第二章原料预处理
第二章 原料预处理及初混设备
❖配制软质PVC料时，先参与树脂和动摇剂， 然后在70~80℃下渐渐参与增塑剂，当增塑 剂完全被吸收后参与色浆料，最后参与填充 剂。
❖5、高速混合机特点： 具有转速高、时间短、效率高和容易自
动控制的特点。是运用极为普遍的塑料混合 设备，主要适用于配制粉料。搅拌速度快， 高速可达800rpm，混合时间短，普通为
——适宜于中，小批量混合
——塑料的混合，枯燥，着色 等，是塑料加工行业不可少 的。
图2-9 热 / 冷混机
❖硬聚氯乙烯料高速混合的步骤：
①在低速搅拌下向混合机中参与树脂；
②加完树脂，立刻参与液体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ摇剂，降低混 合机的搅拌速度；
③在60℃下，参与加工助剂、冲击改性剂和 着色剂；
④在75℃下参与润滑剂； ⑤在85℃下参与填充剂和二氧化钛； ⑥在90~110℃下，将物料放进冷却混合机，
❖混合及混炼机械是完成共混工艺、完成聚合 物物理化学改性的重要设备。
❖二、混合设备 ❖间歇式 混合进程是不延续的。主要有三个
步骤：投料、混炼、卸料。上述进程完毕后， 再重新投料、混炼、卸料，循环往复。
❖适于小批量、多种类的消费
❖延续式 混合进程是延续的，故可提高消费 才干，易完成自动控制，增加能量消耗，混 合质量动摇，降低操作人员的休息强度。
1、沸腾枯燥与设备
塑料枯燥的方法：沸腾枯燥、对流热风枯燥、传导 枯燥、远红外辐射加热枯燥及回转真空枯燥。
2 减湿料斗式枯燥机组
❖对大批量物料可采 用抽湿枯燥机或采 用负压沸腾枯燥法。
三种枯燥技术经济目的对比
三、研磨设备
❖填料、颜料的聚团体依托研磨剪切力和撞击力来 分散。
❖典型的撞击力研磨机是高冲击研磨机。 ❖典型的剪切力研磨机是三辊机。 ❖大局部研磨设备兼有撞击力和剪切力。研磨设备
果蔬加工工艺学-第二章 果蔬加工原料预处理
第二章果蔬加工原料预处理主要内容：1．加工对原料的要求：品种、成熟度、新鲜程度2．原料预处理：包括分选、清洗、去皮、切分、漂烫灭酶、护色等第一节果蔬加工对原料的要求原料是加工的物质基础。
一种加工品是否优质，除受设备和技术影响外，还与原料是否对路、品质好坏和加工适性的优劣有密切关系，要使加工品高产、优质、低消耗，就要特别重视加工原料的生产，了解对加工原料有哪些具体要求。
在此，简单介绍果蔬加工对加工原料要求的共性，至于每一种产品的具体要求，会在讲到具体产品时详细介绍。
一、原料种类和品种果蔬的种类和品种繁多，虽然都可以加工，但由于各种原料自身的组织结构和所含化学成分的不同，所适宜加工的产品也不同。
例如：国光苹果适宜制作果汁、果酒，不适合作脆片，富士苹果则适合鲜食、制脆片和加工罐头等。
同时，各种加工产品对加工原料也有一定的要求。
例如，制作蜜饯类产品要求原料为组织致密、肉质厚、耐煮制、果胶含量高的品种。
所以，根据加工的要求，选用适宜的果蔬种类和品种，是获得加工品高产、优质的首要条件。
二、原料成熟度果蔬的成熟度是表示原料品质与加工适性的重要指标之一。
果实的成熟即完成了细胞、组织或器官的发育之后进行的一系列营养积累和生化变化，表现出特有的风味、香气、质地和色彩的过程，该过程中果蔬的组织结构和化学成分均在发生不断的变化。
例如，可食部分由小长大，果实由硬变软，果实中糖分增加，酸分减少，苦味物质减少，淀粉和糖类发生相互转化等。
各类加工品对原料成熟度要求是比较严格的，加工中严格掌握成熟度，对于提高产品的质量和产量均由重要的实际意义。
下面介绍几个关于成熟度的概念。
可食成熟度（绿熟）：果实到这个时期基本上完成了生长发育过程，体积停止增长，种子已发育成熟，已可采收。
从外观来观察，果实开始具有原料的色泽，但风味欠佳，果实硬，果胶含量丰富，糖酸比值低，生产上俗称五六成熟。
此时，果实类原料只适合做果脯、蜜饯，不能做其它产品，因为色泽差，风味差会使产品品质低劣。
第二章：原料的预处理制药分离工程
二、细胞破碎评价及应用案例
细胞破碎评价：
细胞破碎率：被破碎细胞的数量占原始细胞数量的百分比
S = N0 − N 100% N0
N0和N主要通过直接和间接两类方式获得
应用案例：紫球藻细胞破碎方法研究
问题：紫球藻藻红蛋白为胞内产物，如何高产率的提取？ 关键：采用何种有效的藻类细胞破碎技术？ 工艺设计：对比反复冻融法和超声波细胞破碎法 反复冻融法破碎细胞方法：
一、 清洗及净选
1. 原料的清洗
2. 原料的净选
滚筒式洗药机
风选机
二、切片与粉碎 (一) 基本要求
