泡沫分离技术研究进展
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。
泡沫吸附法提取中药有效成分进展论文
泡沫吸附法提取中药有效成分的研究进展摘要：泡沫吸附分离技术是一种新型的提取分离技术。
概述了泡沫吸附法提取皂苷等中药有效成分方面的应用以及其他各种用途，并对泡沫吸附分离技术提取分离中药有效成分方向的前途以及其他前景做了一个小结与展望。
关键词：泡沫吸附法；中药有效成分；提取分离技术【中图分类号】r284.2【文献标识码】a【文章编号】1672-3783(2012)03-0338-01泡沫吸附法，又称泡沫吸附分离法(adsorptive bubble separation methods)，简称泡沫分离技术，就是采用鼓泡的方式，向溶液中通入大量微小的气泡，在一定条件下使呈表面活性的待分离物质吸附或黏附于上升的气泡表面而浮升到液面，从而使某一组分得以分离。
它是20世纪80年代初开发的新型分离方法，是分离与富集痕量物质的一种有效方法。
广泛应用于环保，生化，医药等领域，特别是在环境保护和资源综合利用方面。
泡沫分离技术提取分离中药有效成分主要是根据中药中含有蛋白质、皂甙类等表面活性剂的性质，进行浓缩和分离中药有效成份的一种简便新型的分离技术。
中草药中的皂苷以及其他一些高分子化合物具有和表面活性剂类似的特性，能够在强烈搅拌或沸腾时产生泡沫，因此，中药皂苷水提液可以用于泡沫分离。
皂苷是一类在水溶液中经振摇能产生大量持久泡沫的物质，由糖链与三萜类、甾体或甾体生物碱通过苷键连接而成。
皂苷按其苷元的结构分为两类：（1）三萜皂苷，如甘草酸、常青藤苷等。
（2）甾体皂苷，如薯蓣皂苷、积雪草苷等。
它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元，并且具有良好的起泡性，根据这个特性可采用泡沫吸附分离法来从天然植物中提取皂苷。
1 泡沫分离法分离人参皂苷有研究者，通过对浓缩倍数和收率的测定，考察了气速、ph值、进料浓度、进料量以及通气类型等因素对人参皂苷泡沫分离效果的影响. 结果表明, 泡沫分离是分离浓缩人参皂苷的一种简便有效的方法。
泡沫分离技术综述论文设计
泡沫浮选别离技术--曹肖烁摘要：综述了泡沫浮选技术的定义、分类以与原理，介绍了泡沫浮选别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〕、浮选机械等因素对别离效果的影响，并介绍了泡沫浮选别离技术的应用，指出了泡沫浮选别离技术的开展前景。
一.泡沫浮选的定义与分类泡沫浮选是以气泡别离介质来浓集外表活性物质的一种新型别离技术，主要特点是利用气泡的气-液界面，别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]。
人们通常把但凡利用气体在溶液中鼓泡，以达到别离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫浮选别离技术，简称泡沫浮选技术。
根据被别离物质的不同，它可以分为两类：一类是本身具有外表活性物质的别离以与各种天然或合成外表活性剂的别离，例如医药生物工程中蛋白质、酶、病毒的别离；另一类是本身为非外表活性剂，但可以通过配合或其它方法使其具有外表活性，这类体系的别离被广泛地用于工业污水中各种金属离子如铜、锌、铁、汞、银等的别离回收。
根据被别离物质的溶解性，泡沫别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。
外表活性剂在固体颗粒的外表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，从而降低固体外表的润湿性，表现出疏水性吸附至气泡界面的倾向，使浮选得以进展。
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，所不同的是外表活性剂并非吸附在被浮选物的外表。
气泡形成时气液界面有外表活性剂吸附层，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、醇等有机物从水中别离的过程。
被别离物被气泡气液界面外表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：浮选别离的重要特点是一局部亲水性的物料被水润湿浸入水中，而疏水性的物料如此留在界面。
泡沫分离用于解决胺液发泡的实验研究
泡沫分离用于解决胺液发泡的实验研究孙兵;陈文义;孙姣;姬春彦【摘要】天然气脱硫系统中胺液经常出现发泡的问题。
对胺液中不同种类杂质对胺液起泡性和泡沫稳定性的影响和泡沫分离进行了实验研究，结果表明表面活性剂、固体悬浮物等物质可以反向通过泡沫分离将其从胺液中分离出来，从而很好地降低胺液起泡性和泡沫稳定性，经过48h 的泡沫分离，胺液的主要性质基本不变，但最大泡沫高度和泡沫半衰期分别从分离前的4.0cm 和31s 降到了分离后的0.6cm 和1.2s，并且悬浮固体含量从1.7g/L 降到1.2g/L。
向胺液中加入十六烷基三甲基氢氧化胺，观察悬浮颗粒和正己烷的去除效果，结果显示热稳盐含量、pH、有机胺浓度基本无变化，胺液上层无漂浮的正己烷，阳光下观察溶液更加澄清透明，但是所测量悬浮固体含量却大大增加。
%Amine solutions in gas desulfurization system often appears foaming problems. The effects of different kinds of impurities in the amine (MDEA) solution on the foaming ability and foam stability of amine solution and foam separation were investigated experimentally, and the results showed that the surfactants, suspended solids and some other substances could be removed from the amine solution by foam separation, which significantly reduced the foaming ability and foam stability of the amine solution, and after 48 hours′ bubbling for separating foam, the properties of amine solution were almost unchanged, but the maximum foam height and foam half-life were reduced from 4.0 cm and 31 seconds to 0.6 cm and 1.2 seconds, respectively, and the content of suspended solids reduced from 1.7g/L to 1.2g/L. The effects of adding hexadecyl trimethyl ammonium hydroxideinto the amine solution on the removing efficiency of suspended particles and n-hexane were also observed, and it was found that it was almost unchanged in the content of heat stable salts, pH value and amine concentration, and the amine solution hadn′t suspended n-hexane on its surface and looked more clear under sunlight, but the content of suspended solid increased greatly.【期刊名称】《天然气化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P39-44)【关键词】脱硫溶液;泡沫分离;胺液发泡;表面活性剂;MDEA【作者】孙兵;陈文义;孙姣;姬春彦【作者单位】河北工业大学过程装备与控制工程系，天津 300130; 河北工业大学工程流动与过程强化研究中心，天津 300130;河北工业大学过程装备与控制工程系，天津 300130; 河北工业大学工程流动与过程强化研究中心，天津 300130;河北工业大学过程装备与控制工程系，天津 300130; 河北工业大学工程流动与过程强化研究中心，天津 300130;河北工业大学过程装备与控制工程系，天津300130; 河北工业大学工程流动与过程强化研究中心，天津 300130【正文语种】中文【中图分类】TQ028目前胺法脱硫在天然气脱硫中应用广泛，其中甲基二乙醇胺（MDEA）法脱硫处于一枝独秀的地位[1]。
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。
含铜和含锌溶液的吸附泡沫分离技术的研究
含铜和含锌溶液的吸附泡沫分离技术的研究发表时间：2015-02-03T16:43:43.497Z 来源：《教育研究·教研版》2015年1月供稿作者：王优然[导读] 泡沫吸附分离低浓度的含锌溶液的操作参数影响规律分析。
王优然近年来，泡沫分离技术发展的越来越快。
下面我们就来分一下含铜和含锌溶液的泡沫分离技术的发展状况。
1 泡沫分离法的应用与发展 1.1 泡沫分离法发展情况。
