液固分离PPT课件
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《固液分离技术》课件
![《固液分离技术》课件](https://img.taocdn.com/s3/m/595611870408763231126edb6f1aff00bfd5707b.png)
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
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
化工分离工程(PPT32页).pptx
![化工分离工程(PPT32页).pptx](https://img.taocdn.com/s3/m/7f6b44bda98271fe900ef932.png)
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10、阅读一切 好 书 如 同 和过 去 最 杰 出 的人 谈 话 。 16 : 49 :1 1 16 : 49 : 11 1 6: 4 93 /1 3 /2 0 21 4:49:11 PM
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11、越是没有 本 领 的 就 越加 自 命 不 凡 。2 1 .3 .1 3 16 : 49 : 11 1 6: 4 9Ma r- 21 1 3- Mar - 21
分离原理 蒸汽压不同 蒸汽压不同 溶解度不同 溶解度不同
过饱和 吸附力不同 湿组分蒸发 溶解度不同
离子的可交换性
2)速率控制分离过程
过程名称 气体扩散
原料 气体
分离剂 压力梯度和膜
产品 气体
热扩散 气体或液体 湿度梯度
气体或液体
分离原理
多孔膜中扩散的速 率差异
热扩散速率差异
电渗析 电泳
反渗透 超过滤由以:D来自lton分压定律 A可B 知BA:pyxAAA+//pxyBBB=p,而pA=yAp,pB=yBp,所
2)液液萃取的选择性系数 已知Ak、A B两yA组/ x分A 在两相kB中的yB分/ x配B 系数为:
则其选择性系数为:
AB
kA kB
yA / yB xA / xB
1.3 过程开发及方法
化工分离工程
Chemical Separation Engneering
课程简介
化工分离工程是化学工程学科的重要组成部分,是化 学工程与工艺专业的一门专业必修课。本课程的任务 是利用相平衡热力学、动力学的微观机理,传热、传 质和动量传递理论来研究化工及其它相关过程中复杂 物质的分离和纯化技术,分析和解决在化工生产、设 计和科研中常用的分离过程的理论和实际问题。
第二章 液固分离.
![第二章 液固分离.](https://img.taocdn.com/s3/m/7af28b3f5f0e7cd185253609.png)
如果目标产物为胞外代谢物则直接对培养 液进行分离纯化;
如果目标产物为胞内代谢产物,要对细胞 进行处理,释放目标产物,然后除去细胞 碎片,再进行目标物质的纯化。
固液分离是生物技术工业应用最多的操作。
可用于分离细胞、细胞碎片、包含体、沉淀物。
应用到产品的初级分离阶段、纯化精制阶段
Eg:膜分离常用于层析前后去除 蛋白质沉淀物、病毒颗粒 或微生物。
2.1.2 预处理的具体方法 取决于可分离物质的性质,主要考虑目的物 质的分子大小、热稳定性、pH的适应性。 加热:最简单最经济的预处理方法 加热能使液体粘度降低,过滤速度加快。 该方法只适合于对热较稳定的生化物质, 加热的温度和时间须严加选择。
调pH 改变发酵液的胶体状态 使产物转入液相, 使杂质(蛋白、多糖、Ca2+等)发生沉淀。
旋转角速度ω=2πN
2
vs
2 π dp ( ρ s ρ L ) N 2 r
2
2
9 μL
r: 粒子的离心半径,ω:旋转角速 度,N:离心机转速(s-1)
2.3.2
沉降系数(S)
2
ρ s ρ L ) 1 dp ( Vs rω 2 18 μ L
dr vs dt
=
Sr ω
2
ρ s ρ L ) 2 1 dp ( V s rω S= 18 μ L
主要内容
2.1 发酵液的预处理 2.2 重力沉降 2.3 离心沉降 2.4 过滤 2.5 双水相萃取 2.6 泡沫分离
(在合适的培养基pH、温度和通气搅拌 或经厌氧条件下进行生长并合成生物活 性物质)
(包括菌体、胞 外代谢产物或胞 内酶或核酸等)
通过微生物发酵或动植物培养得到的原料液应 首先将其中的菌体或细胞与培养液分离。
固液分离技术PPT课件
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22
第一节 发酵液的预处理技术
4.有色物质的去除
发酵液中有色物质可能是由于微生物生长代谢过程分 泌的,也可能是培养基(如糖蜜、玉米浆等)带来的,色 素物质化学性质的多样性增加了脱色的难度。色素物质的 去除,一般以使用离子交换树脂、离子交换纤维、活性炭 等材料的吸附法来脱色最为普遍。例如活性炭可用于柠檬 酸发酵液的脱色,盐型强碱性阴离子交换树脂可用于解朊 酶和果胶酶溶液的脱色,磷酸型阴离子交换树脂被用于谷 氨酸发酵液的脱色等。一般发酵液的脱色往往是在过滤除 去菌体后进行。
.
