第一篇：什么是實(shí)用新型專利 什么樣的技術(shù)可以申請(qǐng)實(shí)用新型

什么是實(shí)用新型專利 什么樣的技術(shù)可以申請(qǐng)實(shí)用新型

《專利法》實(shí)用新型專利:是指對(duì)產(chǎn)品的形狀、構(gòu)造或者其結(jié)合所提出的適于實(shí)用的新的技術(shù)方案。凡是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、形狀或者結(jié)構(gòu)和形狀相結(jié)合,申請(qǐng)實(shí)用新型專利。保護(hù)期是10年。

實(shí)用新型與發(fā)明的不同之處在于：第一，實(shí)用新型只限于具有一定形狀的產(chǎn)品，不能是一種方法，也不能是沒有固定形狀的產(chǎn)品；第二，對(duì)實(shí)用新型的創(chuàng)造性要求不太高，而實(shí)用性較強(qiáng)。

產(chǎn)品的形狀是指產(chǎn)品所具有的、可以從外部觀察到的確定的空間形狀。對(duì)產(chǎn)品形狀所提出的技術(shù)方案可以是對(duì)產(chǎn)品的三維形態(tài)的空間外形所提出的技術(shù)方案，例如對(duì)凸輪形狀、刀具形狀作出的改進(jìn)；也可以是對(duì)產(chǎn)品的二維形態(tài)所提出的技術(shù)方案，例如對(duì)型材的斷面形狀的改進(jìn)。

產(chǎn)品的構(gòu)造是指產(chǎn)品的各個(gè)組成部分的安排、組織和相互關(guān)系。產(chǎn)品的構(gòu)造可以是機(jī)械構(gòu)造，也可以是線路構(gòu)造。機(jī)械構(gòu)造是指構(gòu)成產(chǎn)品的零部件的相對(duì)位置關(guān)系、聯(lián)接關(guān)系和必要的機(jī)械配合關(guān)系等，線路構(gòu)造是指構(gòu)成產(chǎn)品的元器件之間的確定的連接關(guān)系。復(fù)合層可以認(rèn)為是產(chǎn)品的構(gòu)造，產(chǎn)品的滲碳層、氧化層等屬于復(fù)合層結(jié)構(gòu)。

漢唐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司(以 下簡(jiǎn)稱“漢唐”)是經(jīng)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局及國(guó)家工商總局商標(biāo)局批準(zhǔn)設(shè)立，具有商標(biāo)和專利代理資質(zhì)的綜合型知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理機(jī)構(gòu)（專利代理機(jī)構(gòu)代碼：44399）。公司成立15年，總部位于深圳，截止到目前已在廣州、無(wú)錫、泉州、廈門、成都、西安、銀川、佛山、內(nèi)蒙古等地設(shè)立了分公司，營(yíng)銷和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)遍布全國(guó)，公司聚集多位商標(biāo)、專利、版權(quán)、項(xiàng)目申報(bào)方面的頂級(jí)專家和外籍顧問(wèn)，并擁有一支由百余名高級(jí)顧問(wèn)、律師，以及商標(biāo)和專利代理人為中堅(jiān)力量的專業(yè)團(tuán)隊(duì)。合作伙伴遍布?xì)W洲、美洲、亞洲等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。以“專業(yè)創(chuàng)造可能，溝通成就品質(zhì)”為宗旨的知識(shí)產(chǎn)權(quán)綜合法律服務(wù)體系。能夠?yàn)榭蛻籼峁└涌旖荨I(yè)的服務(wù)，助力客戶利用知識(shí)產(chǎn)權(quán)工具獲得更大的商業(yè)成功。公司主營(yíng)業(yè)務(wù)：商標(biāo)注冊(cè)、專利申請(qǐng)、版權(quán)登記、專利開發(fā)

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第二篇：新型殺菌技術(shù)

新型食品殺菌技術(shù)研究進(jìn)展

沈子明 20110806144

（徐州工程學(xué)院 食品(生物)工程學(xué)院，江蘇 徐州221000）

摘要：隨著人們生活和消費(fèi)水平的提高，對(duì)各種食品的總體質(zhì)量要求越來(lái)越高，要求食品不破壞或少破壞營(yíng)養(yǎng)成分，保持原有的風(fēng)味。這就對(duì)食品的殺菌工藝及設(shè)備提出了新的要求。傳統(tǒng)的殺菌技術(shù)存在著種種弊端，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些用于殺菌工藝的高新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文主要介紹了一些新的殺菌技術(shù)的原理及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：食品殺菌；新技術(shù)；發(fā)展應(yīng)用

Research Progress of the New Food Sterilization Technology

SHEN Zi-ming20110806144

(College of Food(Biology)Engineering, Xuzhou Institute Of Technology, Xuzhou221000, China)

Abstract: With the improvement of people's living and consumption level, people's demond on all kinds of food is more and more high, who require that food is not damaged or less destruction of nutrients and keep the original flavor.This puts forward new requirements on the sterilization process and equipment for food.The traditional sterilization technology has many shortcomings, with the development of science and technology, some to emerge as the times require high-tech sterilization process.This paper mainly introduces the application of the principle of some new sterilizing technology and their applications in food industry.Key words:Food sterilization;New technology;Development and application

中圖文分類號(hào)：TS201.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：

食品是人類賴以生存和發(fā)展的最基本物質(zhì)條件，食品安全直接關(guān)系到國(guó)民的身體健康和生命安全。食品腐敗變質(zhì)的主要原因是某些微生物的存在致使食品品質(zhì)改變，因此，食品殺菌就成為食品加工中的重要操作單元，即通過(guò)殺滅腐敗菌和致病菌來(lái)延長(zhǎng)產(chǎn)品的貯藏期，保證產(chǎn)品的安全[1]。傳統(tǒng)的殺菌都是采用高溫干燥、燙漂、巴氏殺菌、冷凍及防腐劑等常規(guī)技術(shù)，但這些技術(shù)大都處理時(shí)間長(zhǎng)，殺菌不徹底或不易實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，同時(shí)影響食品原有的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成份[2]。為了更大限度的保持食品天然的色、香、味和一些生理活性成分，滿足現(xiàn)代人生活要求，近年來(lái)，國(guó)際食品領(lǐng)域涌現(xiàn)出一些高效、安全、能保持食品原有風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)的殺菌新技術(shù)。

各種殺菌技術(shù)發(fā)展的歷史長(zhǎng)短不一，有著各自的特點(diǎn)和適用范圍。現(xiàn)將現(xiàn)代食品工程中應(yīng)用的各種新殺菌方法的特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用領(lǐng)域作以介紹。

1熱力殺菌技術(shù)

1.1超高溫瞬時(shí)殺菌技術(shù)

超高溫殺菌于1949年隨著斯托克（Stork）裝置的出現(xiàn)而問(wèn)世，其后國(guó)際上出現(xiàn)了多種類型的超高溫殺菌裝置。超高溫處理可分為間接加熱和直接加熱兩大類型。它是使料液迅速升溫至130 ℃以上，然后保持幾秒鐘，再迅速冷卻到30~40 ℃從而實(shí)現(xiàn)對(duì)料液瞬間的殺菌。超高溫瞬時(shí)殺菌技術(shù)的殺菌效果特別好，幾乎可達(dá)到或接近滅菌的要求，而且殺菌時(shí)間短，物料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)破壞少，營(yíng)養(yǎng)成分保存率達(dá)92％以上，大大優(yōu)越于傳統(tǒng)的熱力殺菌法。配合食品無(wú)菌包裝技術(shù)的超高溫式殺菌裝置在國(guó)內(nèi)外發(fā)展很快，目前這種殺菌技術(shù)已廣泛用于殺菌乳、果汁及各種飲料、豆乳、酒等產(chǎn)品的生產(chǎn)中[3]。

1.2歐姆殺菌技術(shù)

電阻加熱殺菌也叫歐姆殺菌，是一種新型熱殺菌方法，它借通入的電流使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量而達(dá)到殺菌的目的，是酸性和低酸性食品和帶顆粒(粒徑小于25 mm)食品進(jìn)行連續(xù)殺菌的一種新技術(shù)。電阻加熱殺菌使用交流電的頻率為50-60 Hz, 它利用電極將電流直接導(dǎo)入食品，由食品自身的介電性質(zhì)產(chǎn)生熱量，以達(dá)到殺菌的目的。電阻加熱的適用性由食品物料的電導(dǎo)率來(lái)決定，大多數(shù)能用泵輸送的、溶解有鹽類離子且含水量在30％以上的食品都可用電阻加熱來(lái)殺菌，且效果很好，而一些脂肪、糖、油、未添加鹽的處理水等非離子化的食品則不適用該技術(shù)。英國(guó)APV食品加工中心的試驗(yàn)表明，電阻加熱已成功地用于各種包含大顆粒的食品和片狀食品的殺菌，如馬鈴薯、胡蘿卜、蘑菇、牛肉、雞肉、片狀蘋果、菠蘿、桃等[4]。在國(guó)內(nèi)這一技術(shù)已試用于大豆食品的加工，且得到良好的效果。

1.3高壓低溫殺菌技術(shù)