泡沫分离法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，在20 世纪初泡沫浮选就已广泛应用于矿冶工业，但针对离子、分子、胶体及沉淀的泡沫吸附分离技术，则是近30 年中发展起来的一种新型分离技术。
1.2 泡沫分离法分析。
泡沫分离法是基于溶液中溶质间表面活性的差异，使得表面活性强的物质优先吸附于分散相与连续相的界面处，然后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，从而实现分离、浓缩溶质或净化液相主体的目的。
这项技术具有设备简单、耗能低、适合于低浓度溶液的分离回收、处理量大等特点，因此在许多领域都得到广泛的应用。
2 泡沫吸附分离低浓度的含锌溶液的操作参数影响规律分析 2.1 气体流量的影响。
气体流量的影响主要体现在塔的流体力学特性的改变上。
从理论上来讲，气体流量越大越有利于分离，但在一段反应时间后，随着气体流量的增大浓缩比反而减小，这是因为气体流量过大会导致溶液的气含率较高，气泡在溶液中的停留时间变短，易引发气泡破碎、合并，因此浓缩比下降。
但是气体流量增大，单位时间内产生的气泡数增多，总的传质面积也增大，结果使单位时间的传质量增加。
2.2 液位高度的影响。
事实上，液位高度的所产生的影响并不十分显著，但是也可以作为影响因素来研究。
总的来说，液位的高低决定了塔内的压力，如果液位过高，那么液体向下流的速度就会减慢，这样就会使反应的时间过长，不利于试验的进行，但是如果液面的高度过低，则会产生反应过快，而且反应不充分的现象。
泡沫分离中牛血清白蛋白和溶菌酶的泡沫性能和吸附性能的研究
泡沫分离中牛血清白蛋白和溶菌酶的泡沫性能和
吸附性能的研究
摘要
近年来，泡沫分离技术由于在常温和常压下操作和能耗低及无污染等特点，已经 在生物化工领域得到更多的关注和开发，其中用泡沫分离富集生物表面活性物质不仅 有实验室规模研究的大量研究，也有产业化报道。为了促进泡沫分离技术在生物化工 领域的应用，除了继续开发富集生物表面活性物质新工艺，探索选择性分离生物表面 活性物质，使得不同生物表面活性物质得以纯化也很重要。为了实现用泡沫分离技术 纯化不同生物表面活性物质，研究它们在气泡表面的热力学吸附性能和泡沫性能是关 键。
1.2.1 泡沫的形成............................................................................................................................2 1.2.2 泡沫吸附机理.......................................................................................................................3 1.2.2.1 泡沫吸附经典理论............................................................................................ 3 1.2.2.2 吸附等温式........................................................................................................ 4 1.2.3 泡沫衰变机理.......................................................................................................................6 1.2.3.1 液膜的排液........................................................................................................ 6 1.2.3.2 气体透过液膜的扩散........................................................................................ 8 1.3 泡沫性能研究进展.......................................................................................................... 8 1.3.1 浓度对表面张力的影响.................................................................................................... 8 1.3.2 表面张力对泡沫性能的影响........................................................................................... 8 1.4 泡沫分离蛋白质研究进展.............................................................................................. 9 1.5 本论文研究的主要内容................................................................................................ 10 1.5.1 BSA 和 LZM 的泡沫性能................................................................................................10 1.5.2 BSA 和 LZM 在气泡表面的热力学吸附性能........................................................... 10 第二章 BSA 和 LZM 的泡沫性能...................................................................................... 13 2.1 引言................................................................................................................................ 13 2.2 实验材料和方法............................................................................................................ 13 2.2.1 实验材料.............................................................................................................................. 13 2.2.2 仪器设备.............................................................................................................................. 13 2.2.3 实验装置.............................................................................................................................. 14 2.2.4 实验方法.............................................................................................................................. 14 2.2.4.1 表面张力测量.................................................................................................. 15 2.2.4.2 初始泡沫高度和泡沫半衰期测量.................................................................. 15 2.2.4.3 粘度的测定...................................................................................................... 15 2.3 原理................................................................................................................................ 15 2.3.1 表面张力和表面活性物质浓度的关系.......................................................................15
泡沫吸附分离技术
Jeong, G.-T..Ind.Eng.Chem.Res.2004, 43, 422-427
Feng, B.; Powder Technology 2019, 342, 486-490.