19
第一节 发酵液的预处理技术
二、发酵液的相对纯化
1. 无机离子的去除
发酵液中主要的无机离子有Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+等。 Ca2+的去除主要采用草酸,但由于草酸的溶解度小,不适 合用量较大的场合。当发酵液中Ca2+离子浓度较高时,可 采用可溶性盐,如草酸钠等。反应生成草酸钙还能促使蛋 白质凝固,改善发酵液过滤性能。Mg2+离子的去除一般采 用加入三聚磷酸钠,它和Mg2+形成可溶性络合物后,即可 消除对离子交换的影响。
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9
第一节 发酵液的预处理技术
根据絮凝剂所带电性的不同,分阴离子型、阳离子型和非离 子型三类。对于带有负电性的微粒,加入阳离子型絮凝剂, 具有降低离子排斥电位和产生吸附架桥作用的双重机制;而 非离子型和阳离子型絮凝剂,主要通过分子间引力和氢键等 作用产生吸附架桥。影响絮凝作用的主要因素有:
①高分子絮凝剂的性质和结构 线性结构的有机高分子 絮凝剂,其絮凝作用大,而成环状或支链结构的有机高分子 絮凝剂的效果较差。絮凝剂的分子量越大、线性分子链越长, 絮凝效果越好;但分子量增大,絮凝剂在水中的溶解度降低, 因此要选择适宜分子量的絮凝剂。
第三章 生物材料的预处理和液固分离(共37张PPT)
![第三章 生物材料的预处理和液固分离(共37张PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/63f6a5da2dc58bd63186bceb19e8b8f67c1cefee.png)
在发酵液中,加入一些反应剂,它们互相反应生成的沉淀物对蛋白质具吸附作用而使其凝固
加热是最简单和经济的预处理方法,即把发酵液(培养液)加热到所需温度并保温适当时间。
处理时间等 硅藻土一般是由统称为硅藻的单细胞藻类死亡以后的硅酸盐遗骸形成的,具有特殊的微孔结构,其本质是含水的非晶质SiO2,并含有少量Fe2O3
三 破碎率的评价
细胞破碎率
Y(%)=[(N0-N)/N0]×100
N0 N
目前N0和N主要通过下面的方法获得 : 直接计数法 间接计数法
具体操作:
四 各种破碎方法的评述
高压均浆 高速珠磨
非机械法一般仅适用于小规模应用
渗透压冲击 冻结-融解法
干燥法
方法 匀浆法
机 械 珠磨法 法
超声波
表 3-1 常用的细胞破碎方法
吸附
在发酵液中,加入一些反应剂,它们互相反应生成的沉淀物对蛋白质具吸附作用而 使其凝固
加入吸附剂如活性碳,可以去除热原
(三) 不溶性多糖的去除
例如在蛋白酶发酵液加α-淀粉酶,将培养基中多余的淀粉水解 称单糖,就能降低发酵液粘度,提高滤速
黏多糖的去除 黏多糖可以和一些阳离子表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)
化学试剂处理 应 用 化 学 试 剂 溶 解 细 需选择合适的试剂,减小对活性物质的破坏,
胞 或 抽 提 某 些 细 胞 组 可应用于大规模生产
化
分
学 酶解法 法
用 酶 反 应 分 解 破 坏 细 反应条件温和,但成本较高,一般仅适用于小 胞壁上特殊的化学键 规模应用
制成丙酮粉
丙酮迅速脱水,破坏蛋 迅速脱水,可减少蛋白质变性,促进某些结合 白质与脂质结合的键 酶释放
第6章气固、液固传质分离过程
![第6章气固、液固传质分离过程](https://img.taocdn.com/s3/m/2282a83bb8f67c1cfbd6b838.png)
II型 和 IV型 等温线
nad
II
B p/p0
IV
B p/p0
多层吸附 (从点 B开始) 对无孔材料比较适用
在低压下类似于 II 型 在高压下发生孔内冷凝
第6章气固、液固传质分离过程
nad
III型 和 V型 等温线
nad
III p/p0
V p/p0
吸附质之间具有强相互 作用, 比如当水分子吸附 到疏水性活性炭上时
(2) Langmuir-Freundlich方程的扩展式
Langmuir方程扩展式和Langmuir-Freundlich方程 的扩展式缺乏热力学一致性,故理论依据不充分, 只具有半经验性质,但应用起来比较简便。
第6章气固、液固传质分离过程
吸附过程的传质
一、 吸附机理
吸附质在吸附剂的多孔表面上的吸附过程分四步:
第六章 气固、液固传质分离过程
主要内容及要求:
1.学习并掌握吸附的基本原理、吸附平衡、吸 附动力学、吸附过程及设备。
2.结晶过程的热力学和动力学基础,吸附、结 晶设备及流程。
