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1、實用第一章緒論1、分離技術的定義:分離技術是指利用物理、化學或物理化學等基本原理與方法將某種混合物分成兩個或多個組成彼此不同的產(chǎn)物的一種手段。2、分離技術的發(fā)展需要:新型分離技術開拓與發(fā)展的必要性(1)科技發(fā)展與探索的需求(新材料、新產(chǎn)品、新工藝)(2)資源利用與清潔生產(chǎn)的需求(節(jié)能、增產(chǎn))(3)生態(tài)環(huán)境保護的需求(環(huán)保和資源綜合利用)3、分離過程的幾個概念:(1)分離過程:通常由原料、產(chǎn)物、分離劑及分離裝置組成;(2)分離劑:加到分離系統(tǒng)中使過程得以實現(xiàn)的能量或物質(zhì);(3)分離裝置:分離過程得以實施的必要物質(zhì)設備,它可以是某個特定的裝置,也
2、可指從原料到產(chǎn)品之間的整個流程。4、分離過程的分類:按照分離過程原理,可分為三大類:(1)機械分離(2)傳質(zhì)分離(平衡分離、速率控制分離)(3)反應分離5、新型分離技術三大類(1)對傳統(tǒng)技術或方法加以改良的分離技術:超臨界流體萃取、液膜萃取、雙水相萃取以及色譜分離等(2)基于材料科學發(fā)展形成的分離技術:反滲透、超濾、氣體滲透、滲透汽化等膜分離技術;(3)膜與傳統(tǒng)分離相結(jié)合形成的分離技術:膜吸收、膜萃取、親和超濾、膜反應器等。6、分離技術選擇的基本依據(jù)(1)待處理物的物性——混合物至少在物理、化學、電磁、光學、生物學等性質(zhì)方面存在以下一個或多個
3、差異:a.物性參數(shù):分子量、尺寸與形狀、熔點、沸點、密度、溶解度等;文檔實用b.力學性質(zhì):表面張力、摩擦因子;c.電磁性質(zhì):分子電荷、電導率、介電常數(shù)、電離電位、磁化率等;d:傳遞特性常數(shù):遷移率、擴散速度、滲透系數(shù);e:化學特性常數(shù):分配系數(shù)、平衡常數(shù)、離解常數(shù)、反應速率、絡合常數(shù)等。(2)目標產(chǎn)物的價值與處理規(guī)?!繕水a(chǎn)物的價值與規(guī)模大小密切相關,常成為選擇分離方法的主要因素:目標產(chǎn)物的經(jīng)濟價值比較低,則應采用低能耗、無需分離劑、或廉價分離劑以及大規(guī)模生產(chǎn)過程;而高附加值產(chǎn)物則可采用中小規(guī)模生產(chǎn)。(3)目標產(chǎn)物的特性——包括其熱敏性、吸
4、濕性、放射性、氧化性、光敏性、分解性、易碎性等,這些特性常是導致目標產(chǎn)物變質(zhì)、變色、損壞等的根本原因,因此成為分離方法選擇中的一個重要因素。(4)產(chǎn)物純度與回收率——產(chǎn)物的純度與回收率對分離方法選擇具有至關重要的作用。一般狀況下,純度越高,提取成本越大,而回收率則會隨之降低。因此在選擇分離方法時需綜合考慮。第3章:反滲透、納濾、超濾與微濾1、★膜分離的特點?①操作在常溫下進行;?②是物理過程,不需加入化學試劑;?③不發(fā)生相變化(因而能耗較低);?④在很多情況下選擇性較高;?⑤濃縮和純化可在一個步驟內(nèi)完成;?⑥設備易放大,可以分批或連續(xù)操作。?
5、因而在生物產(chǎn)品的處理中占有重要地位膜分離技術的重要性(優(yōu)勢)λ膜分離技術兼具分離、濃縮和純化的功能,又有使用簡單、易于控制及高效、節(jié)能的特點λ選擇適當?shù)哪し蛛x技術,可替代過濾、沉淀、萃取、吸附等多種傳統(tǒng)的分離與過濾方法。文檔實用λ膜分離技術得到各國重視:國際學術界一致認為“誰掌握了膜技術,誰就掌握了化工的未來”。λ膜分離技術在短短的時間迅速發(fā)展起來,近30年膜分離技術,已廣泛用于食品、醫(yī)藥、化工及水處理等各個領域。產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益,已成為當今分離科學中最重要的手段之一。2、微濾、超濾、納濾、反滲透相同點:①以膜兩側(cè)壓力差為推動力
6、;②按體積大小而分離;③膜的制造方法、結(jié)構和操作方式都類似。3、滲透壓力?定義:為維持只允許溶劑通過的膜所隔開的溶液與溶劑之間的滲透平衡而需要的超額壓力。單位:Pa或kPa。(滲透現(xiàn)象定義。)溶劑分子通過半透膜進入到溶液中的過程,稱為滲透。滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的條件:?半透膜的存在?膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不相等4、滲透通量:單位時間內(nèi)單位膜面積上的物質(zhì)透過量滲透通量=滲透系數(shù)×推動力5、反滲透的概念,工作原理,條件反滲透定義?不同溶液間有不同的滲透壓π,當在濃溶液上施加壓力,且該壓力大于滲透壓時,濃溶液中的水就會通過半滲透膜流向稀溶液,是濃溶液濃
7、度更大,這一過程就是滲透的相反過程,稱為反滲透。?發(fā)生反滲透過程的必須滿足的2個條件:?(a)存在選擇性透過膜;?(b)操作壓力必須高于滲透壓反滲透分離機理文檔實用?反滲透的選擇透過性與組分在膜中的溶解、吸附和擴散有關,因此除了與膜孔的大小、結(jié)構有關外,還與膜的化學、物理性質(zhì)有關,即與組分和膜之間的相互作用密切相關。所以反滲透分離過程中化學因素(膜及其表面特性)起主導作用。7、常見膜組件的種類:板框式(plateandframe)、管式(tubularmodules)、螺旋卷式(spiralswound)和中空纖維式(hollowfiber)
8、等四種。8、濃差極化概念?在膜分離操作中,所有溶質(zhì)均被透過液傳送到膜表面上,不能完全透過膜的溶質(zhì)受到膜的截留作用,在膜表面附近濃度升高。這種在膜表面附近濃度高于主體