Hu, N.; Li, Y.; Yang, C.; Wu, Z.; Liu, W., J Hazard Mater 2019, 379, 120843.
泡沫分馏法脱除水中残留铬 水中镓的浮选分离
背景介绍一基本条件
泡沫分离必须具备的基本条件
1. 所需分离的溶质应该是表面活性物质或者是可以和某种活性物 质相络合的物质, 它们都可以吸附在气-液界面上
2. 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
➢ 传质过程的主体部分在鼓泡区中, 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
水中的表面活性剂获得成功 ✓ 1977 年报道泡沫分离法用于DNA.蛋白质
以及液体卵磷脂等生物活性物质的分离 ✓ ······
矿物浮选工作原理图
背景介绍一原理
泡沫分离的原理
当溶液中需要分离的溶质本身为表面 活性剂时, 利用惰性气体在溶液中形成 的泡沫, 即可将溶质富集到泡沫上, 然 后将这些泡沫收集起来, 消泡后即可得 到溶质含量比原料液高的泡沫液
3展 望
➢ 水处理 ➢ 金属浮选 ➢ 蛋白质分离 ➢ 反应器结构优化
研究进展一水处理
之前存在的问题: 泡沫不稳定 气液界面吸收效率低
添加二氧化硅纳米颗粒在吸收阶段有利于泡沫的稳定, 有利于气液界面的 传质, 提高了LAS的吸收效率, 在回收阶段提高回收效率, 降低成本
Hu, N.; Li, Y.; Yang, C.; Wu, Z.; Liu, W., J Hazard Matபைடு நூலகம்r 2019, 379, 120843.
泡沫分离法去除水中微量铜和镍二元金属离子的研究的开题报告
泡沫分离法去除水中微量铜和镍二元金属离子的研究的开题报告一、研究背景水中微量铜和镍二元金属离子污染已成为一个全球性的环境问题。
这些金属离子进入水体后会影响水的质量，影响生态系统平衡，对人体健康造成威胁。
因此，开发一种高效、经济、环保的去除水中微量铜和镍二元金属离子的方法具有重要意义。
泡沫分离法是一种分子分离方法，具有简单、高效、低成本、环保等特点，已广泛用于水处理、废水处理、化学制品分离等领域。
因此，本研究拟探索利用泡沫分离法去除水中微量铜和镍二元金属离子的可行性。
二、研究目的本研究旨在通过实验研究，探索利用泡沫分离法去除水中微量铜和镍二元金属离子的可行性，并优化泡沫分离法的参数以提高去除效率。
三、研究内容1.研究泡沫分离法去除水中微量铜和镍二元金属离子的机理和基本原理；2.搜集泡沫分离法的相关文献，分析其适用范围及优缺点；3.设计并开展一系列实验，考察泡沫分离法对不同浓度、不同pH值的水中铜、镍离子的去除效率；4.优化泡沫分离法的操作参数，如泡沫生成剂的种类和用量、泡沫生成时间、曝气时间、搅拌速度等；5.分析实验结果，总结泡沫分离法的优化参数和去除效率，探讨其应用前景。
四、研究意义本研究将探索一种新的水处理方法，为处理水中微量铜和镍二元金属离子提供一种简单、高效、低成本、环保的解决方案。
另外，本研究还将为泡沫分离法的应用提供新的思路，推动泡沫分离法在环保领域的应用。
五、研究方法1.搜集文献并学习相关知识；2.设计并进行实验研究，探索泡沫分离法去除水中微量铜和镍二元金属离子的可行性，确定实验参数；3.分析实验结果，对泡沫分离法优化参数和去除效率进行总结和分析；4.写作研究报告，并撰写论文。
六、预期结果通过实验研究和分析，本研究预期可获得以下结果：1.明确泡沫分离法去除水中微量铜和镍二元金属离子的机理和基本原理；2.确定泡沫分离法在去除水中微量铜和镍二元金属离子上的应用范围；3.探索泡沫分离法的优化参数，提高去除效率；4.评估泡沫分离法的应用前景，为环保领域提供新的技术思路。
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。
植物蛋白泡沫分离技术研究现状
278㊀2020Vol.46No.24(Total 420)DOI:10.13995/ki.11-1802/ts.024848引用格式:张可可,胡楠,李会珍,等.植物蛋白泡沫分离技术研究现状[J].食品与发酵工业,2020,46(24):278-283.ZHANGKeke,HU Nan,LI Huizhen,et al.Advances in foam fractionation technology of plant protein[J].Food and Fermentation Indus-tries,2020,46(24):278-283.植物蛋白泡沫分离技术研究现状张可可,胡楠,李会珍,张志军∗(中北大学化学工程与技术学院,山西太原,030051)摘㊀要㊀随着 植物蛋白基食品 发展热潮的不断兴起,植物蛋白资源的高效利用成为全球食品行业关注的焦点㊂目前植物蛋白的分离方法有碱溶酸沉法㊁色谱法㊁超滤法㊁大孔树脂吸附法等,但一定程度上存在着对蛋白破坏大㊁成本高㊁能耗大㊁易污染等缺点㊂泡沫分离因其能高度富集和回收植物浸提液中的低浓度蛋白,在浓缩回收植物蛋白中展现了较大潜力㊂该文综述了泡沫分离在浓缩和回收植物纯蛋白和植物蛋白混合体系的研究进展,对于前者而言,重点阐述了操作条件㊁装置结构和操作方式对纯蛋白分离的影响,以期为植物蛋白的有效分离提供理论参考㊂关键词㊀植物蛋白;泡沫分离;回收率;富集比Advances in foam fractionation technology