3.了解膜分离的基本原理、过程分类、膜和膜 组件的类型以及膜分离技术的应用。
第6章气固、液固传质分离过程
6.1 吸附分离过程 6.1.1 吸附过程基础 6.1.2 吸附分离过程与技术
(3)物理吸附的吸附质分子可通过降低压力的方法 解吸,而化学吸附的吸附质分子的解吸要困难得多, 往往是不可逆的;
(4)物理吸附可以是单分子层吸附也可以是多分子 层吸附,而化学吸附通常只是单分子层吸附,某些情 况下,化学吸附单分子层上还可能发生物理吸附;
(5)物理吸附瞬时发生,而化学吸附一般需要达到 一定的活化能后才发生。
吸附平衡关系通常用等温下吸附剂上吸 附质的含量与流体相中吸附质的浓度或分压 间的关系表示(吸附等温线)。
萃取和重结晶课件
![萃取和重结晶课件](https://img.taocdn.com/s3/m/2b58196f0a4c2e3f5727a5e9856a561252d321f0.png)
手握分液漏斗的姿势
萃取和重结晶
2、每振摇几次后,就要将漏斗尾部向上倾斜(朝无人处)打开活塞 放气,以解除漏斗中的压力。如此重复至放气时只有很小压力后,再剧烈 振摇2~3min,静置,待两相完全分开后。
3、打开上面的玻塞,再将活塞缓缓旋开,下层液体自下口放出,有 时在两相间可能出现一些絮状物也同时放去。然后将上层液体从分液漏斗 的上口倒出。
萃取和重结晶
萃取和重结晶
分液漏斗的使用
1、使用前应先检查下口活塞和上口塞子是否有漏液现象。 分液漏斗中盛少量水,检查它的活塞和顶塞及磨口是否匹配
检漏 将被萃取溶液倒入分液漏斗中,然后加入少量萃取剂。塞紧顶塞, 先用右手食指末节将漏斗上端玻塞顶住,再用大拇指及食指和中指握住 漏斗,用左手的食指和中指蜷握在活塞的柄上。然后将漏斗平放,前后 摇动或作圆周运动,使液体振动起来,两相充分接触,以提高萃取效率
讲授内容:
❖ 萃取的原理 ❖液-液 萃取操作 ❖ 液-固萃取操作 ❖ 重结晶的原理 ❖ 重结晶操作
萃取和重结晶
萃取的原理及操作
萃取和重结晶
实验原理
萃取是物质从一相向另一相转移的操作过程。它是有 机化学实验中用来分离或纯化有机化合物的基本操作之一。 应用萃取可以从固体或液体混合物中提取出所需要的物质, 也可以用来洗去混合物中少量杂质。前者通常称为“萃取” (或“抽提”),后者称为“洗涤”。所以洗涤实际上也 是一种萃取。 根据被提取物质状态的不同,萃取分为两种:
萃取和重结晶
一般从水溶液中萃取有机物时,选择合适萃取溶剂的 原则是:
①萃取的溶剂在水中溶解度很小或几乎不溶; ②被萃取物在溶剂中要比在水中溶解度大; ③溶剂与水和被萃取物都不反应; ④萃取后溶剂易于和溶质分离开,最好用低沸点溶剂, 萃取后溶剂可用常压蒸馏回收。 ⑤价格便宜,操作方便,毒性小、不易着火也应考虑。
萃取和重结晶
2、每振摇几次后,就要将漏斗尾部向上倾斜(朝无人处)打开活塞 放气,以解除漏斗中的压力。如此重复至放气时只有很小压力后,再剧烈 振摇2~3min,静置,待两相完全分开后。
3、打开上面的玻塞,再将活塞缓缓旋开,下层液体自下口放出,有 时在两相间可能出现一些絮状物也同时放去。然后将上层液体从分液漏斗 的上口倒出。
萃取和重结晶
萃取和重结晶
分液漏斗的使用
1、使用前应先检查下口活塞和上口塞子是否有漏液现象。 分液漏斗中盛少量水,检查它的活塞和顶塞及磨口是否匹配
检漏 将被萃取溶液倒入分液漏斗中,然后加入少量萃取剂。塞紧顶塞, 先用右手食指末节将漏斗上端玻塞顶住,再用大拇指及食指和中指握住 漏斗,用左手的食指和中指蜷握在活塞的柄上。然后将漏斗平放,前后 摇动或作圆周运动,使液体振动起来,两相充分接触,以提高萃取效率
讲授内容:
❖ 萃取的原理 ❖液-液 萃取操作 ❖ 液-固萃取操作 ❖ 重结晶的原理 ❖ 重结晶操作
萃取和重结晶
萃取的原理及操作
萃取和重结晶
实验原理
萃取是物质从一相向另一相转移的操作过程。它是有 机化学实验中用来分离或纯化有机化合物的基本操作之一。 应用萃取可以从固体或液体混合物中提取出所需要的物质, 也可以用来洗去混合物中少量杂质。前者通常称为“萃取” (或“抽提”),后者称为“洗涤”。所以洗涤实际上也 是一种萃取。 根据被提取物质状态的不同,萃取分为两种:
萃取和重结晶
一般从水溶液中萃取有机物时,选择合适萃取溶剂的 原则是:
①萃取的溶剂在水中溶解度很小或几乎不溶; ②被萃取物在溶剂中要比在水中溶解度大; ③溶剂与水和被萃取物都不反应; ④萃取后溶剂易于和溶质分离开,最好用低沸点溶剂, 萃取后溶剂可用常压蒸馏回收。 ⑤价格便宜,操作方便,毒性小、不易着火也应考虑。
液固液液色谱法PPT课件
