第一篇：關于藥物分離與純化技術課程設計論文

1.課程設計

1.1課程設計理念

結合學生情況、教學資源等實際，課程設計上力求達到可操作性、科學性和規范性。以職業崗位需要的知識技能為課程設計的依據，按照企業實際藥物分離純化生產過程進行教學，依次講授基本原理、萃取技術、蒸餾技術、色譜分離技術、膜分離技術、固液分離技術、固相析出技術、干燥技術和電泳技術。合理的教學內容是實現教學目標的保證，藥物分離與純化技術課程涉及一些工程計算等工程性比較強的內容，學生可以把這些知識作為興趣課后學習，而在課堂上要精選分離純化基礎原理、技術等教學內容，以“必需、夠用”為原則，并且適當引入新技術，拓寬學生的視野。減少知識的抽象性，多采用實物、模型、多媒體等直觀教學的形式，探索現場教學模式，提高教學效果。要為學生學習和掌握技能奠定必要、足夠的理論基礎，同時注意理論知識的把握程度，不一味強調理論知識的重要性和完整性，在淡化理論的同時根據實際工作需求培養學生的實踐技能。

1.2積極引導啟發鼓勵

學生認識不到課程的重要性主要是因為沒有明確的職業規劃，對未來職業的具體工作過程不了解，意識不到課程內容在以后工作中的作用。適當給學生介紹藥品生產工作崗位的具體任務流程，同時建立生產工藝技術與質量控制的概念，讓學生認識到藥物分離與純化技術在整個制藥過程中的關鍵性地位。在傳授知識的同時還要注重培養學生良好的學習習慣，利用課后時間與學生接觸，多去理解學生的感受，給予他們積極的鼓勵和建議。

1.3合理導入適當拓展

上好課的前提是備好課，不僅要選用合適的教材，還要提前了解學生相關知識基礎和理解接受能力，在課堂教學中要隨時觀察學生反應，以合理的速度引導學習，順利完成教學任務。緒論作為教學的開始，是該課程的第一堂課，其教學效果不僅直接影響到教師后續的教學，也影響到學生對該課程的學習。緒論中對整個課程的導入很關鍵，以后講授每個章節時對章節的導入也很重要，良好的導入能激發學生的興趣，改善教學效果。與飛速發展的科學技術相比，教材的內容總是滯后的，教學內容不能局限于教材。教師要關注最近研究進展，把學科發展前沿的技術介紹給學生。還可以自己的科研經驗作為教學素材，讓學生了解科學的研究方法和過程。例如薄層色譜是實驗室廣泛應用的分離純化方法，其原理、操作在課本中都會有詳細的介紹，但在實際科研過程中會遇到很多問題，而這些問題的解決方法是在課本里面學不到的，教師可以把這些經驗歸納出來，傳授給學生。另外還要補充一些GMP的相關知識，從整體上介紹藥物從研發到制成成品的過程，讓學生有一個整體的認識。

1.4方法多樣合理搭配

本課程理論深奧抽象，與日常生活關系不大，在教學中如果僅用語言和板書進行講述，缺乏形象直觀的展示，學生會對很多知識點理解困難，對學習失去興趣。多媒體課件可以展示各種圖片、動畫、影像資料，比傳統教學方式更為直觀。它能使復雜、抽象的理論簡單化、形象化，還能解決實驗條件不足的問題，開闊學生眼界、拓寬知識面。由于教學資源的限制，實驗室條件很難跟上先進儀器設備的發展，也不可能具備所有的制藥機械，借助多媒體可以將新技術、新設備直觀的展示給學生，展示完整的工藝流程，加深印象。但多媒體包含知識量大，授課速度快，學生注意力容易分散，所以多媒體不能代替傳統教學方法。教師在用多媒體授課的同時用板書將知識點進行歸納，適當提問，有利于教師和學生之間的互動交流，控制授課節奏，給學生留出消化和吸收知識的時間。教學方式有很多種，要合理搭配，取長補短。

1.5適當舉例激發興趣

教材編寫通常采用的是學術用語，如果整節課都進行原理性知識的講解，很多學生會感到迷茫，課堂氣氛會陷入枯燥、沉悶的狀態。應該適當調整方式，聯系日常生活、生產和科研，增強課堂學習的趣味性、實用性及先進性。這樣不僅能夠加深學生對相關知識的理解，為課堂教學增加活躍的氣氛，也讓學生認識到課程的重要性，激發學習積極性。在講授每章節的內容時，為減少學生對新知識的陌生感，激發其求知欲，可以將教學內容與實際生活中的一些情景結合起來，將抽象的知識點變成學生感興趣的內容。例如在講授膜分離時，讓學生看到實驗室最常見也最簡單的濾紙過濾；在環境保護方面，讓學生了解如何用液膜法處理廢水；為學生介紹在進行海水淡化時用到的電滲析技術；也給學生介紹海帶（生物膜）富集碘的原因。

1.6重視實驗校企結合藥物分離與純化技術是一門實踐性很強的學科，學生要在實訓實踐中學習并掌握相關的知識與技能。但目前受實訓學時和條件的限制，實驗內容的安排多為驗證性實驗。學生只要按照教師給出的步驟按部就班的操作，無需思考就能得到結果，這種實訓模式不利于學生培養解決實際問題的職業能力。在開展實訓之前要鼓勵學生自己查閱文獻資料，設計實驗過程，驗證理論知識，提高學生實際動手能力和分析問題、解決問題及獨立工作的能力。近年來新技術、新設備不斷涌現，迅速滲透到生產中的各個領域。除了在課堂上給學生介紹企業崗位職責要求和最新的分離純化技術信息之外，教師還應與企業技術人員密切合作，組織學生參觀藥品生產企業，讓學生參與藥品生產中遇到的實際問題，了解書本和實際生產上的差距，彌補書本知識的局限性，開拓學生眼界。

1.7過程考核發揮導向作用

傳統的考核結果往往只考慮期末卷面成績，這樣不利于調動學生的積極性，很容易忽略學生在平時課堂中的表現和創新能力的培養。本課程的考核方式為：學生期末總成績（百分制）=期末考試卷面成績（50%）+課堂出勤及回答問題表現（20%）+小論文撰寫（10%）+實訓操作（20%）。考核方式從四個方面進行綜合測評，不僅重視結果，更重視過程。小論文的撰寫要求學生選擇自己感興趣的一種分離純化技術，查閱文獻資料，設計一個具體的方案，將這種技術應用到實際的生產中。另外要求學生對課程有所反饋，提出自己的意見和建議。

2.小結

藥物分離與純化技術作為高職高專藥學專業的主干課程，其教學內容的開展要圍繞制藥過程，同時結合最新的技術進展，重視實訓教學，使學生在掌握基礎理論的同時掌握必備的操作技能。課程設計上要結合多種教學方式，課前備好課，課堂上認真觀察，課后反復總結反思，加強與學生的溝通，激發學生的學習興趣，提高教學質量，為培養面向醫藥行業第一線的高素質技能型人才而不斷努力。

