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無論化學(xué)、石油、冶金、食品、輕工等工業(yè)都廣泛應(yīng)用分離過程?；どa(chǎn)中，原料的凈制、中間產(chǎn)物和主副產(chǎn)品之間的分離、同位素的分離和重水制備；生化領(lǐng)域中抗菌素的凈制、病毒的分離、生物制品的下游技術(shù)，冶金工業(yè)中礦物的精選等等，都離不開分離技術(shù)。

隨著工業(yè)的現(xiàn)代化，科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)向著高質(zhì)量、高純度、精密加工、微型化和高技術(shù)密集型發(fā)展，而這些都必需有分離過程的密切配合。隨著現(xiàn)代工業(yè)大型化生產(chǎn)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、低耗的分離技術(shù)還與降低成本、減少能耗以及提高產(chǎn)品質(zhì)密切。科學(xué)的發(fā)展、學(xué)科的交叉提供了這種可能。在使常規(guī)分離過程如蒸發(fā)、結(jié)晶、蒸餾、吸收、萃取、干燥等得到不斷完善和發(fā)展的同時，又衍生、開發(fā)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(yīng)用潛勢。

1．泡沫分離

泡沫分離技術(shù)是近幾十年發(fā)展比較快的新興分離技術(shù)，通常把凡是利用氣體在溶液中鼓泡，以達(dá)到分離或濃縮的這類方法，總稱為泡沫分離技術(shù)。泡沫分離技術(shù)的研究開發(fā)已經(jīng)有將近一個世紀(jì)的歷史。作為分離對象的某溶質(zhì)，可以是表面活性物質(zhì)和洗滌劑，也可以是不具有表面活性的物質(zhì)，但它們必須具備和某一類型的表面活性物質(zhì)能夠絡(luò)合或螯合的能力，當(dāng)在塔式設(shè)備內(nèi)部鼓泡時，該溶質(zhì)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(zhì)的富集回收），在連續(xù)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(chǎn)品液。泡沫分離是根據(jù)表面吸附的原理，借助鼓泡使溶液中的表面活性物質(zhì)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(dá)到濃縮表面活性物質(zhì)（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(zhì)，也可以是能與表面活性物質(zhì)相互親和的任何溶質(zhì)，比如金屬陽離子、蛋白質(zhì)、酶、染料等等。另外，一些固體粒子（沉淀微?；虻V石小顆粒），也可以被表面活性物質(zhì)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(zhì)應(yīng)該是表面活性物質(zhì)，或者是以和某些活性物質(zhì)相絡(luò)合的物質(zhì)，它們都可以吸附在氣/液界面上；其次，富集質(zhì)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(zhì)過程在鼓泡區(qū)中是在液相主體和氣泡表面之間進行，在泡沫區(qū)中是在氣泡表面和間隙液之間進行。所以，表面化學(xué)和泡沫本身的結(jié)構(gòu)和特征是泡沫分離的基礎(chǔ)。該技術(shù)具有3個特點：

（1）設(shè)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(xué)性質(zhì)不穩(wěn)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(shù)具有很多優(yōu)勢，但是它也存在著一些不足之

處，如表面活性物質(zhì)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(nèi)的返混嚴(yán)重影響分離的效率，溶液中的表面活性物質(zhì)的濃度難以控制等。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，泡沫分離技術(shù)在一種物質(zhì)的分離往往需要幾種分離方法才能達(dá)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(yīng)用于化工、生化、食品、醫(yī)藥、污水處理等領(lǐng)域，用以達(dá)到更加廣泛的使用領(lǐng)域。因此對泡沫分離技術(shù)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(shè)備的創(chuàng)新和改善對于泡沫分離技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)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(shè)備的性能，有關(guān)各種表面活性劑在氣-液界面處發(fā)生分離的吸附機理以及吸附特性還有待于繼續(xù)研究，尤其是吸附動力學(xué)、以及表面活性物質(zhì)混合物的競爭吸附。有關(guān)吸附動力學(xué)和流體力學(xué)行為，目前還沒有統(tǒng)一的數(shù)學(xué)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(wěn)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(yīng)加以研究。單級、半間歇及連續(xù)操作的泡沫塔的分離能力已有較詳細(xì)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(shù)