![液固液液色谱法PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/607bd6b7be23482fb5da4c95.png)
第22页/共58页
己烷 环己烷 甲苯 苯 乙醚 氯仿 一氯甲烷 丙酮
硝基甲烷 乙腈 丙酮 乙醇 甲醇
己烷 环己烷 异丙醚 甲苯 苯 乙醚 氯仿 一氯甲烷 二氯甲烷 丙酮 乙酸乙酯 硝基甲烷 乙腈 丙酮 乙醇 甲谱中广泛使用混合溶剂(二元、三元体系等), 这是因为虽然不同的纯溶剂有不同的溶剂强度。但他们 不一定是进行液-固吸附色谱的最佳溶剂强度,我们可 以利用不同组成的混合溶剂获得任意需要的溶剂强度。
第30页/共58页
(4)常用于HPLC-GC联用技术
• 由于流动相为有机溶剂,易于气化,所以目 前90%的HPLC-GC中的HPLC部分采用液- 固吸附色谱,进行正相HPLC。
第31页/共58页
•二、液-液分配色谱法
32
第32页/共58页
1、液-液分配色谱法的定义
液-液分配色 谱
基于样品组分在固定液和流动相之间分配系数不同而分 离的色谱法称为液-液分配色谱法(Liquid-Liquid Chromatography,LLC)。
X. 溶质分子 Y. 溶剂分子 s. 吸附剂 m. 流动相
第17页/共58页
溶质
流动相
吸附剂
诱导力
静电力 氢键力 色散力
电荷 转移
络合物 形成
第18页/共58页
• 组分分子中的极性官能团与固定相表面上活性作用点 (如硅羟基)之间的相互作用强弱决定了它的竞争能力, 即保留程度的大小,这种极性相互作用的强弱归纳如下 表所示。
平均粒度/μm
30~40
5~10
比表面积/(m2/g)
1.0~1.5
400~600
样品容量/(mg/g) 0.05~0.1
1~5
填充
干法装柱
己烷 环己烷 甲苯 苯 乙醚 氯仿 一氯甲烷 丙酮
硝基甲烷 乙腈 丙酮 乙醇 甲醇
己烷 环己烷 异丙醚 甲苯 苯 乙醚 氯仿 一氯甲烷 二氯甲烷 丙酮 乙酸乙酯 硝基甲烷 乙腈 丙酮 乙醇 甲谱中广泛使用混合溶剂(二元、三元体系等), 这是因为虽然不同的纯溶剂有不同的溶剂强度。但他们 不一定是进行液-固吸附色谱的最佳溶剂强度,我们可 以利用不同组成的混合溶剂获得任意需要的溶剂强度。
第30页/共58页
(4)常用于HPLC-GC联用技术
• 由于流动相为有机溶剂,易于气化,所以目 前90%的HPLC-GC中的HPLC部分采用液- 固吸附色谱,进行正相HPLC。
第31页/共58页
•二、液-液分配色谱法
32
第32页/共58页
1、液-液分配色谱法的定义
液-液分配色 谱
基于样品组分在固定液和流动相之间分配系数不同而分 离的色谱法称为液-液分配色谱法(Liquid-Liquid Chromatography,LLC)。
X. 溶质分子 Y. 溶剂分子 s. 吸附剂 m. 流动相
第17页/共58页
溶质
流动相
吸附剂
诱导力
静电力 氢键力 色散力
电荷 转移
络合物 形成
第18页/共58页
• 组分分子中的极性官能团与固定相表面上活性作用点 (如硅羟基)之间的相互作用强弱决定了它的竞争能力, 即保留程度的大小,这种极性相互作用的强弱归纳如下 表所示。
平均粒度/μm
30~40
5~10
比表面积/(m2/g)
1.0~1.5
400~600
样品容量/(mg/g) 0.05~0.1
1~5
填充
干法装柱
《液固界面现象》课件
![《液固界面现象》课件](https://img.taocdn.com/s3/m/d7be4f25cbaedd3383c4bb4cf7ec4afe04a1b1d1.png)
《液固界面现象》ppt课件
目录
• 液固界面现象概述 • 液固界面润湿现象 • 液固界面吸附现象 • 液固界面分子组装与自组装 • 液固界面现象研究展望
01 液固界面现象概 述
定义与分类
定义
液固界面现象是指液体与固体表 面之间相互作用所发生的现象。
分类
可分为润湿、吸附、表面张力等 。
重要性与应用领域
光学干涉技术
通过干涉图样的变化,研究表面形貌和界面分子排列,具有非接触 、无损检测的优点。
计算机模拟技术
利用分子动力学、蒙特卡罗等方法模拟液固界面的微观结构和动态 行为,为实验提供理论支持。
跨学科交叉研究的推进
1 2
物理学与化学的交叉
研究表面活性剂、胶体等物质在液固界面上的吸 附和排列,揭示界面现象的物理机制。
分子组装与自组装的驱动力
分子组装驱动力
分子间的弱相互作用力,如氢键、π-π相互作用等,这些力可以诱导分子按照一定的方向和排列方式结合,形成 有序的结构。
自组装驱动力