高壓低溫殺菌是將食品在60 ℃條件下，使用608 MPa壓對(duì)食品進(jìn)行殺菌處理，可將霉菌和芽孢菌的數(shù)量減少到原先的十萬(wàn)分之一。在25 ℃的條件下，使用608 MPa，處理20 min，可將土豆色拉、豬肉等食品的芽孢菌全部殺死。美國(guó)用高壓低溫對(duì)天然果汁進(jìn)行殺菌處理，也取得滿意的結(jié)果[5]。該技術(shù)對(duì)肉食、果蔬或果汁，可在不破壞食品原有的成分結(jié)構(gòu)和風(fēng)味的情況下達(dá)到殺菌效果。

1.4微波殺菌技術(shù)

微波殺菌是指波長(zhǎng)在1 mm~1 m(頻率為300~3×105 MHz)之間的電磁波以光速向前直進(jìn)，遇到食品類介質(zhì)損失較大的物質(zhì)則吸收，吸收后產(chǎn)生分子間的磨擦，從而把電波能轉(zhuǎn)為熱能。由于食品中的微生物吸收電能而使溫度升高，破壞菌體中的蛋白質(zhì)，從而起到殺死微生物服務(wù)體作用。微波加熱殺菌，具有穿透能力強(qiáng)，節(jié)約能源，加熱效率高等特點(diǎn)[6]。目前可用于肉、魚、豆制品、牛乳、水果及啤酒等的殺菌。錢建亞[7]啤酒采用中高功率殺菌后，菌落總數(shù)小于14 cfu/mL，大腸菌群未檢出，都符合國(guó)標(biāo)GB4927-1985。

2冷殺菌技術(shù)

2.1超高壓殺菌技術(shù)

所謂高壓殺菌是指將食品放人液體介質(zhì)中，加100 MPa-1000 MPa的壓力作用一段時(shí)間后，如同加熱一樣，殺滅食品中的微生物的過(guò)程。高壓殺菌對(duì)微生物的致死作用主要是通過(guò)破壞其細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，使蛋白質(zhì)凝固(蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)改變)，抑制酶的活性和遺傳物質(zhì)的復(fù)制等實(shí)現(xiàn)的。高壓的殺菌效果，一般而言，壓力越高，效果越好。在相同壓力下延長(zhǎng)受壓時(shí)間并不一定能提高滅菌效果。高壓殺菌避免了熱處理而出現(xiàn)的影響食品品質(zhì)的各種弊端，保持了食品的原有風(fēng)味、色澤和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。由于是液體介質(zhì)的瞬間壓縮過(guò)程，滅菌均勻，無(wú)污染，操作安全，且較加熱法耗能低，減少環(huán)境污染。經(jīng)研究高壓處理后的果汁和蔬菜汁達(dá)到了殺菌效果，而且Vc損失很少，殘存酶活性只有4％，色香味等感官指標(biāo)不變，其綜合效果優(yōu)于熱力殺。同時(shí)超高壓殺菌還可能因其機(jī)械壓力引起果蔬在極限壓力下變形或狀態(tài)明顯改變，因此它主要運(yùn)用于沒有固定形狀的果蔬制品中[8]，產(chǎn)生不可逆變化。黃亞?wèn)|等

[9]利用超高壓處理技術(shù)對(duì)純天然、熱敏性的胡蘿卜-花生奶茶進(jìn)行殺菌處理，能使蛋白質(zhì)變性、微生物失去活性。還可達(dá)到保持營(yíng)養(yǎng)、改善風(fēng)味、提高品質(zhì)、延長(zhǎng)貨架期等目的。

2.2輻射殺菌技術(shù)

自從原子能和平利用以來(lái)，經(jīng)過(guò)40多年的研究開發(fā)，人們成功地利用原子輻射技術(shù)進(jìn)行食品殺菌保鮮。輻照就是利用X射線、C射線或加速電子射線（最為常見的是60Co和137Cs的C射線）對(duì)食品的穿透力以達(dá)到殺死食品中微生物和蟲害的一種冷滅菌消毒方法。受輻照的食品或生物體會(huì)形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片，進(jìn)而這些產(chǎn)物間又相互作用，生成與原始物質(zhì)不同的化合物，在化學(xué)效應(yīng)的基礎(chǔ)上，受輻照物料或生物體還會(huì)發(fā)生一系列生物學(xué)效應(yīng)，從而導(dǎo)致害蟲、蟲卵、微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸及促進(jìn)生化反應(yīng)的酶受到破壞、失去活力，進(jìn)而終止農(nóng)產(chǎn)品、食品被侵蝕和生長(zhǎng)老化的過(guò)程, 維持品質(zhì)穩(wěn)定[10]。輻照殺菌幾乎不產(chǎn)生熱量，可保持食品在感官和品質(zhì)方面特性，并適合對(duì)冷凍狀態(tài)食品進(jìn)行殺菌處理[11]。1980年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）、國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）和世界衛(wèi)生組織

（WHO）聯(lián)合專家委員會(huì)，提出了“用10 KGY 以下劑量輻照的任何食品,都沒有毒理學(xué)方面問(wèn)題, 沒有必要進(jìn)行毒理學(xué)試驗(yàn)”的建議，從而在世界范圍內(nèi)推進(jìn)了輻照在食品生產(chǎn)中的商業(yè)化應(yīng)用[12]。

3其他殺菌技術(shù)

3.1脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)

高壓電場(chǎng)脈沖殺菌是將食品置于兩個(gè)電極間產(chǎn)生的瞬間高壓電場(chǎng)中，由于高壓電脈沖（HEEP）能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，改變其通透性，從而殺死細(xì)胞。高壓脈沖電場(chǎng)的獲得有2種方法。一種是利用LC振蕩電路原理，先用高壓電源對(duì)一組電容器進(jìn)行充電，將電容器與一個(gè)電感線圈及處理室的電極相連，電容器放電時(shí)產(chǎn)生的高頻指數(shù)脈沖衰減波即加在兩個(gè)電極上形成高壓脈沖電場(chǎng)。由于LC 電路放電極快，在幾十至幾百個(gè)微秒內(nèi)即可以將電場(chǎng)能量釋放完畢，利用自動(dòng)控制裝置，對(duì)LC振蕩器電路進(jìn)行連續(xù)的充電與放電，可以在幾十毫秒內(nèi)完成殺菌過(guò)程。另一種是利用特定的高頻高壓變壓器來(lái)得到持續(xù)的高壓脈沖電場(chǎng)[13-15]。殺菌用的高壓脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度一般為15～100 kV/ cm，脈沖頻率為1～100 kHz，放電頻率為1～20 kHz[16]。高壓電場(chǎng)脈沖殺菌一般在常溫下進(jìn)行，處理時(shí)間為幾十毫秒，這種方法有2個(gè)特點(diǎn)：一是由于殺菌時(shí)間短，處理過(guò)程中的能量消耗遠(yuǎn)小于熱處理法。二是由于在常溫、常壓下進(jìn)行，處理后的食品與新鮮食品相比在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分上改變很小，風(fēng)味、滋味無(wú)感覺出來(lái)的差異。而且殺菌效果明顯(N/No<10-9)，可達(dá)到商業(yè)無(wú)菌的要求，特別適用于熱敏性食品，具有廣闊的應(yīng)用前景。

3.2脈沖強(qiáng)光殺菌

脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)是采用強(qiáng)烈白光閃照的方法進(jìn)行滅菌，它由一個(gè)動(dòng)力單元和一個(gè)惰性氣體燈單元組成。動(dòng)力單元是一個(gè)能提供高電壓高電流脈沖的部件，它為惰性氣體燈提供能量，惰性氣體燈能發(fā)出由紫外線至近紅外區(qū)域的光線，其光譜與太陽(yáng)光十分相近，但強(qiáng)度卻強(qiáng)數(shù)千倍至數(shù)萬(wàn)倍，光脈沖寬度小于800 Ls。該技術(shù)由于只處理食品的表面，從而對(duì)食品的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分影響很小，可用于延長(zhǎng)以透明材料包裝的食品及新鮮食品的貨架期。周萬(wàn)龍等[17]研究表明，脈沖強(qiáng)光對(duì)枯草芽孢桿菌、酵母菌都有較強(qiáng)的致死效果，30余次閃照后，可使這些菌由105個(gè)減少到0個(gè)；脈沖強(qiáng)光起殺菌作用的波段可能為紫外線，但其他波段可能有協(xié)同作用。

3.3急速冷凍殺菌技術(shù)

英國(guó)科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)，使用干冰丸可以凍死有毒細(xì)菌。與其他廣泛使用的化學(xué)消毒劑不同，干冰丸可迅速揮發(fā)，而沒有殘留物質(zhì)。目前，英國(guó)一研究小組希望將該技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用于飯店和食品加工廠里的設(shè)備表面凈化。噴槍是由俄亥俄州拉夫蘭的冷風(fēng)機(jī)公司制造的。它每分鐘噴出10 m3的壓縮氣體，其中混有谷粒大小的固體二氧化碳[18]。因?yàn)槎趸嫉臏囟仁?78.4 ℃，與細(xì)菌接觸后立即將細(xì)菌冷凍。

3.4高壓靜電場(chǎng)殺菌技術(shù)