第二篇：生物分離與純化復習題（本站推薦）

生物分離與純化復習題 第一章

1、生物分離純化技術的概念？

以生物物質原料為基礎，對目標產物進行提取、純化、加工制備的生產技術。

2、生物物質與生物產品的區別？

生物物質：生物物質是指存在于生物體內的所有生物活性物質的總稱。生物物質的制成品統稱為生物產品。

生物產品：在產業中的生物物質的制成品。

3、生物分離純化技術的原理和特點？

基本原理：利用混合物中不同組分間物理、化學和生物學性質的差別來實現組分間的分離或純化。

技術原理：選用能夠識別這些差別的分離介質或擴大這些差別的分離設備來實現組分間的高效分離。

特點：⑴環境復雜、分離純化困難含量低、工藝復雜

⑵ 穩定性差、操縱要求嚴格

⑶ 目標產物最終的質量要求很高

⑷ 終極產品純度的均一性與化學分離上純度的概念并不完全相同 ⑸ 終極產品純度的均一性與化學分離上純度的概念并不完全相同

4、發酵生物產品分離純化的生產工藝？ ⑴原材料的預處理 ⑵顆粒性雜質的去除

⑶可溶性雜質的去除和目標產物的初步純化 ⑷目標產物精制

⑸目標產物的成品加工

5、生物分離技術的應用？ 食品添加劑 藥物

第二章

6、預處理的目的？

使目標產物最大限度的轉移到溶液中。

7、改變發酵液過濾特性的基本方法？

⑴降低液體黏度（常用加水稀釋法和加熱法）⑵調整pH（改變物質的電離度和電荷性質）⑶加入反應劑（沉淀雜質）

⑷加入助濾劑（不可壓縮的多孔微粒，使濾餅疏松，增大濾速）⑸凝聚和絮凝

8、對發酵液相對純化的基本方法？ 高價無機離子（Ca2+、Mg2+、Fe2+）

⑴Ca2+ 草酸鈉→草酸鈣沉淀（回收草酸）⑵Mg2+ 三聚磷酸鈉→三聚磷酸鈉鎂絡合物 ⑶Fe2+ 黃血鹽→普魯士藍沉淀 雜蛋白 ⑴沉淀

⑵變性 ①加熱大幅度調解pH ②加酒精、丙酮等有機溶劑或表面活性劑 ⑶吸附法

9、凝聚和絮凝的作用原理？

凝聚原理：加入電解質，中和膠體粒子的電性，奪取膠體粒子表面的水分子，破壞其表面的水膜，使膠體粒子能聚集起來 絮凝原理：（絮凝劑是一種能溶于水的高分子聚合物）通過靜電引力、范德華引力或氫鍵的作用，強烈地吸附膠粒，形成較大的絮團

10、離心分離的基本原理？

⑴當物體圍繞一中心軸做圓周運動時，運動物體就受到離心力的作用。

⑵旋轉的速度越高，運動物體所受到的離心力越大。在相同轉速條件下，不同運動物體所受到的離心力大小不同，表現出不同的沉降速度。

11、離心分離的常用方法及特點？ ⑴差速離心法

⑵速率區帶離心法 最大的梯度密度低于最小密度的沉降樣品在最高的沉降物質 達到管底前停止，短時間，低速度

⑶等密度離心法 最大的梯度密度大于密度最大的沉降樣品 使各組分沉降到其平衡的密度區，長時間，高速度

11、離心分離的常用設備類型及特點？

⑴根據其離心力大小，可分為低速離心機、高速離心機和超離心機； ⑵按型式可分為管式、碟片式等；

⑶按作用原理不同可分為過濾式離心機和沉降式離心機兩大類。⑷按出渣方式可分為人工間歇出渣和自動出渣等方式。

第三章

13、微生物、植物細胞壁組成和結構特點？ 細菌：肽聚糖，網狀結構；

酵母細胞壁：葡聚糖和甘露聚糖的交聯

霉菌細胞：幾丁質或纖維素的狀結構，其強度比細菌和酵母菌的細胞壁有所提高。

14、常用的細胞破碎方法？

⑴直接測定法：適當稀釋，血球計數板計數； ⑵目標產物測定法 ⑶測定導電率

16、沉析分離的依據是什么？

通過加入某種試劑或改變溶液條件，使目標產物以固體形式從溶液中沉降析出的分離純化技術。

17、鹽析法的原理是什么？

在高濃度中性鹽存在的情況下，蛋白質等生物大分子在水溶液中的溶解度降低并沉淀析出的現象稱為鹽析。

18、影響鹽析的因素有哪些？ ⑴鹽飽和度的影響 ⑵蛋白質濃度的影響 ⑶pH的影響 ⑷溫度的影響

19、鹽析法分離蛋白質的特點？ 優點：經濟、安全、操作簡便、應用范圍廣 缺點：鹽析法分辨率不高

20、常用的蛋白質沉淀方法有哪些？ ⑴鹽析法

⑵有機溶劑沉淀法 ⑶等電點沉淀法

⑷選擇性變性沉淀法 ⑸有機聚合物沉淀法

21、有機溶劑沉析原理和特點？

原理：有機溶劑加入使溶液介電常數減小，溶質之間靜電作用增加。有機溶劑破壞溶質的水化層，使溶質間的作用力增加。優點：①分辨能力比鹽析法高；

②有機溶劑沸點低，易揮發除去，不會殘留于成品中，產品更純凈，沉淀物與母液間的密度差較大，分離容易。

缺點：①有機溶劑沉淀法易使蛋白質等生物大分子變性，操作需在低溫下進行； ②需要耗用大量有機溶劑，成本較高；

③有機溶劑一般易燃易爆，所以貯存比較困難或麻煩。

22、等電點沉析原理和特點？

原理：兩性電解質處于等電點時，分子表面凈電荷為0，雙電層和水化膜結構被破壞，溶解度降低。

特點：等電點沉淀法只適用在等電點時溶解度很低的兩性生化物質

23、有機聚合物沉析原理和特點？

利用生物大分子與某些有機聚合物形成沉淀而析出的分離技術稱為有機聚合物沉析。P52

24、結晶操作的原理是什么？

⑴當溶液處于過飽和狀態時，分子間的分散或排斥作用小于分子間的相互吸引作用。

⑵ 結晶是一個以過飽和度為推動力的質量與能量的傳遞過程。

25、過飽和溶液形成的方法有哪些？ ⑴將熱飽和溶液冷卻 ⑵將部分溶劑蒸發 ⑶化學反應結晶 ⑷解析法

26、穩定、亞穩定和不穩定區溶液的特征？ 穩定區——溶液穩定。

亞穩定區——加入晶核，晶體成長 不穩定區——溶液自發形成結晶

27、常用的起晶方法有哪些？ ⑴自然起晶法 ⑵刺激起晶法 ⑶晶種起晶法

28、結晶操作中3個主要過程的特點？ 過飽和溶液的形成

晶核的形成：晶核是在過飽和溶液中最先析出的微小顆粒。晶核的大小通常在幾個納米到幾十個納米。

晶體的生長：溶液主體的溶質傳遞到晶體表面，溶質進入適當的晶格位置，結晶產生的熱量傳導到溶液中

第四章

29、色譜分離技術的概念

利用不同組分在固定相和流動相中的物理化學性質的差別，使各組分在兩相中以不同的速率移動而進一步分離的技術。30、色譜分離系統的組成

色譜分離系統包括兩個相：固定相，流動相。

31、色譜分離技術的分類

⑴根據分離時一次進樣量的多少分類 分析規模(小于10mg)半制備規模(10~50mg)制備規模(0.1~10g)生產規模(>10g)⑵根據流動相的相態不同分類 氣相色譜—以氣體作流動相 液相色譜—以液體作流動相

超臨界流體色譜—流動相是在接近它的臨界溫度和壓力下工作的液體 ⑶根據固定相的附著方式分類： 紙色譜—液體固定相涂在紙上

薄層色譜—固定相涂敷在玻璃或金屬板上 柱色譜—固定相裝在圓柱管中 ⑷按分離機理不同分類 吸附色譜法 分配色譜法

離子交換色譜法 凝膠色譜法 親和色譜法

⑸根據操作壓力的不同分類 低壓色譜：操作壓力<0.5MPa 中壓色譜：操作壓力0.5～4.0MPa 高壓色譜：操作壓力4.0～40MPa

32、色譜法的特點 ⑴分離效率高 ⑵靈敏度高 ⑶分析速度快 ⑷應用范圍廣

缺點：處理量小；操作周期長；不能連續操作。

33、吸附色譜分離技術的要點

吸附法的關鍵是選擇吸附劑和展開劑

34、離子交換樹脂的基本結構 ⑴三維空間網狀骨架 ⑵骨架上連接官能團

⑶官能團攜帶相反電荷的離子

35、離子交換樹脂的分離原理

36、離子交換樹脂分離的工藝過程 ⑴離子交換樹脂的選擇 ⑵離子交換樹脂的預處理 ⑶離子交換操作條件的選擇 ⑷離子交換過程 ⑸洗脫過程 ⑹樹脂的再生 ⑺樹脂交換操作 第五章

