泡沫分离技术的应用(论文)
泡沫分离技术在医院污水处理中的实验研究
泡沫分离技术在医院污水处理中的实验研究随着城市人口的增加和医疗设施的扩展，医院污水成为城市污染的一个主要源头之一。
传统的污水处理方法往往无法有效去除医院污水中的有害物质和微生物，因此急需一种新型的污水处理技术。
泡沫分离技术作为一种新兴的处理方法，已经得到了广泛的关注和研究。
本文将详细介绍泡沫分离技术在医院污水处理中的实验研究。
一、泡沫分离技术的原理1.1 泡沫分离技术的基本原理泡沫分离技术是一种物理分离方法，其基本原理是利用适当的表面活性剂和气泡产生器，将污水中的悬浮物质和溶解物质与气泡结合形成泡沫，然后通过气泡离心、脱水、重复产生泡沫，最终实现固液分离的目的。
1.2 泡沫分离技术的特点- 高效性：泡沫分离技术能够高效去除污水中的悬浮物质和溶解物质，大大提高了处理效果。
- 简便性：泡沫分离技术操作简便，设备和工艺流程相对较简单，易于实施。
- 可调性：泡沫分离技术可以根据不同污水的特性进行调节和优化，适应性强。
二、泡沫分离技术在医院污水处理中的实验研究2.1 实验设计和条件为了验证泡沫分离技术在医院污水处理中的效果，进行了一系列实验。
实验条件包括污水样品的取样和处理、表面活性剂和气泡产生器的选择、泡沫的离心和脱水等。
2.2 实验结果通过实验得出的结果表明：- 泡沫分离技术可以高效去除医院污水中的悬浮物质、细菌和病毒等有害物质。
- 泡沫分离技术对于有机物质和药物残留也具有良好的去除效果。
- 不同表面活性剂和气泡产生器的选择会影响泡沫分离技术的处理效果，在实验中需要进行优化和调整。
2.3 实验讨论和展望根据实验结果，泡沫分离技术在医院污水处理中具有良好的应用前景。
然而，仍需要进一步研究和实验来优化技术参数和工艺流程，提高泡沫分离技术的处理效果和稳定性。
此外，泡沫分离技术在工业化应用时还需要考虑经济性和可持续发展。
三、结论泡沫分离技术作为一种新型的污水处理技术，在医院污水处理中具有较好的应用潜力。
本文通过实验研究，验证了泡沫分离技术能够高效去除医院污水中的有害物质和微生物，并提出了进一步优化和改进的方向。
泡沫分离技术与应用
浅析泡沫分离技术的应用及其发展趋势摘要：泡沫分离技术作为一种新兴的分离与净化技术，广泛应用于工业领域中。
本文依据近年来有关泡沫分离的报道，综述了泡沫分离技术的研究进展，介绍了分离过程中操作参数，溶液体系性质，分离设备等因素对分离效果的影响，并介绍了泡沫分离在固体粒子、溶液中的离子分子、废水处理以及生物产品的分离过程中的应用，指出了泡沫分离技术目前存在的问题及发展方向。
关键词：泡沫分离技术；原理；设备；影响因素；应用Abstract: The foam fractionation and purification technique, which are widely used in industry. Based on recent reports of foam separation, the purpose of this paper was to review the foam fractionation, introduced the effects of the operating parameters, the nature of solution system and the equipment, and also introduced the application of foam separation. To discuss the current problem and development trend of foam fractionation.Key words: foam fractionation; theory; equipment; the factors of effect; applications第一章引言泡沫分离技术是近几十年发展比较快的新兴分离技术，广泛应用于工业领域中。
泡沫分离是膜分离技术的一种，它是以泡沫作为分离介质，以组分之间的表面活性差异作为分离依据，利用在溶液中的鼓泡来达到浓集物质目的的一种新型分离技术【1】。
泡澡法分离作业
泡沫分离法在皂苷分离中的应用摘要：本文分析了泡沫分离技术的应用现状及其分离原理，着重探讨了该技术应用于分离皂苷类成分的可行性、优越性，分析了该技术的应用前景，并提出了若干需要深入研究的文体。
关键字：泡沫分离技术皂苷应用1 前言皂苷别称：碱皂体；皂素；或皂草苷，是一类在水溶液中经振摇能产生大量持久泡沫的复杂分子，由糖链与三萜类、甾体或甾体生物碱通过碳键相连而成。
皂苷主要分布在陆地高等植物中，也少量存在于海星和海参等海洋生物中。
它们广泛存在于植物的茎、叶和根中，如人参、三七、绞股蓝、黄芪、甘草、毛冬青、远志、无患子等。
经大量研究表明，这些皂苷具有广泛的药理作用和生物活性如免疫作用、抗肿瘤、抗真菌、灭螺、杀血吸虫、防治心血管疾病等，而且还可以作为食品天然甜味剂、保护剂、发泡剂、增味剂、抗氧化剂等。
许多中草药如人参、原汁、桔梗、甘草和柴胡等的主要成分都含有皂苷[1]。
由于皂苷类化合物极性大、水溶性强，分离、精制有一定难度。
近年来，随着分离手段的显著进步，国内外除使用经典的皂苷分离方法外又发展了一些对皂苷有效的新分离技术，如超临界流体萃取技术、半仿生提取法、超声提取法、大孔吸附树脂技术等提取技术及高效液相层析法、液滴逆流色谱法等分离、精制方法。
本文试引用一种新型分离技术——泡沫分离技术于皂苷成分的提取、分离中。
2 泡沫分离技术的应用情况泡沫分离是一项利用物质在气泡表面上吸附性质的差异进行分离的技术。
20 世纪初泡沫浮选就已广泛应用于矿冶工业[2]，近30年来又针对金属离子、蛋白质、酶及微生物细胞等的分离发展起新型的泡沫吸附分离技术[3-5]。
所谓泡沫分离法就是指采用鼓泡的方式，向溶液中通人大量微小气泡，在一定条件下使呈表面活性的待分离物质吸附或粘附于上升的气泡表面而浮升到液面，从而使某一组分或某些组分得以分离。
它是分离和富集痕量物质的一种有效方法。
溶液中含有表面活性成份是泡沫分离的必要条件之一，而中草药中的皂苷、蛋白质、树胶以及其它高分子化合物具有表面活性剂的特性，能够在强烈搅拌或沸腾时产生稳定的泡沫[6]，并且泡沫反应是皂苷类有效成份定性分析的常用方法[7]。
泡沫分离技术及其在蛋白分离中的应用
及发展大致可以看出，泡沫分离 的应用可以分为两大类。一类是 本身为非表面活性物质（如铜、 锌、银、镉、铁、汞等金属类物 质），需通过配位或其他方法使 其具有表面活性，这类体系被广 泛地下用面本于文工将业就泡污沫水分中离技各术种及金其在属离 子质的分离分蛋离白回质中收的，应以用作及一海个水简单中介铀、 钼绍、铜等的富集和原子能工业中
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含放射性元素锶的废水的处理； 另一类是本身具有表面活性的物
蛋白质和酶的分离浓缩
泡沫分离蛋白质主要是由于蛋白质具有一定 的表面活性能够吸附于气液界面，因此知道能够 利用泡沫分离技术分离提取的蛋白质首先应具有 一定的表面活性，但并非拥有表面活性的蛋白质 就能够用泡沫分离法进行分离。目前能够利用泡 沫分离技术成功分离出的蛋白质有：磷酸酶、链 激酶、蛋白酶、血清白蛋白、溶菌酶、胃蛋白酶、 尿素酶、过氧化氢酶、明胶、大豆蛋白、卢一酪 蛋白、抗菌肽类等一系列蛋白质。
泡沫分离技术的操作方式
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分离技术的基本流程：间歇式和连 续式
连续式泡 沫分离装 置与间歇 式没有什 么本质区 别，只是 含表面活 性剂的料
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• 应用连续型泡沫分离装置，便于工业化、自动化生产。
• 三种不同的连续型泡沫分离装置分别为浓缩塔（精 馏塔）、提取塔（提馏塔）、复合塔（全馏塔），可 根据不同目的选择不同的塔。
泡沫分离的简介
泡沫分离，又称泡沫吸附分离技术，是一种用来分离金属离子、 胶体、分子及沉淀等物质的一种新型分离方法，并在发展过程中逐渐 作为一种单元操作加以研究。至今为止，泡沫分离技术不但在矿物浮 选的应用上已经相当成熟，并已成功应用于很多表面活性物质（诸如 蛋白质、酶、胶体、合成洗涤剂等）的分离。近年来，科学研究者们 仍在不断探索更高效、环保、适于工业化操作的泡沫分离操作方式， 并不断尝试分离新的活性物质以满足现代社会及工业的需求。继用泡 沫分离技术从溶液中回收微量金属离子的相关研究开始之后，随着对 整个分离过程的原理、机制、操作方式、分离条件的深入研究，泡沫 分离技术的应用范围逐渐扩大到蛋白质、DNA、酶等各种生物活性 物质以及合成洗涤剂的分离。其环保、温和、操作简单的特点无疑将 使其在有关生物、环境、食品、化工等工业中得到更加广泛的应用。
泡沫分离在食品中的应用——郝旭艳
实验流程
间歇式泡沫分离塔 实验流程 • 样品溶液置于塔的底部，从 塔底连续鼓进空气，在塔顶 连续排出泡沫液。根据表面 活性剂的消耗情况，间歇地 从塔底补充表面活性剂。料 液因形成泡沫而不断减少， 待目标物质分离完成后，残 液从塔底排出。