高壓靜電場(chǎng)具有較好的殺菌作用，而且隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增大和處理時(shí)間的延長(zhǎng)，殺菌效果更好。但它也受包裝的影響。蔣耀庭等[19]研究了高壓靜電場(chǎng)在生醬油滅菌處理的研究。黃煒等[20]利用高壓靜電場(chǎng)對(duì)水、果汁、牛奶等6種食品進(jìn)行處理，結(jié)果顯示，靜電場(chǎng)能殺滅這些食品中的細(xì)菌，而且對(duì)食品的色、香、味不會(huì)產(chǎn)生影響。雖然高壓靜電場(chǎng)對(duì)食品有較好殺菌作用，但也會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，要廣泛用于目前的食品工業(yè)，還存在一定的距離。

4展望

除上述殺菌新技術(shù)外，食品殺菌還有臭氧殺菌技術(shù)、CO2殺菌技術(shù)、遠(yuǎn)紅外殺菌技術(shù)等傳統(tǒng)殺菌技術(shù)，它們都在食品工業(yè)的不同領(lǐng)域顯示出較好的應(yīng)用價(jià)值。在我國(guó)食品工業(yè)中，由于生產(chǎn)技術(shù)的落后，大多數(shù)產(chǎn)品是利用傳統(tǒng)的熱力殺菌，致使一些產(chǎn)品的質(zhì)量、檔次不高。

今后在發(fā)展殺菌技術(shù)方面，應(yīng)提高科技含量，拓寬殺菌技術(shù)的研究與應(yīng)用，生產(chǎn)高附加值的食品，從而提高產(chǎn)品的檔次及在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力；其次積極引進(jìn)國(guó)外現(xiàn)有的先進(jìn)設(shè)備，在吸收消化的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，加快在食品工業(yè)中的應(yīng)用工藝研究，從而與國(guó)際市場(chǎng)接軌。

參考文獻(xiàn)：

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第三篇：新型傳感器技術(shù)

前

言

傳感器工作原理的分類：

物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)

化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象

以其輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)可將傳感器分為：

模擬傳感器——將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。

數(shù)字傳感器——將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。

開關(guān)傳感器——當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。

應(yīng)用的材料觀點(diǎn)出發(fā)可將傳感器分成下列幾類：

(1)按照其所用材料的類別分 金屬 聚合物 陶瓷 混合物

(2)按材料的物理性質(zhì)分  導(dǎo)體 絕緣體 半導(dǎo)體 磁性材料

(3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分 單晶 多晶 非晶材料

按照其制造工藝，可以將傳感器區(qū)分為：

集成傳感器薄膜傳感器厚膜傳感器陶瓷傳感器

集成傳感器是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測(cè)信號(hào)的部分電路也集成在同一芯片上。

薄膜傳感器則是通過(guò)沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的，相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時(shí)，同樣可將部分電路制造在此基板上。

厚膜傳感器是利用相應(yīng)材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進(jìn)行熱處理，使厚膜成形。

第1章 傳感器敏感材料

1半導(dǎo)體硅材料

1.1 單晶硅：固態(tài)傳感器的材料，優(yōu)點(diǎn)：

優(yōu)良的機(jī)械、物理性質(zhì)，材質(zhì)純，內(nèi)耗低、功耗小。機(jī)械品質(zhì)因數(shù)高達(dá)106數(shù)量級(jí)，滯后和蠕變極小，機(jī)械穩(wěn)定性好。

各向異性，具有很好的熱導(dǎo)性，應(yīng)變靈敏系數(shù)高。

1.2 多晶硅：是許多單晶的聚合物。晶粒的排列是無(wú)序的，不同的晶粒有不同的單晶取向，而每一晶粒內(nèi)部具有單晶的特征。晶粒與晶粒之間的部位稱為晶界，其對(duì)壓阻效應(yīng)的影響可通過(guò)控制摻雜濃度來(lái)降低。晶粒越大，壓阻效應(yīng)越大。

1.3 非晶體硅：在光電器件、傳感器中應(yīng)用。與晶體材料相比，非晶體硅具有：

（1）在可見光范圍內(nèi)具有高的光吸收系數(shù)。（2）淀積溫度低（200-300oC），可用多種材料作襯底，感受大面積淀積。（3）材料性能穩(wěn)定，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。（4）具有高的塞貝克系數(shù)

（5）純非晶硅沒有壓阻效應(yīng)，利用微晶相與非晶相混合可產(chǎn)生壓阻效應(yīng)，靈敏系數(shù)高。（6）非晶硅的彈性模量和多晶硅一樣，取決于制備和熱處理，一般為（150—170）×103MPa。

可制成多種傳感器，如光傳感器，成象傳感器，高靈敏度溫度傳感器，微波功率傳感器，觸覺傳感器等。

1.4 硅藍(lán)寶石：是在藍(lán)寶石襯底上應(yīng)用外延生長(zhǎng)技術(shù)形成的硅薄膜。襯底是絕緣體，可實(shí)現(xiàn)元件之間的分離，且寄生電容小。

蠕變極小，優(yōu)于單晶硅；耐輻射能力強(qiáng)；化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕性強(qiáng)。具有耐環(huán)境性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

2化合物半導(dǎo)體材料

先進(jìn)的成象傳感器材料。如碲鎘汞、銻化銦、砷化鎵等。開發(fā)長(zhǎng)波段的應(yīng)用。

無(wú)源探測(cè)的紅外光敏技術(shù)，廣泛應(yīng)用。如紅外夜視、火控、跟蹤定位、精確制導(dǎo)

3石英敏感材料

3.1石英晶體 晶態(tài)sio2 特點(diǎn)：各向異性，具有壓電特性；絕緣體；和單晶硅一樣，具有優(yōu)良的機(jī)械物理性質(zhì)。

工作溫度為２００℃－２５０℃

3.2 石英玻璃：非晶態(tài)SIO2，物理特性與方向無(wú)關(guān)。機(jī)械物理性能和化學(xué)性能極優(yōu)。在７００ ℃－８００ ℃以前，彈性模量隨溫度的增高而增大，以后隨溫度的升高而下降。

最高使用溫度為1100 ℃。適宜制造高精度傳感器

4精密陶瓷材料

以化學(xué)合成的物質(zhì)為原料，控制其中的組分比，經(jīng)過(guò)精密的成型燒結(jié)，可制成適合傳感器需要的多種精密陶瓷材料----功能陶瓷材料。

特點(diǎn)：耐熱性，耐腐蝕性，多孔性，光電性，壓電性等獨(dú)特的性能。新開發(fā)陶瓷溫度、氣體、溫度、光電、離子、加速度、陀螺等傳感器 ZnO薄膜

作為壓電體、光導(dǎo)體、光波導(dǎo)和半導(dǎo)體的多用途材料； 六角晶結(jié)構(gòu)，各向異性體，有大的壓電常數(shù)，大的聲光、電光和非線性光學(xué)系數(shù)。淀積ZnO膜技術(shù)最廣泛的方法是磁控濺射方法，可獲得壓電性能、光學(xué)性能優(yōu)良，表面平坦而透明的致密薄膜層。6 鐵電聚合物

是指含有鐵電晶體組織的特殊高分子聚合物，如聚氯乙烯、聚偏二佛乙烯（PVF2)。

PVF2優(yōu)良，具有壓電、熱釋電特性。

應(yīng)用在電-聲和機(jī)-電傳感器，如聲頻、超聲波等。非晶態(tài)磁性合金

結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)程無(wú)序，短程有序；

在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的各個(gè)方向的相對(duì)磁導(dǎo)率較高；

電阻率高，在交變磁場(chǎng)作用下，渦流損耗小，響應(yīng)快，高頻特性好； 磁致伸縮效應(yīng)大；

機(jī)械強(qiáng)度高，高達(dá)2000-3500MPa。

根據(jù)傳感器的具體特性要求確定這類材料的組分和形狀。

8形狀記憶合金

新的傳感器材料，具有熱彈性和超彈性；

過(guò)程：把某種記憶合金在高溫下定形后，若冷卻到低溫產(chǎn)生形變，只要溫度稍微升高就可以使形變迅速消失，并回到高溫下所具有的形狀。代表性材料有：NiTi ,CuZnAl,CuAlNi。復(fù)合材料

原子合成法通過(guò)控制材料的特性可以合成理想傳感器材料;晶體合成法:多層結(jié)構(gòu),材料的混合在原子級(jí)上進(jìn)行控制,合成的材料也叫人造晶格或超晶格;超晶格結(jié)構(gòu)具有全新的材料特性;超晶格結(jié)構(gòu)可隨意控制物理常數(shù),具有很大的發(fā)展前景。

硅材料的質(zhì)量輕,密度為不銹鋼的1/3,而彎曲強(qiáng)度為不銹鋼得3.5倍,具有高強(qiáng)度比和高密度比;熱導(dǎo)性為不銹鋼7倍,而熱膨脹系數(shù)不到不銹鋼的1/7;

第2章 微機(jī)械加工技術(shù)