自组装的驱动力主要来自于熵驱动和能量最小化。在一定条件下,分子或结构单元会自发形成有序结构以降低系 统的总能量和提高系统的熵值。
分子组装与自组装的构筑单元
生物学与化学的交叉
研究生物分子在液固界面的吸附、扩散和反应, 为生物医学工程和生物技术提供理论基础。
3
工程学与化学的交叉
研究表面张力、润湿性等液固界面现象在工业生 产中的应用,提高产品质量和降低能耗。
实际应用中面临的挑战与解决方案
界面稳定性问题
在某些条件下,液固界面可能发生不稳定性,如涟漪、破裂等现象 ,需要深入研究其产生机制和解决方案。
04 液固界面分子组 装与自组装
分子组装与自组装的定义与分类
目录
• 液固界面现象概述 • 液固界面润湿现象 • 液固界面吸附现象 • 液固界面分子组装与自组装 • 液固界面现象研究展望
01 液固界面现象概 述
定义与分类
定义
液固界面现象是指液体与固体表 面之间相互作用所发生的现象。
分类
可分为润湿、吸附、表面张力等 。
重要性与应用领域
光学干涉技术
通过干涉图样的变化,研究表面形貌和界面分子排列,具有非接触 、无损检测的优点。
计算机模拟技术
利用分子动力学、蒙特卡罗等方法模拟液固界面的微观结构和动态 行为,为实验提供理论支持。
跨学科交叉研究的推进
1 2
物理学与化学的交叉
研究表面活性剂、胶体等物质在液固界面上的吸 附和排列,揭示界面现象的物理机制。
分子组装与自组装的驱动力
分子组装驱动力
分子间的弱相互作用力,如氢键、π-π相互作用等,这些力可以诱导分子按照一定的方向和排列方式结合,形成 有序的结构。
自组装驱动力
自组装的驱动力主要来自于熵驱动和能量最小化。在一定条件下,分子或结构单元会自发形成有序结构以降低系 统的总能量和提高系统的熵值。
分子组装与自组装的构筑单元
生物学与化学的交叉
研究生物分子在液固界面的吸附、扩散和反应, 为生物医学工程和生物技术提供理论基础。
3
工程学与化学的交叉
研究表面张力、润湿性等液固界面现象在工业生 产中的应用,提高产品质量和降低能耗。
实际应用中面临的挑战与解决方案
界面稳定性问题
在某些条件下,液固界面可能发生不稳定性,如涟漪、破裂等现象 ,需要深入研究其产生机制和解决方案。
04 液固界面分子组 装与自组装
分子组装与自组装的定义与分类
第三章固液分离技术第一节过滤技术调整ppt课件
![第三章固液分离技术第一节过滤技术调整ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/c1af7d76b5daa58da0116c175f0e7cd1842518b4.png)
2)原料液(发酵液)的黏度viscosity :
固液分离速度通常与粘度成反比,粘度越大,固液分离越困 难。影响粘度的因素:
菌体的种类和浓度(重要因素),通常丝状菌、动物或植 物细胞悬浮液粘度较大,浓度增大,粘度也提高。
培养液中蛋白质、核酸大量存在:通常细胞破碎或细胞自 溶后粘度增大。因此细胞破碎的程度应控制,发酵放罐时 间要适宜。
❖ ◆过滤介质常用的有滤纸、滤布、纤维、 多孔陶瓷、烧结金属和各种高分子膜等。 ※
为了规范事业单位聘用关系,建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ,保障 用人单 位和职 工的合 法权益
滤饼
传统的过滤
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影响原料液固液分离的因素
❖ 1)原料液(发酵液)中悬浮粒子的大小
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❖ (1)常压过滤(重力过滤) : ❖ 以液位差为推动力的过滤。 ❖ ◆实验室常用的滤纸过滤以及生产中使用的
吊篮或吊袋过滤都属于常压过滤。 ❖※
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❖ (2)加压过滤: ❖ 以压力泵或压缩空气产生的压力为推动力。 ❖ ◆生产中常用各式压滤机进行加压过滤。 ❖ ◆添加助滤剂、降低悬浮液粘度、适当提高
固液分离速度通常与粘度成反比,粘度越大,固液分离越困 难。影响粘度的因素:
菌体的种类和浓度(重要因素),通常丝状菌、动物或植 物细胞悬浮液粘度较大,浓度增大,粘度也提高。
培养液中蛋白质、核酸大量存在:通常细胞破碎或细胞自 溶后粘度增大。因此细胞破碎的程度应控制,发酵放罐时 间要适宜。
❖ ◆过滤介质常用的有滤纸、滤布、纤维、 多孔陶瓷、烧结金属和各种高分子膜等。 ※
