时间（t R ）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间； 死时间（t M ）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间； 高效毛细管电泳色谱：是指离子或带电粒子以毛细管为分离室，以高压直流电场为驱动力，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的液相分离分析技术。 复合膜：是以微孔膜或超滤膜作支称层，在其表面覆盖以厚度仅为0.1～0.25μm 的致密的均质膜作壁障层构成的分离膜。使得物质的透过量有很大的增加。 泡沫吸附分离：泡沫分离根据表面吸附的原理，利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体 对液相中的溶质或颗粒进行分离，因此又称泡沫吸附分离。 超分子分离：超分子是两种以上的化学物种通过分子间的非共价键相互作用缔结而成的具有特定空间结构和功能的聚集体。利用超分子对不同分子的选择性不同进行的分离为超分子分离。 分子蒸馏：是基于不同物质分子运动的平均自由程的差异而进行的分离。 分子印迹：是合成对某种特定分子具有特异选择性结合的高分子聚合物的技术。 加速溶剂萃取：ASE 用溶剂从固体或半固体样品中快速提取目标物质；通过高温（50?200OC ）和高压（10?20MPa ）加快提取速度。 双水相萃取：将两种聚合物水溶液混合时，当聚合物浓度达到一定值，体系会自然分成互不相溶的两相，称为双水相，被萃取物在两个水相之间的分配就是双水相萃取。 超临界流体萃取：以超临界流体为流动相，直接从固体（粉末）或液体样品中萃取目标物质的分离方法。 调整保留值：调整保留时间为色谱保留时间与死时间之差，即 ，同理 峰底宽：即色谱峰宽，用来衡量色谱峰宽度的参数，Wb 分离度：两相邻组分色谱峰保留值之差与色谱峰平均底宽之比 二、问答题 罗氏极性参数：对于一种溶剂，可得到3种模型化合物在该溶剂中的相对溶解能He,Hd 和Hn 。它们的和即为此种溶剂的总极性p',即：p' ＝ He ＋ Hd ＋ Hn 溶剂选择性三角形的作用：尽管溶剂种类很多，但可以归于有限的几个选择性组。在同一选择性组中的各种溶剂，都具有非常接近的3个选择性参数，因此在分离过程中都有类似的性能，若要通过选择溶剂改善分离，就要选择不同组的溶剂。 选择溶剂的一般步骤：1. 选择与溶质极性相等的溶剂：要使溶质在溶剂中溶解度达到最大，首先要使溶质和溶剂的极性相等。2. 调整溶剂的选择性：在维持极性相等的前提下，更换溶剂种类，使分离选择性达到最佳。 微滤、超滤、纳滤和反渗透膜分离技术的异同：相同点：推动力都是压力差。不同点：微孔膜是均匀的多孔薄膜，膜孔径在0.02～10μm 之间，可以截留悬浮粒子，操作压强在0.01～0.2MPa ；超滤膜为不对称膜，其膜孔径在1-20nm 之间，操
分离技术论文
分离技术论文 目录 一．超临界萃取技术的简介 二．超临界萃取技术的原理 三．超临界萃取技术的特点 四．超临界萃取技术的技术应用 五．超临界萃取技术的装置 六．综述 一．超临界萃取技术的简介 超临界为超临界流体，是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态，这种物质只能在其温度和压力超过临界点时才能存在。超临界流体的密度较大，与液体相仿，而它的粘度又较接近于气体。因此超临界流体是一种十分理想的萃取剂。 超临界流体的溶剂强度取决于萃取的温度和压力。利用这种特性，只需改变萃取剂流体的压力和温度，就可以把样品中的不同组分按在流体中溶解度的大小，先后萃取出来，在低压下弱极性的物质先萃取，随着压力的增加，极性较大和大分子量的物质与基本性质，所以在程序升压下进行超临界萃取不同萃取组分，同时还可以起到分离的作用。 温度的变化体现在影响萃取剂的密度与溶质的蒸汽压两个因素，在低温区（仍在临界温度以上），温度升高降低流体密度，而溶质蒸汽压增加不多，因此，萃取剂的溶解能力时的升温可以使溶质从流体萃取剂中析出，温度进一步升高到高温区时，虽然萃取剂的密度进一步降低，但溶质蒸汽压增加，挥发度提高，萃取率不但不会减少反而有增大的趋势。 除压力与温度外，在超临界流体中加入少量其他溶剂也可改变它对溶质的溶解能力。其作用机理至今尚未完全清楚。通常加入量不超过10%，且以极性溶剂甲醇、异丙醇等居多。加入少量的极性溶剂，可以使超临界萃取技术的适用范围进一步扩大到极性较大化合物。二．超临界萃取技术的原理 所谓超临界流体，是指物体处于其临界温度和临界压力以上时的状态。这种流体兼有液体和气体的优点，密度大，粘稠度低，表面张力小，有极高的溶解能力，能深入到提取材料的基质中，发挥非常有效的萃取功能。而且这种溶解能力随着压力的升高而急剧增大。这些特性使得超临界流体成为一种好的萃取剂。而超临界流体萃取，就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性，从动、植物中提取各种有效成份，再通过减压将其释放出来的过程。 超临界流体萃取法是一种物理分离和纯化方法，它是以CO2为萃取剂，在超临界状态下，加压后使其溶解度增大。将物质溶解出来，然后通过减压又将其释放出来。