分為三類：硅微機(jī)械加工技術(shù)、超精密機(jī)械加工技術(shù)和X射線深層光刻電鑄成型（LIGA)技術(shù)。

2.1硅微機(jī)械加工技術(shù) 硅微機(jī)械加工技術(shù)是硅集成電路工藝的擴(kuò)展技術(shù)。主要用于制造以硅材料為基底、層與層之間有很大差別的三維微結(jié)構(gòu)，包括膜片、懸臂梁、探針等微結(jié)構(gòu)與特殊薄膜和高性能的電路相結(jié)合，成功制造出固態(tài)傳感器 1.刻蝕技術(shù)

（１）體型結(jié)構(gòu)腐蝕加工

腐蝕加工是形成微型傳感器結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)，分為化學(xué)腐蝕（濕法）和離子刻蝕（干法）兩種。

（2）表面腐蝕加工---犧牲層技術(shù) 利用硅表面微機(jī)械加工技術(shù)，開發(fā)、研制出尺寸小的懸式結(jié)構(gòu) 工藝過(guò)程:

通過(guò)淀積法（濺射、蒸發(fā)）

在Si基片表面上生成SiO2犧牲層(微米級(jí))

根據(jù)要求的形狀刻蝕一部分SiO2

再剩下的SiO2層上通過(guò)淀積生成Si層

用刻蝕法刻蝕淀積的Si層

溶解SiO2犧牲層,獲得與Si基片略連接或完全分離的懸臂式結(jié)構(gòu) 2.薄膜技術(shù)

多晶硅膜、二氧化硅膜、金屬膜等作為微型傳感器結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。制作方法：物理氣相淀積和化學(xué)氣相淀積。物理氣相淀積是利用蒸鍍和濺射。

化學(xué)氣相淀積是讓氣體與襯底材料在加熱的表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使另一種物質(zhì)在表面上形成膜。

(1)真空蒸鍍：用蒸發(fā)鋁和金的方法來(lái)獲得電極的歐姆接觸區(qū)，可直接制造敏感元件的薄膜。

(2)濺射成膜工藝,最流行工藝,設(shè)備較復(fù)雜,成膜速度慢,但形成的膜牢固,制出高熔點(diǎn)的金屬膜和化合物膜,且化學(xué)成分不變。濺射方式有射頻濺射、直流濺射和反應(yīng)濺射等，射頻濺射應(yīng)用廣泛。(3)化學(xué)氣相淀積(CVD)：是使含有待淀積物質(zhì)的化合物升華成氣體，與另一種氣體化合物在一個(gè)反應(yīng)室中進(jìn)行反應(yīng)，生成固態(tài)的淀積物質(zhì)，使之淀積在基底上而生成薄膜。

(4)等離子化學(xué)氣相淀積(PECVD):在溫度３５０－４００ ℃利用等離子體的活性。

過(guò)程：在反應(yīng)過(guò)程中，為了產(chǎn)生等離子體，可加上直流或射頻高電壓，反應(yīng)室通入一定量氣體，使之發(fā)光放電，反應(yīng)室內(nèi)的氣體將被電離而等離子化。3.固相鍵合工藝

把兩個(gè)固態(tài)部件直接鍵合在一起的加工工藝，也就是把微機(jī)械部件裝配在一起的一種技術(shù)。

典型例子就是硅－玻璃或金屬－玻璃間的靜電鍵合。

過(guò)程：把表面拋光的硅和熱膨脹系數(shù)相近的玻璃緊密接觸，在４００℃高溫下，接上硅為正、玻璃為負(fù)的直流電壓（５００－１５００伏）；在靜電力作用下，使硅與玻璃在界面處接近到分子級(jí)的距離而形成牢固的、永久性的分子鍵合

2.2 傳感器用石英、陶瓷、高分子聚合物和金屬材料為基底時(shí)，用到超精密機(jī)械加工技術(shù)，如激光精密加工等。

2.3X射線深層光刻電鑄成型技術(shù)

是深層同步輻射X射線光刻與電鑄工藝相結(jié)合的制造技術(shù)。與犧牲層技術(shù)結(jié)合可制造出微型懸式結(jié)構(gòu)。

工藝過(guò)程如下：

在硅基片上濺射犧牲層

用紫外光通過(guò)掩膜照射犧牲層，制作平面圖形

在犧牲層上涂一層鈦、鎳組成的薄膜作為電鑄的金屬基底 在金屬基底上淀積光致抗蝕劑層，覆蓋掩膜

利用深層同步輻射X射線光刻技術(shù)對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光 用化學(xué)蝕刻法蝕刻光致抗蝕劑層，制成電鑄用的初級(jí)模板

在金屬基底上，以初級(jí)模板為模型進(jìn)行電鑄，形成了與模板形狀互為凹凸的三維結(jié)構(gòu)

用化學(xué)溶劑溶解掉初級(jí)模板、金屬基底和犧牲層，獲得懸式結(jié)構(gòu)

第3章 傳感器的建模

3.1原因和過(guò)程

建立傳感器的模型,在原理分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、樣機(jī)研制中有重要作用。

建模過(guò)程：（1）根據(jù)本質(zhì)特征建立傳感器的物理模型；（2）建立傳感器的數(shù)學(xué)模型；（3）求解數(shù)學(xué)模型。

建模的方法：主要有能量法、概率法、狀態(tài)法等

3.2受軸向力兩端固支梁

建模步驟：１）幾何方程；

２）物理方程；

３）彈性勢(shì)能、彈性方程（對(duì)體積）；

４）動(dòng)能；

５）梁上的任一點(diǎn)橫截面處的初始應(yīng)力；

６）由初始應(yīng)力引起的初始彈性勢(shì)能；

７）建立總的彈性勢(shì)能；

８）建立泛函；

９）利用泛函原理；

１０）求解微分方程。

3.3改進(jìn)懸臂梁

改進(jìn)型懸臂梁的特征是：

在載荷F的作用下，梁的根部區(qū)域和端部區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)是相反的； 梁的根部受力情況優(yōu)于典型懸臂梁，測(cè)力范圍增大； 梁上布置測(cè)力元件優(yōu)于典型懸臂梁。

第4章 硅電容式集成傳感器

靈敏度高，穩(wěn)定性好，量程寬

平行板式

C=ε0εA/d 通過(guò)改變極板間距d ,極板相對(duì)面積A（或長(zhǎng)度L）和介電常數(shù)ε，可以使電容器的電容發(fā)生變化。

基于阻抗測(cè)量技術(shù)的電容信號(hào)檢測(cè)，其測(cè)量線路有：（１）交流電橋式；（２）充放電式；（３）調(diào)頻式；（４）諧振式。

硅電容式集成壓力傳感器的接口電路

1.開關(guān)-電容接口電路：由差動(dòng)積分器和循環(huán)運(yùn)行的A/D變換器組成。電路的工作過(guò)程：復(fù)位、檢測(cè)、換算和轉(zhuǎn)換。2.電容—頻率變換電路

采用電容—頻率變換電路，可將電容輸出的電壓變換為頻率 信號(hào)輸出。可直接接入計(jì)算機(jī)。

第5章 諧振式傳感器

由ERD組成的電—機(jī)—電諧振子環(huán)節(jié)，是諧振式傳感器的核心。適當(dāng)?shù)剡x擇激勵(lì)和拾振手段，構(gòu)成一個(gè)理想的ERD，對(duì)設(shè)計(jì)諧振式傳感器至關(guān)重要。由ERDA組成的閉環(huán)自激環(huán)節(jié)，是構(gòu)成諧振式傳感器的條件。

由RDO(C)組成的信號(hào)檢測(cè)、輸出環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)檢測(cè)被測(cè)量的手段。

每周平均儲(chǔ)存的能量Q?每周由阻尼損耗的能量值反映了諧振子振動(dòng)中阻尼比的大小及消耗能量快慢的程度。同時(shí)也反映了幅頻特性曲線諧振峰的陡峭的程度，即諧振敏感元件選頻能力的強(qiáng)弱。

雙激單拾

單激雙拾

穩(wěn)定的自激振蕩：

1、幅度平衡條件|AF|=1

2、相位平衡條件φA+φF=(2n+1)π（n=0,1,2,3···）

采用電磁方式作為激勵(lì)、拾振手段最突出的優(yōu)點(diǎn)是與殼體無(wú)接觸，但也有一些不足。如電磁轉(zhuǎn)換效率低，激勵(lì)信號(hào)中需引入較大的直流分量，磁性材料的長(zhǎng)期穩(wěn)定性差，易于產(chǎn)生電磁耦合等。

第6章 聲表面波傳感器

特點(diǎn)：高精度；與微處理器連接，簡(jiǎn)單；可批量生產(chǎn)等。縱波是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向同軸的波

橫波 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直

聲表面波的衰減

波束偏離和衍射效應(yīng)引起的． 原因：

材料固有的衰減；

材料表面粗糙引起散射； 向外輻射聲波．

叉指換能器

功能是激勵(lì)瑞利表面波（１）基本特性：

基本結(jié)構(gòu)：叉指電極、叉指周期、換能器孔徑。物理過(guò)程：壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。