发展前景
• 随着现代工业的发展，一种物质的分离往往需要几 种分离方法才能达到分离的要求，泡沫分离常常与 萃取、沉降、生化等方法共同应用于化工、生化、 医药、污水处理等领域，它的应用和发展前景十分 广阔。因此，对泡沫分离技术分离效率的影响因素 及其影响程度的研究就显得十分重要。分离设备的 创新和改善对于泡沫分离技术的工业化应用也起到 了重要作用。此外，由于吸附而引起的溶液黏度等 物性的变化，也可能会影响到泡沫排液和泡沫稳定 性。单级、半间歇及连续操作的泡沫塔的分离能力 已有较详细的论述，而多级逆流或错流模型还需进 一步考察。有效的泡沫分离和破沫模型的放大，对 于多级泡沫塔的操作也是非常重要的。由于多数食 品料液都具有起泡功能，因此泡沫分离技术在食品 工业上有很大的应用潜力。
性质
• 泡沫分离性质：又称泡沫级分，起泡分离。 将气体通入溶液或悬浮液中时，产生气泡， 气泡表面会将溶液中的溶质或悬浮液中分 散的粒子加以吸附或附着，这种操作即称 为泡沫分离。
分离过程
• 泡沫分离过程是利用待分离物质本身具有 表面活性或能与表面活性剂通过化学的、 物理的力结合在一起，在鼓泡塔中被吸附 在气泡表面，得以富集，借气泡上升带出 溶剂主体，达到净化主体液、浓缩待分离 物质的目的。
泡沫分离在食品中的应用
化工1003班 郝旭艳 100110055
泡沫分离
• • • • • • • • 原理 性质 分离过程 条件 特点 应用（主讲在食品方面） 实验流程 发展前景
泡沫分离法分离蛋白质
分离工程期末论文泡沫分离法分离蛋白质Foam separation separation protein学院：化学工程学院专业班级：化学工程与工艺化工081 学生姓名：喻唯学号： 050811103 指导教师：戴卫东（副教授）2011年6月期末论文中文摘要泡沫分离法分离蛋白质摘要：泡沫分离蛋白质是利用蛋白质的表面活性对其进行分离的一种方法,分离过程中的条件温和,对蛋白质的活性影响较小,是一种成本较小、有着很好应用前景的分离方法.实验中,以两种蛋白质BSA和HSA作为分离模拟体系的目标蛋白质,利用自制的泡沫分离塔,作了一系列的泡沫分离实验,考察了各种操作参数对分离结果(回收率和增浓比)的影响.实验发现,液柱高度、泡沫层高度、鼓入气体的流速、进料流量和pH值、料液浓度以及温度等对分离的效果有着不同程度的影响:较低的进气速度、较高的泡沫高度与液柱高度、适宜的温度(BSA在25℃,HSA在35℃)、适当的pH值(蛋白质的等电点附近)以及较低的母液浓度有利于得到较高的富集比.在最佳条件下富集比最高可达28.6,回收率可达93.1％.在模型的建立过程中,假设吸附过程始终处于平衡态、气泡大小均一以及每一个气泡均为正十二面体,建立了分离的数学模型,得到可以求解的微分方程组.关键词：蛋白质泡沫分离数学模型回收率富集比泡沫分离法期末论文外文摘要Foam separation separation proteinAbstract:Foam separation protein is the surface activity by protein on the separation of a kind of method, the separation process of mild conditions, the less influence the actiity of the protein, is a kind of cost, lesser, has the very good application prospect of separation method. Experiments with two proteins, BSA and HSA as the target protein separation simulation system, a self-made foam separation tower, made a series of foam, examined the separation experiments of operation parameters on the separation results (recovery and increase the influence of strong than). Experiments have found that fluid column height, foam height, drums into gas velocity, feeding flow and pH value, material liquid concentration and temperature on the separation effect of different effect: lower inlet velocity, higher foam height and fluid column height, appropriate temperature (25 ℃, BSA HSA in 35 ℃), appropriate in the pH value (protein isoelectric point) and low near the mother liquor to get a higher concentration of enrichment ratio. At the best possible conditions than the maximum concentration, recovery can reach dropped to 93.1% 28.6. In model of the process, the hypothetical adsorption process always in equilibrium, bubble size uniformity and each bubble are are twelve surface body, the mathematical model was established, get separation of differential equations can be solved.Keywords:Protein foam separation mathematical model recovery than bubble separation enrichment1 引言1.1 泡沫分离泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分离技术之一。
泡沫浮选分离技术应用进展
第35卷第2期辽 宁 化 工Vol.35,No.2 2006年2月Liaoning Chemical Industry February,2006泡沫浮选分离技术应用进展张海明,李成海,唐雅娟(广西大学化学化工学院,广西南宁530004)摘 要: 综述了泡沫浮选在分离固体粒子、分离溶液中的离子、分子,处理工业废水、油田开发、脱墨、土壤的清洗、回收、浓缩生物活性物质、分离全细胞的应用,并提出将来的发展方向。
关 键 词: 泡沫;泡沫浮选;应用;进展中图分类号: TQ028.9+4 文献标识码: A 文章编号: 10040935(2006)02009204泡沫浮选是一项利用物质在气泡表面上吸附性质的差异进行分离的技术,根据被分离介物质的不同它可以分为两类:一类是本身具有表面活性的分离以及各种天然或合成表面活性剂的分离例如医药生物工程中蛋白质、酶、病毒的分离;另一类是本身为非表面活性剂,但可以通过配合或其他方法使其具有表面活性,这类体系的分离被广泛地用于工业污水中各种金属离子如铜、锌、镉、铁、汞、银等的分离吸收[1]。
人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡,以达到分离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫浮选分离技术,简称泡沫浮选技术。
泡沫浮选分离技术的研究开发工作已开展了近一个世纪,为统一泡沫分离的概念,1967年Karger,Grieves等人共同推荐并向I UPAC提出一项建议把泡沫分离技术分为下列7种:矿物浮选、粗粒子浮选、细粒子浮选、沉淀浮选、离子浮选、分子浮选和吸附浮选[2]。
1 泡沫浮选分离器研究进展自浮游选矿法1860年被应用以来,研制了多种浮选机。
1920年研制成的下部充气式浮选机成为主要机型,现在还正被广泛应用。
在下部充气式浮选机中,采用叶轮作为空气泵的机构吸入空气的方法,或强制的吹入加压空气的方法充气,同时采用叶轮剪切的方法提高矿粒的回收率。
近年来,浮选槽实现了大型化,斑岩铜矿浮选的粗选回路正在应用容积为100~200m3的浮选机。
泡沫浮选分离法去除废水中Cr(Ⅵ)的应用研究