该过程中CO2循环使用。在压力为8--40MPa时的超临界CO2足以溶解任何非极性、中极性化合物，在加入改性剂后则可溶解极化物。该技术除可替代传统溶剂分离法外，还可以解决生物大分子、热敏性和化学不稳定性物质的分离，因而在食品、医药、香料、化工等领域受到广泛重视。超临界流体的萃取流程 三．超临界萃取技术的特点 （1）、超临界萃取可以在接近室温(35～40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着药用植物的有效成分，而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来； （2）、使用SFE是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留的溶剂物质，从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染，保证了100%的纯天
航天器非火工连接分离技术研究综述
航天器非火工连接分离技术研究综述 仲作阳１,２,张海联２,周建平２,黄奕勇１ (１.军事科学院国防科技创新研究院,北京１０００３４；２.中国载人航天工程办公室,北京１０００９４)摘要:针对工程上对低冲击非火工连接分离技术的需求,以载人航天及未来深空探测任务需求为牵引,梳理了国内外航天器非火工连接分离技术的研究进展,从电磁作动二形状记忆合金二热致动等分类角度,分别对其技术实现途径二作动机理二性能指标二参数情况等进行了评述三对国内外研究差距进行了对比分析,总结了我国航天器非火工连接分离技术领域亟需攻关的关键技术,包括航天器大承载连接分离的系统方案设计二分离解锁冲击载荷的减缓与防护技术二连接与分离过程动力学建模与仿真技术和非火工连接分离装置地面试验验证技术等三 关键词:载人航天；连接分离装置；非火工连接；低冲击；分离螺母 中图分类号:ＴＧ１５６ 文献标识码:Ａ 文章编号:１６７４-５８２５(２０１９)０１-０１２８-１５ ＲｅｖｉｅｗｏｆＮｏｎ-ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｎｄＳｅｐａｒａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＳｐａｃｅｃｒａｆｔ ＺＨＯＮＧＺｕｏｙａｎｇ１,２,ＺＨＡＮＧＨａｉｌｉａｎ２,ＺＨＯＵＪｉａｎｐｉｎｇ２,ＨＵＡＮＧＹｉｙｏｎｇ１(１.ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,ＡｃａｄｅｍｙｏｆＭｉｌｉｔａｒｙＳｃｉｅｎｃｅ,Ｂｅｉｊｉｎｇ,１０００３４,Ｃｈｉｎａ；２.ＣｈｉｎａＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅＡｇｅｎｃｙ,Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４,Ｃｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｐａｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,ｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｓｐａｃｅｃｒａｆｔｉｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｎｄｍｏｒｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｓａｒｅｅｍｐｌｏｙｅｄ.Ｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔｓａｇｒｅａｔｄｅｍａｎｄｆｏｒｎｏｎ-ｐｙｒｏｔｅｃｈ-ｎｉｃａｎｄｌｏｗｉｍｐａｃｔｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ,ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅ-ｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｈｕｍａｎｓｐａｃｅｐｒｏｇｒａｍａｎｄｔｈｅｆｕｔｕｒｅｈｕｍａｎｄｅｅｐｓｐａｃｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｍｉｓｓｉｏｎ,ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓｏｆｎｏｎ-ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｓｐａｃｅｃｒａｆｔａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｗｅｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｒｅｖｉｅｗｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ.Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ,ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈ,ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ,ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄａｎａ-ｌｙｚｅｄｆｏｒｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｄｒｉｖｅｎ,ｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙａｌｌｏｙａｎｄｔｈｅｒｍａｌａｃｔｕａｔｅｄｄｅｖｉｃｅｓ.Ｉｎｔｈｅｅｎｄ,ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｇａｐｉｎｔｈｅｎｏｎ-ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｎｄｌｏｗｉｍｐａｃｔｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂｅ-ｔｗｅｅｎＣｈｉｎａａｎｄａｂｒｏａｄｗａｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｎｅｅｄｔｏｂｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎＣｈｉｎａｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｙｓｔｅｍｓｃｈｅｍｅｆｏｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｌｏａｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ,ｔｈｅｍｉｔｉ-ｇａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｉｍｐａｃｔｌｏａｄ,ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ,ａｎｄｔｈｅｇｒｏｕｎｄｖａｌｉｄａｔｉｏｎｔｅｓｔｅｔｃ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｈｕｍａｎｓｐａｃｅｆｌｉｇｈｔ；ｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｕｎｌｏｃｋｄｅｖｉｃｅ；ｎｏｎ-ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；ｌｏｗｉｍ-ｐａｃｔｌｏａｄ；ｓｅｐａｒａｔｅｎｕｔ 收稿日期:２０１８-０６-１３；修回日期:２０１８-１１-１６ 基金项目:国家自然科学基金(１１４０２３０３)；中国博士后科学基金一等资助(２０１６Ｍ５９２９３１)和特别资助(２０１７Ｔ１００８３０) 第一作者:仲作阳,男,博士,助理研究员,研究方向为航天器振动二冲击与噪声控制三Ｅ-ｍａｉｌ:ｚｈｏｎｇｚｕｏｙａｎｇ１２３＠１６３.ｃｏｍ１ 引言 连接分离装置也称为解锁分离装置,是航天 器舱段之间二本体与部件之间以及机构之间的牢固连接与可靠分离的执行部件,其可靠工作是圆满完成各项载人航天任务的基础和前提条件[１-２]三未来空间站建造及载人登月任务对连接分离装置的可靠性二安全性及分离冲击提出了更高的要求,第２５卷 第１期２０１９年 ２月 载 人 航 天ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔ Ｖｏｌ.２５ Ｎｏ.１Ｆｅｂ.２０１９ 万方数据
现代分离方法与技术期末复习资料
一、名词解释: 分离：利用混合物中各组分在物理或化学性质上的差异,通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。 富集：通过分离，使目标组分在某空间区域的浓度增大。 浓缩:将溶剂部分分离，使溶质浓度提高的过程。 纯化：通过分离使某种物质的纯度提高的过程 分离科学：研究从混合物中分离、纯化或富集某些组分以获得相对纯物质的过程的规律、仪器制造技术及其应用的一门学科。 回收率：0 100Q R Q ?实际回收量回收率＝％欲回收总量 富集倍数:富集倍数＝待分离组分的回收率／基体回收率 分离因子S ：两种物质被分离的程度。回收率R 相差越大，分离效果越好。设A 为目标组分，Ｂ为共存组分,则A 对Ｂ的分离因子S A ，Ｂ为,0,0,//A A B A B B A B R Q Q S R Q Q == 氢键：氢原子在分子中与电负性较大的原子X 形成共价键时,还可以吸引另一个电负性较大、且含有孤对电子的原子Ｙ,形成较弱化学结合。 分配平衡常数:在一定温度下，当某一溶质在互不相容的两种溶剂中达到分配平衡时，该溶质在两相中的浓度之比 分配比(D ）:某种物质在两相之间各形态总浓度的比值[][]A i org org i A aq i aq i A C D C A ==∑∑ 相比：有机相和水相两相体积之比 直接溶剂萃取:可溶于水的有机分子（如羧酸、醇类、糖)因具有明显疏水性,可以直接从水相萃取到有机相。 