1、過濾技術的概念及過濾的原理

概念：過濾技術是將固體顆粒與液體進行分離的一種技術，是溶解物與不容物的分離。

原理：利用多孔性介質截留固液懸浮液中的固體粒子，進行固液分離的方法稱為過濾

（推動力：重力、壓力和離心力）

2、過濾的目的：

獲得清凈的液體產品，也可能是為了得到固體產品

3、過濾分類：

按料液流動方向：常規過濾、錯流過濾

按操作壓力：常壓過濾、減壓過濾和加壓過濾 按過濾方式：表面過濾和深層過濾

4、過濾的介質

過濾的介質應由惰性材料制成；耐酸耐堿耐熱適用于各種溶液的過濾；過濾阻力小，濾速快，反復利用，易清洗；具有足夠的機械強度，廉價易得

5、常用的過濾介質：

濾紙、脫脂棉、織物介質、微孔濾膜等

6、過濾裝置

普通漏斗、垂熔玻璃濾器、砂濾棒、板框式壓濾機、微孔濾膜過濾器

7、常用的過濾方法

①深層過濾（深層過濾有濾芯和濾膜兩種）

②篩式過濾（過濾分離取決于濾片基質孔徑的大小）

③系列膜過濾（使用圓盤夾膜式濾器，依次降低所用膜的孔徑）

8、影響過濾的因素

①混合物中懸浮微粒的性質和大小 ②混合液的黏度 ③操作條件

④助濾劑的使用

9、膜分離技術的概念

是指利用天然或人工合成的具有選擇透過性的薄膜，以外界能量或化學位差為推動力對雙組分或多組分體系進行分離、分級、提純或富集的過程

10、膜的分類 按膜孔徑大小：微濾膜、超濾膜、反滲透膜、納米過濾膜 按膜的結構：對稱性膜、不對稱性膜、復合膜 按材料分：無機材料膜、高分子合成聚合物膜

11、膜的性能

耐壓、耐溫、耐酸堿 性、化學相容性、生物相容性、低成本

12、膜分離技術的特點

①處理效率高、設備易于放大； ②可在室溫或低溫操作

③化學與機械強度小、減少失活 ④無相變、節能

⑤選擇性好、可達到部分純化目的 ⑥回收率較高

13、膜組件 的定義

由膜、固定膜的支撐體、間隔物以及收納這些部件的容器構成的一個單元稱膜組件或膜裝置

14、膜組件的形式

管式、螺旋卷式、毛細管式、中空纖維式、平板式

15、微濾技術的概念及原理

概念：利用辯分原理截留直徑為0.05~10微米大小的粒子的膜分離技術

原理：利用微孔濾膜的篩分作用，在靜壓差推動下，將濾液中尺寸大于0.1~10微米的微生物粒子截留下來，以實現溶液的凈化、分離和濃縮的技術。

16、微濾的操作方式 死端微濾和錯流微濾

17、微濾膜的特性 ①孔徑的均一性 ②空隙率高 ③濾材薄

18、超濾的定義

凡是能截留相對分子質量在500以上的高分子的膜分離過程稱為超濾

19、超濾的原理

膜表面無數微孔截留住了分子直徑大于孔徑的溶質和顆粒從而達到分離的目的 20、超濾的特點和影響因素

特點：膜材料無毒無害

膜有較好的耐酸堿耐溶劑性能

低壓操作

超濾裝置無污染

成本低、回收率高

影響：溶質的分子性質、溶質的濃度、溫度、壓力 21、超濾前的準備：

充分了解超濾膜的性能、正確安裝超濾裝置、超濾膜清洗消毒處理后的檢測、對加工溶液的要求、洗濾、超濾操作參數的優化、超濾膜的清洗儲存（作為了解）、超濾設備

攪拌式超濾、無攪拌式超濾、中空纖維超濾

23、透析技術

透析是一種擴散控制的，一濃度梯度為驅動力的分離方法。

24、反滲透技術

一種只能透過溶劑而不能透過溶質的膜一般稱為理想的半透膜

第六章

1、萃取的概念

根據混合物中不同組分在溶劑中的溶解度不同，將所需的組分分離出來，這個操作過程稱為萃取

2、萃取的分類

根據參與溶質分配的兩相不同分類 ①液液萃取 ②液固萃取 組分數目不同分類

①多組元體系 ②三元體系 有無化學反應分類

①物理萃取 ②化學萃取 萃取劑的種類和形式分類 ①雙水相萃取 ②溶劑萃取 ③反膠團萃取 ④凝膠萃取 ⑤超臨界萃取

3、萃取的特點

萃取過程具有選擇性

能與其他需要的純化步驟相配合 分離效率高，生產能力大

傳質速速快，生產周期短

4、萃取的 原理

萃取是一種擴散分離操作，不同溶質在 兩相中分配平衡的差異實現萃取分離

5、工藝流程

①混合 ②分離 ③回收

6、影響溶劑萃取的主要因素

PH、溫度、鹽析作用、溶劑性質

7、雙水相的定義

兩種不相容的親水性高分子 聚合物在水溶液中形成的兩相 雙水體系形成的原因 ：

由于較強的斥力或空間位阻，相互之間無法滲透，在一定條件下，即可形成雙水相體系

親水性聚合物水溶液和一些無機鹽相混時，也因鹽析作用會形成雙水相體系

8、雙水相萃取原理

溶質在兩相中的溶解能力不同，遵守分配定律K=上相平衡總濃度/下相平衡總濃度

9、雙水相萃取的特點： ①相混合能耗低 ②達到萃取平衡所需時間短 ③易進行工業放大 ④易實現連續操作

⑤步驟簡便、通用性強

⑥適于易失活的蛋白質酶的提取純化

10、雙水相萃取的工藝流程 ①目的產物的萃取 ②PEG的循環 ③無機鹽的循環

11、影響 雙水相萃取的影響 ①成相高聚物濃度的影響 ②成相高聚物的分子量的影響 ③鹽的影響 ④PH的影響 ⑤溫度的影響

12、雙水相萃取技術的應用 ①基因工程藥物的分離與提取 ②酶工程藥物的分離與提取 ③抗生素 的分離與提取

④天然植物藥用有效成分的分離與提取

13、當三相成平衡態共存的點 稱三相點

14、液氣兩相成平衡狀態的點叫臨界點

15、處于臨界溫度臨界壓力以上的流體叫做超臨界流體

16、萃取原理

在溫度不變的條件下，壓力增加，其密度增加，其溶解度隨之增加；壓力不變的情況下，溫度升高，密度降低，溶解度隨之降低

17、超臨界流體萃取的基本方法 等溫法、等壓法、吸附法

18、超臨界流體萃取的特點 ①萃取和分離合二為一

②壓力和溫度都可以調節萃取過程的參數 ③萃取的溫度低

④臨街CO2常態下是氣體無毒 ⑤超臨界流體的極性可改變 20、超臨界流體萃取的應用

細胞破碎、催化作用、去除雜質、殺菌作用 第七章

1、濃縮的目的

①作為結晶和干燥的預處理

②提高產品質量

③減少產品的體積和重量 ④增加產品的儲藏 時間

2、濃縮的原理

指總固形物與溶劑部分分離的過程，使生物制品原料中水濃度降低到復合工藝要求的過程

3、蒸發濃縮的 定義

蒸發是溶液 表面的溶劑分子獲得的動能超過了溶液內溶劑分子的吸引力而脫離液面逸向空間的過程

4、常用濃縮技術

蒸發濃縮、膜濃縮、冷凍濃縮、凝膠濃縮

5、冷凍干燥的過程 預凍

初級干燥 次級干燥

（冷凍溫度為-10~-50°C）

6、干燥的定義 ：濃縮物料脫水的過程

熱干燥技術：指將物料加于濕物料并排除揮發性濕分，獲得一定濕含量固體產品的過程

7、冷凍干燥技術原理

通過升華從凍結的生物中去掉水分的過程

8、干燥曲線

在恒定的干燥條件下，以干燥時間為橫坐標，物料濕含量為縱坐標可得干燥曲線