of plant proteinZHANG Keke,HU Nan,LI Huizhen,ZHANG Zhijun ∗(College of Chemical Engineering and Technology,North University of China,Taiyuan 030051,China)ABSTRACT ㊀With the continuous rise of plant protein-based food development,the efficient use of plant protein resources has become the focus of global food industry.At present,the separation method of plant protein includes alkali-solution and acid-isolation,chromatography,ultrafiltration,macroporous resin adsorption,etc.However,there are many shortcomings such as the damage of the protein,high cost,high energy consumption,easy pollution and so on.Foam fractionation shows greatpotential in the industrial separation of plant proteins because it can enrich and recover the low-concen-tration proteins from their extract liquids.This paper summarized the research progress of concentrating and recovering plant pure protein and plant protein in the mixing system.Moreover,it focused on the effects of operating conditions,device structure and operation modes on the separation of pure protein in order to provide theoretical references for the efficient separation of plant protein.Key words ㊀plant protein;foam fractionation;recovery percentage;enrichment ratio第一作者:硕士研究生(张志军教授为通讯作者,E-mail:zjzhang@)㊀㊀基金项目:山西省青年科学基金(201901D211271);山西省科技厅重点研发计划(社会发展)项目(201803D31060);山西省转型综改试验区晋中开发区科技研究项目资助;山西省高等学校科技创新(省立省资助)项目(2020L0270);中北大学2019年校科研基金(XJJ201910)收稿日期:2020-06-23,改回日期:2020-07-16㊀㊀随着 植物蛋白基食品 发展热潮的不断兴起,植物蛋白资源的高效利用成为全球食品行业关注的焦点㊂植物蛋白广泛存在于植物的种子㊁果实和叶子中,是人类摄入蛋白的主要来源之一,与动物蛋白相比具有抗高血压㊁降胆固醇㊁抗肿瘤㊁抗微生物㊁预防慢性疾病等优异功效[1]㊂居民膳食蛋白质[2]研究表明未来的饮食方向是减少肉类蛋白质而增加植物来源的蛋白质在饮食中的比重,所以开发高效分离植物蛋白的工艺和方法具有重要意义㊂1㊀植物蛋白的分离方法目前植物蛋白的分离方法主要有碱溶酸沉法[3-4]㊁盐溶酸沉法[5-6]㊁生物酶法[7-8]㊁超声破碎法[9-10]㊁热水浸提法[11-12]㊁超声波辅助提取法[13-14]㊁泡沫分离法[15-16]㊁色谱分离法[17-18]㊁超滤法[19-20]和大孔树脂吸附法[21-22],各方法的优缺点如表1所示㊂其中,泡沫分离是一种利用气体为分离介质以达到分离和浓缩目的的新兴技术,针对植物浸提液中的低浓度蛋白质,该技术可实现其的高度富集和回收,降低其后续纯化和产品化难度;其次,泡沫分离设备简单,易于放大,操作条件温和,对蛋白质的活性影响小,因此在降低植物蛋白分离成本和保证蛋白功能性方面具有巨大潜力㊂本文将综述泡沫分离在浓缩回收植物蛋白质方面的应用情况,包括分离纯蛋白和蛋白混合体系工艺研究两方面㊂表1㊀植物蛋白质浓缩回收方法的汇总Table1㊀Summary of the methods for enriching and recovering plant