间接溶剂萃取：无机离子通过与萃取剂形成疏水化合物后，再被有机相萃取。 协同萃取效应：混合萃取剂同时萃取某一物质时,其分配比显著大于相同浓度下各单一萃取剂分配比之和。 相对保留值：组分2与组分1调整保留值之比:ｒ21 = t′R ２ / t′Ｒ1＝ V′R2 ／ Ｖ′R1 分配系数:在某温度T 时，组分在两相间达到分配平衡时的浓度之比。即s m c K c = 保留时间(t R ）:组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间; 死时间(ｔM ):不与固定相作用的气体(如空气)的保留时间； 高效毛细管电泳色谱：是指离子或带电粒子以毛细管为分离室，以高压直流电场为驱动力,依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的液相分离分析技术。 复合膜：是以微孔膜或超滤膜作支称层，在其表面覆盖以厚度仅为0．1～0．25μm 的致密的均质膜作壁障层构成的分离膜。使得物质的透过量有很大的增加。 泡沫吸附分离：泡沫分离根据表面吸附的原理,利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体 对液相中的溶质或颗粒进行分离,因此又称泡沫吸附分离。 超分子分离:超分子是两种以上的化学物种通过分子间的非共价键相互作用缔结而成的具有特定空间结构和功能的聚集体。利用超分子对不同分子的选择性不同进行的分离为超分子分离。 分子蒸馏：是基于不同物质分子运动的平均自由程的差异而进行的分离。 分子印迹：是合成对某种特定分子具有特异选择性结合的高分子聚合物的技术。 加速溶剂萃取:ＡSE 用溶剂从固体或半固体样品中快速提取目标物质;通过高温（50~200OC ）和高压(10~２0ＭＰａ)加快提取速度。 双水相萃取：将两种聚合物水溶液混合时，当聚合物浓度达到一定值,体系会自然分成互不相溶的两相，称为双水相，被萃取物在两个水相之间的分配就是双水相萃取。 超临界流体萃取:以超临界流体为流动相，直接从固体(粉末)或液体样品中萃取目标物质的分离方法。 调整保留值:调整保留时间为色谱保留时间与死时间之差，即 ,同理 峰底宽:即色谱峰宽，用来衡量色谱峰宽度的参数，Wb 分离度:两相邻组分色谱峰保留值之差与色谱峰平均底宽之比 二、问答题 罗氏极性参数:对于一种溶剂,可得到3种模型化合物在该溶剂中的相对溶解能Ｈe ，H ｄ和Ｈn 。它们的和即为此种溶剂的总极性p'，即：ｐ＇ ＝ H ｅ ＋ Ｈd ＋ Hn 溶剂选择性三角形的作用：尽管溶剂种类很多，但可以归于有限的几个选择性组。在同一选择性组中的各种溶剂,都具有非常接近的3个选择性参数,因此在分离过程中都有类似的性能,若要通过选择溶剂改善分离,就要选择不同组的溶剂。 选择溶剂的一般步骤:1． 选择与溶质极性相等的溶剂:要使溶质在溶剂中溶解度达到最大,首先要使溶质和溶剂的极性相等。2. 调整溶剂的选择性:在维持极性相等的前提下，更换溶剂种类,使分离选择性达到最佳。 微滤、超滤、纳滤和反渗透膜分离技术的异同：相同点:推动力都是压力差。不同点：微孔膜是均匀的多孔薄膜，膜孔径在0.02～10μｍ之间，可以截留悬浮粒子,操作压强在0.０１~0.2MPa;超滤膜为不对称膜，其
现代分离技术复习思考题及答案
第一章膜分离 1.什么是分离技术和分离工程？ 分离技术系指利用物理、化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分成两个或多个组成彼此不同的产物的一种手段。 在工业规模上，通过适当的技术与装备，耗费一定的能量或分离剂来实现混合物分离的过程称为分离工程。 2.分离过程是如何分类的？ 机械分离、传质分离(平衡分离、速率控制分离)、反应分离 第二章膜分离 1.按照膜的分离机理及推动力不同，可将膜分为哪几类？ 根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗 析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。 2.按照膜的形态不同，如何分类？ 按膜的形态分为平板膜、管式膜和中空纤维膜、卷式膜。 3.按照膜的结构不同，如何分类？ 按膜的结构分为对称膜、非对称膜和复合膜。 4.按照膜的孔径大小不同，如何分类？ 按膜的孔径大小分多孔膜和致密膜。 5.目前实用的高分子膜膜材料有哪些？ 目前，实用的有机高分子膜材料有：纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。 6.MF（微孔过滤膜）,UF（超过滤膜）,NF（纳滤膜）,RO（反渗透膜）的推动力是什么？ 压力差。 7.醋酸纤维素膜有哪些优缺点？ 醋酸纤维素是当今最重要的膜材料之一。醋酸纤维素性能稳定，但在高温和酸、碱存在下易发生水解。纤维素醋类材料易受微生物侵蚀，pH值适应范围较窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。 8.醋酸纤维素膜的结构如何？ 