切片目的：为了保证煎药或提取质量和效率，或者有利
于进一步炮制和调配
粉粹目的：均化和解离
(二) 基本方法和工艺
切片：切、镑、刨、锉、劈五种类型 粉粹： 干法、湿法、低温和超细粉碎
主要设备： 切片：往复式和旋转式切药机 粉粹：机械式粉碎机、气流粉碎机、
96 29.7 90
65 27.8
-20 478 249 47.9 272 145 46.7 230 116 49.5
-30
478 139
71
278
86 69.2 230
64 72.2
在相同温度下不同密度的细胞破碎率变化不大 而在同一密度下，温度对细胞破碎率的影响很大：随着冻融温 度的降低，细胞破碎率明显增大，-20℃ 时破碎率在50%左右 ，-30℃时破碎率达到70%左右
将三种不同密度的紫球藻藻液分别在-10℃、-20℃、-30 ℃ 温度下进行冻融，采用每次冷冻8 h，37 ℃温水浴中融解5 min 超声波法破碎细胞方法：
方案一 方案二 方案三 方案四
占空比（%） 0 20 50 50
输出功率（W） 135 140 150 150
02第二章 生物材料的预处理技术
有机高分子聚合物：聚丙烯酰胺类衍生物
絮 凝 剂
无机高分子聚合物：铝盐、铁盐、钙盐
天然高分子絮凝剂：壳聚糖类胶黏物、海藻酸 钠。
（二）絮 凝
flocculation
絮凝：大分子聚电解质将胶体粒子交联 成网状，形成絮凝团的过程 机理：架桥作用 采用絮凝法可形成粗大的絮凝体，使发 酵液较易分离。
凝聚
絮凝
常用的凝聚剂与絮凝剂
凝集剂：铝盐，铁盐，钙盐，锌盐 絮凝剂： 阳离子型：阳离子聚丙烯酰胺，聚丙烯酸二 烷基胺乙酯，聚二烯丙基四胺盐。 阴离子型：聚丙烯酸钠，聚苯乙烯磺酸，木 质素磺酸盐 非离子型：聚氧乙烯 天然类：甲壳素
絮凝剂：是一种能溶于水的高分子聚合 物。 分子量：几万～1千万D（道尔顿）。
絮凝
絮凝剂是一种能溶于水的高分子聚合物，其相对分 子质量可高达数万至一千万以上，长链状结构，其 链节上含有许多活性官能团，包括离子基团以及非 离子型基团。 它们通过静电引力、范德华引力或氢键的作用，强 烈地吸附在胶粒的表面。 当一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的 胶粒表面上，产生架桥联结时，就形成较大絮团， 产生絮凝作用。
发酵液的预处理和固液分离 发酵液的带电现象
发酵液中的细胞、菌体或蛋白质等胶体粒子的表 面，一般都带有电荷，带电的原因很多，主要是 吸附溶液中的离子或自身基团的电离。通常发酵 液中细胞或菌体带有负电荷，由于静电引力的作 用使溶液中带相反电荷的粒于（即正离子）被吸 附在其周围，在界面上形成了双电层。 但是这些正离子还受到使它们均匀分布开去的热 运动的影响，具有离开胶粒表面的趋势，在这两 种相反作用的影响下，双电层就分裂成两部分， 在相距胶核表面约一个离子半径的stern平面以内， 正离子被紧密束缚在胶核表面，称为吸附层或 stern层；在stern平面以外，剩余的正离子则在 溶液中扩散开去，距离越远，浓度越小，最后达 到主体溶液的平均浓度，称为扩散层。这样就形 成了扩散双电层的结构模型。
第二章_原料的预处理
3. 多孔陶瓷： 一般由熔融的玻璃基与硅酸盐颗粒结合在一起。具有 耐高温、耐腐蚀等特点。 4. 纤维素长带条缠绕滤芯： 由纤维素长带条按螺旋形缠绕而成，带条经过酚醛树 脂浸渍，并通过热处理而硬化。属表面过滤，可用流体逆 洗再生。价廉，强度好，耐热性好，耐腐蚀，易清洗再生。
5. 纤维素非缠绕滤芯： 经过专有的制毡浸渍过程制造的管形滤芯。其纤维密 度沿径向变化，内部较致密，空隙较小。因此大颗粒被外 部截留，小颗粒被内部截留。属深层过滤。
碟式离心机： 化学、制药和生化工业应用最广泛 特点： A、10-100个锥顶角为60-100°的锥形碟片； B、碟片距离很短0.5-2.5mm，沉降距离极短，分离效果高； C、碟片多，沉降面积大，增加分离效果； D、抗对流效果高。 分类： Ａ、人工排渣式; Ｂ、喷嘴排渣式; C、活塞排渣式。
1.5 过滤
（3）凝聚和絮凝： 将化学药剂预先投加到悬浮液中，改变细胞、菌体和蛋 白质等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使它们聚集成 可分离的絮凝体，在进行分离。 特点：使颗粒尺寸增加，增大颗粒的沉降或浮选速率，提高 滤饼的渗透性或在深床过滤时产生较好的颗粒保留作 用。 凝聚：在投加的化学物质（如铝、铁的盐类或石灰等）作用 下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚 体的过程。 絮凝：使用絮凝剂（天然或合成的大分子量聚电解质）将胶