protein提取方法优点缺点碱溶酸沉法工艺简单,提取率高,生产成本较低高温㊁强酸强碱条件易变性,蛋白色泽加深,消耗大量的酸和水,脱盐纯化难度大加酶提取法条件温和,减少水的消耗,保证蛋白质质量生产成本高超声波辅助提取法耗时短,蛋白提取率高影响蛋白质结构和功能热水浸提法成本较低,清洁,无污染营养物质破坏多色谱分离法快速准确,能够分离性质差别很小的化合物溶剂和固定相的选择较困难,洗脱时,容易造成溶剂浪费超滤法操作简单,条件温和,易于放大超滤膜容易污染,不能分离分子质量相近的蛋白大孔树脂吸附法吸附量大,选择性好,设备简单,操作方便,使用周期长,节省费用前处理复杂,使用前需要彻底去除致孔剂等有毒物质泡沫分离法设备简单,适用于低浓度的溶液,提取率高对高浓度的溶液分离效率较低盐溶酸沉法提取率高,不破坏蛋白灰分含量高,蛋白质溶解度低超声破碎法目标物质提取效果好,纯度高耗时耗能,提取率较低2㊀泡沫分离植物纯蛋白的研究进展2.1㊀工艺条件对泡沫分离植物蛋白的影响植物蛋白浸提液的溶液性质是影响其泡沫分离效果的重要因素,溶液初始浓度㊁温度[23]㊁离子浓度[24]和pH是研究者经常考察的关键因素,除此之外,进液量㊁气速㊁气体分布器孔径大小[23]和鼓泡时间[25]等操作条件同样不可忽视㊂(1)蛋白初始浓度㊂蛋白初始浓度通过影响溶液的表面张力影响泡沫起泡性,蛋白浓度越高表面张力越低,泡沫的发泡能力越强,排液速率越慢,回收率升高而富集比降低㊂为了形成稳定的泡沫层,蛋白质的浓度要在临界胶束浓度以下进行[26]㊂(2)pH值㊂pH值通过改变蛋白质的结构来影响蛋白质集聚,在pH等于等电点时,蛋白质所带静电荷为零,蛋白质分子周围的双电层消失,气泡表面液膜的厚度减小,泡沫排液速率加快,蛋白质分离效果最好[27]㊂李轩领[28]在提取亚麻籽蛋白时,富集比和回收率在其等电点pH等于3时达到最大㊂(3)进气速度㊂随着气速的增加,泡沫在分离柱内的时间缩短,减少了排水的时间所以富集比降低,泡沫量随之增加,使得回收率升高㊂(4)装液量㊂在泡沫分离过程中,装液量不同,其液相压力就不同,压力对气泡的大小和分布都有影响,分离效果随着液相压力的增大先明显增大,进而增加平缓,当压力增大到一定值,分离效果降低[29]㊂(5)温度㊂温度是影响液相吸附和泡沫相排液的因素之一,吸附是放热过程,而温度升高,则阻碍放热的进行,溶液的黏度随温度的升高而下降,有利于泡沫层排液[30]㊂(6)气体分布器㊂气体分布器孔径是控制气泡大小的重要因素,小的气泡有利于增大气液传质的比表面积,且在液相中上升的速度慢,有利于蛋白质的吸附,使得富集比增大[31]㊂(7)离子强度㊂增大离子强度可以改善蛋白在气-液界面处的吸附,提高排液,增加泡沫的稳定性,加大泡沫产量提高回收率㊂刘海滨[32]㊁刘颖[33]对桑叶㊁紫花苜蓿叶㊁菠菜叶以及亚麻籽㊁甘薯等蛋白浓缩和回收工艺进行了优化(见表2),表明泡沫分离能够高效富集和回收植物蛋白,对充分开发植物蛋白资源具有重要意义㊂表2㊀泡沫分离植物蛋白的工艺研究进展Table2㊀Research progress of the foam fractionationof plant protein植物蛋白种类影响因素成果参考文献桑叶蛋白蛋白质的浓度㊁装液量㊁pH值㊁气速回收率92.50%富集比7.63[32]紫花苜蓿叶蛋白蛋白质的浓度㊁pH值㊁气速㊁装液量回收率90.2%富集比7.64[32]亚麻蛋白亚麻蛋白浓度㊁NaCl浓度㊁原料液pH值㊁装液量回收率95.8%富集比9.80[28]甘薯蛋白进料浓度㊁pH㊁气流量㊁装液量㊁鼓泡时间回收率84.1%富集比为1.25[33]菠菜叶蛋白蛋白稀释倍数㊁pH值㊁气速㊁温度回收率81.56%富集比14.94[34] 2.2㊀装置结构对泡沫分离植物蛋白的影响装置结构直接影响泡沫分离植物蛋白的富集比㊂泡沫分离植物蛋白质的富集比是决定蛋白质后续纯2020年第46卷第24期(总第420期)279㊀280㊀2020Vol.46No.24(Total 420)化的关键指标,也是评价蛋白分离效果的直接表征㊂强化液相吸附和泡沫相排液是提高植物蛋白质的富集比的直接手段㊂在强化液相吸附方面,张哲等[35]开发了一种液相安装垂直筛板构件的新型泡沫分离塔,能有效增加大豆蛋白的吸附密度并缩短平衡时间,与传统液相无构件的泡沫分离塔相比,大豆蛋白的密度提高了58.8%㊂王连杰[36]分离大豆乳清蛋白时,在泡沫分离塔中加入折流板来强化气-液界面的吸附(图1),一方面增加了气泡在液相中的停留时间,另一方面减小了蛋白质分子在气液界面的传质阻力,与对照塔相比,气-液界面蛋白质的质量流率和气-液表面过剩分别提高了153%和193%㊂图1㊀折流板构件的三维结构图Fig.1㊀3D structure diagram of the baffle plate components为了促进泡沫相排液,孙景辉[37]设计了一种新型泡沫分离塔即泡沫相部分水平泡沫塔,如图2所示,以牛血清蛋白为研究体系,得出泡沫相部分水平泡沫分离塔的富集比是对照直塔的1.8倍㊂李瑞[38]和杨全文等[39]以牛血清蛋白为研究体系,把螺旋内构件应用到泡沫分离过程中来强化泡沫排液,富集比分别提高1.85倍和2.5倍㊂吴兆亮等[40]开发了2种由截流板和导流筒组成的促进泡沫排液的设备,以乳酸菌肽发酵液为研究体系,发现上口封闭带小孔的导流筒Ⅱ能非常显著的降低出口持液率,其富集比是简单泡沫塔的2.42倍㊂卢珂等[41]设计了一种在泡沫相加内套筒的泡沫分离塔,以牛血清蛋白为研究体系,与没有加内套筒的对照塔相比,加内套筒的实验塔降低了持液量,加速了泡沫的变大和聚并,提高了牛血清蛋白富集比,而且牛血清蛋白的富集比随着加入内套筒长度的增加而增加㊂从简单泡沫分离塔到倾斜泡沫分离塔再到内构件泡沫分离塔,研究者不断开发在温和条件下利于泡沫相排液的内构件,其中带螺旋内构件的泡沫分离塔,由于螺旋离心力作用,气泡和气泡之间的液体逆流流动阻力更小,富集比相较于其他构件高㊂图2㊀部分水平泡沫分离塔Fig.2㊀Part of horizontal foam