基本性能：頻率高、對(duì)稱性、帶寬取決于指對(duì)數(shù)、互易性、內(nèi)加權(quán)、制造簡(jiǎn)單，重復(fù)性、一致性好。

第7章 薄膜傳感器

薄膜與傳感器特性的關(guān)系: 1)選擇性;2)可靠性;3)響應(yīng)時(shí)間;4)分辨率;5)其它特性

厚膜與薄膜：區(qū)別不在于膜的厚度，而是制備工藝的不同。薄膜（真空蒸鍍，濺射，氣相淀積）

第8章 氣體傳感器

主要參數(shù)與特性

響應(yīng)時(shí)間 選擇性 穩(wěn)定性 溫度特性 濕度特性

電源電壓特性

應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體或半導(dǎo)體電阻隨其機(jī)械變形而變化的物理現(xiàn)象。

光纖數(shù)值孔徑：入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才可以。這個(gè)角度α的正弦值就稱為光纖的數(shù)值孔徑（NA = sinα）

SAW模式轉(zhuǎn)換：針對(duì)瑞利波，其質(zhì)點(diǎn)作橢圓振動(dòng)，有橫振動(dòng)又有縱振動(dòng)，遇到阻抗不連續(xù)時(shí)，入射波一部分以瑞利波形式反射回來(lái)，還有一部分能量在反射時(shí)轉(zhuǎn)換為體波

壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。

逆壓電效應(yīng)是指對(duì)晶體施加交變電場(chǎng)引起晶體機(jī)械變形的現(xiàn)象。

單模光纖芯徑小（10m m左右），僅允許一個(gè)模式傳輸，色散小，工作在長(zhǎng)波長(zhǎng)（1310nm和1550nm），與光器件的耦合相對(duì)困難

多模光纖芯徑大（62.5m m或50m m），允許上百個(gè)模式傳輸，色散大，工作在850nm或1310nm。與光器件的耦合相對(duì)容易

壓阻效應(yīng)，是指當(dāng)半導(dǎo)體受到應(yīng)力作用時(shí)，由于載流子遷移率的變化，使其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象

速度勁化：壓電晶體，由于壓電效應(yīng)，在聲波傳播過(guò)程中，將有一個(gè)電勢(shì)隨同傳播，且使聲波速度變快。

與頻率無(wú)關(guān)--非色散波

金屬賽貝克效應(yīng)：在兩種不同導(dǎo)電材料構(gòu)成的閉合回路中，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路中產(chǎn)生的電勢(shì)使熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N現(xiàn)象。

波束偏離－－各向異性固體，波的相速度與群速度不一致；或相位傳播方向與能量傳播方向不一致．

第四篇：什么是新型墻體材料

什么是新型墻體材料，它有哪些優(yōu)越性?(2005/12/05 10:58)

什么是新型墻體材料，它有哪些優(yōu)越性? 新型墻體材料是一個(gè)相對(duì)的概念，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及科技水平的不斷進(jìn)步，新材料不斷涌現(xiàn)，不同時(shí)期的新型墻體材料的含義不同。從保護(hù)耕地、保護(hù)環(huán)境、節(jié)能利廢的角度出發(fā)，新型墻體材料的定義是指：主要以非粘土為原料生產(chǎn)的墻體材料，尤其鼓勵(lì)利用工業(yè)廢渣，如粉煤灰、煤矸石等大宗廢渣生產(chǎn)的墻體材料。由于目前國(guó)情和科技水平所限，考慮到面廣量大的磚瓦企業(yè)不可能做到一下子轉(zhuǎn)產(chǎn)非粘土墻體材料，而粘土實(shí)心磚改產(chǎn)粘土空心磚，轉(zhuǎn)產(chǎn)資金省、工藝技術(shù)便于掌握，是切實(shí)可行的，同時(shí)也能節(jié)約部分土地，因此，目前把孔洞率達(dá)到國(guó)家和省規(guī)定比例的粘土制品作為一種過(guò)渡產(chǎn)品，在一定時(shí)期內(nèi)視為新型墻體材料。我省規(guī)定：可視為新型墻體材料的粘土空心磚孔洞率要達(dá)到25%以上的燒結(jié)多孔磚、45%以上的燒結(jié)空心磚和空心砌塊的標(biāo)準(zhǔn)，可視為新型墻體材料的摻人工業(yè)廢渣生產(chǎn)的粘土制品，廢渣摻入的體積比要大于30％。隨著墻改工作的發(fā)展，以上標(biāo)準(zhǔn)將逐步提高。新型墻體材料一般具有保溫、隔熱、輕質(zhì)、高強(qiáng)、節(jié)土、節(jié)能、利廢、保護(hù)環(huán)境、改善建筑功能、增加房屋使用面積等一系列優(yōu)點(diǎn)，其中相當(dāng)一部分品種屬于綠色建材。當(dāng)前阻礙人們?cè)谧≌ㄖ胁捎眯聣Σ牡闹匾颍切聣Σ膬r(jià)格一般較高，用簡(jiǎn)單的每平方米建筑面積材料價(jià)格對(duì)比的方法，無(wú)疑新墻材房屋造價(jià)自然要貴，如果用同等功能房屋綜合經(jīng)濟(jì)分析方法對(duì)比，就不貴。據(jù)各地調(diào)查計(jì)算，由于新墻材房屋減輕重量降低基礎(chǔ)造價(jià)，擴(kuò)大使用面積，節(jié)約工時(shí)，節(jié)省材料，縮短還貸周期，減少貸款利息，再加上各種優(yōu)惠政策因素，大部分新墻材房屋綜合造價(jià)非但不貴，反而略有降低，這點(diǎn)已有不少實(shí)例所證明。我省發(fā)展的大宗新墻材主要有：砼空心砌塊、煤渣砌塊、粘土空心磚、粉煤灰加氣砌塊、煤矸石磚：粉煤灰燒結(jié)磚及各種輕質(zhì)、復(fù)合板材等，大多數(shù)不用或少用粘土資源，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

第五篇：新型分離技術(shù)

化工與能源學(xué)院

科技論文寫作課程論文

專業(yè)班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師：

寫作日期：

2013年6月5日

成績(jī)：

新型分離技術(shù)的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀

摘要本文對(duì)膜分離技術(shù)、色譜分離技術(shù)、吸附分離技術(shù)、離心分離技術(shù)、萃取分離技術(shù)等新型分離技術(shù)的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述

Abstract In this discourse , the author introduces the status oftheapplicationandresearch of some new separation technology such as membrane separation technology, chromatography, adsorption separation technology, centrifugal separation, extraction separation technology and so on.分離技術(shù)是研究生產(chǎn)過(guò)程中混合物的分離、產(chǎn)物的提取或純化的一門新型學(xué)科,隨著社會(huì)的發(fā)展,對(duì)分離技術(shù)的要求越來(lái)越高,不但希望采用更高效的節(jié)能、優(yōu)產(chǎn)的方法,而且希望所采用的過(guò)程與環(huán)境友好.正是這種需求,推動(dòng)了人們對(duì)新型分離技術(shù)不懈的探索.近十余年來(lái),新型分離技術(shù)發(fā)展迅速,其應(yīng)用范圍已涉及化工、環(huán)保、生化、醫(yī)藥、食品、電子、航天等領(lǐng)域,不少技術(shù)已趨成熟.下面一一進(jìn)行闡述.[1]1 膜分離技術(shù)

1.1 分離膜的種類

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，膜的種類得到發(fā)展，按材料性質(zhì)，可以分為高分子膜、金屬膜、無(wú)機(jī)膜.根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為均質(zhì)膜、非對(duì)稱膜、復(fù)合膜、離子交換膜、荷電膜、液膜.按成膜方法不同，分為三類，微孔膜(即核孔膜)、控制拉伸膜和海綿狀結(jié)構(gòu)膜.1.2 膜分離過(guò)程

微濾是最早使用的膜分離技術(shù)，是在壓力差作用下進(jìn)行的篩孔分離、使不溶物濃縮的過(guò)程，主要用于濾除 0． 05 ～ 10 μm 的懸濁物質(zhì)顆粒.主要應(yīng)用于截留顆粒物、液體澄清以及除菌.超濾是在壓力差作用下進(jìn)行的篩孔分離過(guò)程.納濾是從水溶液中分離除去中小分子物質(zhì)的過(guò)程(分子量為 300 ～ 500).其原理是在超濾和反滲透間提供了一種選擇性媒介，在濃縮有機(jī)溶質(zhì)的同時(shí)，也可脫鹽.1.3國(guó)外分離技術(shù)的發(fā)展及研究進(jìn)展

[2］

早在上世紀(jì) 30 年代，硝酸纖維素微濾膜已商品化，近年來(lái)開發(fā)出聚四氟乙烯為材料的微濾膜新品種，它使用范圍非常廣，銷售額居于各類膜的首位.從上世紀(jì) 70 年代，超濾應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛.上世紀(jì) 80 年代，新型含氟離子膜在氯堿工業(yè)應(yīng)用成功.第三代低壓反滲透復(fù)合膜，性能大幅提高，已在藥液濃縮、化工廢液、超純水制造等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.1979 年 Monsanto 公司成功研制出 H2/N2分離系統(tǒng).滲透汽化于 80 年代后期進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用，主要用于醇類等恒沸物脫水，該過(guò)程節(jié)約能源，不使用挾帶劑，使用起來(lái)比較經(jīng)濟(jì).此外，用滲透汽化(PV)分離有機(jī)混合物，近年也有中試規(guī)模研究的報(bào)道.1.4國(guó)內(nèi)分離技術(shù)的發(fā)展及研究進(jìn)展