（預熱階段——恒速干燥階段、降速干燥階段）

第三篇：現代分離技術論文

分離技術的發展現狀和展望

摘 要: 簡要闡述了分離技術的產生和發展概況，各主要常規和新型分離技術的發展現狀、研究前沿及未來的發展方向，并討論了分離技術將繼續推動現代化工和相關工業的發展，并在高新技術領域的發展中大顯身手。

關鍵詞: 分離技術；發展現狀；展望

Development Status and prospect on separation technology Abstract: The history of produce and development on separation engineering is briefly introduced.The status and study advance of most traditional and new separation techniques and its developing direction in future is briefed.In the past, separation technology brought into important play in chemical engineering.It is discussed that it will also impel modern chemical engineering and relative industries in future.Moreover it will strut its stuff in high technology.Key words: separation technology;development;prospect

本文從分離技術的產生和發展概況入手，綜述了精餾、吸附、干燥等常規分離技術和超臨界流體分離、膜分離、耦合分離等新型分離技術的研究，并分析了各種技術在現代化工中的重要作用。概述

分離技術是研究生產過程中混合物的分離、產物的提取或純化的一門新型學科。1901年英國學者戴維斯[1]在其著作《化學工程手冊》中首先確定了分離操作的概念；1923年美國學者劉易斯和麥克亞當斯[1]合著出版了《化工原理》，從而確立了分離工程理論，并得以充實和完備；20 世紀后期，分離技術不斷深化與拓寬。

而從近年的發展來看，各國都在根據自身特點和條件加速發展分離技術，例如美國的研究工作兼具新穎性和實用性的特點，法國重視核領域和數學模型的研究，德國重視實驗技術和工程研究等。我國分離技術的研究和應用從50年代以來也取得了重大的進展。展望新的世紀，分離技術將在高新科技的發展中起更大的作用。

1.1 化工分離技術重要性

化工分離技術是化學工程的一個重要分支，任何化工生產過程都離不開這種技術[2]。絕大多數反應過程的原料和反應所得到的產物都是混合物，需要利用體系中各組分物性的差別或借助于分離劑使混合物得到分離提純。

隨著對產品的質量及物質純度的要求隨之提高，同時煤炭與石油危機所引起的能源危機對資源利用與清潔生產也提出了要求。正因為如此，推動了人們對新型分離技術不懈的探索。一些常規分離技術，如蒸餾、吸收、萃取等不斷改進、完善和發展，并使一些特色明顯的新型分離技術，如膜分離、泡沫分離、超臨界流體萃取以及耦合技術等得到重視和發展。

1.2 化工分離技術的多樣性

由于化工分離技術的應用領域十分廣泛，原料、產品和對分離操作的要求多種多樣，這就決定了分離技術的多樣性。按機理劃分，可大致分成五類，即：生成新相以進行分離（如蒸餾、結晶）；加入新相進行分離（如萃取、吸收）；用隔離物進行分離（如膜分離）；用固體試劑進行分離（如吸附、離子交換）和用外力場或梯度進行分離（如離心萃取分離、電泳）等，它們的特點和設計方法有所不同。Kelley[3]于1987年總結了一些常用分離方法的技術成熟度和應用成熟度的關系圖(圖1)。十余年來，化工分離技術雖然有了很大的發展，但圖中指出的方向仍可供參考。例如,精餾、萃取、吸收、結晶等仍是當前使用最多的分離技術[4-5]。液膜分離雖然構思巧妙,但由于技術上的局限性,僅在藥物緩釋等方面得到有限的應用。

圖1 分離過程的技術和應用成熟度[3]

Fig.1 The technology and use maturity of the separating process 2 傳統分離技術

精餾雖然是最早期的分離技術之一，幾乎與精餾同時誕生的傳統分離技術,如吸收、蒸發、結晶、干燥等，經過一百多年的發展，至今仍然在化工、醫藥、冶金、食品等工業中廣泛應用并起著重要作用。

2.1 精餾技術

精餾是關鍵共性技術，已經被廣發應用了200多年，從技術和應用的成熟程度考慮，目前仍然是工廠的首選分離方法[6]。精餾市場的經濟效益至今仍是令人刮目相看的。而近年來，隨著相關學科的滲透、精餾學科本身的發展及經濟全球化的沖擊，我國精餾技術正向新一代轉變，以迎接所面臨的挑戰。其特征[7]為：（1）精餾學科正由傳統的依靠經驗、半經驗過渡到憑半理論以至理論；（2）精餾過程正由傳統的單一分離過程過渡到耦合和復雜的優化分離過程，以提高分離效率和節能；（3）由對環境造成嚴重污染的一代向注重環保的一代轉變；（4）由走加工的道路向技術集成創新型轉變；（5）通過我國自己的技術進步解決裝置大型化、長周期運行，通過創新解決精餾技術問題，以降低成本、提高國際競爭力。

常規精餾包括簡單精餾、分批精餾、連續精餾和多側線精餾。在化工生產中，簡單的精餾往往難以達到理想分離效果，因此特殊精餾便應運而生[8]。新型和特殊精餾主要有以下幾方面：添加物精餾（如萃取精餾或共沸精餾方法）；耦合精餾（如反應精餾、吸附精餾和膜精餾）和熱敏物料精餾（分子精餾技術等）[9]。

2.2 吸附分離技術

吸附分離過程是利用混合物中各組分在固體吸附劑與流體相間分配不同的性質，使混合物中難吸附與易吸附組分得到分離的技術。其特點為利用吸附劑巨大的比表面積能吸附分離低濃度或微量的溶質成分，且適合的高性能吸附劑對性質相近的溶質成分有很高的吸附選擇性。因此，吸附分離非常適用于采用傳統分離方法（蒸餾等）難于分離的混合物體系。此外，吸附分離過程的操作條件較為溫和，適合生化產物的分離。

吸附分離過程已經廣泛地應用于化工、煉油、輕工、食品、制藥、環保及能源等各行業中。對于液相混合物體系的吸附分離，其應用領域主要有：食品工業中油類的脫色、脫臭，無水乙醇生產中的脫水，石油餾分的脫色、干燥，以及水源保護和污水處理等。對于氣體混合物體系的分離，工業化程度最高，其應用領域主要有：空氣的凈化及其常溫下的氧氮分離制備氧氣和氮氣，電子工業中高純氣體的制備，工業廢氣的凈化如廢氣中SO2、NOx、氟利昂、揮發性有機氣體和焚燒煙氣中二噁英的脫除，以及核廢氣的處理等。