泡沫浮选分离法去除废水中Cr（Ⅵ）的应用研究1.引言- 介绍废水中Cr（Ⅵ）的污染问题- 目的：研究使用泡沫浮选分离法去除废水中Cr（Ⅵ）2.泡沫浮选分离法基本原理- 泡沫浮选分离法的定义和作用- 分离原理：表面活性剂的作用使泡沫特异性吸附污染物，从而分离出来3.实验设计与方法- 材料和仪器- 实验步骤：废水样品的前处理、实验参数的设置、泡沫浮选实验、Cr（Ⅵ）的检测4.实验结果与分析- 不同条件下的Cr（Ⅵ）去除效率- 不同物质的加入对去除效率的影响- 确定最佳实验条件5.结论与展望- 泡沫浮选分离法可以有效去除废水中Cr（Ⅵ）- 研究的局限性和未来发展方向引言重金属污染是当今环境问题中的一个主要问题之一。
其中，Cr （Ⅵ）污染已成为一种严重的问题。
Cr（Ⅵ）通常来源于电镀、锻造、化学加工等工业生产过程中使用的含铬化合物，也可以通过自然地下水、城市污水处理厂的废水等途径被排放到环境中。
Cr（Ⅵ）对人类健康和生态系统都有非常负面的影响。
因此，寻找高效、经济的Cr（Ⅵ）污染治理方法具有非常重要的研究意义。
泡沫浮选分离法作为一种新型的废水处理技术，在处理Cr （Ⅵ）废水方面已经引起了广泛的关注。
泡沫浮选分离法利用表面活性剂和气体作用，使污染物吸附在气泡上，并随着气泡形成泡沫状物质从水中分离出来。
这种方法具有去除效率高、使用条件简单、成本低廉等优点。
本文的主要目的是研究使用泡沫浮选分离法去除废水中Cr （Ⅵ）的可行性，探讨实验参数对去除效率的影响，并确定最佳实验条件，以期为Cr（Ⅵ）污染的治理提供一定的参考和新思路。
论文下一部分将介绍泡沫浮选分离法的基本原理和实验设计及方法。
然后，展示实验结果并对其进行分析讨论，确定最佳实验条件。
最后，总结全文并提出未来的研究方向。
在下一部分中，我们将介绍泡沫浮选分离法的工作原理和相关应用研究。
2.泡沫浮选分离法基本原理泡沫浮选分离法是一种新型的废水处理技术，其基本原理是利用表面活性剂和气体作用，让污染物吸附在气泡上并随着气泡形成泡沫状物质从水中分离出来。
泡沫分离技术及其发展现状概要
泡沫分离技术及其发展现状摘要:探讨了泡沫分离技术的原理、泡沫分离设备及泡沫分离技术的研究进展。
泡沫分离过程的性能受很多因素的影响,例如,进料液浓度、气泡尺寸、气体流量、泡沫的排液、进料位置、聚并、温度等。
阐述了现有的几种新技术,如低重力条件操作、通过压力梯度而提高分离效率。
此外,还简要介绍了泡沫分离塔中传质单元数和传质单元高度的概念。
关键词:泡沫分离;表面活性剂;吸附,分离因子;聚并泡沫分离技术 (Foam Fractionation,又称泡沫吸附分离技术 (Adsorptive bubble separation technique ,是 20世纪初发现的一种新型分离技术。
这种分离技术最初用于矿物的浮选,后来又被用于脱除废水中的表面活性物质 (如表面活性剂、蛋白质、酶等和洗涤剂;或提取可与表面活性剂络合或鳌合在一起的物质, 如金属离子; 也可作为一种浓缩过程, 对含有表面活性剂的废水进行处理; 在生化制品领域中, 还可以通过泡沫分离技术进行病毒分离以及蛋白质、酶的提炼。
为统一泡沫分离的概念, 1967年 Karger 、 Grieves 等人共同建议把泡沫分离技术方法按照图 1分类图 1 泡沫分离技术方法分类泡沫分离技术在工业中成功应用的实例很多, 还有一些应用尚处在实验室研究阶段。
目前有关泡沫分离技术, 很多学者从不同的角度对设计参数进行了深入的研究, 以期提高各种泡沫分离技术及分离设备的效率, 并希望将这一技术大规模、高效的应用于工业中。
在本文中,对泡沫分离技术的应用现状和设备进行了综述和分析。
1 泡沫分离技术的原理泡沫分离的过程是通过在液相底部通入某种气体或使用某种装置产生泡沫, 收集泡沫就得到了某种产物的浓缩液。
泡沫分离技术是根据表面吸附原理,基于溶液中溶质 (或颗粒间表面活性的差异, 表面活性强的物质优先吸附于分散相与连续相的界面处, 通过鼓泡使溶质选择性的聚集在气——液界面并借助浮力上升至溶液主体上方形成泡沫层, 从而分离、浓缩溶质或净化液相主体的过程。
泡沫分离技术的应用(论文)金卫强
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索- 百度文库泡沫分离技术的应用及研究进展摘要泡沫分离技术是近些年得到重视的分离技术之一，介绍了泡沫分离技术的应用，介绍了此技术可分离细胞，可分离富集蛋白质体系，泡沫分离_Fenton氧化工艺处理表面活性剂废水，泡沫分离_Fenton氧化处理炼油废水，两级泡沫分离废水中大豆蛋白的工艺，聚氨酯泡沫塑料分离富集石墨炉原子吸收光谱法测定痕量金，硅片线锯砂浆中硅粉与碳化硅粉的泡沫浮选分离回收，超滤与泡沫分离内耦合应用于表面活性物质浓缩分离的实验研究，重点研究了此技术分离皂苷的有效成分。
通过泡沫浮选分离富集三七中的4种人参皂苷的实验采用泡沫浮选法对三七粗提液中的4种人参皂苷Rg1、R e、Rb1 与 Rd进行了分离富集,此法分离皂苷具有富集倍数高、时间短、装置简单,且不需要有机溶剂,具有安全无污染的特点,易实现工业化生产.最后又介绍了一下泡沫分离技术的优缺点.本文通过在现实工业中的九大应用证实了泡沫分离技术在工业生产中的重要性，泡沫分离的研究工作将不断扩大范围，其工业应用将越来越多.关键词：泡沫分离；富集蛋白质；泡沫浮选法；两级泡沫分离；聚氨酯泡沫塑料分离；超滤与泡沫分离；人参皂苷Application of Foam Separation Technology andResearch DevelopmentAbstractFoam separation is a separation technique in recent years been one of great importance, introduced the application of foam separation technology, introduces the technology detachable cell, detachable enriched with proteins, Oxidation process in foam separation _Fenton surfactant wastewater, foam separation _Fenton oxidation wastewater, two soy protein in the foam separation process wastewater, polyurethane foam separation and enrichment of graphite furnace atomic absorption spectrometric determination of trace gold, silicon silica fume mortar jigsaw pieces with silicon carbide powder froth flotation separation and recovery, the ultrafiltration coupled with the foam separation of surfactant concentration used in the separation of experimental research focused on the separation of this technology the active ingredient saponin.By froth flotation separation and enrichment of the four kinds of ginseng notoginseng saponins foam separation experiments using crude extracts of thirty-seven the four kinds of ginsenosides Rg1, R e, Rb1 and Rd were separated and enriched, this method Saponin isolated high enrichment factor, time is short, the device is simple and does not require organic solvents, and has security features clean and easy to be industrialized. and finally introduction about advantages and disadvantages of foam separation.In this paper, nine in the real industry application of foamseparation confirmed the importance of industrial production inthefoamseparation of the research work will continue to expand the scope of its industrial applications will be more and