fractionation tower2.3㊀操作方式对泡沫分离植物蛋白的影响泡沫分离有间歇式㊁连续式和分级式3种操作方式,通过料液是否一次性加入㊁鼓泡时间是否连续和有无残液排出来判断间歇式和连续式;分级式是将回收的泡沫液再次鼓泡,有多塔多级和单塔多级2种形式㊂孙瑞娉等[42]设计的两级泡沫分离提取大豆蛋白,如图3所示,既能提高富集比又能增大回收率,第一级的泡沫分离使大豆蛋白质的富集比尽可能高,具体数值为7.71,第二级的泡沫分离使蛋白质的回收率尽可能高,总回收率为82.75%㊂表3总结了采用不同操作方式及其相应回收率大小,可以发现两级泡沫分离的采用能够明显提高单级(间歇或连续)的蛋白质分离效果㊂图3㊀两级泡沫分离大豆蛋白工艺流程图Fig.3㊀Process Flow Chart of two-stage foamfractionation of soybean protein3㊀泡沫分离植物蛋白混合体系的研究进展3.1㊀蛋白质-糖混合体系植物蛋白质在提取过程中多糖往往也随之提取出来,因此去除提取混合物中的多糖成为植物蛋白质提纯的关键步骤㊂理论上多糖不是表面活性物质,泡2020年第46卷第24期(总第420期)281㊀表3㊀泡沫分离植物蛋白过程中不同操作方式对蛋白回收率的影响Table 3㊀Effect of different operating methods on protein recovery rate during foam fractionationplant protein操作方式植物蛋白种类回收率参考文献两级式大豆蛋白㊀82.75%[42]两级式大豆蛋白㊀80%[43]两级式马铃薯蛋白73.4%[44]两级式杏仁蛋白㊀71.19%[25]间歇式大豆蛋白㊀30.6%[45]连续式甘薯蛋白㊀84.1%[33]沫分离法可以得到高纯度的蛋白质并能使一同浸出的多糖不受破坏㊂实际上蛋白质和多糖并不是独立存在的,二者可发生复合反应[46]㊂李轩领[28]以未脱胶的亚麻籽饼粕为原料提取亚麻籽蛋白时,提出了一种新的增加分离效果的策略,以CO 2为载气,降低溶液pH,使得亚麻胶水解,从而破坏酸性多糖和蛋白质的结合,最终提高亚麻籽蛋白质的回收率和富集比,超过空气直接泡沫分离10%以上㊂通过弱化植物蛋白质和多糖之间的相互作用,成为泡沫分离蛋白质-糖混合体系的研究重点㊂3.2㊀蛋白质-蛋白质混合体系植物蛋白质多以混合蛋白的形式存在[47],针对二元蛋白质混合体系,寇倩云等[48]建立了牛血清白蛋白和溶菌酶混合溶液的初始泡沫高度㊁泡沫半衰期与其各自浓度的关系式[公式(1)以及公式(2)],为分离蛋白质二元体系提供了理论基础㊂不过对于三元蛋白质混合体系的泡沫分离机理还需进一步研究[47]㊂此外,还可基于蛋白质等电点不同的原则,加入阴离子或阳离子表面活性剂与其中一种蛋白质结合,来提高另一种蛋白质的回收率㊂SUZUKI 等[49]通过加入阴离子表面活性剂选择性的分离卵蛋白和溶菌酶㊂TADASHI 等[50]根据溶菌酶和α-淀粉酶的等电点不同,在不同pH 条件下,选择性的进行了分离,图4为不同pH 条件下,溶菌酶和α-淀粉酶的SDS-PAGE 图谱㊂Hf =mγ0-RT ω1ln (1+k 1c 1)-RT ω2ln (1+k 1c 1+k 2c 21+k 1c 1)+n(1)t 1/2=t 0M bγ0-RT ω1ln (1+k 1c 1)-RT ω2ln (1+k 1c 1+k 2c 21+k 1c 1)[]b-1{}(2)图4㊀溶菌酶和α-淀粉酶在不同pH 下的电泳图Fig.4㊀Electrophoretogram of lysozyme and α-amylaseat different pH values4㊀结论植物蛋白因其具有优异的功效已引起学术界和工业界的浓厚兴趣,未来具备实现商业化的潜能㊂但植物蛋白常用的浓缩回收方法存在许多局限性,泡沫分离在植物蛋白的浓缩和回收中展现了巨大的潜力,不仅可通过设计泡沫分离的操作条件㊁分离装置来调控植物蛋白的分离,还可通过多级泡沫分离来实现㊂因此,充分利用泡沫分离的所有优点,可以显著促进泡沫分离植物蛋白的工业化进程㊂然而,大部分植物蛋白并不是独立的存在,蛋白质与其他物质的结合使得泡沫分离在该领域还面临诸多问题和挑战㊂未来泡沫分离在植物蛋白富集和回收方面的研究可从以下几个方面进行突破㊂(1)优化泡沫分离富集㊁回收蛋白的工艺条件㊂根据不同蛋白质的特性选择最优的泡沫分离工艺,确定蛋白浓度㊁温度㊁pH㊁进液量㊁气速等操作条件,解决分离过程中回收率㊁富集比不高的问题,加速泡沫分离制备植物蛋白的产业化进程㊂(2)泡沫分离针对分离多种蛋白混合物和蛋白多糖混合物的数据偏少,对蛋白质混合物的分离还需要深入研究,从而更有效地指导实际复杂植物蛋白体系的分离和回收㊂参考文献[1]㊀胡苗苗,杨海霞,曹炜,等.植物蛋白质资源的开发利用[J].食品与发酵工业,2012,38(8):137-140.HU M M,YANG H X,CAO W,et al.The development and current situation of plant protein utilization[J].Food and Fermentation In-dustries,2012,38(8):137-140.[2]㊀罗洁霞,徐克.我国居民家庭膳食蛋白质和脂肪摄入量比较[J].中国食物与营养,2019,25(2):79-83.LUO J X,XU parative research on protein and fat intake of chinese residents[J].Food and 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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。