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滤饼
传统的过滤
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影响原料液固液分离的因素
❖ 1)原料液(发酵液)中悬浮粒子的大小
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❖ (1)常压过滤(重力过滤) : ❖ 以液位差为推动力的过滤。 ❖ ◆实验室常用的滤纸过滤以及生产中使用的
吊篮或吊袋过滤都属于常压过滤。 ❖※
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❖ (2)加压过滤: ❖ 以压力泵或压缩空气产生的压力为推动力。 ❖ ◆生产中常用各式压滤机进行加压过滤。 ❖ ◆添加助滤剂、降低悬浮液粘度、适当提高
第四章 固液分离设备
![第四章 固液分离设备](https://img.taocdn.com/s3/m/fa6e3eca58f5f61fb7366697.png)
③甩干。
⑤甩干
④洗涤。
⑥停机,挖出滤饼。
2.2 自动下出料离心机 a. 结构:多一刮刀和固体出料口,见图4-36 b.优点:①能力强,滤饼干。 ②自动连续生产,劳动强度低。 c.缺点及适用范围: 价格贵,不适合滤饼太粘的料液。
d.操作过程:图4-37
2.3 自动卸料卧式离心机 a. 结构:见图4-38,4-39 b.优点:①占地面积小,可自动连续生产。 ②滤饼厚度均匀(不受重力影响)。 c.缺点及适用范围: 结构复杂,对转轴要求高;进料要均匀。 d.适用场合及操作过程:和立式相同。见图4-40
化工制药食品等行业的粉状粒状及纤维状物料的浓缩混合干燥及需低湿干燥的物料如生化制品等更适用于易氧化易挥发热敏性强烈刺激有毒性物料和不允许破坏结晶体的物料的干燥
第一节 过滤设备
概述
• 生物工业中,一般都需要从发酵液中除去菌体以得到 产品,或从培养基中除去未溶解的残余固体颗粒以便后 续加工,如啤酒生产中麦汁的过滤,啤酒酵母的过滤分 离。另外,在提取过程中,也经常遇到晶体与母液的分 离问题。它们都属于化工单元操作中的液一固分离过程。 • 微生物发酵的悬浮液中,固体粒子的性质差异很大, 且具有一定的可压缩性,使得分离较一般化工产品的分 离更加困难。通常分离前先对悬浮液进行预处理,改变 液体的物理性质,再选择适宜的分离手段和操作条件, 达到分离的目的。 • 液一固分离过程常采用沉降和过滤两种操作来完成。 沉降有重力沉降和离心沉降之分,过滤则有常压、加压、 真空及离心过滤不同形式。
(2)喷嘴排渣碟式分离机
连续操作。整体结构与人工排渣碟 式分离机相似,但转鼓内腔呈双锥形, 可对沉渣起压缩作用,提高沉渣浓度。 转鼓内直径最大 900毫米。转鼓周缘 有喷出浆状沉渣的喷嘴2~24个,喷嘴 孔径为0.5~3.2毫米。喷嘴的数目和 孔径根据悬浮液性质、浓缩程度和处 理量确定。通过喷嘴的沉渣流速很大, 喷嘴用耐磨材料如、和碳化硼 等制成。为提高排渣浓度,这种分离机还有将排出的沉渣部分送回转鼓内 再循环的结构。沉渣的固相浓度可比进料的固相浓度提高 5~20倍。这种分 离机的处理量最大达300米3/小时,适于处理固相颗粒直径为0.1~100微米、 固相浓度通常小于 10%(最大可至25%)的悬浮液。
第6章气固 液固传质分离过程
![第6章气固 液固传质分离过程](https://img.taocdn.com/s3/m/37ddbfdeaeaad1f346933f3a.png)
固定床吸附器
移动床吸附器 流化床吸附器
槽式搅拌吸附—接触过滤式
Co C t=t
t=0
接触过滤式吸附过程一般在带有搅拌器的吸附槽中进行。 操作时,首先将原料液加入吸附槽,然后在搅拌状态下加
入吸附剂。在搅拌器的作用下,槽内液体呈强烈湍动状态,
而吸附质则悬浮于溶液中。当吸附过程接近吸附平衡时, 通过过滤装置将吸附剂从溶液中分离出来。接触过滤式吸 附过程属间歇操作过程,常用于溶质的吸附能力很强,且 溶液的浓度很低的吸附过程,以回收其中少量的溶解物质
吸附是指流体(气体或液体)与固体多孔物质接触时,流 体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔内表 面,并附着在这些表面上形成单分子层或多分子层的过程。 被吸附的流体称为吸附质,多孔固体颗粒称为吸附剂。 吸附达到平衡时,吸附剂内的流体称为吸附相,剩余的
流体本体相称为吸余相。 吸附剂对不同吸附质的吸附能力不同,从而实现组分分离。
或除去某些杂质等。
固定床吸附