定义：利用多孔性介质截留固液悬浮液中的固体粒子， 进行固液分离的方法。 由于制药工程中过滤的对象大部分是生物体，发酵 液中的微生物细胞等均是易变形的柔软体，一经压缩就会 变形；并且发酵液的粘度也很大，因而发酵液的过滤操作 就显得十分困难。 滤饼过滤：固体粒子在过滤介质表面积累，很短时 间内发生架桥现象，沉积的滤饼也起过 滤介质作用 深层过滤：固体粒子在过滤介质的孔隙内被截留， 固液分离发生在整个过滤介质内部
第二章 葡萄酒生产-原料的预处理
• 含大量水分、木质素、树脂、单宁，少量糖分 和有机酸。
表 葡萄梗主要化学成分
%
精品课件
果皮
• 占总重的8%左右
表 果皮主要化学成分
%
精品课件
• 花青素（花色素），呈红色或蓝色，存在 于红色葡萄品种中。
• 黄酮，黄色素，在白色和红色品种中都存 在。
• 加深葡萄酒颜色 • 棕色破败病
精品课件
种子
精品课件
烟74
• 目前优良的调色品种。
• 属欧亚种，原产中国，山东半岛栽培较多。
• 浆果含糖量160~180g/L，含酸量6~7.5g/L ，出汁率70%。
• 酒呈紫黑色，色素极浓。颜色深而鲜艳，而 且长期陈酿不宜沉淀。
烟
杂
73
交
精品课件
精品课件
图 葡萄果穗与浆果
果梗及成分
• 支撑浆果的骨架
• 浆果成熟后果梗占果穗总重量的3%~6%
单宁是一种带负电荷的活性分子，红葡萄酒中的 单宁分子量一般在500～3000之间。在品酒过程 中，单宁分子和唾液蛋白质发生的化学反应，会 使口腔表层产生一种收敛性的触感，人们通常形 容为“涩”。
精品课件
• 收敛-与蛋白质以疏水键和氢键等方式发生缩合
反应
• 防晒-茶多酚，柿子单宁 • 美白 • 抗皱 • 保湿-单宁分子结构中含有大量的亲水基——酚
精品课件
破碎-除梗-送浆 联合机
1-进料斗；2-破碎辊； 4-总漏斗； 5-送浆泵（活塞式或 刮板式）； 6-输送管； 7-果梗出口； 8-平衡输送葡 由微生物 以及少量 的酒石酸 和无机盐 组成。
精品课件
精品课件
精品课件
酒泥陈酿
• 酒泥陈酿是指葡萄酒在木桶或罐中贮藏 时带有酒泥进行陈酿。
化工工艺学 第二章 化工生产过程的基础知识
第一节化工生产过程及工艺流程一、化工生产过程在化工生产中，将原料经过一系列的物理和化学加工处理制成目标产物的过程称为化工生产过程。
化工生产过程一般是由原料预处理、化学反应、产物的分离与精制及“三废”治理四个部分组成。
1 原料预处理在化工生产中，当一个反应确定之后，它就必须对原料有一定的要求，原料预处理的目的是为了使其达到化学反应所需要的条件。
例如：对固体原料需要进行粉碎、筛选，除去部分杂质；对液体原料一般需要配制成一定的浓度，再进行加热或气化；对气体原料通常需要一定的温度和压力等。
2 化学反应化学反应是化工生产过程的核心部分，通过化学反应实现原料到产物的转化过程。
1)化学反应的种类及条件◆化学反应种类很多，按反应体系中物料相态的不同分为均相反应和非均相反应；◆按催化剂的使用与否分为催化反应和非催化反应，当催化剂与反应物处于同一相态时称为均相催化反应，处于不同相态时称为非均相催化反应；◆按化学反应的特性分为氧化、还原、加氢或脱氢、聚合、缩合、重排、烃化、酰化、重氮化、硝化、磺化、歧化、异构化反应等。
实现化学反应通常需要一定的条件，如反应的温度、压力、催化剂、溶剂以及原料投料配比如何、反应的停留时间多少。
所以如何使反应过程进行较为合理，是化工工艺所要讨论的重点内容。
2)化学反应器实现化学反应过程的设备称为化学反应器，它是化工生产的关键设备。
反应器的设计和选型十分重要，这是因为反应器中进行的反应过程通常比较复杂，在反应的同时还有动量、热量和质量的传递。
由于各单元反应的特点各异，所以对反应器的要求也不相同，工业生产过程不仅与反应本身的特性有关，而且还与反应设备的特性有关。
反应器的种类繁多，结构各异，既可以按照反应的特性分类，也可以按照设备的特性进行分类。
◆按反应器中物质相态、反应器可分为均相和非均相反应器；◆按反应器的结构可分为釜式（槽式）、管式、塔式、固定床、流化床反应器等；◆按操作方式可分为间歇式、半间歇式和连续式反应器；◆按操作温度分为恒温式（等温式）和非恒温式反应器；◆按反应器与外界有无热量的传递可以分为绝热式和外部换热式反应器等。
第二章果蔬原料及预处理
果蔬加工对原料的要求 果蔬加工前处理
第一节 果蔬加工对原料的要求