［3-4］

我國(guó)膜技術(shù)始于上世紀(jì) 50 年代末，1966 年聚乙烯異相離子交換膜在上海化工廠正式投產(chǎn).1967年用膜技術(shù)進(jìn)行海水淡化工作.我國(guó)在 70 年代對(duì)其它膜技術(shù)相繼進(jìn)行研究開發(fā)(電滲析、反滲透、超

濾、微濾膜)，80 年代進(jìn)入應(yīng)用推廣階段.中國(guó)科學(xué)院大連化物所在 1985 年首次研制成功中空纖維N2/H2分離器，現(xiàn)已投入批量生產(chǎn).我國(guó)在 1984 年進(jìn)行滲透汽化(PV)研究，1998 年我國(guó)在燕山化工建立第一個(gè)千噸級(jí)苯脫水示范工程.中國(guó)科技部把滲透汽化透水膜、低壓復(fù)合膜、無(wú)機(jī)陶瓷膜及天然氣脫濕膜等列入“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃，分別由清華大學(xué)、南京化工大學(xué)及中科院大連化物所、杭州水處理中心承擔(dān)，進(jìn)行重點(diǎn)開發(fā)公關(guān).1998 年 10月國(guó)家發(fā)改委在大連投資興建國(guó)家膜工程中心，技術(shù)上以中國(guó)科學(xué)院大連化物所為依托.1.5在醫(yī)藥用水制備中的應(yīng)用

Taylor［5］和Transen

［6］

采用離子交換、反滲透與炭吸附、荷電吸附材料及終端除菌濾器等技術(shù)，做成醫(yī)藥用水生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)無(wú)菌注射用水.丁紹敏等［7］比較了去離子水與超濾水的質(zhì)量，結(jié)果使用超濾生產(chǎn)的輸液的澄明度有了明顯的提高.2 色譜分離技術(shù)

2.1 色譜技術(shù)簡(jiǎn)介

色譜是從混合物中分離組分的重要方法之一.色譜技術(shù)甚至能夠分離物化性能差別很小的化合物,當(dāng)混合物各組成部分的化學(xué)或物理性質(zhì)十分接近,而其它分離技術(shù)很難或根本無(wú)法應(yīng)用時(shí),色譜技術(shù)愈加顯示出其實(shí)際有效的優(yōu)越性.如在消旋體處理等許多方面,所要求的產(chǎn)品純度標(biāo)準(zhǔn)只有使用色譜技術(shù)才能達(dá)到.因而在醫(yī)藥、生物和精細(xì)化工工業(yè)中,發(fā)展色譜技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模純物質(zhì)分離提取的重要性日益增加.下面,通過(guò)幾個(gè)實(shí)際中的例子來(lái)說(shuō)明色譜分離技 術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用.2.2 色譜分離技術(shù)在淀粉糖工業(yè)中的應(yīng)用

淀粉糖經(jīng)水解后的產(chǎn)品液中還存在許多其他的單糖、多糖、聚合糖和/或多元醇.在我國(guó),許多廠家沒有采用組分分離工藝,或采用的分離工藝只能分離出其中的一個(gè)主要組分,在提取出部分產(chǎn)品后由于雜糖、醇和/或其他雜質(zhì)在母液中的畜集而無(wú)法繼續(xù)利用.如能將它們分離純化可得到各種產(chǎn)品,大大增加產(chǎn)品價(jià)值.如用陽(yáng)離子交換色譜柱法將麥芽糖生產(chǎn)的糖漿分為麥芽糖和麥芽三糖.[9][8]

如麥芽糖生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量含麥芽糖70%,麥芽三糖以上糖分為30%的高麥芽糖漿,便可采用陽(yáng)離子交換色譜柱法分離成兩部分.一部分中麥芽糖含量純度為97.5%,用于直接生產(chǎn)結(jié)晶麥芽糖;另一部分含麥芽三糖65%以上,麥芽糖30%左右,再經(jīng)處理后可生產(chǎn)麥芽三糖產(chǎn)品.國(guó)外使用色譜技術(shù)于糖醇分離,已變得非常普遍,幾乎為所有公司采用.有些公司甚至專門從我國(guó)或其他地方收購(gòu)純度低的糖醇產(chǎn)品,通過(guò)色譜分離獲得高純度產(chǎn)品高價(jià)銷售.[10]

2.3 蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的色譜分離技術(shù)

目前,用于“海量”蛋白質(zhì)混合物的高效分離方法主要有二維電泳和高效液相色譜兩種方法.其中因分離度高并具有直觀圖譜而被普遍采用的方法為二維電泳,即2DE方法.[11]

2DE與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)已經(jīng)成為蛋白質(zhì)組學(xué)研究中一個(gè)較為成熟的技術(shù)平臺(tái),被廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)組學(xué)研究的各個(gè)方面.但由于該技術(shù)伴隨其誕生所固有的缺陷,因此近幾年對(duì)該方法進(jìn)行了一些改進(jìn),如對(duì)電泳前生物樣品進(jìn)行預(yù)濃縮和預(yù)分離、分步提取以及對(duì)凝膠的染色過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化,但都未有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展.為了解決這種方法存在的問(wèn)題,另一種高效分離方法,[12]

即高效液相色譜方法(HPLC)獲得了愈來(lái)愈多的應(yīng)用,特別是各種模式色譜聯(lián)用組成多維色譜分離技術(shù)逐漸被采用,并與質(zhì)譜聯(lián)用以克服二維凝膠電泳存在的缺陷.通常與質(zhì)譜聯(lián)用的多維色譜分離方法是基于兩種或兩種以上不同分離機(jī)理方法的優(yōu)化和組合,其峰容量為最后一種模式色譜對(duì)前一種(或幾種)模式色譜分離所得的所有餾分進(jìn)一步分離的色譜峰的總和.分離方法的選擇除了根據(jù)分離對(duì)象和目的的不同考慮不同分離方法以及組合方式外,還應(yīng)考慮質(zhì)譜鑒定的要求以及最后從蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索的需要.由于蛋白質(zhì)組的龐大和復(fù)雜,通常需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)分離以縮小分離范圍,再進(jìn)一步進(jìn)行高效分離.[13]

2.4展望

綜上所述,盡管不同色譜分離方法還存在一些不足之處,但它們以引人注目的各種優(yōu)點(diǎn),如高分辨率、快速、低成本等,贏得了人們的青睞.色譜分離方法不僅會(huì)在實(shí)驗(yàn)室得到廣為應(yīng)用,而且在大規(guī)模制備色譜領(lǐng)域內(nèi)也具有極大的潛力.此外,各種色譜分離方法的合理組合技術(shù)方法,也是今后研究的重要內(nèi)容和方向.3吸附分離技術(shù)

3.1 吸附與吸附分離技術(shù)

吸附是一表面現(xiàn)象,在流體(氣或液)與固體表面(吸附劑)相接觸時(shí),流固之間的分子作用引起流體分子(吸附質(zhì))濃縮在表面.對(duì)一流體混合物,其中某些組分因流固作用力不同而優(yōu)先得到濃縮,產(chǎn)生選擇吸附,實(shí)現(xiàn)分離.吸附分離過(guò)程依據(jù)流體中待分離組分濃度的高低可分為凈化和組分分離,一般以質(zhì)量濃度10%界限