more.Key words:Foam separation; concentration of protein; foam separation; two foam separation; polyurethane foam separation; ultrafiltration and foam fractionation; ginsenoside目录前言1第一章泡沫分离技术的简介2第二章泡沫分离技术的应用22.1分离细胞22.2分离富集蛋白质体系32.3 分离皂苷有效成分32.4泡沫分离_Fenton氧化工艺处理表面活性剂废水42.5泡沫分离_Fenton氧化处理炼油废水52.6两级泡沫分离废水中大豆蛋白的工艺52.7聚氨酯泡沫塑料分离富集石墨炉原子吸收光谱法测定痕量金62.8硅片线锯砂浆中硅粉与碳化硅粉的泡沫浮选分离回收72.9超滤与泡沫分离内耦合应用于表面活性物质浓缩分离的实验研究8第三章泡沫分离技术的优缺点93.1优点：93.2缺点：9结语9参考文献10前言早在1915年就开始应用于矿物浮选，但是对离子、分子、胶体及沉淀的泡沫吸附分离是在20世纪50年代末才引起人们的兴趣与重视，并逐渐作为一种单元操作加以研究，首先是从溶液中回收金属离子的课题开始，前期研究了泡沫分离金属离子的可行性，然后建立了金属离子与表面活性剂离子之间相互作用的扩散－双电层理论。
泡沫分离技术研究进展
。一般在对蛋白质或者
酶的分离中， 需要用到有机溶剂，而泡沫分离技术在分离过程中不需要添加其他 溶剂，唯一加入的外界物质就是空气，并且适合处理稀溶液，能够得到较高的富 集比 。另一方面，由于泡沫分离技术容易在表面活性剂的作用下产生气泡，所 以也被用于对废水中表面活性剂的富集与处理。目前，泡沫分离技术已在金属制 造业和渔业中实现了工业化生产，在食品工业及生化领域中，泡沫分离技术多处 于实验室研究阶段，已被用于蛋白质、多糖及生物活性物质等的分离提取 。相 信随着科技的发展泡沫分离技术会有更加广泛的应用。
0. 引言
泡沫分离技术是指以气泡为载体来分离表面活性物质的一种技术， 所以又叫 做吸附泡沫分离技术 。早在 20 世纪早期，矿物的浮选以及工业废水中表面活 性剂的回收就已经开始应用泡沫分选 。随着技术的不断发展，泡沫分离的应用 开始被拓展到生物分离领域，如分离纯化蛋白质或酶
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通过考虑液体从
plateau 边界和液膜排出，预言了柱中液体滞留量对分离的影响，但是把 plateau 边界看作刚性的；Steiner 认为表面粘度随 plateau 边界而变化，但是他们的结 果和实验观察差别很大；Desai 和 Kumar 假设
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泡沫分离技术研究进展
摘要： 文章对泡沫分离技术进行了介绍。 主要介绍了泡沫复选的原理、 影响因素。以及简要介绍了泡沫复选在现阶段的应用。 关键词：泡沫分离；影响因素；应用
Overview of foam fractionation
The foam fraction was introduced in this paper. Introduced the principle and Abstract ： the factors of effect. And introduced the applications of foam fractionation in a brief way. Key words：foam fraction；the factors of effect；ap开展了近一个世纪， 为统一泡沫分离的概念， 1964 年 Karger，Grieves 等人 共同推荐并向 IUPAC 提出一项建议，把泡沫分离 技术方法分类如下表所示： 表一 Ⅰ泡沫分离 A 泡沫分离法 B 泡沫浮选法 1. 矿物浮选 2. 粗离子浮选 3. 细粒子浮选 4. 沉淀浮选 5. 离子浮选 6. 分子浮选 C 吸附胶体浮选 Ⅱ非泡沫分离 A 鼓泡分离法 B 萃取浮选法 非泡沫分离过程需要鼓泡， 但不一定形成泡沫层，吸附分离过程在液相主体 中完成。这种分离方法又分为鼓泡分离法与萃取浮选法 。鼓泡分离法是从分离 器底部鼓入气体， 形成的气泡富集了表面活性物质上升至分离器顶部，从而完成 分离、富集的一种方法。溶剂消去法 又称作萃取浮选法、溶剂浮选法。是将一 层与水溶液不相互溶的溶剂置于溶液顶部， 利用泡沫把水溶液中的表面活性物质 萃取或者富集，从而完成分离任务。 泡沫分离包括泡沫浮选法和泡沫分离法。 泡沫浮选法是利用矿石离子和脉石 离子性质上的差异，选择合适的捕集剂，使矿物具有亲油性质，并在矿浆中加入 适量的起泡剂， 采用空气鼓泡使脉石下沉和矿石藉泡沫浮出液面，从而使矿物质 富集。 泡沫分离法是使具有表面活性的物质或能和某一类活性物质络合的溶液中 的溶质，在浮选设备中被选择地吸附在气泡表面而达到与主体溶液分离的目的。 泡沫分离技术作为一种新的分离方法，越来越受到科研人员的重视，国内外的许 多学者对其应用的研究不断增多，并且有一些己经应用到工业中。 因此被浓缩的物质可以是表面活性物质， 也可以是能与表面活性物质相结合 的其他物质。和其他分离技术相比较，泡沫分离具有设备构造简单、能耗低、成
泡沫分离技术及其发展现状
泡沫分离技术及其发展现状摘要：探讨了泡沫分离技术的原理、泡沫分离设备及泡沫分离技术的研究进展。
泡沫分离过程的性能受很多因素的影响，例如，进料液浓度、气泡尺寸、气体流量、泡沫的排液、进料位置、聚并、温度等。
阐述了现有的几种新技术，如低重力条件操作、通过压力梯度而提高分离效率。
此外，还简要介绍了泡沫分离塔中传质单元数和传质单元高度的概念。
关键词：泡沫分离；表面活性剂；吸附，分离因子；聚并泡沫分离技术(Foam Fractionation)，又称泡沫吸附分离技术(Adsorptive bubble separation technique)，是20世纪初发现的一种新型分离技术。
这种分离技术最初用于矿物的浮选，后来又被用于脱除废水中的表面活性物质(如表面活性剂、蛋白质、酶等)和洗涤剂；或提取可与表面活性剂络合或鳌合在一起的物质，如金属离子；也可作为一种浓缩过程，对含有表面活性剂的废水进行处理；在生化制品领域中，还可以通过泡沫分离技术进行病毒分离以及蛋白质、酶的提炼。
为统一泡沫分离的概念，1967年Karger、Grieves等人共同建议把泡沫分离技术方法按照图1分类图1 泡沫分离技术方法分类泡沫分离技术在工业中成功应用的实例很多，还有一些应用尚处在实验室研究阶段。
目前有关泡沫分离技术，很多学者从不同的角度对设计参数进行了深入的研究，以期提高各种泡沫分离技术及分离设备的效率，并希望将这一技术大规模、高效的应用于工业中。
在本文中，对泡沫分离技术的应用现状和设备进行了综述和分析。
1 泡沫分离技术的原理泡沫分离的过程是通过在液相底部通入某种气体或使用某种装置产生泡沫，收集泡沫就得到了某种产物的浓缩液。
泡沫分离技术是根据表面吸附原理，基于溶液中溶质(或颗粒)间表面活性的差异，表面活性强的物质优先吸附于分散相与连续相的界面处，通过鼓泡使溶质选择性的聚集在气——液界面并借助浮力上升至溶液主体上方形成泡沫层，从而分离、浓缩溶质或净化液相主体的过程。
泡沫分离技术的应用和展望
泡沫分离技术的应用和展望郑耀洋[摘要]泡沫分离法以其能耗低、投资小尤其适用于浓度较低情况下的分离等优点在生物工程的产物分离中有相对于别的技术独特的优势。
论文介绍了泡沫分离技术及特点综述了双水相体系在各方面的应用，展望了泡沫分离技术的应用前景[关键词]泡沫分离泡沫浮选纯化废水处理泡沫分离技术是一种基于溶液中溶质（或颗粒）间表面活性的差异进行分离的一种方法。
与传统的固液分离技术（离心和膜过滤）相比，泡沫分离具有操作简单、耗能低、尤其适用于较低浓度情况下分离等优点，受到人们的重视。
泡沫分离在20世纪初就已广泛应用于矿冶工业，称之为泡沫浮选，而当时分离的对象主要是含金属的颗粒。
但针对离子、分子、胶体及沉淀的泡沫分离则是近三十年来发展起来的技术。
目前泡沫分离被广泛应用于环境保护、生物工程、冶金工业及医药卫生等领域。
]1[1 泡沫分离技术泡沫分离技术是利用表面活性剂在气一液界面的性质来进行溶质分离的。
表面活性剂的分子结构由亲水基和亲油基(或疏水基)两部分组成, 当它们溶人水中后即在水溶液表面聚集, 亲水基留在水中,亲油基伸向气相, 如果溶液中含有气泡则表面活性剂就会吸附在气泡表面上, 并随之上浮, 这样就使表面活性剂聚集在水面上, 将气泡与水分离, 即实现了脱除水中的表面活性剂。
如要除去非表面活性组分, 可通过加人适当的表面活性剂, 以把这类组分吸附到气泡表面上。
吸附作用可以通过形成整合、静电吸引或分子间力等来产生作为分离对象的某溶质, 可以是表面活性物质和洗涤剂, 也可以是能与表面活性物质相结合的任何溶质, 例如矿石颗粒、沉淀颗粒、阴离子、阳离子、染料、蛋白质、酶、病毒、细菌或某些有机物质。