➢合适的种类、品种 干制：较高的干物质含量，糖酸含量高，肉质厚， 粗纤维少。柿子、苹果、龙眼、枣、山楂等 酿酒、制汁：出汁率高，糖分高、酸分合适，有 良好的风味和色泽：柑桔、葡萄、浆果类 罐藏：肉质丰富、可食比高，质地紧密、耐煮制 糖制：果脯要求糖分高、耐煮；果酱要求果胶、 糖、酸含量高 盐渍：干物质多、肉质厚、风味特殊、粗纤维少
总之，缩短采收与加工之间熟度划分为绿熟、坚熟和完熟 果汁：完熟；罐藏：坚熟 豆类、甜玉米、青刀豆等：适宜的采收期 判断方法： 色泽， 肉皮的剥离程度，硬度，化学成分如淀粉 的变化，种子的色泽，比重，果梗的离层等
➢新鲜、完整、饱满的状态
果蔬一旦发酵就造成果蔬腐烂
果蔬本身是活体，采后进行一系列代谢变 化，迅速老化，影响加工质量
原料预处理
原料预处理原料预处理是食品加工过程中的重要环节之一，它对最终产品的质量和口感起到决定性的作用。
通过对原料进行适当的处理，可以改善其食用性、延长保质期，同时还可以去除其中的有害物质，确保食品的安全性。
原料的清洗是预处理的第一步。
在清洗过程中，要彻底去除原料表面的污垢、农药残留和微生物等。
一般情况下，可以使用清水、食盐水或者淡盐水进行清洗，对于一些特殊的原料，还可以使用专用的清洗剂。
清洗时要注意不要将水温过高，以免影响原料的质量。
针对不同的原料，还可以进行削皮、去骨、切块等处理。
比如，对于水果类原料，可以通过削皮、去核等处理，去除果皮、果核，使其更便于食用。
对于肉类原料，可以通过去骨、切块等处理，方便后续的烹饪和食用。
这些处理可以使原料更加整齐美观，并且有利于烹饪时的热传导和入味。
除了以上处理之外，还有一些原料需要经过脱水、浸泡、烫煮等步骤。
脱水是将原料中的多余水分去除，常用的方法有晾晒、热风脱水、真空脱水等。
脱水处理可以减少原料中的水分含量，提高食品的品质和口感。
浸泡是将原料放入水中浸泡一段时间，以去除其中的杂质、苦味等。
浸泡的时间和浸泡液的温度要根据不同的原料来确定。
烫煮是将原料放入沸水中煮熟或烫熟，以杀灭其中的微生物和酶活性，提高食品的安全性和口感。
还有一些原料需要进行腌制、醉制等处理。
腌制是将原料放入腌料中浸泡一段时间，以使其吸收腌料中的调味料，增加食物的味道和口感。
腌制的时间和腌料的配方可以根据个人口味来确定。
醉制是将原料放入含有酒精的液体中浸泡，以去除其中的腥味和异味，提高食品的质量。
经过预处理的原料需要进行分类和包装。
分类是将不同种类的原料进行分开，避免交叉污染。
包装是将处理好的原料装入适当的容器中，以保持其新鲜度和卫生。
不同的原料可以选择不同的包装材料，如塑料袋、玻璃瓶等。
原料预处理是食品加工不可或缺的一环。
通过适当的清洗、削皮、去骨、脱水等处理，可以改善原料的食用性和质量，并确保食品的安全性。
第二章_原料的预处理
18 l
由于菌体细胞的直径很小，沉降速度很慢，因此常需向菌 体的料液中加入絮凝剂，使菌体细胞凝聚成较大颗粒后过滤除 去。
1.4 离心沉降（适用于分离较小的颗粒）
广泛应用于固液、液液相的分离。 1.离心沉降速度
d 2 s 2 R Vs 18
令：
S=
2 dp ( s L )
（3）凝聚和絮凝： 将化学药剂预先投加到悬浮液中，改变细胞、菌体和蛋 白质等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使它们聚集成 可分离的絮凝体，在进行分离。 特点：使颗粒尺寸增加，增大颗粒的沉降或浮选速率，提高 滤饼的渗透性或在深床过滤时产生较好的颗粒保留作 用。 凝聚：在投加的化学物质（如铝、铁的盐类或石灰等）作用 下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚 体的过程。 絮凝：使用絮凝剂（天然或合成的大分子量聚电解质）将胶
平衡区带离心（等密度离心法）: 在离心前预先配制介质的密度梯度，此种密度梯度液包 含了被分离样品中所有粒子的密度，待分离的样品铺在梯度 液顶上或和梯度液先混合，离心开始后，当梯度液由于离心 力的作用逐渐形成底浓而管顶稀的密度梯度，与此同时原来 分布均匀的粒子也发生重新分布。当管底介质的密度大于粒 子的密度，即ρL＞ρs时粒子上浮；在弯顶处ρs＞ρL时，则粒子 沉降，最后粒子进入到一个它本身的密度位置即ρs＝ρL，此 时粒子不再移动，粒子形成纯组分的区带，区带与样品粒子 的密度有关，而与粒子的大小和其他参数无关，因此只要转 速、温度不变，则延长离心时间也不能改变这些粒子的成带 位置。 此法一般应用于物质的大小相近，而密度差异较大时。 常用的梯度液是CsCl。