[14],小于此值的稱為吸附凈化.吸附是自發(fā)過(guò)程,發(fā)生吸附時(shí)放出熱量,它的逆過(guò)程(脫附)是吸熱的,需要提供熱量才能脫除吸附在表面的吸附分子.吸附時(shí)放出熱量的大小與吸附的類型有關(guān):發(fā)生物理吸附時(shí),吸附質(zhì)吸附劑之間的相互作用較弱,吸附選擇性不好,吸附熱通常是在吸附質(zhì)蒸發(fā)潛熱的2~3倍范圍內(nèi),吸附量隨溫度升高而降低;而發(fā)生化學(xué)吸附時(shí),吸附質(zhì)吸附劑之間的相互作用強(qiáng),吸附選擇性好且發(fā)生在活性位上,吸附熱常大于吸附質(zhì)蒸發(fā)潛熱的2~3倍.在吸附分離技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中,吸附劑要重復(fù)使用,吸附與脫附是吸附分離過(guò)程的必要步驟.吸附劑脫附再生的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種:提高吸附劑溫度和用低吸附質(zhì)濃度的流體.早期的吸附分離技術(shù)主要用于吸附凈化方面,隨著20世紀(jì)50年代合成沸石分子篩的出現(xiàn),使吸附分離技術(shù)得到快速發(fā)展,在化工、石化、生化和環(huán)保等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,其中變溫吸附(TSA)、用于氣體組分分離的變壓吸附(PSA)和用于液體組分分離的模擬移動(dòng)床(SMB)分離技術(shù)成為應(yīng)用的主流.3.2 吸附材料[15] 開發(fā)吸附分離技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵是吸附劑——具有各種微孔結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)的大比表面固體材料(150~1 500m2/g),用于流體混合物中組分的吸附分離.吸附劑主要有活性炭、沸石分子篩、氧化鋁、硅膠、高分子吸附劑和離子交換樹脂.常用吸附劑的主要特性見表2.硅膠、氧化鋁和沸石分子篩都可以用作為吸附干燥劑,但由于各自性質(zhì)不同,適用的場(chǎng)合也不一樣.一般來(lái)說(shuō),在干燥程度要求不高時(shí),使用硅膠較普遍,因硅膠要求的再生溫度較低;分子篩適用于要求深度干燥的場(chǎng)合,但需較高的再生溫度,不適用PSA模式,因分子篩與水的相互作用強(qiáng),僅靠變化流體濃度不能實(shí)現(xiàn)再生.如在儀表風(fēng)等氣體的PSA干燥中,適合的吸附劑是氧化鋁而不是硅膠,因硅膠的強(qiáng)度稍差,其落粉率不能滿足要求.活性炭為非極性材料,對(duì)有機(jī)物有較強(qiáng)的吸附能力,故一般有機(jī)揮發(fā)物(VOC)的脫除和回收都使用活性炭作為吸附劑.空氣的PSA制氧過(guò)程是利用了分子篩吸附劑的吸氮量大于其吸氧量的特性,而空氣的PSA制氮過(guò)程則利用了N2在炭分子篩上的吸附速率大于O2的幾十倍的特性,這正好反映了實(shí)現(xiàn)吸附分離的主要依據(jù):利用不同流體在吸附劑上吸附量或吸附速率的差異.吸附劑的性能決定著吸附分離技術(shù)的應(yīng)用,因此吸附劑的開發(fā)一直是吸附分離技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn).針對(duì)吸附分離體系的特性,吸附劑的研發(fā)有多種方式:(1)改進(jìn)現(xiàn)有的吸附劑,以提高過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性和效果,如PSA制氧過(guò)程采用的吸附劑由CaA、10X到LiNaLSX(LSX代表低硅鋁比的八面沸石型分子篩),增加分子篩的局部電場(chǎng),提高其吸氮容量,而吸附過(guò)程則由PSA發(fā)展到真空變壓吸附(VSA),節(jié)省過(guò)程的能耗;(2)通過(guò)合成新型的吸附劑和吸附分離用的材料,如各種新的分子篩被合成出來(lái),并在吸附分離過(guò)程中得到應(yīng)用;(3)結(jié)合現(xiàn)有吸附材料的性質(zhì),開發(fā)出具有應(yīng)用新特點(diǎn)的吸附材料和過(guò)程,如針對(duì)不同的流體干燥場(chǎng)合,利用氧化鋁、硅膠和分子篩等常用干燥劑的特性(見圖1),來(lái)開發(fā)滿足特定應(yīng)用領(lǐng)域的各種干燥劑有著廣闊的空間;(4)利用吸附劑和吸附質(zhì)的某些性質(zhì),開發(fā)有應(yīng)用針對(duì)性的吸附分離技術(shù),這是吸附劑發(fā)展的主要方向.3.3現(xiàn)狀分析及展望

隨著21世紀(jì)各種吸附劑的不斷出現(xiàn)和改進(jìn),吸附理論得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,吸附分離過(guò)程成為了具有廣泛和重要應(yīng)用的單元操作.新吸附劑的研制開發(fā)與應(yīng)用是吸附理論與吸附分離技術(shù)取得進(jìn)展的主要推動(dòng)力,其中實(shí)驗(yàn)與理論方法和計(jì)算機(jī)模擬更緊密地結(jié)合對(duì)這樣的進(jìn)展會(huì)起著關(guān)鍵的作用;而可持續(xù)的社會(huì)發(fā)展需求為吸附理論與吸附分離技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的空間,值得有志者去努力.4離心分離技術(shù)

4.1離心技術(shù)簡(jiǎn)介

雖然分離技術(shù)種類繁多

[16-19]

:有機(jī)械的、化學(xué)的、電分離和熱分離等(其中包括離心分離、過(guò)濾、超濾、反滲透、結(jié)晶和滲析等技術(shù)),但離心分離技術(shù)與其它技術(shù)相比,有下述幾個(gè)方面的特點(diǎn):(1)占地面積小;(2)停留時(shí)間短;(3)無(wú)需助濾劑;(4)系統(tǒng)密封好;(5)放大簡(jiǎn)單;(6)過(guò)程連續(xù);(7)分離效率易于調(diào)節(jié);(8)處理量大.故自1836年第一臺(tái)三足式離心 機(jī)在德國(guó)問(wèn)世后,迄今分離技術(shù)有了很大的發(fā)展.各類離心機(jī)種類繁多,正在向高參數(shù)、系列化、專用機(jī)、多功能、新材料及自動(dòng)化等方面發(fā)展,并已廣泛用于化工、食品、輕工、醫(yī)藥、軍工、造船、環(huán)保、生物 工程等近三十個(gè)工業(yè)領(lǐng)域.目前,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)與模塊化設(shè)計(jì)的普遍應(yīng)用,全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈、多樣化、個(gè)性化的客戶需求為離心分離機(jī)械實(shí)施大規(guī)模定制奠定了基礎(chǔ),故大規(guī)模定制設(shè)計(jì)(DFMC)已成為設(shè)計(jì)方面的新動(dòng)向.4.2國(guó)內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀

我國(guó)離心分離行業(yè)尚屬正在發(fā)展中,總體水平不高.隨著社會(huì)進(jìn)步,人們對(duì)環(huán)保、能源以及裝備對(duì)品質(zhì)的影響有了新的認(rèn)識(shí).同時(shí),通過(guò)國(guó)外技術(shù)交流和合作以及成套項(xiàng)目的引進(jìn)、消化與吸收,促進(jìn)了我國(guó)離心分離技術(shù)的迅速發(fā)展,主要體現(xiàn)在:(1)已基本形成了一個(gè)科研、設(shè)計(jì)和制造的體系.(2)成立了分離領(lǐng)域的學(xué)術(shù)組織.(3)在基礎(chǔ)理論與應(yīng)用方面進(jìn)行了研究.(4)目前已能生產(chǎn)三足、上懸、活塞、螺旋、離心力卸料,振動(dòng)、進(jìn)動(dòng)卸料、刮刀及虹吸刮刀、翻袋及旁濾等離心機(jī);分離機(jī)則有碟式、室式及管式.上述產(chǎn)品不僅遍及全國(guó)且遠(yuǎn)銷國(guó)外,且技術(shù)特性較“九五”期間有所提高.(5)為滿足特殊工藝要求(防污染、密閉、防爆等),一些新型離心機(jī)亦先后問(wèn)世.例如,筆者曾研制一種適合于GMP的新型離心機(jī),并獲國(guó)家專利.還有內(nèi)旋轉(zhuǎn)子過(guò)濾離心機(jī)的研制,立式密閉螺旋機(jī)及復(fù)合機(jī)等亦已投產(chǎn).(6)自控技術(shù)與CAD技術(shù)的應(yīng)用.(7)各種相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂.(8)同國(guó)外著名離心機(jī)廠商的技術(shù)合作.4.3國(guó)外離心分離技術(shù)的進(jìn)展

[20-26]

