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1、 第二节扩散与平衡分离第二节扩散与平衡分离-吸附吸附吸附技术在食品的应用吸附技术在食品的应用食品工业糖液的脱色、脱臭食品工业糖液的脱色、脱臭活性物质分离纯化活性物质分离纯化藏红花中活血化淤等作用的红花甙藏红花中活血化淤等作用的红花甙预防心脑血管疾病的银杏黄酮预防心脑血管疾病的银杏黄酮天然色素（花青素、蕃茄红素）等添加剂的制备天然色素（花青素、蕃茄红素）等添加剂的制备本章内容包括本章内容包括吸附基本概念吸附基本概念吸附剂性能和种类吸附剂性能和种类吸附理论吸附理论吸附应用吸附应用重点为吸附剂类型、吸附理论重点为吸附剂类型、吸附理论难点是吸附理论难点是吸附理论一、吸附的概念与吸附剂一、吸附的概念与吸
2、附剂（一）定义：吸附是利用（一）定义：吸附是利用多孔性固体多孔性固体作为吸作为吸附剂来处理附剂来处理液体或气体混合物液体或气体混合物，使其中的某，使其中的某一种或数种组分被吸附在固体表面以达到一种或数种组分被吸附在固体表面以达到分分离离目的的一种单元操作。目的的一种单元操作。固固体体物物质质表表面面对对气气体体或或液液体体分分子子的的吸吸着着现现象象称为吸附，其中称为吸附，其中固体物质称为固体物质称为吸附剂吸附剂被吸附物质称为被吸附物质称为吸附质吸附质典型的吸附分离过程包含四个步骤：典型的吸附分离过程包含四个步骤：把待分离的液体（或气体）通入吸附剂中；把待分离的液体（或气体）通入吸附剂中；吸附
3、质被吸附到吸附剂表面；吸附质被吸附到吸附剂表面；排出母液；排出母液；吸附质脱附回收，以使吸附剂再生。吸附质脱附回收，以使吸附剂再生。（二）（二）吸附操作的特点吸附操作的特点优点：优点：选择性高。选择性高。可清除浓度很低的有害或无用的组分，可得到大可清除浓度很低的有害或无用的组分，可得到大量洁净的气体或液体。量洁净的气体或液体。吸附速度极快，吸附作用可以进行得相当完全。吸附速度极快，吸附作用可以进行得相当完全。 缺点缺点：固固体体吸吸附附剂剂的的吸吸附附容容量量小小，当当处处理理量量大大时时需需耗用大量的吸附剂，使分离设备体积庞大；耗用大量的吸附剂，使分离设备体积庞大；由由于于吸吸附附剂剂是是固
4、固体体，在在工工业业装装置置上上固固体体的的装装料料、卸卸料料、运运输输及及处处理理均均较较为为不不利利，从从而而使使设设备备结结构构复复杂杂，给给大大型型生生产产过过程程的的连连续续化化、自动化操作带来一定的困难。自动化操作带来一定的困难。二、吸附剂的性能与种类二、吸附剂的性能与种类（一）吸附剂的性能要求（一）吸附剂的性能要求高度的选择性高度的选择性巨大的吸附面积和很高的吸附活性（巨大的吸附面积和很高的吸附活性（吸附活性即吸附活性即吸附容量，是以单位体积（或重量）吸附剂所能吸附容量，是以单位体积（或重量）吸附剂所能吸附的物质量来衡）吸附的物质量来衡）一定的机械强度一定的机械强度良好的物理性质
5、：吸附剂颗粒大小应均一良好的物理性质：吸附剂颗粒大小应均一良好的稳定性良好的稳定性(二二)吸附剂的种类吸附剂的种类根据吸附剂表面的选择性，吸附剂可以粗略分为：根据吸附剂表面的选择性，吸附剂可以粗略分为：亲水型吸附剂亲水型吸附剂疏水型吸附剂疏水型吸附剂介于两者之间的吸附剂介于两者之间的吸附剂 吸吸附附剂剂的的种种类类很很多多，工工业业上上常常用用的的吸吸附附剂剂有：有：活性炭：木炭、骨碳活性炭：木炭、骨碳分子筛分子筛活性氧化铝活性氧化铝活活性土：漂白土、酸性白土性土：漂白土、酸性白土硅胶硅胶合成树脂合成树脂: :大孔吸附树脂大孔吸附树脂根根据据要要求求，吸吸附附剂剂可可制制成成片片状状、粒粒状状
6、或或粉粉末状。末状。 1、活性炭活性炭活活性性炭炭是是含含碳碳有有机机物物经经干干馏馏处处理理以以增增加加其其吸吸附附表表面面，并通过活化处理除去孔隙中树胶物质而制成。并通过活化处理除去孔隙中树胶物质而制成。制制备备活活性性炭炭的的含含炭炭原原料料有有木木材材、锯锯屑屑、泥泥煤煤、核核桃桃壳等植物性原料和骨骼等动物性原料。壳等植物性原料和骨骼等动物性原料。活活性性炭炭的的命命名名常常与与原原料料有有关关，如如木木炭炭、骨骨炭炭等等。将将上上述述含含炭炭物物质质经经干干馏馏后后得得到到粗粗炭炭，粗粗炭炭没没有有活活性性，因它的孔隙被干馏产物树脂等所淹没。因它的孔隙被干馏产物树脂等所淹没。活活化化