泡沫分离技术及其模型的研究进展
附 在 自下 而 上 的 气 泡 表 面 ， 在 溶 液 主 体 上 方 形 成 泡 沫 层 ， 排 出 的 泡 沫 消 泡 ， 获 得 泡 沫 液 （ 质 的 并 将 可 溶 富 集 回收 ） 在 连 续 操 作 时 ， 体 从 塔 底 排 出 ， 以 直 接 排 放 ， 可 以 作 为 精 制 后 的 产 品 液 。 ； 液 可 也
分 ， 通 过加 入适 当的表 面活性 剂 ， 可 以把 这 类 组 分 吸 附 到 气 泡 表 面 上 ， 附 作 用 可 以 通 过 形 成 整 合 、 吸 静 电 吸 引 或 分 子 间 力 等来 产 生 ［ ２ １ 。
分 子 吸 附 的 机 理 主 要 是 所 加 入 的 表 面 活 性 剂 （ 捕 集 剂 ） 要 除 去 的 非 表 面 活 性 组 分 间 的 范 德 华 力 或 与
基金项 目： 安徽省教育厅 自然科学基金项 目（ ０ ６ ｊ５ Ｂ） 安徽 省高校青 年教师资助项 目（ ０ ５ｑ ｌ６） ２ ０ ｋ１２ ； ２０ ｊ ｌ １ 。 作者简介 ： 汪德进 （ ９ ７ ， ， １７ 一） 男 安徽安庆人 ， 安庆 师范学 院资源 环境学 院讲 师， 研究方向 ： 重金属废水。
和氢键力 。离子 吸附 的机理 主要是 静 电力 的作用 或 离 子交换 的结果 。
阳 离 子 吸 附 ： 粒 物 中无 机 或 有 机 组 分 都 可 能 选 择 性 地 或 非 选 择 性 地 吸 附 ， 些 离 子 被 吸 附 的 能 颗 这
收 稿 日期 ：０ ７ Ｏ 一 ３ ２ ０ 一 ｌ０
相 ， 此 过程 为胶体 浮选 。 称
１ 泡 沫 分 离 的 机 理
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 （ 疏 水 慕 ） 部 分 组 成 ， 它 们 溶 入 水 中后 即 在 水 溶 液 表 面 聚 集 ， 水 基 留 在 水 中 ， 或 两 当 亲
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。
大豆蛋白质的泡沫分离研究I_操作工艺条件
华 东 理 工 大 学 学 报 Jour nal of E as t Chin a University of Science and T echnology Vol.23No.31997-06+国家自然科学基金资助项目(29370208)收稿日期:1996-06-21大豆蛋白质的泡沫分离研究+I.操作工艺条件谢继宏* 程晓鸣 邓 修(华东理工大学化学工程研究所,上海200237) 提要:在一连续操作的泡沫精馏塔中,考察了各种操作条件对大豆蛋白质溶液泡沫分离过程的影响,包括:进料浓度、进气流量、pH 值、回流比等,确定了较佳的操作条件。
用流动法测定了大豆蛋白质在气液界面上的表面过剩浓度并回归了线性吸附方程。
结果表明:在溶液浓度较稀时,表面过剩浓度与溶液浓度呈线性关系。
关键词:泡沫分离;精馏;大豆蛋白质;废水处理;回收中图分类号:T Q 028.8 泡沫分离技术是近几十年发展起来的一项新的分离技术。
它是根据表面活性物质间表面活性的差异,来分离和纯化物质的一种手段,被广泛地应用于环境保护、生物工程、冶金工业及医药工业等许多领域。
在生物工程方面,主要用于蛋白质及酶的分离和纯化。
Ahmad [1]、Gehle和Schuger [2]、Sarkar [3]、Bhattacharya 和San [4]、Lalchev [5]等学者分别研究了不同蛋白质及酶的泡沫分离。
表明该技术是分离和浓缩蛋白质及酶的一条有效途径。
本文以处理豆制品厂排放的黄浆水为背景,在一连续操作的泡沫精馏塔中,考察了大豆蛋白质稀溶液泡沫分离过程中各种操作条件对分离效果的影响。
旨在通过实验既可以研究泡沫精馏塔的一些特殊性质,又可以通过对结果的分析,发现各种影响因素间内在的联系,从而寻找较佳的操作条件,为工业化应用提供可靠的参数。
1 实 验1.1 实验装置实验装置如图1所示。
氮气经转子流量计计量后,由塔底通入池液。
原料液用滚柱式血泵输送,由泡液界面处进入塔内。
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。
泡沫分离技术研究进展
泡沫分离技术研究进展姓名：曾丽班级：应化0803班学号： 1505080823指导老师：刘又年、钱东老师泡沫分离技术研究进展曾丽(中南大学化学化工学院410083)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、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发展方向。
关键词：泡沫分离抗生素数学模型表面活性剂1. 引言泡沫分离技术是一种新兴的分离与净化技术，广泛应用于工业领域中。
通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩的方法总称为泡沫分离技术Ⅲ。