瑞典Alfa-laval公司,在碟片流道研究中發(fā)現(xiàn),碟片間隙橫斷面上的速度分布取決于一個(gè)無(wú)量綱數(shù)λ,而工業(yè)離心機(jī)的λ通常在5~28之間.隨著λ值的增加,碟片的轉(zhuǎn)速增加,薄層減少,可提高雷諾數(shù)并緩和渦流.通過(guò)對(duì)碟片間隔件和分布孔的巧妙設(shè)計(jì),進(jìn)料量可增加20%.此外,還對(duì)相分離技術(shù)進(jìn)行了研究.近年來(lái),研究人員為選擇最佳方案,采用流場(chǎng)分離法、有限元模擬法、大梯度密度梯級(jí)法、反模態(tài)分析法等,對(duì)離心機(jī)的工作性能和關(guān)鍵零件進(jìn)行研究,為設(shè)計(jì)優(yōu)良性能的離心機(jī)提供了理論依據(jù).并對(duì)帶內(nèi)洗滌的臥螺離心機(jī)中堰池深度以及臥螺離心機(jī)技術(shù)參數(shù)之間的關(guān)系等進(jìn)行了最佳化研究.為提高產(chǎn)品的純度,及滿足能源和環(huán)保的要求,高參數(shù)已成為國(guó)外機(jī)型的發(fā)展特點(diǎn).由于生物工程需要分離極細(xì)的顆粒,如細(xì)菌、酶及胰島素等,故最新碟式機(jī)已可處理0.1Lm微粒,且分離因數(shù)可達(dá)15000.如德國(guó)Westfalia公司的CSA160機(jī)型和瑞典Alfa-laval公司的BTAX510機(jī)型均屬此例.隨著工藝要求的提高,新機(jī)型不斷問(wèn)世.美國(guó)Dorr-Oliver公司的BH-46型碟式機(jī),轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑已達(dá)1.2 m,轉(zhuǎn)鼓重量為4.5 t,用2個(gè)功率為220 kW的電機(jī)驅(qū)動(dòng),最大生產(chǎn)能力為450 m3/h,當(dāng)量沉降面積已達(dá)250,000 m2,為碟式機(jī)之最.瑞典Alfa-laval公司用于生物技術(shù)的BTUX510型碟式機(jī),具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的渦流噴嘴.利用噴嘴進(jìn)料黏度和濃度的關(guān)系,可提供恒定的固相濃度,與進(jìn)料速度和固體含量的變化無(wú)關(guān).而具有10000分離因數(shù)的臥螺離心機(jī),可從某種程度上彌補(bǔ)管式分離機(jī)的不足.BTNX3560-A機(jī) 型的特點(diǎn)是先進(jìn)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì):主軸承改為彈性安裝,可延長(zhǎng)壽命,降低機(jī)器噪音與振動(dòng).德國(guó)Krauss-Maffei公司最新研制的SZ型活塞機(jī),尺寸雖小,卻更能有效進(jìn)行固相分離.還有德國(guó)Flottweg公司用于處理難分離物料的雙錐體臥螺離心機(jī)等.4.4 新材料的應(yīng)用[27-28] 為了提高分離機(jī)械的性能、強(qiáng)度、剛度、耐磨性和抗腐蝕性,一批新型材料不斷涌現(xiàn).如,工程塑料、硬質(zhì)合金以及性能優(yōu)良的耐磨耐蝕不銹鋼材料.法國(guó)曾研制一種用硬質(zhì)陶瓷制成的轉(zhuǎn)子,英國(guó)也曾研制由合成樹脂構(gòu)成的連續(xù)纖維復(fù)合材料轉(zhuǎn)子.但在碟式機(jī)中,由于需要高強(qiáng)度和一定的耐腐性能,雙相組織的不銹鋼廣泛采用.最近,俄國(guó)研制成功一種雙相鋼04X25H5M2(即04Cr25Ni5Mo2),有足夠的強(qiáng)度和塑性.德國(guó)的Wischnouskii等研制的分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓新材料,具有強(qiáng)度高、塑性和耐腐蝕性好的特點(diǎn).為彌補(bǔ)耐蝕和強(qiáng)度之間的矛盾,一些先進(jìn)的制 造商普遍采用了轉(zhuǎn)鼓的自增強(qiáng)技術(shù).4.5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,新材料和新型離心機(jī)正在不斷研發(fā)出:世界離心機(jī)行業(yè)正在進(jìn)一步探索和研究,深信國(guó)內(nèi)將會(huì)向國(guó)際水平不斷努力.5 萃取分離技術(shù)

5.1萃取分離技術(shù)概括

傳統(tǒng)的提取物質(zhì)中有效成分的方法工藝復(fù)雜、產(chǎn)品純度不高, 而且易殘留有害物質(zhì).萃取分離是一種新型的分離技術(shù), 即在原料液中加入一個(gè)與其基本不相混溶的液體做為溶劑, 造成第二相;利用原料液中各組分在兩個(gè)液相之間的不同分配關(guān)系來(lái)分離液體混合物.萃取分離是重要單元操作之一, 具有提取率高、產(chǎn)品純度好、能耗低等優(yōu)點(diǎn).這項(xiàng)技術(shù)除了用在化工、醫(yī)藥等行業(yè)外, 還可用在煙草、香料、食品等方面.隨著各種新技術(shù)的發(fā)展, 萃取分離技術(shù)不斷改進(jìn)優(yōu)化, 新型萃取分離技術(shù)不斷出現(xiàn)并完善, 這項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)具有廣闊的發(fā)展前景.以下對(duì)溶劑萃取精餾分離技術(shù)和超臨界流體萃取分離的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用進(jìn)行闡述.5.2萃取精餾[29-30]

萃取精餾是通過(guò)向精餾系統(tǒng)中加入適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量分離劑(MSA)來(lái)顯著增大相對(duì)揮發(fā)度很小或者易形成共沸物的混合物組分之間的相對(duì)揮發(fā)度,使分離易于進(jìn)行, 從而獲得產(chǎn)品的一種特殊精餾技術(shù).最近幾年, 世界各國(guó)化學(xué)工業(yè)公司都在嘗試如何將萃取精餾技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程改進(jìn)、解決化學(xué)工業(yè)中難題, 以提高化工工業(yè)效益.溶劑的好壞是萃取精餾成敗的關(guān)鍵, 工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效果如何,與溶劑的選擇密切相關(guān).為了適用于工業(yè)化生產(chǎn),溶劑的選擇要考慮其選擇性、沸點(diǎn)、溶解度、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性及適宜的物性.此外, 無(wú)毒、無(wú)腐蝕、來(lái)源豐富也是選擇溶劑要考慮的因素.選擇溶劑的一般方法是先采用性質(zhì)約束法(試驗(yàn)法、經(jīng)驗(yàn)篩選法和活度系數(shù)法)劃定分離混合物系所需溶劑的大致范圍, 對(duì)于一個(gè)被分離物系, 通過(guò)這種方法往往可以得到多個(gè)適用的溶劑, 然后應(yīng)用計(jì)算機(jī)優(yōu)化方法(計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法)尋求最佳溶劑已成為研究的方向.一般的萃取精餾過(guò)程采用塔工藝流程, 設(shè)備主要由萃取塔和溶劑回收塔組成.目前,萃取精餾技術(shù)的研究重點(diǎn)之一就是進(jìn)一步提高萃取劑的選擇性、改進(jìn)工藝過(guò)程, 減少單元操作和建設(shè)成本.萃取精餾塔采用是板式塔型式, 由于浮閥塔板具有高效率、高彈性和高生產(chǎn)能力等優(yōu)點(diǎn), 所以目前在國(guó)內(nèi)外是采用最為廣泛的塔板之一.5.3超臨界流體萃取技術(shù)

[31-33]

超臨界流體萃取(Supercritical Fluid Extraction,SFE)是近幾年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一門新興的高效分離技術(shù).在化工、食品、香料、工業(yè)方面已有工業(yè)化應(yīng)用規(guī)模.當(dāng)氣體超過(guò)一定的溫度壓力時(shí), 便進(jìn)入臨界狀態(tài), 此時(shí)的流體成為超臨界流體(如二氧化碳、乙烯、氨、丙烷、水等).目前, 超臨界流體應(yīng)用較多的是二氧化碳,因其臨界溫度 31.26℃,臨界壓力7.2MPa, 臨界條件易達(dá)到, 并且具有化學(xué)性質(zhì)不活潑、對(duì)大部分物質(zhì)不反應(yīng)、無(wú)色無(wú)毒無(wú)味、不燃燒、安全性好、價(jià)格便宜、純度高、容易獲得等優(yōu)點(diǎn), 因此, 在超臨界萃取中常用.超臨界流體兼有氣液兩重性的特點(diǎn), 它既具有氣體相當(dāng)高的滲透能力, 又兼有與液體相近的密度和對(duì)物質(zhì)優(yōu)良的溶解能力.這種溶解能力能夠隨著體系參數(shù)(溫度和壓力)而發(fā)生變化, 因而可以通過(guò)改變體系的溫度和壓力使被提取物的溶解度發(fā)生變化而分離出來(lái),從而達(dá)到分離提取的目的.5.4萃取分離展望

萃取溶劑選取方法已經(jīng)由被動(dòng)的選取向有目的的合成新化合物轉(zhuǎn)變,由單一溶劑向混合溶劑轉(zhuǎn)變, 篩選的范圍更廣泛, 篩選的溶劑更合理、準(zhǔn)確, 前期試驗(yàn)工作量大大減少.隨著近年來(lái)萃取劑選取范圍擴(kuò)大, 混合溶劑的選用, 萃取精餾工藝過(guò)程及塔板結(jié)構(gòu)的改進(jìn), 萃取精餾技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)的場(chǎng)合范圍擴(kuò)大.對(duì)于解決現(xiàn)今化工生產(chǎn)中存在的問(wèn)題或難題, 采取萃取精餾是一種值得優(yōu)先考慮的技術(shù).萃取分離技術(shù)發(fā)展至今, 其發(fā)展方向已經(jīng)從常規(guī)萃取分離轉(zhuǎn)向解決普通萃取分離過(guò)程無(wú)法分離的問(wèn)題, 通過(guò)物理或化學(xué)的手段改變物系的性質(zhì), 使組分得以分離, 或通過(guò)特殊技術(shù)促進(jìn)分離過(guò)程, 并且要求低能耗、低成本, 向清潔分離發(fā)展.在基礎(chǔ)研究方面, 研究深度由宏觀平均向微觀、由整體平均向局部瞬態(tài)發(fā)展;研究目標(biāo)由現(xiàn)象描述向過(guò)程機(jī)理轉(zhuǎn)移;研究手段逐步高技術(shù)化;研究方法由傳統(tǒng)理論向多學(xué)科交叉方面開拓.參考文獻(xiàn)： [1]王中海,羅小茍,劉亮,張曉暉,黃向陽(yáng).新型分離技術(shù)的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀[B].礦業(yè)快報(bào)2007,9(9).[2]王從厚，吳鳴． 國(guó)外膜工業(yè)發(fā)展概況［J］． 膜科學(xué)與技術(shù)，2002，22(1): 65-72．

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