表皮层，孔径（8－10）×10－10m。过渡层，孔径200×10－10m。多孔层，孔径（1000－4000）×10－10m 9.固体膜的保存应注意哪些问题？ 分离膜的保存对其性能极为重要。主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜；而水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。温度、pH值不适当和水中游离氧的存在均会造成膜的水解。冷冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。膜的收缩主要发生在湿态保存时的失水。收缩变形使膜孔径大幅度下降，孔径分布不均匀，严重时还会造成膜的破裂。当膜与高浓度溶液接触时，由于膜中水分急剧地向溶液中扩散而失水，也会造成膜的变形收缩。 10.工业上应用的膜组件有哪几种？ 工业上应用的膜组件主要有中空纤维式、管式、螺旋卷式、板框式等四种型式。 11.在上述膜组件中装填密度最高的是那种？料液流速最快的是那种？ 中空纤维式，管式。 12.什么叫浓差极化？如何消除浓差极化现象？ 在膜分离操作中，所有溶质均被透过液传送到膜表面上，不能透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高。这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化。 它是一个可逆过程。只有在膜运行过程中产生，停止运行，浓差极化逐渐消失。
结晶分离技术
结晶分离技术 摘要：概述了结晶分离技术的原理, 综述了冷却剂直接触冷却结晶、反应结晶、蒸馏结晶耦合、氧化还原结晶液膜、萃取结晶、磁处理结晶等结晶分离方法。并且介绍了结晶分离新技术在一些领域的应用。 关键词：结晶；分离；应用； 溶液结晶在物质分离纯化过程中有着重要的作用, 随着工业的发展, 高效低耗的结晶分离技术在石油、化工、生物技术及环境保护等领域的应用越来越广泛, 工业结晶技术及其相关理论的研究亦被推向新的阶段, 国内外新型结晶技术及新型结晶器的开发设计工作取得了较大进展。 结晶理论的发展 结晶分离过程为一同时进行的多相非均相传热与传质的复杂过程。多年来,众多研究者在结晶热力学、结晶成核、晶体生长动力学、结晶习性、晶体形态及杂质对结晶过程的影响等方面进行了大量基础性研究并提出了描述结晶过程的理论[1 ] ,例如,粒数衡算理论及其相关理论、评价熔融结晶过程以及熔化过程的一些关系式的提出等; Kirwan 和Pigford 基于活化状态模型发展了熔融液中晶体生长的界面动力学绝对速度理论[2 ] ;将计算流体力学的方法与粒数衡算理论相结合,通过模拟的方法揭示沉析动力学和流体力学之间的相互作用等。结晶是一个重要的化工过程,溶质从溶液中结晶出来要经历两个步骤:晶核生成和晶体生长。晶核生成是在过饱和溶液中生成一定数量的晶核;而在晶核的基础上成长为晶体,则为晶体生长。影响整个结晶过程的因素很多,如溶液的过饱和度、杂质的存在、搅拌速度以及各种物理场等。例如声场对结晶动力学的影响,张喜梅等[3 ]就系统地研究了声场对溶液成核、溶液稳定性及晶体生长的影响,并深入探讨了其影响机理,为创造一种靠外力场强化工业结晶过程新单元操作提供了理论依据,将促进溶液结晶理论的发展。在过饱和溶液中附加声场,会产生空化气泡,气泡的非线性振动以及气泡破灭时产生的压力,使体系各点的能量发生变化。体系的能量起伏很大,使分子间作用力减弱,溶液粘度下降,增加了溶质分子间的碰撞机会而易于成核,且气泡破灭时除产生的压力外,会产生云雾状气泡,这有助于降低界面能,使具有新生表面的晶核质点变得较为稳定,得以继续长大为晶核。这些都丰富了结晶理论,为结晶理论的进一步发展开辟了新领域。结晶过程所形成的组织结构主要由结晶过程固液界面的形态、晶体生长特征所决定。近年来,国际上越来越多的研究者认识到,开展对结晶过程晶体形貌结构特征的研究,对控制晶体的微观结构并获得所期望的材料性能具有重要意义。 1.结晶分离技术的研究进展 结晶分离技术近年来发展很快,传统结晶法进一步得到发展与完善,新型结晶技术也正在工业上得到应用或推广。随着国际化工市场的竞争日趋激烈,要求化工产品的质量不断提高而成本则不断降低,因此,人们在研究开发新的结晶技术过程中更加重视结晶方法的选择、新型结晶器的开发及结晶工艺的设计。 2.结晶分离技术的分类 结晶分离技术近年来发展很快, 传统结晶法进一步得到发展与完善, 新型结晶技术也正在工业上得到应用或推广。随着国际化工市场的竞争日趋激烈, 要求化工产品的质量不断提高而成本则不断降低, 因此, 人们在研究开发新的结晶技术过程中更加重视结晶方法的选择、
现代分离技术