在间歇塔式设备内部鼓泡时, 该溶质可被选择性地吸附在自下而上的气泡表面, 并在溶液主体上方形成泡沫层, 将排出的泡沫消泡, 可获得泡沫液(溶质的富集回收) ；在连续操作时, 液体从塔底排出, 可以直接排放, 也可以作为精制后的产品液。
泡沫分离技术的应用 (1)
班级：2010级应用化学01班姓名：李忠芳学号：0117泡沫分离技术在蛋白质混合体系的应用摘要:综述了泡沫分离蛋白质与糖, 蛋白质与表面活性剂以及不同蛋白质的混合体系的研究进展, 分析了泡沫分离技术在蛋白质分离中应用的前景并提出了需要解决的问题。
关键词泡沫分离, 蛋白质, 混合体系正文:泡沫分离技术又称泡沫吸附分离技术, 是以气泡作分离介质来浓集表面活性物质的一种分离技术。
泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分离技术之一。
泡沫分离是根据吸附的原理，向含表面活性物质的液体中鼓泡，使液体内的表面活性物质聚集在气液界面（气泡的表面）上，在液体主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，就可以达到浓缩表面活性物质（在泡沫层）和净化液相主体的目的。
被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相络合的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。
人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫吸附分离技术，简称泡沫分离技术。
20 世纪早期泡沫分离技术仅应用于矿物浮选和处理废水中的表面活性剂。
直到70 年代人们开始将泡沫分离技术引入了生物分离领域, 并研究了泡沫分离技术在蛋白质以及酶的分离纯化中的应用。
目前国内关于单一蛋白质体系, 清华大学、华东理工学等也进行了泡沫分离过程影响因素的研究并建立了分离过程的传质模型。
但在工业化生产中泡沫分离技术的应用体系大多是蛋白质的多元体系, 因此有必要将泡沫分离技术在研究单一体系的基础上进一步扩展到多元体系,尽快将泡沫分离运用于工业化生产。
本文在综述了泡沫分离技术运用于蛋白质多元体系的研究进展基础上, 分析了泡沫分离技术应用于蛋白质分离的前景并提出了需进一步研究的问题。
一可采用泡沫分离法富集的蛋白质泡沫分离蛋白质主要是由于蛋白质具有一定的表面活性能够吸附于气液界面, 因此知道能够利用泡沫分离技术分离提取的蛋白质首先应具有一定的表面活性, 但并非拥有表面活性的蛋白质就能够用泡沫分离法进行分离。
泡沫分离技术
目录
一、环境领域 二、生物工程领域 三、轻工食品领域 四、泡沫分离技术的发展趋势水、鞣革 废水中分离和回收金属离子。最有价值的是 从照相、电镀和宝石的生产废水中回收有价 值的金属成分。
用泡沫分离技术可以有效去除废水溶液 中的Cu2+ 等离子 通过单因素比较法得到Cu2+的最佳 分离条件为：表面活性剂为十二烷基 硫酸钠（SDS），浓度为0.3CMC， 进气速度0.08m3/h，硫酸铜初始液浓 度为0.01g/L，装液量500mL，分离 时间10分钟，此时富集比为1.45，回 收率达45.5%。
尽管泡沫分离技术具有很多优势, 但是它也存 在着一些不足之处,如： 1.表面活性物质大多是高分子化合物； 2.消化量较大, 有时也难以回收； 3.泡沫塔内的返混严重影响分离的效率； 4.溶液中的表面活性物质的浓度难以控制等。
随着现代工业的发展, 泡沫分离技术在一 种物质的分离往往需要几种分离方法才能 达到分离的要求, 泡沫分离常常与萃取、 沉降、生化等方法共同应用于化工、生化、 食品、医药、污水处理等领域, 用以达到 更加广泛的使用领域。
糖液澄清
压榨得到的糖液，加入石灰以中和有机 酸并将部分金属离子沉淀后，鼓泡并加入 200~300ml/L的五氧化二磷与钙的作用形成 富集磷酸钙絮凝物的泡沫，加入絮凝剂聚苯 丙酰胺（PAN）6~mg/L，进行二次絮凝， 然后进行泡沫分离，这样去除杂质，得到较 纯净的糖液。
四、泡沫分离技术的发展趋势
二、生物工程领域
3、分离皂苷有效成分
皂苷是一种优良的天然非离子型表面活性成 分，具有亲水性的糖体和疏水性的皂苷，并 且具有良好的起泡性，因此可用泡沫分离技 术来从天然植物中提取皂苷。日前，人参皂 苷和三七皂苷等中药皂苷类有效组分的富集 分离都使用泡沫分离技术。
泡沫分离技术论文开题报告
泡沫分离技术论文开题报告泡沫分离技术开题报告摘要：泡沫分离技术是一种广泛应用于化工、环保、生物医药等领域的分离技术。
本文旨在探讨泡沫分离技术的原理、应用及其在环境保护和资源回收中的潜力。
通过对相关文献的综述分析和实验研究，我们将深入探讨泡沫分离技术的优势和局限性，并提出进一步研究的方向。
引言：泡沫分离技术作为一种高效、环保的分离方法，已经在许多领域得到广泛应用。
其原理是利用气泡与固体颗粒或液体相互作用的特性，实现物质的分离和回收。
泡沫分离技术具有操作简单、节能高效、设备成本低等优点，被广泛应用于废水处理、矿产资源回收、生物制药等领域。
一、泡沫分离技术的原理泡沫分离技术的原理基于气泡与物质之间的相互作用。
当气泡在液体中产生并上升时，它们会与固体颗粒或液体相互作用，从而实现物质的分离。
这种相互作用包括接触、附着、脱附等过程。
泡沫分离技术可通过调整气泡的大小、浓度和表面性质等参数，实现对不同物质的选择性分离。
二、泡沫分离技术的应用1. 废水处理：泡沫分离技术在废水处理中具有广泛应用前景。
通过调整气泡的大小和浓度，可以有效地去除水中的悬浮颗粒、油脂和有机物等污染物。
与传统的沉降和过滤方法相比，泡沫分离技术具有更高的处理效率和更小的占地面积。
2. 矿产资源回收：泡沫分离技术在矿产资源回收中发挥着重要作用。
通过将气泡注入含有目标矿物的悬浮液中，可以实现矿物与杂质的分离。
泡沫分离技术在金、铜、铅等矿石的提取和精矿的脱泥中具有广泛应用前景。
3. 生物制药：泡沫分离技术在生物制药领域中也有广泛的应用。
通过调整气泡的性质和浓度，可以实现生物颗粒（如细胞、酵母等）与培养基的分离。
泡沫分离技术在生物药物的提取和纯化过程中具有重要意义。
三、泡沫分离技术的优势和局限性1. 优势：（1）操作简单：泡沫分离技术不需要复杂的设备和高超的技术，易于操作和控制。
（2）节能高效：泡沫分离技术利用气泡与物质的相互作用实现分离，相较于传统的过滤和沉降方法，能耗更低且处理效率更高。
蛋白质的泡沫分离应用
研究认为, 下面的这些蛋白质更适合做泡沫分离: ( 1) 和质膜结合的蛋白 它们的功能有的参与蛋白质的修饰与分泌, 有的 参与物质运输等。由于它们有很强的疏水性, 所以可 能有在气液界面富集的趋势, 泡沫分离也许有明显的 效果。 ( 2) 抗菌肽类 据文献报道, 几乎所有的抗菌肽的杀菌机理都是 插入质膜, 导致菌体泄露, 从而达到杀菌的效果。由此 可见, 抗菌肽类应该是一疏水性较强的分子, 实际情况 也正是如此,如乳链菌肽, 一种由34 个氨基酸组成的多 肽, 它的结构由亲水端和疏水端组成, 是一个名副其实 的表面活性剂。 展望和亟待解决的问题
对于一个生物工程产品而言, 其生产成 本主要集中在下游处理上, 而我国在这方面的 研究较少。下游处理技术是关系到一个生产 成败的关键, 泡沫分离在矿物浮选和废水处理 中的成功应用鼓舞了我们. 这种方法在生物技术中应用的研究尚不 足, 研究中实验材料的选取也仅仅局限于那么 几种, 如果进一步加深对泡沫分离的研究, 可 能会发现有更适合泡沫法分离的物质, 这会有 助于泡沫分离在实际中的应用。
当然,非蛋白类的一些生物活性分子也可以考虑用 泡沫法进行分离。如人参皂苷, 它具有很强的发泡性, 表面活性较强。蛋白质在气液界面吸附时, 一般都伴随 着分子构象的改变, 如球蛋白要达到在界面处的吸附, 就需要改变构象, 暴露出内部的疏水基团。这种空间构 象的改变很可能会影响到蛋白质的生物活性, 有时候, 这种活性的改变是不可逆的。 所以, 研究如何使蛋白质恢复到它的活性状态或在 操作中如何防止蛋白质的不可逆的构象变化也是将来 要解决的问题。
蛋白质的泡沫分离应用
泡沫分离技术
p202
概念：以气泡作为分离介质, 利用原料液中不同组分表面 活性的差异, 使具有表面活性 的物质被吸附在气泡表面, 通 过收集泡沫相, 富集表面活性 物质, 实现分离和纯化的一种 新型技术。
泡沫分离技术在食品成分分离中的应用
泡沫分离技术在食品成分分离中的应用王春艳 钟耕(西南大学食品科学学院,重庆 400716) 摘 要:泡沫分离技术作为一种新的分离浓缩方法,已被广泛应用于工业生产中。
本文主要对泡沫分离方法的原理、特点及其在食品成分分离浓缩中的应用进行综述。