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。
【1】泡沫分离技术主要分为：(1) 矿物浮选：主要用于矿石粒子和脉石粒子的分离。
利用表而活性物质在矿石粒子表面上的吸附。
就可用泡沫使矿石粒子上升，脉石粒子下沉，从而得以分离，达到富集矿石的目的。
(2) 粗粒和细粒浮选：常用于共生矿中单质的分离，处理对象为胶体、高分子物质和矿物液。
(3) 离子浮选：待分离组份在体积溶液中或在气液界面与表面活性剂形成沉淀物，此沉淀物捕集在气液界面上，富集于泡沫相。
(4) 如果待分离组份先由非表面活性物沉淀，然后富集于泡沫相，那么称此过程为沉淀浮选。
第一类沉淀浮选需要表面活性剂．第二类沉淀浮选不需要表面活性剂，沉淀物本身具有表面活性。
(5) 如果待分离组份被吸附在胶体颗粒表面，然后颗粒由表面活性剂捕集，起泡上升，富集于泡沫相。
泡沫分离与发酵耦合技术研究进展
泡沫分离与发酵耦合技术研究进展
张达;宋建恒;李志强;董凯;徐丹丹;郑辉杰;吴兆亮
【期刊名称】《食品研究与开发》
【年(卷),期】2016(037)005
【摘要】泡沫分离与发酵耦合技术是近年来新兴起的天然产物生产技术，本文综述了近几年来泡沫分离与发酵耦合技术的研究进展。
论述了泡沫分离与发酵耦合技术的机理、最新研究进展及其潜在的应用价值。
最后，对本文工作进行了总结和对研究前景进行了展望。
【总页数】4页(P167-170)
【作者】张达;宋建恒;李志强;董凯;徐丹丹;郑辉杰;吴兆亮
【作者单位】河北工业大学化工学院，天津300130;北京林业大学生物科学与技术学院，北京100083;河北工业大学化工学院，天津300130;河北工业大学化工学院，天津300130;河北工业大学化工学院，天津300130;河北工业大学化工学院，天津300130;河北工业大学化工学院，天津300130
【正文语种】中文
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。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
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模 型 和 实 验 结 果 进 行 了 比 较 ， 发 现 实 验 结 果 和 模 型 比 较 符 合 ； Malysa 和 Warszynski 研究了与泡沫层的形成和稳定有关的动力学对泡沫的影响。同时观 察了通过表面扩散 （增加了液膜的稳定）重新建立的平衡覆盖率和液膜中液体的 排 除 率 （ 液 膜 稳 定 性 减 小 ） 决 定 的 体 积 和 泡 沫 层 的 稳 定 性 ； Bhakta 和 Ruchenstein 总结了静态泡沫的破裂理论工作， 比较了各种模型在描述液体排出、 聚并和破裂方面的研究； Uraizee 响；Bhattacharjee 等 基于静态泡沫排液模型，预言了单一蛋白质静态泡沫柱中分离因素的值。 但是更复杂的传质过程的数学模型，还依靠操作模式（连续，间歇，静态） 和液体本身的性质以及表面活性剂的物理化学特性，这是一个非常复杂的过程， 因此不能用一个相对简单的模型来标记。最近有关泡沫分离模型的报导，只是针 对具体的几个体系，还没有更为普遍的泡沫分离数学模型。
图 1 泡沫分离装置
现阶段大部分泡沫分离技术处于初级阶段， 要想用于生产还需要构建合适的 研究模型 。对泡沫柱中泡沫模型尝试由 Miles 和 Jacobi 进行的，他们假设泡 沫柱中泡沫尺寸相等，液体从 Plateau 边界进行排液；Lenonard 从理论方面总 结了表面活性剂和蛋白质在分离过程中的情况； Hartland
Plateau 边界为放在水平和垂
直方向的三角形的通道， 垂直于 plateau 边界的液体来自液膜和水平 plateau 边 界，另一方面水平 plateau 边界只得到液膜中的液体；Narsimhan 等
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模拟了间
歇式泡沫分离柱中泡沫的行为， 假设泡沫尺寸相等，尤其研究了高的气速和大的 泡沫尺寸下，泡沫的行为；Brown 研究了 BSA 泡沫分离柱中的动力学模型，
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本小、方便操作与维修的特点，可在常温、低温、高温下操作
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。
泡沫分离塔的基本装置可由一个简单的圆柱体，如图一所示，输入的液体由 泵从进气口抽入塔中， 气体由底部进入经气体扩散器均匀扩散，迅速形成许多形 状、 大小均一的气泡， 气泡在上升过程中吸附并聚集溶质， 到达液面时形成泡沫， 泡沫不断形成直至形成泡沫层， 泡沫层缓慢移动，最后被新产生的泡沫至泡沫液 出口处推入泡沫收集器中， 泡沫液可自然消泡亦可进行搅拌消泡，若需加快消泡 速度，可加入适量消泡剂; 待气泡不再产生时，经泡沫分离后的料液由出样口排 出。
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1. 原理
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 。