看看现代分离技术整理 1.传质分离过程分为哪两个分离过程？ 平衡分离过程和速率分离过程 2.从不同的角度对分离效率有不同的评价指标 ①分离方法和角度②产品纯度 分离速率，分辨率，浓缩比，纯化程度，回收率。 3.写出5种使用能量媒介和5种使用物质媒介的分离操作。 能量媒介：精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏、结晶 物质媒介：萃取、浸提、吸收、吸附、液液萃取 4.萃取精馏的定义。 1）定义：加入的新组分不和原物系中的组分形成恒沸物，只改变组分间的相对挥发度，而其沸点比物系中其它组分的沸点高的分离过程。 2）萃取剂的作用：改变组分的相对挥发度。加入萃取剂与其中一个组分形成正偏差溶液（非理想溶液），与另外一个组分形成理想溶液（负偏差溶液），来改变相对挥发度。 3）萃取精馏塔中对萃取剂的要求： 不形成恒沸物 沸点要高 改变相对挥发度 不能分层 选择性强 溶解度大 沸点高，挥发度小 热稳定性和化学稳定性好 适宜的物性 使用安全无毒，对设备不腐蚀，污染小，环境友好，价格低廉，来源丰富 5）萃取精馏塔中回收段的作用： 使溶剂不在塔顶出现，达到回收效果。 如果不设回收段会使塔顶物料中含有高浓度的溶剂。 去除塔顶产品中可能夹带的溶剂，对于某些沸点很高的溶剂可不使用
6）萃取精馏塔塔顶产品不合格能否通过加大回流比的方法来使塔顶产品合格？ 不能，因为加大回流比会使塔顶到塔底溶剂的浓度降低，液相流率增加, 将使液相中溶剂浓度xS 下降, 而使被分离组分间的相对挥发度 (a12)S 减小,分离效果变差。 7）精馏段萃取剂浓度的公式推导： 萃取剂的挥发度比所处理物料的挥发度低得多,用量较大,故在塔板上基本维持一固定的浓度值,“恒定浓度”即 假定：a 恒摩尔流；b 精馏段总物料衡算： 萃取剂物料衡算： （A ） 设萃取剂S 对被分离组分的相对挥发度为 (B) A=B （C ） 8) 提馏段萃取剂浓度的公式推导： 溶剂对被分离组分的相对挥发度一般很小,当β≈0 时,式(C)可简化为: 类似地，提馏段溶剂浓度： 1 ,,+=n s n s x x 0 =sD x D L S V +=+sD s s Dx Lx S Vy +=+S D L S Lx y S S -+-=β s s s s s s s s s y y y y x x x x x x y y y x x y y 21212121111++=++=--=βs s s s s x x x x x x x 2211211αα++=221121x x x x s s αα++=i is i x x α∑∑=1)1(,11+-=∴--=s s s s s s s x x y x x y y βββ 1)1(+-?=-+-s s s x x S D L S Lx ββRD S S L S L S x S +=≈-≈)1(β???? ??-'+-=S S x W L S x 1)1(ββ )1()1(S S x D L S x ---=ββ
现代分离技术在红霉素提取中的应用
现代分离技术在红霉素提取中的应用 冯长根 陈 涛 曾庆轩 (北京理工大学爆炸灾害预防与控制国家重点实验室,北京100081) 摘 要 综述了近年来国内外现代分离技术溶剂萃取法、膜分离技术、盐析沉淀法、大孔树脂吸附法及离子交换技术在红霉素分离提取领域的研究应用进展,并对这些现代分离技术的发展前景做了简要探讨。关键词 红霉素 提取 溶剂萃取 膜分离技术 大孔树脂 离子交换 收稿日期:2006-11-06 作者简介:冯长根(1953~),男,博士,教授,博导,主要从事应用化学领域的研究。c gfeng@wuma com cn Application of Modern Separation Technologies in Erythromycin Extraction Feng Changgen Chentao Zeng Qingxuan (National Key Laboratory for Prevention and C ontrol of Explosive Disasters,Beijing 100081) Abstract The recent research and application of at home and abroad about modem separation technologies,for exa m ple solvent extraction process,membrane separation technology,salt-induced phase separation processes,macroporous rosin adsorption process and ion exchange method in Erythromycin extraction are reviewed in detail Besides,the foreground of these modem separation technologies was discussed Keywords erythromycin e xtraction solvent extraction me mbrane separation macroporous resin ion exchange 红霉素是弱碱性大环内酯类抗生素,具有抗菌作用强、效率高、毒性低等优点。近年来,随着红霉素衍生物的广泛使用及新剂型(如红霉素肠溶微丸胶囊)的开发,使得红霉素原料用量大幅度增加。因此,从发酵液中分离提取红霉素的技术越来越受到人们的关注。 红霉素的分离提纯具有以下特点: 目标产物浓度低。在发酵液中,红霉素的浓度很低,约占0 4%、0 8%。