固定床吸附过程是最为典型的吸附过程之一,在制药化工 生产中有着广泛的应用。将颗粒状的吸附剂以一定的填充 方式充满圆筒形容器,即构成固定床,操作时,含有吸附 质的液体或气体以一定的流速流过吸附剂床层,进行动态 吸附。当床层内的吸附剂接近或达到饱和时,吸附过程停 止,随后对床层内的吸附剂进行再生,再生完成后,即可
q Kp1/ n qs 1 Kp1/ n
多组份吸附平衡关系
如果混合物中两个或多个组分都有相当的吸附量,情况就很 复杂。实验表明,一个组分的吸附可增加、降低或不影响另 外组分的吸附,这取决于被吸附分子间的相互作用。
Langmuir方程扩展式
忽略各吸附组分之间的相互作用,其他组分的吸附仅仅减小
气固、液固传质分离过程
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污水处理
01
02
03
去除有害物质
污水处理过程中,传质分 离技术可以用于去除废水 中的有害物质,如重金属 离子、油类物质等。
回收有价值资源
通过传质分离过程,可以 回收废水中的有价值资源, 如氮、磷等营养元素,实 现资源的循环利用。
提高水质
对于需要处理后直接排放 或回用的废水,传质分离 技术可以降低废水中的污 染物浓度,提高水质。
气固、液固传质分离过程
• 气固传质分离过程 • 液固传质分离过程 • 传质分离过程的应用 • 传质分离过程的挑战与解决方案 • 传质分离过程的发展趋势
01
气固传质分离过程
吸附分离
总结词
利用固体吸附剂对气体中不同组分的吸附性能差异实现分离 。
详细描述
吸附分离是利用固体吸附剂对气体中不同组分的吸附性能差 异实现分离的过程。在吸附过程中,吸附剂对不同组分的吸 附能力不同,从而实现选择性吸附。常用的吸附剂包括活性 炭、分子筛、硅胶等。
详细描述
静电分离是利用高压电场使气体电离,气体中的固体颗粒物在电场力作用下被分 离出来的过程。静电分离具有分离效率高、处理量大等优点,但设备投资和维护 成本较高。
02
液固传质分离过程
沉降分离
总结词
利用颗粒在液体中的重力作用进行分离。
详细描述
沉降分离是利用颗粒在液体中的重力作用进行分离的方法。颗粒在液体中受到重力作用而逐渐下沉, 最终实现固液分离。根据颗粒的密度和粒径差异,可以采用不同的沉降方式,如自然沉降和离心沉降 。
过滤分离
总结词
通过多孔介质拦截颗粒实现分离。
详细描述
过滤分离是利用多孔介质拦截颗粒实现分离的方法。多孔介质可以是滤布、滤纸、砂滤器等。当含有颗粒的液体 通过多孔介质时,颗粒被拦截下来,从而实现固液分离。过滤分离广泛应用于工业废水处理、饮用水处理等领域。
固液分离技术1概述PPT课件
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过滤法
总结词
通过多孔介质将固体颗粒与液体分离的 方法。
VS
详细描述
过滤法是利用具有孔隙的多孔介质(如滤 布、滤网等)将固体颗粒截留在介质表面 ,从而实现固液分离。该方法适用于颗粒 较细、密度与液体相近的固体颗粒。过滤 法操作简便,处理效率高,但需要定期更 换过滤介质,且容易堵塞。
离心法
总结词
利用离心力将固体颗粒与液体分离的方法。
详细描述
离心法是利用高速旋转产生的离心力将固体 颗粒从液体中分离出来。该方法适用于处理 含有大量悬浮物的液体,如泥浆、废水等。 离心法处理效率高,但设备成本和维护成本 较高,且需要消耗大量能源。
浮选法
总结词
利用固体颗粒与液体密度的差异,通过气泡 将固体颗粒带到液体表面进行分离的方法。
详细描述
浮选法常用于处理含有微小颗粒的液体,如 选矿、污水处理等。该方法通过向液体中通 入气泡,使固体颗粒粘附在气泡上,随气泡 浮升至液面形成浮渣,从而实现固液分离。 浮选法处理效率较高,但需要添加化学药剂
过滤分离原理是利用多孔介质(如滤布、滤网等)阻挡颗粒,使液体通过而颗粒 被截留在介质表面或内部,从而实现固液分离。过滤效率与多孔介质的孔径、颗 粒的大小以及液体的粘度等因素有关。
浮选原理
总结词
利用气泡吸附颗粒并带到液面,实现固液分离。
详细描述
浮选原理是利用气泡吸附颗粒并带到液面,从而实现固液分离。在浮选过程中,向液体中通入大量气泡,气泡会 吸附颗粒并一起浮到液面,形成泡沫层,从而实现固液分离。浮选的效率与气泡的大小、数量以及颗粒的物理化 学性质等因素有关。
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采矿废水处理案例
总结词
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• 注意:当滤饼是产品时不能使用助滤。
