分离技术复习题

第一章

二、分离技术的分类

传质分离

是指在分离过程中，游戏服务器.,,有物质传递过程的发生。分为两大类：平衡分离过程和速率控制分离过程。

平衡分离过程为借助分离媒介（如热能、溶剂、吸附剂等）使均相混合物系统变为两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等同的分配为依据而实现分离。

速率控制分离过程是指借助某种推动力，如浓度差、压力差、温度差、电位差等的作用，某

其他物理场辅助分离技术

1.超声波萃取

2.微波辅助萃取

3.超声微波协同萃取

食品分离技术指各种分离技术在食品科学与食品工程中的应用，它依据某些理化原理将食品物料中的不同组分进行分离，是食品加工中的一个主要操作过程，是食品工业单元操作的深化和归属

第二节食品分离过程的特点及选择原则

一、食品分离技术的分类

食品分离技术按其分离规模可分为：实验室规模和工业生产规模。

食品分离技术按分离方法可分为：①物理法。②化学法。③物理化学法。

食品分离技术按分离性质可分为非传质分离和传质分离两大类。

二、食品分离过程的特点

①分离对象种类多，性质复杂。②产品质量与分离过程密切相关。③产品要求食用安全。

④分离对象在分离过程的易腐败

三、食品分离技术的选择原则

总的原则是先要确定分离的目的，了解待分离混合物中各组分的物理、化学、生物学方面的性质，并要充分关注分离的目标成分。根据目标成分的性质，确定分离工作的步骤。

分离工作的步骤

①选择和确定对目标成分的定性、定量方法，以便在分离过程中能对目标成分进行检测，对分离效果进行评价。

②了解物料的性质。例如，物料的粘度、目标成分在物料中存在的部位、含量等。

③确定分离方法并进行实验。是否可利用自然的能量进行分离？是否为超高纯度的分离？分离规模的大小？按这些要求选择合适的分离技术

④确定分离方法的评价指标。一般来说，评价指标有：回收率、截留率、选择性、经济性等

⑤中试或工业生产应用的放大设计。

分离方法的选择时要考虑的因素

1.产品纯度和回收率。

2.产品价格

3.目标产物的特性

4.混合物中的分子性质

5.经济因素

6.安全与环保

四、食品分离技术的评价

①回收率和产品纯度②产品质量③产品安全性④简化生产工艺⑤降低能耗、场地，节省成本

三个关键环节：概念形成到课题的选定、技术与经济论证(可行性)和工业放大技术。

三、食品分离技术的发展趋势

未来食品工业所关注的重点问题有：

①环境问题。减少温室气体的排放，消除水、土壤的污染。②工艺改进。需要开发更好的食品工业分离技术。③产品开发。产品多样化，新的及有高附加值的产品开发。④能源问题。提高能源利用率，找到能替代高耗能的工艺。⑤安全问题。有时这与新的分离技术关系密切。第二章

膜材料

有机膜材料

1．纤维素衍生材料：醋酸纤维素、硝酸纤维素等。2. 聚砜:性能优于纤维素3. 其它高分子材料：较高的机械强度，耐pH范围宽及较耐高温

无机膜材料

金属、金属化合物、陶瓷、玻璃以及沸石等。

有实用价值的膜需具备下列条件

1. 高的截留率和高透水率；

2. 强的抗物理、化学和微生物的侵蚀性能；

3. 良好的柔韧性和足够的机械强度；

4. 使用寿命长，使用pH范围广；

5. 运行操作压力低；

6. 制备方便，便于工业化生产。

四、膜的制备方法

铸造法首先将聚合物、溶剂、膨胀剂和其他添加剂混合成均匀的胶状液，然后铸造成型，最后退火成膜。

喷丝法将上法中的胶状液通过一环形的喷丝头喷出，形成中空的纤维。这是制备中空纤维膜的主要方法之一。

核径迹法这种方法分2步进行：第一步是将厚为5~15 μm薄膜用放射性粒子照射，使高分子主干的化学键断裂形成径迹。孔的密度由照射时间加以控制。第二步是将照射的膜用酸碱液进行腐蚀，使辐照受损的材料形成垂直孔道。适宜于聚碳酸酯和聚乙酯作微孔膜。转相法（沉淀法）转相法是制膜最重要的方法，不仅能制备对称性反渗透膜和超滤膜，也能制备微孔膜。