18 L
S为Байду номын сангаас降系数
从该式中可看出：
①当ρs＞ρL，则S＞0，粒子顺着离心方向沉降。 ②当ρs＝ρL，则S＝0，粒子到达某一位置后达到平衡。 ③当ρs＜ρL，则S＜0，粒子逆着离心方向上浮。 离心沉降时，颗粒的相对分子质量越大，沉降系数越大，离心沉降速 度越大。
果蔬加工对原料的预处理概述
四、原料的新鲜度：越新鲜越好 五、原料的清洁度：无污染、绿色 六、加工用水的要求与处理
第二节 原料的预处理
pretreatment
一、分级与选别grading or sorting
进厂的原料绝大部分含有杂质，且大小、成熟度有一定 的差异。果蔬的分级方法有按大小分级、按成熟度分级 和按色泽分级几种，视不同的果蔬种类及这些分级内容 对果蔬加工品的影响而分别采用一种或多种分级方法。
破坏为度。0.1％愈创木酚的酒精溶液或联苯胺溶 液＋0.3％H2O2等量混合 如不变色则表明破坏完全，如褐变或显蓝色表示没 有完全破坏。
抽空处理evacuation treatment （水果罐头、果脯）
含气多的水果：苹果、梨、桃、李、杏、草莓 抽空：将原料在一定的介质里置于真空状态下，使内 部空气释放出来代之以糖水或无机盐水等介质的渗入。
作用:⑴保护各种营养成分和色、香、味免遭损失； ⑵保证罐头的真空度，减少内壁腐蚀； ⑶防止果肉的煮烂； ⑷防止罐头内果块上浮 (5)透明、色泽鲜艳
方法：
干抽：将处理好的果蔬装于容器中，置于 90kpa以上的真空室抽去原料组织中的空 气，然后吸入规定浓度的糖水或盐水等抽 空液
湿抽：将处理好的果实浸没与抽空液中，放 在抽空室内，在一定的真空度下抽去果肉 的空气，抽至果蔬表面透明。温度控制在 50℃以下，抽空液与果块之比一般为 1:1.2， 90kpa以上
控制方法：
（1）温度：加工、贮藏过程中应在低温下进行 （2）亚硫酸盐（SO2）在早期色素尚未形成前添加 （3）降低pH值 羰氨反应在碱性条件下较易进行。
pH7.8—9.2褐变速度最快 （4）避免金属离子 Cu、Fe等 （5）降低水分含量 （6）使用不易发生褐变的糖类，如蔗糖
第二章原料预处理
第三章原料预处理作者：何宗付、石玉林（石科院17研究室）催化重整是炼油和石化的骨干工艺技术之一，它以低辛烷值石脑油为原料，通过重整反应使其转化为高辛烷值汽油组分，或经抽提制取高纯度的基本有机化工原料—苯、甲苯和二甲苯等，同时副产大量廉价氢气，为下游临氢装置提供氢源，其重要性是不言而喻的。
但随着重整技术的发展，国内重整装置处理能力也不断扩大，常规的重整进料－直馏石脑油、加氢裂化石脑油逐渐不能满足生产需求，于是将二次加工汽油（如焦化汽油或催化裂化汽油）也按一定比例掺到直馏石脑油中作为重整进料。
二次加工油的掺入，导致原料油中的硫、氮、烯烃以及金属杂质含量都非常高，原料预处理的操作难度提高，因此预处理技术的重要性也日益关键。
原料预处理的目的是为重整装置提供合格进料，预处理装置主要起以下三个方面的作用：（1）对馏分组成的要求根据装置生产要求不同，对原料馏程要求如下：（2）对组成的要求从烃组成的角度来说，芳烃潜含量较高的原料是比较理想的原料。
芳潜低于28％的原料通常称为劣质原料，这种原料会影响催化重整的经济性。
另外，进料不应含有C5以下的轻烃，轻烃不仅不利于生成芳烃，而且会带来许多不利的影响，如增加能耗，降低氢纯度等。
馏分组成是通过原料切割来完成，至于组成的要求与原料性质及切割点有关。
（3）对杂质含量的要求杂质含量要求一般为：硫含量＜0.5ppm、氮含量＜0.5ppm、砷含量＜1ppb、铅含量＜10ppb、铜含量＜10ppb、水含量＜5ppm、氯含量＜0.5ppm。
针对原料中的杂质，在预处理部分是通过加氢脱砷、加氢精制、原料脱氯以及蒸发脱水来实现。
在本章中，将针对这重整装置对原料要求这三个方面，一一叙述重整预处理技术。
第一节原料油的切割重整预分馏的目的，是在重整原料进入反应系统之前，首先将原料中过轻、过重组分分馏出去。
分馏出去的轻组分通常叫“拔头油”，切割出的过重组分称为“切尾油”。
预分馏过程的基本原理是利用原料混合物中的各种组分的沸点不同，将其切割成不同沸点范围的馏分。
第二单元 原料预处理技术
破碎方法
细胞破碎机理
31
二、细胞破碎法
破碎方式
机械法
非机械法
固体剪
液体剪 干燥
溶胞
切作用
切作用 处理
作用
珠磨法
压榨
高压 匀浆
超声 破碎
酶溶法 化学法 物理法
细胞破碎方法分类
32
细胞壁的破碎
破碎方法的选择： 破碎目的