2.3 干燥技術

干燥也是一古老傳統的分離方法，其應用最廣也是能耗最多的分離操作之一，用來脫出水分或濕分以獲得固體產品，可以說幾乎沒有哪個行業完全與干燥無關。在過去20-30年間，干燥領域的主要技術進步有[10]：（1）流態化干燥。誕生于1921年，日前應用最廣。（2）噴霧干燥。其獨特的優勢為可以直接由溶液或懸浮液制成粉狀或粒狀產品。（3）間接加熱干燥(也稱接觸干燥)。這種干燥方式的特點是熱氣體不直接接觸物料，而是通過器壁或管壁加熱，如可以用廢氣作為加熱介質而又不會污染產品。（4）真空干燥與真空冷凍干燥。真空冷凍干燥是集冷凍和干燥為一體，20世紀70年代開發研究，其產品質量均優于普通真空干燥，但成本高，現僅用于高附加值產品，如人參等。新世紀的分離技術及其展望

新世紀全人類所面臨的四大問題：環保、能源、糧食與健康醫療，每個都與化學工程及分離工程相關。因此，分離技術的不斷改善和發展，將成為新興產業發展的關鍵。

3.1

超臨界流體分離技術

當物質處于臨界溫度與臨界壓力以上，即為超臨界流體。物質于超臨界流體狀態表現出一些重要特性：（1）當接近臨界溫度時，流體有很大的可壓縮性，且超臨界流體的密度和液體的密度接近；（2）當接近超臨界壓力時，適當增加壓力可使流體密度很快增到接近普通液體的密度，使超臨界流體具有類似液體對溶質的溶解能力；（3）超臨界流體的黏度接近氣體，受溫度和壓力的影響不太大；（4）超臨界流體的擴散能力接近于普通氣體；（5）超臨界流體表面張力趨于零，因此在超臨界流體狀態下去除溶劑可以很好保護材料的微、納米孔道。正由于上述特性，其可以廣泛應用于化工分離和反應過程中，從而形成許多超臨界技術。

超臨界流體技術大體的發展包括三個階段：19世紀70年代以前研究階段，研究內容以含超臨界流體體系的相平衡、過程傳質為主；20世紀70到90年代的迅猛發展階段，出現

了重要的超臨界水養化技術、超臨界流體粉體化技術等；20世紀90年代以來的全面發展階段，以綠色化學、能源開發為理念的反應以及耦合分離等技術得到全面的研究和應用。超臨界流體由于具有綠色化學的特點，因此其技術在天然產物、廢棄物中高附加值產品的分離中仍然具有很好的前景，其優點越來越受到人們的廣泛關注，已在食品、醫藥、香精香料、化學工業、能源工業等領域顯示出廣泛的應用前景。

楊敏等[11]以13%甲醇與CO2為流動相，采用超臨界流體色譜分離技術（SFC）測定吳茱萸中吳茱萸次堿與吳茱萸堿含量，與傳統方法相比，SFC可在簡單的流動相條件下對吳茱萸中的吳茱萸次堿和吳茱萸堿進行良好分離，且分析時間僅為6min。王曉丹、史桂云[12]分別采用水提取法、傳統乙醇提取法、微波提取法、超臨界CO2萃取法提取柿葉總黃酮，結果表明超臨界CO2萃取法提取總黃酮含量最高，且得到的萃取物純凈，色澤金黃，純度高，無異味。

3.2 膜分離技術

膜分離技術是一種使用半透膜分離方法，其分離原理是依據物質分子尺度的大小，借助膜的選擇滲透作用，在外界能量或化學位差的推動作用下對混合物中雙組分或多組分溶質和溶劑進行分離、分級提純和富集，從而達到分離、提純和濃縮的目的。與傳統分離方法(蒸發、萃取或離子交換等)相比，它是在常溫下操作，沒有相變，最適宜對熱敏性物質和生物活性物質的分離與濃縮，具有高效、節能，工藝過程簡單、投資少、污染小等優點，因而在化工、輕工、電子、醫藥、紡織、生物工程、環境治理、冶金等方面具有廣泛的應用前景。

數十年來，膜分離技術發展迅速，特別是90 年代以后，膜分離技術的應用領域已經滲透到人們生活和生產的各個方面。膜分離技術作為一種新興的高效分離技術，已經被廣泛應用于化工、環保、電子、輕工、紡織、石油、食品、醫藥、生物工程、能源工程等。國外有關專家甚至把膜分離技術的發展稱為“第三次工業革命”。膜分離技術被認為是20世紀末至21世紀中期最有發展前途的高新技術之一[13-15]。目前己經深入研究和開發的膜分離技術有微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、滲透汽化和氣體分離等。正在開發研究中新的膜過程有：膜蒸餾、支撐液膜、膜萃取、膜生物反應器、控制釋放膜、仿生膜以及生物膜等過程。

微濾主要用于分離水溶液中的物質，除去尺寸為500 um-50 um的微粒，一般其膜是一次性使用的，因此降低膜成本和拓寬應用范圍將是研發方向；超濾也主要是從水溶液中除去1.2nm-50nm的大分子及高分子化合物、膠體、病毒等，根據市場需要，增加品種，提高膜的性能將是其研究方向；反滲透能夠除去水溶液中0.3nm-1.2nm的溶質，可除去除H+和OH

一以外的無機離子和低分子有機物，現主要用于脫鹽，研究發展方向將是提高通量和脫鹽率，膜的耐熱及耐氧化性，組件大型化，降低膜成本，拓寬應用領域等。

氣體分離領域，氫氣分離中變壓吸附和深冷分離法具有明顯優勢，空氣富氧化方面，正在積極開發燃燒用膜式空氣富氧化系統。

滲透蒸發已成功用于制取無水乙醇。開發低能耗，工藝簡單的方法從發酵液中提取乙醇是一重要課題，正在研究的乙醇選擇性透過膜可由含乙醇4%-8%的發酵液中制成80%的乙

醇，使制備無水乙醇的能耗降為常規精餾法的25%，一旦成功，傳統精餾法生產乙醇將受到挑戰，但膜是否能循環使用是個問題(抗污染性)。反應與滲透蒸發藕合，利用滲透蒸發使生成物不斷排除，促進可逆反應的進行，如脂化反應，這一課題前景光明。

液體膜，至今幾乎無大規模工業應用，主要是由于液膜壽命短的問題一直沒有解決，因此長壽命液膜的研究是誘人的課題。

其余具有開發研究價值的膜分離技術還有膜反應器、酶膜反應器；具有催化活性的絡合金屬高分子膜、離子傳導膜；膜在醫療上的應用，如人工腎、反應-膜分離藕合等。

3.3 耦合分離技術

將分離與分離或者反應與分離等兩種或兩種以上的單元操作藕合或者結合在一起并用于分離的過程稱為基礎過程或雜化過程。集成過程的最大特點是為實現物料與能量消耗的最小化、工藝過程效率的最大化，或為達到清潔生產的目的，或為混合物的最優分離和獲得最佳的產物濃度。

將膜分離技術與傳統分離技術相結合組合而成的集合技術，如精餾-滲透汽化集成技術、滲透汽化-萃取集成技術、錯流過濾-蒸發集成技術、膜滲透-變壓吸附集成技術等分離技術使分離過程在最優條件下進行。

而在反應過程中，采用反應-分離耦合技術可以及時將反應產物移除出反應體系，可以促進反應的進行，進一步提高反應的轉化率，具有十分重要的意義。陶昭才等[16]利用催化反應-蒸餾集成技術將Ti(0C4H9)4與PbO復配作為催化劑，對苯酚和DMC醋交換法反應蒸餾合成DPC進行了探索性研究。結果達到了預期效果，為將來碳酸二苯醋的工業化打下基礎。王樂夫等[17]則采用醋化反應-滲透汽化集成技術制備了活性分離層厚度為l-10μm的PPVA/PAN滲透汽化復合膜，并將其用于乙醇/水恒沸混合物的分離及乙酸和正丁醇酯化制乙酸正丁醋的酸催化反應過程，該復合膜具有很好的熱穩定性和抗溶劑性，并具有非常高的水涌透選擇性和適宜的通量。張秀莉等[18]用膜基化學吸收集成技術對中空纖維膜組件中NaOH水溶液吸收CO2的傳質過程進行實驗研究。對氣相分傳質系數進行了計算和關聯，得到了中空纖維膜組件管內氣相傳質數學模型計算式，為中空纖維膜基化學吸收的研究提供了一種理論模型。