四、过滤设备
• 过滤悬浮液的设备称为过滤机。生产上使 用的过滤机类型很多,按过滤推动力分为 加压过滤机、真空过滤机;按操作方式可 分为间歇式和连续式过滤机。
• 间歇过滤机结构简单,多采用加压操作, 常见的有板框压滤机、叶滤机等。连续过 滤机多采用真空操作,常见的有转筒真空 过滤机、圆盘真空过滤机等。
• 1. 板框压滤机
• 板框压滤机是广泛应用的一种间歇操作的加 压过滤机,主要由机头、滤框、滤板、尾板 和压紧装置构成,它由滤框、过滤介质和滤 板交替排列组成若干个滤室。
• 2.转筒真空过滤机
• 转筒真空过滤机是应用较广的连续过滤机 。其主要部件是能转动的水平圆筒和分配 头。圆筒表面有一层金属丝网,网上覆盖 滤布,筒的下部浸入滤浆中,如图所示。
• 悬浮液从圆筒上部的切向进口进入器内, 旋转向下流动。液流中的颗粒受离心力作 用,沉降到器壁,并随液流下降到锥形底 的出口,成为较稠的悬浮液而排出,称为 底流。澄清的液体或含有较小较轻颗粒的 液体,则形成向上的内旋流,经上部中心 管从顶部溢流管排出,称为溢流。
旋液分离器
管式离心机
• 此外,对于分离效率要求很高、悬浮液中 固体含量低或粒子很小的一些分离过程可 采用沉降离心机,如管式分离机、螺旋卸 0.5r/min的齿耙, 将沉淀的粒子缓慢地耙向底部中央的排渣 口排出。清液经顶部周圈上的溢流管连续 导出
• 大的沉降器直径可达10~100m,深2.5~4m。 这类沉降器结构简单,处理量大,而且操 作可以连续化和机械化。
• 连续沉降槽是环保设备中非常重要的设备, 可用于淤泥分离。
三、过滤
• 过滤目的:从悬浮液中 分离出固体颗粒。 • 过滤:在外力的作用下, 悬浮液中的液体通过多 孔介质的孔道而固体颗 粒被截留下来, 从而实 现固、液分离的操作。
• 过滤术语:
• 滤饼过滤:悬浮液过滤时,液体通过过滤 介质而颗粒沉积在过滤介质表面而形成滤 饼。颗粒比过滤介质的孔径大时会形成滤 饼。不过小颗粒由于“架桥现象”开始时 滤液较浑浊,随着“架桥现象”逐渐形成 滤饼层,此时滤饼层成为有效的过滤介质, 滤液变得澄清。适用于颗粒含量较高等悬 浮液。化工生产一般都是这种情况。故本 章只讨论滤饼过滤。
• (1)粗粒子悬浮液 固体粒子的直径大于 100μm。
• (2)细粒子悬浮液 固体粒子的直径为 0.5~100μm。
• (3)浑浊液 固体粒子的走私为0.1~0.5μm。
• (4)胶体溶液 固体粒子的直径在0.1μm以下。
•
根据物系的性质和粒子的大小,可采用不
同的方法分离悬浮液。
二、沉降设备
• 当沉降分离的目的主要是为了得到澄清 液时,所用设备称为澄清器;
• 深层过滤:当悬浮液中所含颗粒很小,而且含量 很少(液体中颗粒的体积小于0.1%)时,可用较厚 的粒状床层做成的过滤介质(自来水净化用的砂层 )进行过滤。由于悬浮液中的颗粒尺寸比过滤介质 孔道直径小,当颗粒随液体进入床层内细长而弯 曲的孔道时,靠静电及分子力的作用而附着在孔 道壁上,过滤介质床层上面没有滤饼形成。因此 ,也称为深层过滤。由于它用于从稀悬浮液中得 到澄清液体,所以又称为澄清过滤,例如自来水 的净化及污水处理。
• 工作过程:
• 特点:
作业
• 1.简述板框压滤机的工作过程。 • 2.简述真空转简过滤机的工作过程。 • 3.说明常用过滤离心机的结构及特点。
• 2.旋液分离器
• 旋液分离器是利用离心力的作用,使悬浮 液中固体颗粒增稠或使粒径不同及密度不 同的颗粒进行分级。其操作原理,与上面 介绍的旋风分离器相似。
• 但旋液分离器的直径比旋风分离器要小, 可增大惯性离心力;圆锥部分要长,有利 于提高分离效率。由于固体粒子快速旋转 下降,会造成器壁的严重磨损,故应采用 耐磨材料制造。
• 若是为了得到含固体粒子的沉淀物时, 所用设备称为稠厚器或增稠器。
• 悬浮液的增稠常作为过滤分离的预处理, 以减小过滤设备的负荷。
• 1.连续沉降槽
• 图所示为连续操作的沉降器,通常是底部 略带锥形的圆槽,具有澄清液体和增稠悬 浮液的双重功能。操作时,悬浮液由进料 管于中心的液面下方0.3~1.0m处连续加入。 无扰动或扰动不大时,并在此处的横截面 上散开,澄清液慢慢上升,固体粒子逐渐 下沉至底部。。
液固分离
• 在化工生产中,常形成液固混合物,如液 相反应生成的沉淀,溶液浓缩析出的结晶 等。固体粒子悬浮于液体中所形成的非均 相物系称为悬浮液。液固分离就是将悬浮 液中的液固两相分离的操作,常用于回收 固体产品;获得澄清的溶液;净化排放的 废液,使之符合排放标准。
一、悬浮液的分类
• 根据固体粒子的大小,通常交悬浮液分为四类。