泡沫分离技术.docx

食品分离技术文献综述

系别：生物科学与技术系

班级：09食品2

姓名：欧阳凡

学号：091304251

泡沫分离技术

刖言

泡沫分离技术可用于分离各种物质一小到离子而至粗大的矿石颗粒。泡沫浮选法精选矿石已有60年以上的历史。虽然1937年Langmuir等已发现离子也有可能应用浮选来提取，可是直到1959年才由Sebba提出泡沫浮选也可能应用于分析技术中。但实际应用于分析分离还只是近十年左右才实的。到目前为止已对Ag、As、Au、Be、Bi、Cd、Ce、Co、Cr、Cu、F、Fe、Hg、In、Mn、Mo、Ni、Pb、Pd、Pm、Ra、Re、Sb、Th、U、V、W等元素以及一些有机物的饱沫分离作了广泛的研究。由于从水溶液分离痕量重金属和其他污染物质应用泡沫分离方法易实现，因此可以预料，泡沫分离技术势必将逐步发展成为一种从很稀的溶液中分离富集痕量物质简便而有效的方法，并且可以期望它将在环境分析化学以及工业废水处理方面发挥重要的作用。

正文

泡沫分离的分类和原理

1、 分类：泡沫分离的分类，文献都提及过，但似乎都过于零碎和烦项，从分析化学角度可以认为主要有两类离子浮选和沉淀吸附浮选。在被分离的溶液中，加入某种表面活性剂,让惰性气体（一般是氮气或空气）低流速地经过一个气体分配器（通常是烧结玻璃），以小气泡形式连续通入溶液中，欲分离的离子与表面活性剂一起被气泡带至液面，用简易的方法收集浮至液面的泡沫并破坏它（用化学或机械的方法），从而取出被分离的物质，这就是离子浮选分离法。本法目前一般只能分离溶液中ppm量级的物质。高纯金属中微杂质的分离，亦有采用此法的。沉淀吸附浮选则是将试液调节至适当的Ph值，使之形成某种胶体沉淀。目前多半是氢氧化物、硫化物或氧化物等无机化合物，或加入某种有机沉淀剂，溶液成为由沉淀一表面活性剂一惰性气体组成的体系。表面活性剂与被分离的组分一起被气泡浮游而带至溶液的表面，达到胶体吸附分离的目的。它能定量地分离溶液中ppm量级的物质，分离海水中的痕量重金属有用这种方法的。无机物胶体缺点是选择性不好，体积宠大过滤困难,采用离心分离则要用较大型的离心机，且往往分离不彻底。因此，使用便于过池而又选择性好的有机沉淀剂进行浮选是值得研究的。

2、 泡沫浮选的简单原理：表面活性剂在水溶液中有富集（吸附）在气/液界、泡沫浮选的简单原面（溶液中气饱表面）的倾向，它在气泡表面是定向排列的，分子内带电的极性端朝向气/液界面的水的一边，这时表面活性剂将与一种或一类的离子由于物理的（如静电引力）或化学的（如络合作用）原因相互作用而联结在一起，被气泡带至液面，从而达到分离的目的。因此，如果离子和表面活性剂之间形成络合物被浮选，这种分离方法跟离子交换分离有相似之处，区别在于离子交换法吸附是在静止的固一液界面上进行的，而离子孚选则是在可动的液/气界面上进行的。其实有关这方面涉及的理论要复杂得多，近几年来，一些文献从不同的角度对浮选分离进行了有关理论的研究。如Wilson等对胶体吸附浮选用电学和电化然而，学的理论进行了一系列较系统的阐述,Ahmad研究了泡沫形成的规律等等。这对于有关这方面的理论研究仅是初步的，还有待进一步深入。

泡沫分离必须具备两个基本条件。首先，目标溶质是表面活性物质，或者是可以和某些活性物质相络合的物质，它们都可以吸附在气一液界面上；其次，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。因此，它的传质过程在鼓泡区中是在液相主体和气泡表面之间进行，在泡沫区中是在气泡表面和间隙液之间进行。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。泡沫分离方法有一系列优点。它适合于对低浓度的产品进行分离。如低浓度的酶溶液，用常规的方法进行沉淀是行不通的，如果使用泡沫法对产品先进行浓缩，就可以用沉淀法进行提取。它是根据分离物的表面活性而对产品进行分离的，因此可以高选择性地浓缩某种成分。由于此过程不使用无机盐或有机溶剂，仅仅是有一些动力消耗，它的运行成本一般要比其它方法低。

泡沫分离技术的设备在间歇泡沫分离操作系统中，泡沫连续从设备中输出，初始溶液中所含的发泡剂（通常为某种表面活性剂）逐渐耗尽。设备的泡沫层中无料液引入，全塔近似为一个理论级。在连续操作的泡沫分离设备中，料液连续进入泡沫分离塔中，同时，泡沫相和残留液相连续从塔内排出。为提高分离塔的分离效率，目前常采用两种模型：提馏模型和精馏模型。在提馏模型中，料液从泡沫相中加人，料液在到达塔底之前先通过泡沫相，实现部分分离。在精馏模型中，通过将部分泡沫的破沫液回流到塔顶，从而提高分离程度。很多学者对泡沫分离设备进行了局部的改进。例如，杜建新，胡华等提出了一种新型的泡沫分离设备，