关键词:泡沫分离;原理;分离浓缩 中图分类号:TS201 文献标识码:A 文章编号:1006-2513(2006)02-0122-04The f oam sepa ra ti o n techno l o gy and its app li ca ti o n i nf ood i ndustryW ANG Chun2yan ZHO NG Geng(College of Food Science,South west University,Chongqing400716)Abstract:The foa m separati on technol ogy had been widely app lied in the industrial p r oducti on as a ne w technol ogy of separati on and concentrati on.The p rinci p le,characteristics and its app licati on in separati on of the food ingredient will be su mmarized in this paper.Key words:f oa m separati on;p rinci p le;separate and concentrate泡沫分离(Foa m Separati on)又称泡沫吸附分离(Foa m Separati on Ads orbent)技术,以气泡为介质,利用组分的表面活性差进行分离的一种分离方法,早在1915年就开始应用于矿物浮选,但是对离子、分子、胶体及沉淀的泡沫吸附分离是在20世纪50年代末才引起人们的兴趣与重视,并逐渐作为一种单元操作加以研究,首先是从溶液中回收金属离子的课题开始,前期研究了泡沫分离金属离子的可行性,然后建立了金属离子与表面活性剂离子之间相互作用的扩散—双电层理论。
泡沫分离技术综述论文
泡沫浮选分离技术--曹肖烁摘要：综述了泡沫浮选技术的定义、分类以及原理，介绍了泡沫浮选分离技术中使用的试剂（捕收剂、起泡剂、活化剂、无机调整剂、有机调整剂）、浮选机械等因素对分离效果的影响，并介绍了泡沫浮选分离技术的应用，指出了泡沫浮选分离技术的发展前景。
一.泡沫浮选的定义与分类泡沫浮选是以气泡分离介质来浓集表面活性物质的一种新型分离技术，主要特点是利用气泡的气-液界面，分离被水润湿性不同的物料。
疏水的物料随气泡漂浮到水面上，形成含某种成分很高的泡沫层；而被水润湿的物料，沉于水中，因而可以把它们分开[1]。
人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫浮选分离技术，简称泡沫浮选技术。
根据被分离物质的不同，它可以分为两类：一类是本身具有表面活性物质的分离以及各种天然或合成表面活性剂的分离，例如医药生物工程中蛋白质、酶、病毒的分离；另一类是本身为非表面活性剂，但可以通过配合或其它方法使其具有表面活性，这类体系的分离被广泛地用于工业污水中各种金属离子如铜、锌、铁、汞、银等的分离回收。
根据被分离物质的溶解性，泡沫分离也可以分为不溶物的浮选和溶解物的浮选两大类。
矿物浮选在不溶物浮选中最重要，也是最成熟的。
表面活性剂在固体颗粒的表面形成半胶束单分子吸附层，且呈亲水基向里憎水基向外的状态，从而降低固体表面的润湿性，表现出疏水性吸附至气泡界面的倾向，使浮选得以进行。
离子浮选是溶解物浮选的一类。
其过程和前述过程十分相似，所不同的是表面活性剂并非吸附在被浮选物的表面。
气泡形成时气液界面有表面活性剂吸附层，被浮选的离子通过静电吸引被束缚在气泡的界面上而随气泡上升。
分子浮选是溶解物浮选的另一类别，是将少量溶解的分子如点白纸、醇等有机物从水中分离的过程。
被分离物被气泡气液界面表面活性剂半胶束单分子层增溶富集而随气泡上升，得以浮选[2]。
二.泡沫浮选的原理（一）润湿性与可浮性润湿性：浮选分离的重要特点是一部分亲水性的物料被水润湿浸入水中，而疏水性的物料则留在界面。
【word】泡沫分离技术研究进展
泡沫分离技术研究进展生物技术通讯LEIfIERSINBIOTECHNOLOGYV o1.14No.1Jan,200385 文章gA’~:1009-0002(2003)01-0085-04泡沫分离技术研究进展周长春(中国矿业大学化工学院,徐州221008)综述摘要:本文综述了泡沫分离技术的研究进展,介绍了分离过程中操作参数(气流速度,泡沫区高度,液相高度,温度),溶液体系性质(进料浓度,pH值,离子强度,表面活性剂种类),分离设备等因素对分离效果的影响,并介绍了泡沫分离在固体粒子,溶液中的离子分子,废水处理以及生物产品的分离过程中的应用,指出了泡沫分离技术目前存在的问题及发展方向.关键词:泡沫分离;影响因素;应用中图分类号:X703.1文献标识码:AZHOUChang-chun(sch0olofChemicalEngineerandTechnology,ChinaUniversityofMiningand hnology,Xu~ou221008,China)Abstract:Thepurposeofthispaperwastoreviwthefoamfraetionation.Introducedtheeffectsofairflowrate,foamheight,hquidheight,temperature,liquidfeedsurfaetantconcentration,th esolutionpH,suspensionionicstl’ength,thetypeofsurfaetantandtheequipment.Foamfraetionat ionCanbeeff ectiveintheseparationofsurfaetantfromaqueoussolution.Keywords:foamfraefionation;thefactorsofeffect;applications1泡沫分离技术的定义泡沫分离(foamfraetionation)技术是近几十年发展比较快的的新兴分离技术,通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡,以达到分离或浓缩的这类方法,总称为泡沫分离技术『J1.泡沫分离技术的研究开发已经有将近一个世纪的历史.作为分离对象的某溶质,可以是表面活性物质和洗涤剂,也可以是不具有表面活性的物质,但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或螯合的能力,当在塔式设备内部鼓泡时,该溶质可被选择性的吸附在自下而上的气泡表面,并在溶液主体上方形成泡沫层,将排出的泡沫消泡,可获得泡沫液(溶质的富集回收),在连续操作时,液体从塔底排出,可以直接排放,也可以作为精制后的产品液1”21.2泡沫分离的机理及模型研究状况2.1泡沫分离的机理泡沫分离是根据表面吸附的原理,借助鼓泡使溶液中的表面活性物质聚集在气一液界面,随气泡上浮至溶液主体上方,形成泡沫层,将泡沫和液相主体分开,从而达到浓缩表面活性物质(在泡沫层),净化液相主体的目的.从液相主体中浓缩分离的既可以是表面活性物质,也可以是能与表面活性物质相互亲和的任何溶质,比如金属阳离子,蛋白质,酶,染料等等.另外,一些固体粒子(沉淀微粒或矿石小颗粒),也可以被表面活性物质吸附,从溶液中分离出来.泡沫分离必须具备两个基本条件,首先,所需分离的溶质应该是表面活性物质,或者是可以和某些活性物质相络合的物质,它们都可以吸附在气一液界面上;其次,富集质在分离过程中借助气泡与液相主体分离,并在塔顶富集.因此,它的传质过程在鼓泡区中是在液相主体和气泡表面之间进行,在泡沫区中是在气泡表面和间隙液之间进行.所以,表面化学和泡沫本身的结构和特征是泡沫分离的基础1”21.2.2泡沫分离的数学模型研究进展早在1965年,Lemlieh和Leonard就提出了PB(PlateauBor- der)几何形状的假设四.Hass和J~nson将该模型直接应用于泡沫塔同.Desai和Kumer~虑了液膜的变薄及泡沫液体含量随塔高的变化[51.Narsimhhan和Ruekenstent~考虑了毛细及分离压力对液膜变薄的影响,以及泡沫层的泡径分布及泡沫聚并,并分别在间隙和连续操作的简单塔中,应用该模型计算了泡沫层液体含量及溶质浓度随塔高的变化.谢继宏171等对连续操作的泡沫精馏塔,分析了塔中泡沫上升过程中的排液和聚并,考虑了回流对泡沫层液体含量及溶质浓度的影响,给出了泡沫精馏过程中传质的数学模型.收稿日期:2002-070作者简介:周长春t1972一),讲师.E-mail:*********************泡沫分离技术研究现状生,rI技术通讯….一?N..一J,2003LERSINBIOTECHNOLOGY vol141Jan2003,ITrE?o?, 作为一种新的分离方法,泡沫分离技术越来越受到科研人员的重视,许多学者对其在各方面的应用进行了大量研究,对影响泡沫分离效果的各种因素做了很多探索,归纳起来主要有以下几个方面.3.1操作参数的影响3.1.1气流速度的影响一般而言,增加气流速度可以缩短分离时间,降低分离后溶液的浓度,提高回收率,但同时会增加泡沫中液体的含量,降低富集比,所以应根据不同需要调节气流速度.