浸渍法将支撑层浸入聚合物溶液中或将聚合物溶液均匀喷涂到支撑层上，然后置一定温度下慢慢蒸发溶剂。

界面聚合法在两种液体的相界面即发生聚合反应，形成活性层。最后在一定温度下使形成的凝胶层进行交联，改善与多孔支撑层的联结。

等离子聚合法等离子体使单体离子化和激化，以三维交联网络形式聚合。沉降在膜上形成等离子聚合膜。

无机膜的制备方法。

考虑选用膜技术的原则

适宜膜技术的分离过程

1.稀溶液的浓缩，尤其适用于热敏性物质

2.欲分离的两种物质的分子量最少相差10倍以上

3.有机分子与无机盐的分离

4.不宜采用膜技术的分离过程

5.具有相似分子量的化合物的分离

6.渗透压较高的低分子物质的高倍浓缩

7.欲达到非常高的含固量的分离浓缩过程

第二节反渗透分离技术

一、反渗透基本概念

渗透：溶剂分子从纯溶剂侧经半透膜渗透到溶液侧。

渗透压：渗透一直进行到溶液侧的压强高到足以使溶剂分子不再渗透为止，此时即达平衡。平衡时膜两侧的压差。

反渗透：溶剂分子将从溶液侧向溶剂侧渗透。

二、反渗透膜的透过机理

（一）氢键和结合水－孔穴有序扩散模型（二）优先吸附毛细管流模型（三）溶解－扩散模型（四）孔隙开闭机理

四、影响反渗透操作的因素

（一）浓度差极化：在边界层附近形成一种浓度梯度，紧靠于膜表面的溶质浓度最大，这种浓度梯度就称为浓差极化

(1)透水速率透水速率越大，溶质被带到界面处的数量越多，极化现象就越明显。

(2)溶液粘度溶液粘度越大，被带到界面处的溶质越难反扩散回到主流中，因而极化现象越厉害。

(3)溶质在溶液中的扩散系数这也是关系溶质向主流反扩散和浓差极化的一个因素。

(4)表面溶液的流动情况这是关系扩散速率的流体动力学条件的问题。

控制浓差极化的措施

1.预过滤能去除微粒状物质，降低待阻留溶质的浓度。

2.采用逆洗

3.超声波处理膜或进料液

4.增加液体的湍流程度

5.震动和脉冲喂料

6.改善膜的性能

（二）膜的压实（三）膜的降解（化学降解，生物降解）（四）膜的结垢

五、反渗透所用的膜

（一）纤维素膜CA（二）聚酰胺膜PS（三）复合膜

六、反渗透膜组件

反渗透膜组件的结构有管式、平板式、中空纤维式和螺旋式四种。

注意集和段还有各种流程图！！！

第三节超滤分离技术

超滤是以压差为推动力作用下进行的筛孔分离过程。

一、基本原理

以压差为推动力作用下，根据相对分子质量不同来进行的分离过程。

膜材料

纤维素(CA)：价格低廉，成膜特性好

聚砜(PSF)：较好的耐热性能(＜90℃)、酸碱稳定性以及较高的抗氧化性能

聚氯乙烯(PVC)：优良的耐酸碱性。

聚醚砜(PES)：可耐蒸汽杀菌。

影响膜污染的因素

控制措施：

①预先过滤除去料液中的大颗粒；②增加流速，减薄边界层厚度，提高传质系数；

③选择适当的操作压力和料液黏度，避免增加沉淀层的厚度与密度；