众所周知,分离对象的初始浓度越低,分离提纯的成本就越高; 红霉素的性质不很稳定,且发酵液容易被污染,这就对能够采用的分离技术手段造成了严格的限制; 红霉素发酵液中杂质的浓度相对较高,其中一些杂质的性质和红霉素很相似,用一些常规的分离技术无法将它们分离以获得高纯度的红霉素产品: 红霉素往往直接作为医药用品,需要符合特殊 的质量和安全要求。 上述特点决定了红霉索分离提纯工艺的复杂性及重要性,同时也对研究开发适用于红霉素分离提纯的新方法、新工艺提出了更高的要求。本文将对近年来国内外分离提取红霉素的工艺做一综述。 1现代分离技术的应用 红霉素的提炼过程包括以下3个方面: 发酵液的预处理和过滤: 提取过程; 精制过程。其中,提取过程极其重要。目前工业上应用的提取方法主要有溶剂萃取法、离子交换法及大孔树脂吸附法等 [1] 。 膜分离技术,做为一种新型的分离、浓缩、提纯及净化技术,近年来在红霉素提炼过程中的应用也得到了迅速的发展 [2] 。 1 1 溶剂萃取法 溶剂萃取法在制药工业中的应用,至今已有60多a 的历史,近10a 来世界各国为发展溶剂萃取新概 59 第21卷第1期2007年1月 化工时刊Chem ical Industry Tim es Vol.21,No.1Jan.1.2007
膜分离技术综述
膜分离技术应用综述 摘要：膜分离工程技术是一项新兴的高效分离技术，已广泛应用于化工、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药等工业，被认为是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一。由于膜分离的优势，越来越多的中药研究者正致力于开发膜技术在中药工业中的应用。膜分离技术 (微滤、超滤、纳滤、反渗透膜技术)在中药领域中发挥着非常重要的作用，可应用于中药提取液的纯化、浸膏制剂的制备、口服液的生产、注射剂的制备以及热原的去除等。膜分离技术将在中药现代化进程中发挥重大作用，并对中药的规范化和标准化生产起到一定的促进作用。由于历史的原因，生物技术发展初期，绝大多数的投资是在上游过程的开发，而下游处理过程的研究投入要比上游过程少得多，因而使得下游处理过程的研究明显落后，已成为生物技术整体优化的瓶颈，严重地制约了生物技术工业的发展，因此，当务之急是要充实和强化下游处理过程的研究，以期有更多的积累和突破，使下游处理过程尽快达到和适应上游过程的技术水平和要求。 关键词：生物分离下游工程膜分离 正文： 1、常用的膜分离过程 1.1微滤 鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 具体涉及领域主要有：医药工业、食品工业（明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等）、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。 1.2超滤 早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。1.3纳滤 纳滤的主要应用领域涉及：食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保净水和污水处理及其资源化工业。1.4反渗透 由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点，在国民经济各个部门都得到了广泛的应用，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物（农产品）深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水。 1.5其他常用膜分离过程 除了以上四种常用的膜分离过程，另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离等。
膜分离技术应用综述
膜分离技术应用综述 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
《食品科学概论》课程论文 论文题目：膜分离技术应用综述 学 院 ：生物工程学院 专 业 ：食品科学与工程 年级班别 ：09级一班 学 号 ：10122 学生姓名 ：齐莹 学生 指导教师 ：陈清禅 2011年 5 月 24 日 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
膜分离技术应用综述 齐莹 10122 摘要综述膜分离技术的特点、种类及分离机理，介绍国内外膜分离技术的研究进展及其在各个领域的应用现状，同时指出该技术存在的问题，提出选用更佳的膜材料以及多种膜分离技术联用是其今后的发展方向。 关键词膜分离技术微滤超滤食品工业 膜分离是在20世纪初出现，上世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。据统计，膜销售每年以14%~30%的速度增长，而最大的市场为生物医药市场[1] 。 1膜分离的简介 1. 1 膜的定义 膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。 1. 2 膜的种类 分离膜包括:反渗透膜(0. 0001～0. 005μm) ,纳滤膜(0. 001 ～0. 005μm) 超滤膜(0. 001 ～0. 1μm) 微滤膜(0. 1～1μm) 、电渗析膜、渗透气化膜、