待破碎生物体的类型 ❖破碎目的：获取产品，考虑破碎收率和能耗；
研究胞内产物在体内的功能，宜 采用软处理。 ❖待破碎生物体的类型：不同生物体对破碎有不
❖流速
41
1.机械 破碎方法
❖珠磨法破碎过程产生大量热能，设
珠
计时需考虑换热问题。
磨 ❖适用于绝大多数真菌菌丝和藻类等
法
微生物细胞的破碎。
❖影响破碎率的操作参数较多，操作
过程优化设计较复杂。
42
1.机械 破碎方法
原理：
⑶
❖ 细胞是弹性体，比一般刚性固体粒子难于
撞
破碎。将弹性细胞冷冻使其成为刚性球体，
17
4.去除杂蛋白质的其他方法 ❖⑴等电沉淀法 ❖蛋白质在等电点时溶解度最小，能沉淀除
去。 ❖很多蛋白质的等电点在酸性范围内(pH为
4.0-5.5)。有些蛋白质在等电点时仍有溶解 度，可结合其他方法。
18
4.去除杂蛋白质的其他方法
❖⑵变性沉淀 ❖蛋白质从有规则的排列变成不规则结构
的过程称变性，变性蛋白质在水中的溶 解度较小而产生沉淀。 ❖方法：加热、大幅改变pH、加有机溶剂 (丙酮、乙醇等)、加重金属离子 (Ag+,Cu2+,Pb2+等)、加有机酸(三氯乙酸、 水杨酸、苦味酸、鞣酸、过氯酸等)及表 面活性剂。
原料预处理技术
E.离心
工业上常用
1. 离心分离
在液相非均一系统中，利用离心力达到液－液、液－固、 液－液－固分离的方法，统称为离心分离。
优点：分离速度快，分离效率高、液相澄清度好； 缺点：设备投资高、能耗大。 离心机种类：碟片式离心机、管式离心机、倾析式离心机。
离心分离因数
重量 kg
f=
Gu2
gR
=
G
(2πRn)2 60
澄清过滤：
过滤介质为硅藻土、砂、颗粒活性炭、玻璃珠、塑料颗粒等，当悬浮液通过滤 层时，固体颗粒被阻拦或吸附在滤层的颗粒上，使滤液得以澄清，适合于固体 含量少于0.1g/100ml、颗粒直径在5-100um的悬浮液的过滤分离，如河水、麦 芽汁、酒类和饮料等的澄清。
滤饼过滤：
过滤介质为滤布，包括天然或合成纤维织布、金属织布、玻璃纤维纸、合成纤 维等无纺布。当悬浮液通过滤布时，固体颗粒被滤布阻拦而逐渐形成滤饼（滤 渣）。当滤饼至一定厚度时即起过滤作用，此时即可获得澄清的滤液，这种方 法叫做滤饼过滤，在滤饼过滤中，悬浮液本身形成的滤饼起着主要的过滤作用， 适合于固体含量大于0.1g/100ml的悬浮液的过滤分离。
发酵液
下 游 加 工 过 程 的 一 般 流 程
预处理 —— 产 品 的 收 得 率 和 质 量 控 制 。
提取 精制
（加热、调pH、絮凝）
细胞分离 （过滤、离心分离、膜分离) 细胞破碎 （匀浆、研磨、酶解） 细胞碎片分离 初步纯化
胞 外 产 物
胞 外 产 物
（离心分离、双水相萃取、膜分离）
（沉淀、吸附、萃取、超滤、结晶）
二、发酵液的相对纯化
发酵液中的杂质 a. 高价无机离子（Ca2+、Mg2+、Fe2+）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三章原料预处理作者：何宗付、石玉林（石科院17研究室）催化重整是炼油和石化的骨干工艺技术之一，它以低辛烷值石脑油为原料，通过重整反应使其转化为高辛烷值汽油组分，或经抽提制取高纯度的基本有机化工原料—苯、甲苯和二甲苯等，同时副产大量廉价氢气，为下游临氢装置提供氢源，其重要性是不言而喻的。
但随着重整技术的发展，国内重整装置处理能力也不断扩大，常规的重整进料－直馏石脑油、加氢裂化石脑油逐渐不能满足生产需求，于是将二次加工汽油（如焦化汽油或催化裂化汽油）也按一定比例掺到直馏石脑油中作为重整进料。
二次加工油的掺入，导致原料油中的硫、氮、烯烃以及金属杂质含量都非常高，原料预处理的操作难度提高，因此预处理技术的重要性也日益关键。
原料预处理的目的是为重整装置提供合格进料，预处理装置主要起以下三个方面的作用：（1）对馏分组成的要求根据装置生产要求不同，对原料馏程要求如下：（2）对组成的要求从烃组成的角度来说，芳烃潜含量较高的原料是比较理想的原料。
芳潜低于28％的原料通常称为劣质原料，这种原料会影响催化重整的经济性。
另外，进料不应含有C5以下的轻烃，轻烃不仅不利于生成芳烃，而且会带来许多不利的影响，如增加能耗，降低氢纯度等。
馏分组成是通过原料切割来完成，至于组成的要求与原料性质及切割点有关。
（3）对杂质含量的要求杂质含量要求一般为：硫含量＜0.5ppm、氮含量＜0.5ppm、砷含量＜1ppb、铅含量＜10ppb、铜含量＜10ppb、水含量＜5ppm、氯含量＜0.5ppm。
针对原料中的杂质，在预处理部分是通过加氢脱砷、加氢精制、原料脱氯以及蒸发脱水来实现。