目前，新型分離技術已在多個領域實現了產業化，對某些新領域的開發也取得了一定進展。隨著節能和環保的要求日益提高，新型分離技術將會發揮更大作用，是解決能源危機和緩解三廢污染的有效途徑。結合了先進的計算機模擬工具，相信相關的新型分離技術在未來將會有更好的發展。特別是在今天環保和節能已經成為全世界最關注的焦點下，更使那些具有低能耗、無污染特色的新型分離技術將得到充分的開發和應用。展望

21世紀是生物科學技術的時代，是信息時代，是全人類為生存、為健康、為保衛人類共同的家園——地球而奮斗的時代。相信分離工程將會在新世紀的科學技術進步中起更大作用，取得更輝煌的成就。

參考文獻

[1] 朱家文,房鼎業.面向21世紀的化工分離工程[J].化工生產與技術,2000,7(2):1-5.[2] Seader J D, Henley EJ.Separation Process Principle[M].NewYork: John Wiley&Sons Inc, 1998.[3] Keller GE.Separations: New Directions for an Old Field[M].NewYork: American Institute of Chemical Engineers Monograph Series, 1987, 83(17).[4] 余國琮, 袁希鋼.我國蒸餾技術的現狀與發展[J].現代化工, 1996, 10: 7.[5] 汪家鼎, 費維揚.溶劑萃取的最新進展[ J].化學進展, 1995, 7(3): 219 [6] Kister H Z..Distillation operation.New York: McGraw Hill,1990 [7] 丁輝,徐世民,姜斌等.天津大學精餾技術與傳質理論研究.化工進展,2004,23（4）:358-363 [8] Perry R H.佩里.化學工程師手冊.北京：科學出版社，2001年

[9] 徐世民,王軍武,許松林.新型精餾技術及應用.化工機械，2004,31（3）:183-187 [10] 伍沅.干燥技術的進展與應用[J].化學工程,1995,23(3):47-55.[11] 楊敏,周萍,徐路等.吳茱萸中吳茱萸次堿與吳茱萸堿含量的超臨界流體色譜法測定[J].分析測試學報,2010,29(7):743 [12] 劉書成,章超樺,洪鵬志等.超臨界流體色譜和質譜聯用在油脂分析中的應用[J].中國油脂,2006,31(9):48 [13] 何旭敏, 何國梅, 曾碧榕等.膜分離技術的應用[J].廈門大學學報(自然科學版), 2001, 40(2): 495-502.[14] 陳一鳴,蔡惠如,劉玉榮.膜分離技術的現狀及其在染料化工中的應用[J].化工裝備技術, 2000, 22(1): 6-12.[15] Cot l.Proceediongs of the Third International Conference on Inorganic Memnrance [M].W Orcoster USA, 1994.157.[16] Wang lefu,Li Xuehui.Study on Pervaporation-Esterification Reaction Coupled Membrane Process,Journal of South China University of Technology(Natural Science), 199-8 ,26(11):46-51.[17] 張秀莉,張衛東,張澤廷.中空纖維多孔膜基氣體吸收傳質性能研究[J].北京化工大學學報〔自然科學版),2004,31(3):4-8.[18] 陳歡林.新型分離技術[[M].北京:化學工業出版社,2005.

第四篇：血清γ-球蛋白的分離純化實驗報告

血清γ-球蛋白的分離純化

一、目的與要求

1、掌握分離純化蛋白質的基本原理和基本過程。

2、熟悉鹽析、離心、層析、電泳等生化基本技術在蛋白質分離純化中的綜合應用。

3、學會設計和制定分離純化蛋白質的實驗方案，技術路線，質量監控和保證措施。

二、實驗原理

血清蛋白有300多種，可粗略的分為清、球蛋白兩大類，γ球蛋白只是球蛋白中的一個亞類。欲用常規方法獲得，可先用半飽和硫酸銨從血清中鹽析出球蛋白，接著用葡萄糖凝膠G-25脫去球蛋白中的鹽分最后用DEAE纖維素陰離子交換柱便可直接從脫鹽的球蛋白溶液中分離純化出γ球蛋白,其反應機理如下：

C2H5

H

纖維素-O-(CH2)2-N(C2H5)2

纖維素-O-(CH2)2-N+……H2PO4

H++H2PO4

DEAE纖維素離子交換柱

COOH

C2H5

α、β、γ球蛋白

NH2

COO

H

經過鹽析和脫鹽的球蛋白液

纖維素-O-(CH2)2-N+…α和β

G

PH6.3

NH2

交換到柱上的α和β-球蛋白

H2PO4

COOH

γ-球蛋白

NH3+

被DEAE柱分離純化的γ-球蛋白

被柱層析交換結合的α球蛋白和β球蛋白，可通過增加洗脫液的離子強度或降低洗脫的pH值（也可兩者同時改變），使其分部洗脫下來而被純化。純化前后的γ球蛋白可用電泳方法進行比較鑒定。

三、儀器和材料

儀器：離心機，1.5×40cm層析柱，層析架或滴定臺，核酸-蛋白檢測儀，部分收集器，紫外分光光度計，色譜柱，電泳槽，電泳儀。

材料：馬血清，Sephadex

G-25×200g，DEAE-32×200g。

四、實驗步驟

（一）分離純化步驟

1、取3mL,4℃預冷血清，加入3mL

4℃預冷的飽和硫酸銨。邊滴邊搖。

2、靜置大于10min后，3500rpm離心15min，棄去上清液，將沉淀溶于少量的生理鹽水。從中取0.5mL用于測定蛋白質含量。

3、將剩余的樣品上Sephadex

G-25柱，用0.02

mol/L

pH6.5的NH4AC緩沖液洗脫，每管收集3

mL，用于繪制洗脫曲線，選擇顏色最深（即濃度最高管）的取0.5mL留待電泳用。

4、將剩余的蛋白質溶液上已平衡好的DEAE-32柱（裝一半的柱子），用0.02

mol/L

pH6.5

NH4AC緩沖液洗脫，用干凈的試管收集，并用20%磺基水楊酸檢測是否有蛋白流出，并繪制洗脫曲線，收集的蛋白質溶液即為γ球蛋白（留少量電泳用，0.5ml測[Pr]）。

5、柱子再生。先用0.3mol/L高鹽緩沖液，再用0.02mol/L緩沖液平衡。

（二）電泳步驟

1、安裝垂直板電泳槽，按表配制分離膠溶液。用滴管吸取分離膠溶液，沿管壁注入玻璃板至距上端3cm處(插梳為準)

2、立即用滴管沿凝膠管壁加人蒸餾水約0.5cm高度，加水時應注意減少膠液表面的震動與擴散。加蒸餾水的目的，隔離空氣中的氧和消除凝膠柱表面的彎月面，使凝膠表面平坦（加水時切勿呈滴狀滴入膠液）。

3、靜置30分鐘，在凝膠表面與水之間出現清晰的界面，表示聚合已完成（注：剛加水時看出有界面，后逐漸消失，等再看出清晰界面時，表明凝膠已聚合）。用滴管吸去凝膠管的水層，并用濾紙條（無毛邊）輕輕吸去凝膠表面殘留的水分，注意不要損傷已聚合的凝膠表面。