刘志红等[gl在利用泡沫分离法分离牛血清蛋白(BSA)时发现,随气速的增加,R(分离因子,表示分离过程结束时泡沫相液体的浓度与残留液相浓度的比值)下降,Y(蛋白质收率)上升;因此得出结论,气速的增加可以缩短分离时间,降低残留液相浓度,但同时也会夹带更多的液体,所以要根据不同的需要,选择适当的气速;要得到比较干燥的泡沫相,可以在低气速下操作,若要得到液相中较多的BSA组分,可以进行高气速操作;还可以选择变气速操作,即先低气速操作,后高气速操作,这样有助于R和Y的提高.MonwayHossalnCj发现增加空气流速,酪蛋白酸钠,B一酪蛋白,B一乳球蛋白的富集比会下降,仅一乳球蛋白,胰乳蛋白酶A富集比不变,牛血清蛋白在气流速度比较低的情况下,富集比最大,当增加到0.26cm/s时,富集比为一常数.Noppamttot等在利用泡沫分离法从水中回收表面活性物质时发现,增加气体流速会降低富集比,但能增加表面活性物质的回收率.Y un—HweiShent”在利用SDS,DPC(十二烷基吡啶氯)从水中分离Colloidaltitaniumdioxide(T102)时发现,增加气流速度,能够增加泡沫体积,提高-I10:的回收率,尤其是利用SDS的效果要比DPC效果好一些.3.1.2泡沫区高度的影响Nopparat0~t发现,随泡沫区高度的增加,泡沫停留时间延长,增加了泡沫破碎排水,因此收集到的泡沫数量减少,泡沫含水量降低,泡沫就越干燥,所以富集比增大,但表面活性物质的回收率降低.’3.1.3液相高度的影响Nopparat/~还发现,只有CPU(一种阳性表面活性剂)受溶液高度的影响,随着高度的增加,富集比增大,原因可能是:液体高度增大,泡沫在水中的停留时间延长,更有利于CPU在气一液薄层达到吸附平衡;但液相高度对于SDS和DADS却没有明显影响.3.1.4温度的影响升高液体温度,泡沫产生的数量将会增加,泡沫含水率降低,富集比增大.Kritl等在做实验时发现:升高温度,SDS和CPC,DADS的富集比都会增大,但表面活性物质的回收率却不相同,对于CPC和DADS,回收比几乎保持不变,对于SDS,回收比有些轻微降低.如果从提高经济效益的角度出发,升高分离时的温度,对于泡沫分离是有积极的影响.3.2溶液体系性质的影响3.2.1进料浓度的影响在进料浓度很低时,提高溶液浓度,溶液富集比增大;但浓度升至一定程度时,再增加溶液浓度,残留溶液浓度也增大,富集比就会降低,但回收率增加.这是因为低浓度时,蛋白质在气一液界面的吸附量与浓度呈线性关系,并随浓度的增大而增大,当浓度较高时,表面吸附趋于饱和,表面吸附量随浓度增加缓慢,形成的泡沫比较稳定,聚并引发的内回流小,表面浓度的增加量不及进料浓度的增加量, 因此富集比下降『l31.Noppartt旧研究发现,增加进料浓度,泡沫的含水量将会随之增大,可能是因为浓度影响了泡沫的大小,小泡沫也可以形成稳定结构从溶液中漂浮上来,另一个可能是高浓度使泡沫排水困难,因此增加了泡沫的含水量,使富集比下降,但随着浓度的增加,产生泡沫的量也增加,回收率也相应增加. Monwar~也认为,对所有的蛋白质,在低浓度下都可以得到比较高的回收率,并总结出一个蛋白质富集比的预测公式: Ff=M(Cf)E玳表富集比,C玳表进料浓度,M,N是调整参数,它根据不同的蛋白质取不同的数值在实验的基础上,Monwar给出了几种蛋白质的M,N参数, 见表l.表1几种蛋白质的M,N参数3.2.2溶液pH值的影响溶液pH值对分离效果的影响很大, 在溶液的等电点处,分离效果最好.谢继宏㈣等认为,由于蛋白质是两性电解质,其分子包含大量的酸性基团和碱性基团, 这些可解离基团在特定的pH值范围内解离而产生带正电荷或负电荷的基团.在蛋白质等电点时,其分子所带正负电荷恰好相等(净电荷为零),此时,蛋白质具有一些特殊的物理化学性质,比如分子间的排斥力最小,可溶性降至最低,这些都促使蛋白质分子在气液界面上的吸附量增加.他在分离大豆蛋白质时发现,大豆蛋白质等电点处pH4.5富集比最大.此外,他还在实验中发现,在等电点处,蛋白质溶液表现良好的发泡能力,且形成的泡沫稳定性很好,这使得可供气液两相传质的界面大大增加,也增加了蛋白质的吸附量.当pH值偏离等电点时,蛋白质分子又重新带电,分子间的排斥力和可溶性上升.导致富集比下降.刘志红等在对BSA进行泡沫分离时,在pH3.9时富集比和回收率最大,得到最优的分离,但在分批操作中,液相的pH 值随分离进行而发生变化,最适宜的操作pH点不在BSA的等电点处,这与连续操作所得的结论不同.HBB的实验在pH5.9 处得到最优的分离因子,pH值的增加使回收率有轻微下降.因此他得出结论:在最低的表面张力所对应的pH值范围内进行泡沫分离操作,可获得较优的蛋白质回收率和较高的分离因子.但Monwar~发现,泡沫分离的富集比对溶液的pH值依赖很强,只有BSA和胰乳蛋白酶在其等电点处得到最好分离,其余几种蛋白质在不同的pH值下得到最优的分离:酪蛋白酸钠周长春:泡沫分离技术研究进展87pH8(等电点),B一酪蛋thpH7,B一乳球蛋I~pH7.8,一乳球蛋[~pH10.2,3.2-3溶液离子强度的影响增大离子强度,可以改善蛋白质在气一液界面处的吸附,提高排液,增加泡沫的稳定性,加大泡沫产量,可以强化分离过程,提高回收率,但作用要比pH值弱;同时增强离子浓度,会增加泡沫含水量,降低富集比.刘志红嘲以BSA溶液做表面张力测量实验,发现随溶液中离子强度的增加,其表面张力逐渐下降,因此可以改善蛋白质在气一液界面的吸附,提高泡沫排液,增加了气泡的稳定性,有利于分离的进行,但其影响要比pH值弱一些.Kilt~为,增加盐溶液浓度,能够加快泡沫产生的速度,有利于增加表面活性物质在气一液界面的吸附,但同时导致排水速度的减慢,增加了泡沫的含水量,富集比因此下降.不过泡沫增加速度的影响比排水降低的影响要大,因此回收率还是提高了.Y un—HweiShent”l发现,当表面活性物质浓度很高时,增加离子强度,会降低分离效率,可能是因为增加离子强度,会压缩TIO表面的双电层,降低了它和表面活性物质的吸附能力;但是,在表面活性物质浓度较低时,增加离子浓度,肯定能够增强分离效果.3.2.4表面活性荆种类的影响常志东【.sl等利用Tween系列表面活性剂回收水中的微量磷酸三丁酯,.发现表面活性剂种类对分离过程影响很大.当表面活性剂浓度在100×l0时, Tween20的提纯率最低,而后是Tween40和80,原因可能是表面活性剂的疏水端越长,对磷酸三丁酯的捕收作用越强,提纯率就越高.当表面活性剂浓度增大到l000xl0时,Tween20的提纯率最大,Tween80的提纯率最小,.这是由于表面活性剂的疏水链短,其溶液粘度小,泡沫排液情况好,提纯率高.Monwart91研究发现,在利用表面活性剂回收蛋白质时,富集比最大的是B一乳球蛋白,其次是BSA,酪蛋白酸钠,B一酪蛋白,最低的是胰乳蛋白酶A和仅一乳球蛋白;回收率最大的是B一乳球蛋白和BSA,其它的回收率都不太高.3.3分离设备的影响刘志红闻等采用环流泡沫塔和鼓泡塔两种设备进行对比实验,对比实验所用的塔的内径,塔高及装液量都相同,不同之处是环流塔内部加了一个导流简.当气体从塔底进入环流塔时,在塔中形成两个明显的流动区域:一个是气液并流向上的上升区,另一个是气液并流向下的下降区,上升区和下降区流体的密度不同,所以液体携带气泡进行环流,达到良好的气液混合,有利于分离过程的进行.当操作条件相同,以相同的料液分别在环流塔和鼓泡塔中进行分批操作的实验,在分离前期,由于环流效果不好,两塔并没有太大的差别;在分离的中期,环流塔中的液体处于较好的环流状态,所以其液相浓度下降较快,优点得到体现;在分离的后期,液相液位接近导流筒,环流效果不好,其液相浓度变化趋缓并与鼓泡塔中的浓度变化趋于一致.但当采用连续操作时,可使环流塔中的气液环流始终处于最佳状态,能够得到良好的分离效果.Nopparattl~t发现,如果气体分布器上的气孔孔径越小,产生的泡沫也就越小,泡沫含水量增加,降低了富集比,但产生的泡沫总体积增大,扩大了表面活性剂的接触面积,提高了回收率.因此,气体分布器的孔径越小,回收率越高.4泡沫分离技术的应用4.1分离固体粒子由于分离的对象是含有固体粒子的悬浮液,可以加入合适的表面活性剂,捕收固体颗粒,使他们获得疏水性,然后再加入适当起泡剂,利用空气鼓泡,根据矿石粒子和脉石粒子性质的差异,使脉石下沉,矿石随气泡上浮,从而达到分离目的∞.这种技术较为成熟,已经广泛应用于工业生产中.4.2分离溶液中的离子,分子,处理工业废水分离的对象是真溶液,通过向溶液中加入表面活性物质,吸附溶液中的离子或分子,通过鼓泡将其带出,从而实现分离.一般认为,吸附在泡沫表面的表面活性剂与溶质的作用力有两种,一种是表面活性剂与溶质间的离子一离子作用力,它具有良好的选择性和高的提浓率,另一种是离子一偶极间的作用力.但常志东等却利用偶极一偶极的作用,以吐温系列非离子表面活性剂从水中回收低浓度的磷酸三丁酯,取得较好的分离效果【l51.Yun—HweiShen~”li百过实验论证了从水溶液中分离TIO2的可行性,在适当的操作条件下,TIO2回收率可达100%.Moussavit’/I在对氰根离子进行分离时得出结论,泡沫分离不仅对具有表面活性的物质有效,对非表面活性的物质也是可以的,只要复合物是疏水的,因为泡沫存在双电层结构,其结构类似于胶体,复合物就会被静电力吸附在泡沫上.