在本章中，将针对这重整装置对原料要求这三个方面，一一叙述重整预处理技术。
第一节原料油的切割重整预分馏的目的，是在重整原料进入反应系统之前，首先将原料中过轻、过重组分分馏出去。
分馏出去的轻组分通常叫“拔头油”，切割出的过重组分称为“切尾油”。
预分馏过程的基本原理是利用原料混合物中的各种组分的沸点不同，将其切割成不同沸点范围的馏分。
在生产高辛烷值汽油时，一般用80～180℃馏分。
馏分的终馏点过高会使催化剂上的结焦过多，导致催化剂失活快及运转周期短。
轻组分不仅不利于芳烃生成，而且增加了重整装置能耗和降低氢纯度。
以生产BTX为主时，则宜用60～145℃馏分作原料。
按切割流程在预处理系统中的先后位置不同，可分为前分馏流程和后分馏流程。
所谓前分馏流程，顾名思义，就是先分馏，再进行加氢预处理。
而后分馏流程则是先加氢预处理，再分馏。
前分馏和后分馏流程又可以细分为：单塔蒸馏流程、双塔蒸馏流程、单塔开侧线流程。
单塔预分馏通常用于切除原料中较轻的组分，即拔头，所以又称为拔头塔。
双塔预分馏即采用两个塔，两个塔分别起拔掉轻组分和切除重组分的作用。
单塔开侧线流程，塔顶出轻组分，塔底出重组分，侧线为重整进料的合格馏分。
在工业装置上通常采用单塔流程，在本节中对前分馏流程和后分馏流程，以单塔流程进行描述。
一、前分馏流程在前分馏流程中，全馏分石脑油从原料罐自流入装置经泵升压后分别与分馏塔塔顶出料和塔底出料换热后，进人分馏塔切割，分为轻重组分，塔顶轻组分出装置。
塔底重组分与预分馏塔进料换热后，经泵升压后与预处理循环压缩机出来的氢气混合后，再与预加氢反应生成油换热到一定的温度后，进入预加氢加热炉，加热到反应所需的温度后，进加氢脱砷、加氢精制、脱氯等预处理反应器，生成油再经换热器与进料换热后进入空冷器、水冷器，然后进入预加氢高分罐进行气液分离。
分离出的氢气大部分经循环压缩机入口分液罐分液后进入预加氢循环压缩机作为预加氢循环氢（如果为一次通过流程，则氢气出装装置），高分生成油经过脱砷、加氢精制、脱氯等处理后，进蒸发脱水塔后得到合格的精制油作为重整装置的进料。
抚顺石油三厂从IFP引进的40万吨/年连续重整装置预处理部分所采用的流程为前分馏流程。
前分馏流程图见图3-1。
前分馏流程的优点即可以降低重整预处理装置的负荷，又能保证拔头油中硫含量很低。
但与后分馏流程相比，需要多设一个蒸发脱水塔用来脱除预精制油中的水和硫化氢，设备投资增加，操作费用也增加。
二、后分馏流程在后分馏流程中，全馏分石脑油从原料罐自流入装置经泵升压后与预处理循环压缩机出来的氢气混合后与预加氢反应生成油换热到一定的温度后，进入预加氢加热炉，加热到所需的温度后，进入加氢脱砷、加氢精制、脱氯等预处理反应器后，生成油经换热器与进料换热后进入空冷器、水冷器冷凝冷却，然后进入预加氢高分罐进行气液分离。
分离出的氢气大部分经循环压缩机入口分液罐分液后进入预加氢循环压缩机作为预加氢循环氢（如果为一次通过流程，则氢气出装置）。
高分生成油进分馏塔，将产品油中轻组分、硫化氢和水从塔顶拔出，塔底合格精制油作为重整进料,工艺流程见图3-2。
长岭低压组合床重整装置的预处理部分所采用流程为后分馏流程。
在流程上比前分馏流程简单，预处理部分负荷较前分馏流程大。
4预分馏塔预加氢反应器脱氯罐高分蒸发脱水塔油循环压缩机预分馏塔顶空冷器空冷器进料泵预分馏塔重沸泵预分馏塔回流泵预加氢进料泵塔底重沸泵塔顶回流泵图3-1 前分馏流程5塔顶空冷器脱丁烷塔分馏塔回流泵预加氢反应器脱氯罐高分燃料气循环压缩机预加氢进料泵分馏塔底重沸泵轻石脑油泵分馏塔图3-2 后分馏流程第二节原料的脱砷砷化物是非常有害的物质，原料中极少量的砷化物就能促使催化剂发生永久性中毒失活，特别是重整催化剂中的铂对砷更敏感，它能与As结合生成PtAs，永久性失活。
通常催化重整催化剂要求进料中的砷含量小于1ppb，而一般的硫化型加氢催化剂对砷不象重整催化剂那么敏感，要求进料中砷含量小于200 ppb。
我国的大庆原油和新疆原油都是含砷较高的原油（大庆常顶油中含砷量在400～1000ppb左右），因此，在加工含砷量高的原料油时，首先采用预脱砷的办法将原料油中常量砷（200～1000ppb）脱除，剩余的微量砷（＜200ppb）再由预精制剂深度脱砷，获得重整要求的原料油。
这样即可以保证预加氢生成油中含砷量满足重整生产要求，又可以延长预加氢催化剂的使用寿命。
一、脱砷机理石油原料中的砷化物通常具有R3As的形式，其中R为一个氢原子或一个碳氢集团，也可以是不同的碳氢集团。