4、按表制備濃縮膠，沿管壁加入濃縮膠，插上梳子，靜置15分鐘，待凝膠聚合后，待用。

5、加入10倍稀釋的甘氨酸一Tris緩沖溶液于電泳槽中，用注射針排除樣品孔中的氣泡，樣品與樣品處理液1：1混合后，用微量注射器上樣。

6、將上電泳槽的電極接至電泳儀的負極，下電泳槽的電極接至電泳儀的正極，接通電源，剛開始5分鐘內6-7

mA／板，待示蹤染料遷移到下口約0.5cm處時，就可停止電泳，切斷電源（電泳時間約為

2／小時左右）。

7、剝膠

取下玻璃板，用帶有10cm長的注射針頭，內盛蒸餾水作潤滑劑。將針頭插人膠與玻璃板之間，邊注水邊慢慢推針前進，靠水流壓力和潤滑作用使玻璃板與凝膠分開。

8、固定，染色與脫色

固定染色液染色過夜，用脫色液脫色.9、染色，加入染色液，染色過夜。

10、拍照，記錄結果。

五、實驗結果與分析

**

血清樣由于蛋白質種類較多，區帶不清。脫鹽后，樣品中剩余蛋白質為α、β、γ-球蛋白，從結果中可以看到幾條較為明顯的區帶。γ-球蛋白的電泳結果顯示其分離的較為純凈。

六、注意事項

1、上樣前要將使用過的柱子重生。

2、上樣時要注意3個相切：緩沖液與柱床表面相切；樣品與柱床表面相切；洗樣時緩

沖液與柱床表面相切。

3、用瓊脂糖封膠時一定要封延時，防止漏膠。

4、配膠時要按照順序加樣，配完后要立刻混勻。

5、剝膠時要在水沖洗的情況下進行。

第五篇：現代分離技術綜述論文

現代分離技術研究與進展

摘要：從現代化工和新技術的發展需求出發，論述了化工分離技術的重要性，以及各新型分離技術的分離原理，應用優點和缺陷以及應用現狀，并對當代化工新型分離技術的發展特點進行了探討。

關鍵詞：現代分離技術；泡膜分離；膜分離；超臨界分離

Modern separation technology research and progress Abstract: From the development needs of the modern chemical industry and new technologies ,it discusses the importance of chemical separation technology and the principle of all kinds of new separation technologies, as well as advantages and shortcomings of the application, and application status ,in addition, it discusses the development characteristics of the contemporary new chemical separation technology.Keywords: modern separation techniques;bubble membrane separation;membrane separation;supercritical separation

無論化學、石油、冶金、食品、輕工等工業都廣泛應用分離過程。化工生產中，原料的凈制、中間產物和主副產品之間的分離、同位素的分離和重水制備；生化領域中抗菌素的凈制、病毒的分離、生物制品的下游技術，冶金工業中礦物的精選等等，都離不開分離技術。

隨著工業的現代化，科學研究和生產技術向著高質量、高純度、精密加工、微型化和高技術密集型發展，而這些都必需有分離過程的密切配合。隨著現代工業大型化生產的趨向，分離過程起著重要作用，必需采用有效的分離過程化廢為寶，變害為利。因此選擇高效、低耗的分離技術還與降低成本、減少能耗以及提高產品質密切聯系。科學的發展、學科的交叉提供了這種可能。在使常規分離過程如蒸發、結晶、蒸餾、吸收、萃取、干燥等得到不斷完善和發展的同時，又衍生、開發出眾多新的分離方法，如泡沫分離、超臨界萃取、固膜與液膜分離等，展示了巨大的應用潛勢。

1．泡沫分離

泡沫分離技術是近幾十年發展比較快的新興分離技術，通常把凡是利用氣體在溶液中鼓泡，以達到分離或濃縮的這類方法，總稱為泡沫分離技術。泡沫分離技術的研究開發已經有將近一個世紀的歷史。作為分離對象的某溶質，可以是表面活性物質和洗滌劑，也可以是不具有表面活性的物質，但它們必須具備和某一類型的表面活性物質能夠絡合或螯合的能力，當在塔式設備內部鼓泡時，該溶質可被選擇性的吸附在自下而上的氣泡表面，并在溶液主體上方形成泡沫層，將排出的泡沫消泡，可獲得泡沫液（溶質的富集回收），在連續操作時，液體從塔底排出，可以直接排放，也可以作為精制后的產品液。

泡沫分離是根據表面吸附的原理，借助鼓泡使溶液中的表面活性物質聚集在氣/液界面，隨氣泡上浮至溶液主體上方，形成泡沫層，將泡沫和液相主體分開，從而達到濃縮表面活性物質（在泡沫層），凈化液相主體的目的。從液相主體中濃縮分離的既可以是表面活性物質，也可以是能與表面活性物質相互親和的任何溶質，比如金屬陽離子、蛋白質、酶、染料等等。另外，一些固體粒子（沉淀微粒或礦石小顆粒），也可以被表面活性物質吸附，從溶液中分離出來。

泡沫分離必須具備兩個基本條件，首先，所需分離的溶質應該是表面活性物質，或者是可以和某些活性物質相絡合的物質，它們都可以吸附在氣/液界面上；其次，富集質在分離過程中借助氣泡與液相主體分離，并在塔頂富集。因此，它的傳質過程在鼓泡區中是在液相主體和氣泡表面之間進行，在泡沫區中是在氣泡表面和間隙液之間進行。所以，表面化學和泡沫本身的結構和特征是泡沫分離的基礎。

該技術具有3個特點：（1）設備比較簡單、能耗低、投資少，而且操作和維修都方便；（2）在常溫或低溫下操作，因此適用于熱敏性和化學性質不穩定的成分的分離；（3）適用于低溫度組分的濃縮和同收。盡管泡沫分離技術具有很多優勢，但是它也存在著一些不足之處，如表面活性物質大多是高分子化合物，消化量較大，有時也難以回收，泡沫塔內的返混嚴重影響分離的效率，溶液中的表面活性物質的濃度難以控制等。隨著現代工業的發展，泡沫分離技術在一種物質的分離往往需要幾種分離方法才能達到分離的要求，泡沫分離常常與萃取、沉降、生化等方法共同應用于化工、生化、食品、醫藥、污水處理等領域，用以達到更加廣泛的使用領域。

因此對泡沫分離技術分離效率的影響因素及其影響程度的研究就顯得十分重要。并且分離設備的創新和改善對于泡沫分離技術的工業化應用也起到了重要作用。

為提高泡沫分離的效率，改善泡沫分離設備的性能，有關各種表面活性劑在氣-液界面處發生分離的吸附機理以及吸附特性還有待于繼續研究，尤其是吸附動力學、以及表面活性物質混合物的競爭吸附。有關吸附動力學和流體力學行為，目前還沒有統一的數學模型。此外，由于吸附而引起的溶液粘度等物性的變化，也可能會影響到泡沫排液和泡沫穩定性。聚并對分離效率有顯著的作用，所有會影響聚并的因素也應加以研究。單級、半間歇及連續操作的泡沫塔的分離能力已有較詳細的論述，而多級逆流或錯流模型還需進一步考察。有效的泡沫分離和破沫模型的放大，對于多級泡沫塔的操作也是非常重要的。

2．膜分離技術

膜分離技術是在20世紀末興起的一種新型分離技術，預計在21世紀還會以更快的速度發展。膜分離技術是以選擇透過性膜作為分離介質，通過在膜兩側施加某種推動力(如壓力差、蒸汽分壓差、濃度差、電位差等)，使得原料側組分有選擇性地透過膜，從而達到分離、提純和濃縮的目的。雖然膜分離技術的機理、操作方式各異，但在食品加工、醫藥和生化技術領域有其獨特的適用性。近年來，膜分離已逐漸成為化學工業、食品加工、廢水處理、醫藥技術等方而的重要分離技術。

膜分離過程具有以下特點：（1）一般膜分離過程不發生相變化、能耗低；（2）膜分離過程可在常溫下進行，特別適合于熱敏性物質(如果品、酶、藥物)的分離分級和濃縮；（3）適于膜分離過程的對象廣泛，大到肉眼看得見的顆粒，小到離子和氣體分子；（4）膜分離過程裝置簡單、操作容易、易于自動控制，維修方便。由于膜材質價格高，大多數膜工藝運行費用昂貴，因此阻礙膜分離技術的進一步推廣與普及。