溶液中溶质与表面活性剂亲水基团的亲和受溶剂水的水化作用及各种离子干扰竞争的影响,只有与表面活性剂有较强亲和能力的溶质才能被较好地分离.4.3回收,浓缩蛋白质等表面活性物质泡沫分离可应用于各种蛋白质和酶的浓缩或分离,其最初是用于胆酸和胆酸钠混合物中分离胆酸,泡沫中胆酸的浓度为料液的3-6倍,活度增JJn65%,泡沫分离还可用于从非纯制剂中分离磷酸酶,从链球菌培养液中分离链激酶,从粗的人体胚胎均浆中分离蛋白酶【l明.Nopparattl~等认为,泡沫分离法对从水溶液中分离回收表面活性物质是非常有效的,在一定条件下,经过375min,9O%的CPC可以回收;MonwayOl等在研究中发现,泡沫分离对B一乳球蛋白和牛血清蛋白具有很高的回收率,其中fl-*L球蛋白回收率高达96%,牛血清蛋白收率83%.4.4分离全细胞用月桂酸,硬脂酰胺或辛胺作表面活性剂,对初始细胞浓度为7.2x10s~i’/cm!大肠杆菌进行细胞分离,结果lmin的时间能除去90%的细胞,用10min的时间能去除99%的细胞.此外.泡沫分离还可用于酵母细胞,小球藻,衣藻等的分离【l柳.5泡沫分离技术展望随着人们对环境污染的日益重视,要求治理污染的呼声越来越高,政府对企业污染的控制也越来越严格,泡沫分离技88生,rI1技术通讯--1.??No.JaJ1,2003LERSINBIOTECHNOLOGYV ol14No12003TTE?an, 术作为一种新兴的分离技术,越来越受到人们广泛的关注,它的优点就在于适合低浓度的分离回收,能在很低浓度(ppm范围)下十分有效地除去表面活性物质;设备简单,投资少,能耗小,并且操作方便.但泡沫分离法也有它一定的局限性,对高浓度的溶液分离效率较低;当用于回收非表面活性剂时,需加入高分子的表面活性剂,消耗量大,同时伴随着二次回收的问题;在实际操作中,塔内的返混现象经常发生,影响分离效果;对泡沫本身的结构研究少,它是一个非稳定体系,无法直接测量,许多泡沫的性质还不清楚.泡沫分离技术在工业应用中领域广泛,在环保工业中,可用于废水的处理,降低化学消耗量,回收有机化合物等,也可以富集各种金属离子;在医药和生物工程中,可用于蛋白质,酶的分离纯化,生物活体中金属含量的检验,以及病毒的浓缩分离.总之,泡沫分离法是一种应用很广,很有发展前途的新兴分离技术,今后必将在稀溶液的浓缩,贵重物质的回收方面有着更加广泛的应用.参考文献【1】常志东,刘会洲,陈家镛.泡沫分离法的应用与发展叨.化工进展, 1999,5:18【2】邓修,吴俊生.化工分离进展【M】.北京:科学出版社【3】LeonardRA,LemlichR.StudyonfoamfractionationI叨. 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泡沫分离技术的应用及研究进展
摘要：泡沫分离技术是近些年得到重视的分离技术之一，介绍了泡沫分离技术的应用，介绍了此技术可分离细胞，可分离富集蛋白质体系，泡沫分离_Fenton氧化工艺处理表面活性剂废水，泡沫分离_Fenton氧化处理炼油废水，两级泡沫分离废水中大豆蛋白的工艺，聚氨酯泡沫塑料分离富集石墨炉原子吸收光谱法测定痕量金，硅片线锯砂浆中硅粉与碳化硅粉的泡沫浮选分离回收，超滤与泡沫分离内耦合应用于表面活性物质浓缩分离的实验研究，重点研究了此技术分离皂苷的有效成分。
关键词：泡沫分离；富集蛋白质；泡沫浮选法；两级泡沫分离；聚氨酯泡沫塑料分离；超滤与泡沫分离
0 前言
泡沫分离技术可用于分离各种物质——小到离子而至粗大的矿石颗粒。
泡沫浮选法精选矿石已有60年以上的历史。
虽然1937年Langmuir等已发现离子也有可能应用浮选来提取,可是直到1959年才由Sebba提出泡沫浮选也可能应用于分析技术中。
但实际应用于分析分离还只是近十年左右才实现的。
到目前为止已对Ag、As、Au、Be、Bi、Cd、Ce、Co、Cr、Cu、F、Fe、Hg、In、Mn、Mo、Ni、Pb、Pd、Pm、Ra、Re、Sb、Th、U、V、W等元素以及一些有机物的泡沫分离作了广泛的研究。
1 泡沫分离技术的简介
泡沫分离技术是通过向溶液中鼓泡并形成泡沫层，将泡沫层与液相主体分离，由于表面活性物质聚集在泡沫层内，就可以达到浓缩表面活性物质或净化液相主体的目的被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相结合的任何物质吸附作用使气泡表面的溶质浓缩，清除在液体表面上形成的泡沫，即可除去被浓缩的物质。
泡沫分离是吸附性气泡分离技术中的一种，由于气泡能够以极少量的液体提供极大的表面积，因此如果某种溶质能够选择性地吸附在气液界面，该溶质在泡沫中的浓度将大于其在主体液相中的浓度。
这种技术最初用于矿物浮选、污水处理等领域。
近年来，基于其在生物医药和食品工业领域的巨大应用潜力，泡沫分离技术在生物分离特别是分离稀溶液中蛋白质的过程中受到了越来越多的关注，因此泡沫分离技术是近些年得到重视的分离技术之一。
泡沫分离是根据吸附的原理，向含表面活性物质的液体中鼓泡，使液体内的表面活性物质聚集在气液界面（气泡的表面）上，在液体主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，就可以达到浓缩表面活性物质（在泡沫层）和净化液相主体的目的。
被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相络合的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。
人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫吸附分离技术，简称泡沫分离技术。
2 泡沫分离技术的应用
2.1 分离皂苷有效成分
皂苷是一种优良的天然非离子型表面活性成分，具有亲水性的糖体和疏水性的皂苷，并且具有良好的起泡性，因此可用泡沫分离技术来从天然植物中提取皂苷。
日前，人参皂苷和三七皂苷等中药皂苷类有效组分的富集分离都使用泡沫分离技术。
中药生产包括提取、分离富集、浓缩、干燥等一系列复杂操作,提取后的分离富集是改变传统中药"粗、大、黑"的关键一环.浮选分离是一项利用物质在气泡表面上吸附性质的差异进行分离的技术溶液中含有表面活性成份是泡沫分离的必要条件之一,而中草药中的一些有效成分具有表面活性的特性,能够在强烈搅拌或沸腾时产生稳定的泡沫,因此中药水提液具备了泡沫分离的必要条件。
三七为五加科人参属植物,是我国特产的传统珍贵药材,其药用部分为干燥块根它具有活血化瘀、消肿止痛和滋补强壮等多种药理和生物活性.三七的化学成分比较复杂,主要含有皂苷、黄酮、蛋白质、氨基酸、多糖蛋白、甾醇、挥发油和油脂等成分[6]。
2.2泡沫分离_Fenton氧化工艺处理表面活性剂废水
含表面活性剂废水易在气液界面聚集并形成排列整齐的分子膜, 使界面附近表面活性剂的浓度相对提高,隔绝水和氧的交换,抑制其他有毒物质的降解,影响水体自净[10]。
若该废水排入水体环境中,则严重危害人类健康和生态平衡。
目前处理含表面活性剂废水的方法有物理法(泡沫分离法、光催化氧化法、超声降解、膜过滤技术)、化学法(化学絮凝法、化学氧化法、离子交换法)和生物法(如活性污泥法、厌氧消化法)等。
其中泡沫分离法具有工艺简单、操作简便、运行稳定、处理效果好等特点, 但由于其对COD去除率较低,费用高等问题,因此常需要和其他工艺联合进行[9]。
2.3泡沫分离_Fenton氧化处理炼油废水
大多数表面活性剂属于难生物降解物质,若不经处理直接排入水体,将严重危害人类健康和生态平衡[11]。
目前含表面活性剂废水处理主要采用物理法(泡沫分离法、光催化氧化法、超声降解和膜过滤技术等) 、化学法(化学絮凝法、化学氧化和离子交换法等) 、生物法(活性污泥法和厌氧消化法)等。
其中泡沫分离法具有工艺简单、操作简便、运行稳定、处理效果好等特点,但由于存在COD 去除率较低、费用高等问题,因此常需要和其他工艺联用某炼油公司废水处理站采用隔油/浮选(气浮—曝气) /生化曝气处理工艺。
采用该工艺处理后出水各项指标均可达标,但由于废水具有很强的发泡性,生产运行过程中会间歇产生大量泡沫(生化曝气工段) ,生物处理效率低;此外,达标水在排放过程中遇到气流、水流等的搅动会间歇产生大量泡沫[12]。
针对此问题,经过调研及多方论证,采用泡沫分离—Fenton氧化联用技术成功地解决了出水排放过程中产生泡沫的问题。
3 泡沫分离技术的优缺点
3.1优点：
泡沫分离设备简单，易于放大；
操作简单，能耗低：
可连续和间歇操作；
在生物下游加工过程的初期使用，处理体积庞大的稀料液；
可直接用于处理含有细胞或细胞碎片的料液；
只要操作条件设计合理，可获得很高的分离效率。
3.2缺点：
影响因素多，如溶液的pH值，表面活性剂浓度，温度，气流速度，离子强度。
此外，泡沫的性质、层高、排沫方式、搅拌等也是影响泡沫分离的因素。
4 结语
泡沫分离法在污水处理，矿物浮选，金属特别是稀有金属的回收检测等方面都有很重大的意义，在水处理中的应用始于19世纪90年代，当时欧洲国家用它来处理溶解于水的各种表面活性物质。
参考文献
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