下面是一些砷化物的相应沸点：这些砷化物在石油炼制过程中，按其沸点的高低，分别进入石脑油、柴油等馏分中。
石脑油作为预精制进料，要求砷含量不宜过高，超过200ppb，会对加氢催化剂的活性和稳定性产生很大影响。
于是国内外的研究单位对脱砷剂的脱砷机理进行了深入研究。
在这里以加氢脱砷机理为例。
原料中的砷化物，在一定加氢条件下，在催化剂表面上，发生如下氢化反应：R3As＋3H23RH +AsH3氢化后的产物附着在脱砷剂表面，和脱砷剂中的活性金属发生反应，形成多种形式的双金属化合物：AsH3+M MAs＋H2O反应后的双金属化合物就沉积在脱砷剂的内孔中。
随着脱砷反应的进行，脱砷剂中含砷物质的沉积逐渐增加，活性金属表面逐渐减少直至失活。
二、脱砷方法目前常用的脱砷方法有以下几种：氧化脱砷、吸附脱砷、加氢脱砷。
（一）氧化脱砷以过氧化氢异丙苯（CHP）为氧化剂，原料油和CHP在80℃条件下，反应30分钟，使油品中的砷化物氧化后提高沸点或水溶性，然后用蒸馏和水洗的方法将其除去。
这种脱砷方法可以脱除原料油中95％左右砷化物，但存在一定的缺陷，会产生大量的含砷废液引起环境的严重污染，在环境保护越来越严格的今天，此方法是不可取的。
（二）吸附脱砷用浸硫酸铜的硅铝小球为吸附剂，采用吸附的方法脱除原料的砷化物。
这种吸附剂通常制备方法是用硫酸或元素硫与负载在载体上Cu2O或CuO相互作用，生成Cu x S y（x，y＝1，10），此吸附剂中Cu含量超过50m％[1]。
吸附脱砷的方法也存在着缺陷，主要是其砷容量低（砷容量为～0.3％），使用寿命短，使用后含砷废弃物不易处理，又产生新的污染。
日本于1999年研制开发了一种吸附剂（含有活性C），为粉末状，与含砷量为206ppb的直馏石脑油相混合，体积空速为20h-1条件下，将砷含量降到10ppb。
失活的吸附剂可再生，再生方法为：先用50％丙酮溶液清洗，然后用水冲洗[2]。
（三）临氢脱砷如果采用普通加氢催化剂作为脱砷剂，存在砷容量低（砷容量2～3%）、使用寿命短、使用后含砷废弃物不易处理等缺点。
目前针对高砷原料油的脱砷，开发了比较先进的高效脱砷剂，其脱砷率达到90％以上，容砷能力可高达40％以上。
此种催化剂采用的是Ni催化剂，在其制备过程中，首先采用Ni的水溶性盐类如硝酸盐、甲酸盐、醋酸盐、乙酰乙酸盐（由于硝酸盐易溶于水的特性，通常它被优先采用）。
Ni盐和载体一体化后，可采用诸如“干式”浸渍法（加入相当于承载体微孔容积的液体），用硝酸镍溶液浸渍可得到最终产物中10～50％重量百分比Ni的脱砷剂。
浸渍处理之后，所得的催化剂首先脱水干燥后，然后在空气或其它含氧气氛中进行焙烧（焙烧温度为300～600℃），再经过在氢气环境中还原处理（温度为250～600℃），将氧化态的Ni转化为金属态[3]。
高效脱砷剂的采用即可以提高脱砷技术水平，又可以减少废脱砷剂量，减少对环境的污染，便于掩埋处理。
三、脱砷工艺条件为了简化预处理部分流程，通常将脱砷剂和预加氢催化剂放在同一个反应器中，脱砷剂放在上床层。
因此所开发的高效脱砷剂在预加氢催化剂操作温度和压力下，能够使其活性发挥最佳。
脱砷剂工艺操作条件范围：温度：250～360 ℃压力： 1.6～2.6 MPa空速：＜20 h-1氢油比：70～350 v /v第三节原料的脱氯石脑油中的氯主要以有机的形式存在。
含有机氯的原料油经预加氢精制后，由有机氯变成氯化氢，会造成预处理部分的换热器、空冷器、水冷器等设备的腐蚀。
而且若用含氯高的精制油作为重整进料，将会影响到重整装置催化剂的水氯平衡，降低了催化剂的活性。
重整进料一般要求氯含量低于1ppm，低于0.5ppm 会更好。
为解决氯化氢对设备腐蚀以及对下游重整催化剂的危害，工业上在预加氢单元通过增加脱氯罐的方法加以解决。
但目前脱氯技术仅停留在脱除氯化氢等无机氯化物阶段，还不能够有效地脱除油中的有机氯。
因此有机氯化物的脱除只能依靠加氢精制的方法解决。
物料经过预加氢反应器后，不经过冷却，直接进入脱氯罐，在与预加氢的操作温度、压力和氢油比基本相同条件下，脱除生成的氯化氢。
一、氯的来源原料油中氯主要来自两个方面：一方面是由于油田开采时加入了有机氯化物（氯代烷为主）的降凝剂、减粘剂等试剂；另一方面，在油田的循环水处理中也加入了含有机氯化物的水处理剂。
而且有机氯化物的沸点低，电脱盐仅对无机氯化物有一定的脱除能力，对有机氯化物不起作用。
因此有机氯化物便残存在炼油装置的蒸发塔顶的馏分中，这些馏分油正是重整、制氢、制氨的原料，经预加氢处理后生成氯化氢进入加氢精制物料，造成下游设备腐蚀。