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。
新型分离技术综述-分离技术在各方面的应用
河北工业大学结课论文 课程名称：新型分离技术基础 课程编号：14B15C0103 姓名：唐猛 学号：201511501014 班级：化学工程与技术 学院：化工学院
新型分离技术综述 ——分离技术在各方面的应用 摘要：现在运用较多且有很大发展前景的新型分离技术有超临界流体萃取技术、分子蒸馏技术和膜分离技术，他们在中药制药、农产品加工和环保工程中都得到了广泛应用。 主题词：中药制药农产品加工环保工程超临界流体萃取分子蒸馏膜分离 正文： 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，这就决定了分离技术的多样性。按机理划分，可大致分为五类，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）；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超临界流体萃取技术、分子蒸馏技术和膜分离技术。 1、超临界流体萃取技术及其应用 超临界流体萃取是一种以超临界流体代替常规有机溶剂对目标组分进行萃取和分离的新型技术，其原理是利用流体（溶剂）在临界点附近区域（超临界区）内与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内变动来实现分离的。 超临界流体具有一系列重要的性质： 1）超临界流体相当粘稠，其密度接近于液体，具有较大的溶解能力； 2）超临界流体的扩散系数比液体大23个数量级，其粘度类似于气体，远小于液体。这对于分离过程的传质极为有利，缩短了相平衡所需时间，大大提高了分离效率，是高效传质的理想介质； 3）具有不同寻常的、巨大的压缩性，使得压力的微小变化将会引起流体密度和介电常数的很大变化。 由于二氧化碳具有无毒、不易燃易爆、廉价、临界压力低、易于安全地从混合物中分离出来，所以是最常用的超临界流体。相对于传统提取分离方法（煎煮、醇沉、蒸发浓缩等）具有以下优点：萃取效率高、传递速度快、选择性高、提取物较干净、省时、减少有机溶剂及环境污染、适合于挥发油等脂溶性成分的提取分离。 1.1 超临界流体萃取技术特点 1）由于在临界点附近，流体温度或压力的微小变化会引起溶解能力的极大变化，使革取后溶剂与溶质容易分离。
现代分离技术
现代分离技术 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
看看现代分离技术整理 1.传质分离过程分为哪两个分离过程？ 平衡分离过程和速率分离过程 2. 从不同的角度对分离效率有不同的评价指标 ①分离方法和角度②产品纯度 分离速率，分辨率，浓缩比，纯化程度，回收率。 3.写出5种使用能量媒介和5种使用物质媒介的分离操作。 能量媒介：精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏、结晶 物质媒介：萃取、浸提、吸收、吸附、液液萃取 4.萃取精馏的定义。 1）定义：加入的新组分不和原物系中的组分形成恒沸物，只改变组分间的相对挥发度，而其沸点比物系中其它组分的沸点高的分离过程。 2）萃取剂的作用：改变组分的相对挥发度。加入萃取剂与其中一个组分形成正偏差溶液（非理想溶液），与另外一个组分形成理想溶液（负偏差溶液），来改变相对挥发度。 3）萃取精馏塔中对萃取剂的要求： ?不形成恒沸物 ?沸点要高 ?改变相对挥发度 ?不能分层 选择性强 溶解度大 沸点高，挥发度小 热稳定性和化学稳定性好 适宜的物性
使用安全无毒，对设备不腐蚀，污染小，环境友好，价格低廉，来源丰富 5）萃取精馏塔中回收段的作用： 使溶剂不在塔顶出现，达到回收效果。 如果不设回收段会使塔顶物料中含有高浓度的溶剂。 去除塔顶产品中可能夹带的溶剂，对于某些沸点很高的溶剂可不使用 6）萃取精馏塔塔顶产品不合格能否通过加大回流比的方法来使塔顶产品合格？ 不能，因为加大回流比会使塔顶到塔底溶剂的浓度降低，液相流率增加, 将使液相中溶剂浓度xS 下降, 而使被分离组分间的相对挥发度 (a12)S 减小,分离效果变差。 7）精馏段萃取剂浓度的公式推导： 萃取剂的挥发度比所处理物料的挥发度低得多,用量较大,故在塔板上基本维持一固定的浓度值,“恒定浓度”即 假定：a 恒摩尔流；b 精馏段总物料衡算： 萃取剂物料衡算： （A ） 设萃取剂S 对被分离组分的相对挥发度为 1 ,,+=n s n s x x 0 =sD x D L S V +=+sD s s Dx Lx S Vy +=+S D L S Lx y S S -+-= β s s s s s s s s s y y y y x x x x x x y y y x x y y 2 121212 1111++=++=--=βs s s s s x x x x x x x 2211211αα++=221121x x x x s s αα++=i is i x x α∑∑=1-s s s x y y β