膜分離技術具有分離效率高，設備簡單，操作方便，無相變和省能等優點，它在環保領域中的應用潛力很大, 發展前景十分廣闊。但是，總體上來講，膜成本太高，膜污染及壓實等問題縮短了膜的使用壽命，這些問題阻礙了膜技術的進一步大規模應用。今后應在以下幾方面進行研究：（1）開發耐高溫、抗污染、耐酸堿等性質穩定、成本低廉的新型膜材料，以降低造價；（2）開發能充分發揮膜性能的膜組件并向大型化發展；（3）弄清膜污染的機理, 找到解決膜污染的最佳途徑以延長膜的使用壽命；（4）建立并完善機理模型, 充分考慮影響膜分離過程的因素, 減少模型中需經實驗測定的參數, 用理論指導實踐；（5）各種膜分離技術的組合使用、膜分離技術與常規環境處理單元的有機結合、分離性能更高、操作更簡便的處理工藝系統是今后的發展的方向。總之, 我國膜分離技術在環保領域中的應用水平與世界先進水平尚有較大差距, 開發適合環保領域應用的高效分離膜及方便、能耗小、易產業化的膜分離過程和大型組件是當務之急。隨著膜研究的不斷深人, 膜分離技術的應用范圍將越來越廣。

3．超臨界萃取

超臨界流體指的是物體處于其臨界溫度和臨界壓力以上狀態時，向該狀態氣體加壓，氣體不會液化，只是密度增大，具有類似液體的性質。同時還保留氣體性能。超臨界流體即具有液體對溶質有較大溶解度的特點，又具有氣體易于擴散和運動的特點。更重要的是超臨界流體的許多性質如：粘度、密度、擴散系數、溶劑化能力等性質隨溫度和壓力變化很大，因此對選擇性的分離非常敏感。

近二三十年來，隨著科技進步和生活水平提高，人們對健康、環境有了新的認識，對食品、醫藥、化妝品等有關身心健康的產品及相關生產方法提出了更高標準和要求。超臨界萃取技術作為一種獨特，高教，清潔的新型提取、分離手段，在食品工業、精細化工、醫藥工業、還是環境等領域己展現出良好的應用前景，成為取代傳統化學方法的首選。目前，世界各國都集中人力物力對超臨界技術基礎理論、萃取設備和工業應用等方面進行系統研究，耿得了長足進展。

超臨界流體萃取分離是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。在超臨界狀態下，將超臨界流體與待分離的物質接觸，使其有選擇性地依次把極性大小、沸點高低和相對分子質量大小不同的成分萃取出來。與傳統化學分離提取方法相比，超臨界流體萃取分離技術具有許多優點，但也存在許多問題，主要是處理成本高、設備生產能力低、對有些成分提取率低，另外還有能源的回收、堵塞、腐蝕等技術問題有待解決。但它作為一種國際上公認的綠色提取技術，其本身特性顯示它巨大生命力。隨著當今社會高度發展，維護和保持一個可持續發展的環境是人類共同的要求和期望，無論是環境保護、污染的治理，還是人們對天然產物和綠色食品的青睞，傳統的加工分離技術是難以企及的，所用的這些都預示著超臨界技術將會擁有更為廣闊的發展空間，目前超臨界流體萃取分離技術的研究和應用研究成為國際研究熱門，中國有豐富的天然植物、藥物資源，開發和利用這些資源具有重要意義，我們應加強超臨界流體萃取分離技術的基礎理論和應用研究。

由于每種分離方法都存在自身的有點以及缺點，并不是現代分離技術就可以通用所有分離問題。科學技術的不斷發展導致分離技術要求越來越高，分離的難度也越來越大。為了適應這些要求，除了對常規分離過程加以改進和加強外，還應不斷開發新的分離方法。

參 考 文 獻

[1].鄧修，吳俊生.化工分離工程[M].北京：北京工業出版社，2000.[2].Karger, B.L.，Grieves, R.B.，Lemlich, R.，et al.，Separation Science, 2(3)135一139.1976 [3].Kiefer, J.E.，Wilson, D.J.，Time一Dependent Foam Flotation Stripping Column Operation, Sep.Sci.Technol 16(2)147一171.1981 [4].Grieves, R.B, Burton, K.E.,Craigmyle, J.A.，Experi-mental Foam Fraction Selectivity Coefficients for the Alkali(Group LA)Metals, Sep.Sci.Techno122(6)1597一1608.1987 [5].Yoshiyuki Okamoto, Foam Separation Processes, Hand6aok ofSeparation Techniques for Chemical

Engineers 173一184.2011 [6].殷鋼.周蕊，李深，劉錚.糖一蛋白質混合體系泡沫分離過程研究[J].北學工程.2000,28(6):34-37 [7].曾文爐，李浩然，李寶華.螺旋藻泡載分離法采收的實驗室研究[J].過程工程學報,2002,2(1):40-44 [8].楊博，王永華，姚汝華.蛋白質的袍沫分離[J].食品與發醉工業,2000,27(2):76-79 [9].宋沁泡,沫分離法處理含陰高子表面活性劑廢水[J].污染防治技術，2000,13(2):123-124 [10].滕美珍，張明友，潘煌.泡沫分離-厭氫-好氫工藝處理表而活性劑廢水[J].上海環境科學，2001 , 20(10):492-494 [11].Khan S，Ghosh A K，Ramachandhran V，et al．Synthesis and characterization of low molecular weight cut off ultrafiltrationmembranes from cellulose propionate polymer[J]．Desalination，2000，(128)：57-66． [12].Lin S H，Lan W J．Waste oil/water emulsion treatment by membrane processes[J]．Hazardous Materials，1998，(59)：189-199．

[13].Yang C．Preparation and application in oil-water separation of ZrO2/Al2O3 MF membrane[J]．Journal of Membrane Science，1998，(142)：235-243．

[14].Kong J，Li K．Oil removal from oil-in-water emulsions using PVDF membranes[J]．Separ Purif Technol，1999，(16)：83-93．

[15].陳翠仙，余立新．新膜及膜過程的研究現狀及發展動向[J]．水處理技術，1996，22(6)：307-313． [16].屈撐囤，王新強，王耀武．聚電介質在含油污水處理中的應用[J]．西安石油學院學報，1996，11(4)：45-47．

[17].Amjad Z．反滲透-膜技術水化學和工業應用[M]．北京：化學工業出版社，1999：1-32．

[18].高從堦，陳國華．海水淡化技術與工程手冊[M]．北京：化學工業出版社，2004：131，252-253． [19].李海波，胡筱敏，羅茜．含油廢水的膜處理技術[J]．過濾與分離，2000，10(4)：10-14． [20].朱自強．超臨界流體技術-原理和應用[M].北京：化學工業出版社，2000 [21].張鏡澄．超臨界流體萃取[M]．北京：化學工業出版社，2000 [22].郝常明、黃雪菊淺談超臨界流體萃取技術及其應用[J]．醫藥工程設計．2003，24(2)1～4 [23].廖勁松、郭勇．超臨界流體萃取的應用技術研究[J]．食品科技．2002，12～15 [24].何春茂、粱忠云、劉雄民．超臨界C02萃取桂花和茉莉浸膏的研究[J].精細化工，1998，(2)：22 [25].柯于家、鄭雯、伍培輝等超臨界C02萃取辛香料精油的試驗研究[J].中國油脂，2000，25(2)：22～

[26].柯于家、林紅秀、陳夷君等．超臨界C02萃取辛香料精油的試驗研氪（II）[J]．中國油脂，2000，25(3)：14～16