膜分離技術(shù)是在20世紀(jì)末興起的一種新型分離技術(shù)，預(yù)計在21世紀(jì)還會以更快的速度

發(fā)展。膜分離技術(shù)是以選擇透過性膜作為分離介質(zhì)，通過在膜兩側(cè)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(cè)組分有選擇性地透過膜，從而達(dá)到分離、提純和濃縮的目的。雖然膜分離技術(shù)的機理、操作方式各異，但在食品加工、醫(yī)藥和生化技術(shù)領(lǐng)域有其*的適用性。近年來，膜分離已逐漸成為化學(xué)工業(yè)、食品加工、廢水處理、醫(yī)藥技術(shù)等方而的重要分離技術(shù)。

膜分離過程具有以下特點：

（1）一般膜分離過程不發(fā)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(zhì)(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(zhì)價格高，大多數(shù)膜工藝運行費用昂貴，因此阻礙膜分離技術(shù)的進一步推廣與普及。膜分離技術(shù)具有分離效率高，設(shè)備簡單，操作方便，無相變和省能等優(yōu)點，它在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用潛力很大, 發(fā)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(shù)的進一步大規(guī)模應(yīng)用。今后應(yīng)在以下幾方面進行研究：

（1）開發(fā)耐高溫、抗污染、耐酸堿等性質(zhì)穩(wěn)定、成本低廉的新型膜材料，以降低造價；

（2）開發(fā)能充分發(fā)揮膜性能的膜組件并向大型化發(fā)展；

（3）弄清膜污染的機理, 找到解決膜污染的*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(jīng)實驗測定的參數(shù), 用理論指導(dǎo)實踐；

（5）各種膜分離技術(shù)的組合使用、膜分離技術(shù)與常規(guī)環(huán)境處理單元的有機結(jié)合、分離性能更高、操作更簡便的處理工藝系統(tǒng)是今后的發(fā)展的方向。總之, 我國膜分離技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用水平與*水平尚有較大差距, 開發(fā)適合環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的分離膜及方便、能耗小、易產(chǎn)業(yè)化的膜分離過程和大型組件是當(dāng)務(wù)之急。隨著膜研究的不斷深人, 膜分離技術(shù)的應(yīng)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(tài)時，向該狀態(tài)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(zhì)。同時還保留氣體性能。超臨界流體即具有液體對溶質(zhì)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(zhì)如：粘度、密度、擴散系數(shù)、溶劑化能力等性質(zhì)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(huán)境有了新的認(rèn)識，對食品、醫(yī)藥、化妝品等有關(guān)身心健康的產(chǎn)品及相關(guān)生產(chǎn)方法提出了更高標(biāo)準(zhǔn)和要求。超臨界萃取技術(shù)作為一種*，高教，清潔的新型提取、分離手段，在食品工業(yè)、精細(xì)化工、醫(yī)藥工業(yè)、還是環(huán)境等領(lǐng)域己展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，成為取代傳統(tǒng)化學(xué)方法的。目前，世界各國都集中人力物力對超臨界技術(shù)基礎(chǔ)理論、萃取設(shè)備和工業(yè)應(yīng)用等方面進行系統(tǒng)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(guān)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(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)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(zhì)量大小不同的成分萃取出來。與傳統(tǒng)化學(xué)分離提取方法相比，超臨界流體萃取分離技術(shù)具有許多優(yōu)點，但也存在許多問題，主要是處理成本高、設(shè)備生產(chǎn)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(shù)問題有待解決。但它作為一種上*的綠色提取技術(shù)，其本身特性顯示它巨大生命力。隨著當(dāng)今社會高度發(fā)展，維護和保持一個可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境是人類共同的要求和期望，無論是環(huán)境保護、污染的治理，還是人們對天然產(chǎn)物和綠色食品的青睞，傳統(tǒng)的加工分離技術(shù)是難以企及的，所用的這些都預(yù)示著超臨界技術(shù)將會擁有更為廣闊的發(fā)展空間，目前超臨界流體萃取分離技術(shù)的研究和應(yīng)用研究成為研究熱門，中國有豐富的天然植物藥物資源，開發(fā)和利用這些資源具有重要意義，我們應(yīng)加強超臨界流體萃取分離技術(shù)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)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(xiàn)代分離技術(shù)就可以通用所有分離問題。科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展導(dǎo)致分離技術(shù)要求越來越高，分離的難度也越來越大。為了適應(yīng)這些要求，除了對常規(guī)分離過程加以改進和加強外，還應(yīng)不斷開發(fā)新的分離方法。