7、过过程程实实际际上上是是排排除除孔孔隙隙内内和和表表面面上上的的干干馏馏产产物物，扩大原有空隙，增加新孔隙的过程扩大原有空隙，增加新孔隙的过程。活性炭的应用活性炭主要应用于食品工业糖液的脱色。活性炭主要应用于食品工业糖液的脱色。另外，另外，2005年年11月月13日中石油吉林石化公司日中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故造成松花江水环境污染。双苯厂发生爆炸事故造成松花江水环境污染。造成水质污染事故的主要污染物为苯、苯胺和硝造成水质污染事故的主要污染物为苯、苯胺和硝基苯等有机物。基苯等有机物。超标的污染物主要是硝基苯和苯超标的污染物主要是硝基苯和苯活性碳使用方法活性碳使用方法脱色一般于硅藻土一起
8、使用脱色一般于硅藻土一起使用硅硅藻藻土土滤滤层层的的空空隙隙比比原原滤滤布布的的空空隙隙小小很很多多，能能阻阻挡挡很很细细的的固固体体颗颗粒粒。硅硅藻藻土土没没有有化化学学活活性性，与与样样液液不不起起任任何何化化学学变变化，不影响样液的物理或化学性质）。化，不影响样液的物理或化学性质）。 2、分子筛子筛分分子子筛筛是是一一种种人人工工合合成成的的泡泡沸沸石石，与与天天然然的的泡泡沸沸石石一一样样是是水水合合铝铝硅硅酸酸的的晶晶体体，其其化化学学通通式为式为分子筛特点分子筛特点分分子子筛筛能能根根据据分分子子大大小小和和构构型型进进行行选选择择性性吸吸附。附。对对不不饱饱和和分分子子、极极性性
9、分分子子和和易易极极化化分分子子具具有有较强的吸附作用。较强的吸附作用。在在吸吸附附质质浓浓度度很很低低或或较较高高温温度度等等情情况况下下，分分子筛仍有很大的吸附能力。子筛仍有很大的吸附能力。3、活性氧化铝、活性氧化铝为无定形的多孔结构物质，一般由氧化铝的三水化为无定形的多孔结构物质，一般由氧化铝的三水化合物加热、脱水和活化而得，孔径合物加热、脱水和活化而得，孔径25nm，比表，比表面典型值为面典型值为200500m2/g。活性氧化铝对水具有很强的吸附能力，主要用于液活性氧化铝对水具有很强的吸附能力，主要用于液体与气体的干燥体与气体的干燥4、活性土、活性土活性土包括漂白土和酸性白土等。活性土
10、包括漂白土和酸性白土等。脱色白土主要应用于：脱色白土主要应用于：植物油脱色精炼植物油脱色精炼动物油脂脱色精炼动物油脂脱色精炼石化炼油厂生产润滑油基础油脱色净化石化炼油厂生产润滑油基础油脱色净化石油催化裂解、多聚酸等合成的催化剂等。石油催化裂解、多聚酸等合成的催化剂等。作用作用油脂工业中使用白土的目的是：脱除油色素、油脂工业中使用白土的目的是：脱除油色素、胶质及皂等物质。胶质及皂等物质。色素：叶绿素和类胡萝卜素色素：叶绿素和类胡萝卜素胶质：磷脂胶质：磷脂皂：脂肪酸与碱生成的钠皂。皂：脂肪酸与碱生成的钠皂。国内外现状德国：南方化学公司，商标德国：南方化学公司，商标TONSIL。世界上最大的。世界上
11、最大的白土公司。生产白土公司。生产6种标准活性白土，其中五中是快滤种标准活性白土，其中五中是快滤级适用于精炼植物油脂、动物油脂、矿物油、天然和级适用于精炼植物油脂、动物油脂、矿物油、天然和人造腊等，另外也生产与活性碳掺合的标准快滤级活人造腊等，另外也生产与活性碳掺合的标准快滤级活性土用于难脱色油脂。性土用于难脱色油脂。英国的莱波特英国的莱波特PLC，商标，商标Fulmont，9种系列产品。种系列产品。为世界上第二大公司，是产品开发的领先者。为世界上第二大公司，是产品开发的领先者。美国：格尔哈德公司，商标美国：格尔哈德公司，商标Engelhard.主要主要用于食用油精炼。用于食用油精炼。日本：水
12、泽日本：水泽(Mizusawa)工业化学有限公司，工业化学有限公司，商标商标Galleon帆船牌。帆船牌。精炼油脂代表性产品有：精炼油脂代表性产品有：N3、V2：使用于一切油脂、脂肪酸的脱色。：使用于一切油脂、脂肪酸的脱色。VH：用于蓖麻油精炼：用于蓖麻油精炼N：使用于动物油：使用于动物油N2、NH：植物油，如菜油、大豆油、棉籽油等：植物油，如菜油、大豆油、棉籽油等C5N：椰子油和难于去色的特定色素。：椰子油和难于去色的特定色素。5、硅胶、硅胶硅硅胶胶是是一一种种坚坚硬硬、多多孔孔结结构构的的固固体体颗颗粒粒，分分子式为其中氧化硅是无定形的子式为其中氧化硅是无定形的SiO2。硅硅胶胶易易于于吸
13、吸附附极极性性物物质质（如如水水、甲甲醇醇等等）能能吸吸附附气气体体中中的的水水分分达达硅硅胶胶本本身身重重量量50之之多多，难难于于吸吸附附非非极极性性物物质质，故故硅硅胶胶多多用用于于气气体体或或液体的干燥及作为催化剂的载体使用。液体的干燥及作为催化剂的载体使用。6、合成树脂、合成树脂最早合成于上世纪最早合成于上世纪60年代末，于年代末，于70年代年代末用于中草药有效成分的分离末用于中草药有效成分的分离我国直到我国直到80年代后才开始有工业规模的年代后才开始有工业规模的生产和应用。生产和应用。大孔吸附树脂目前多用于大孔吸附树脂目前多用于工业废水处理工业废水处理食品添加剂的分离精制食品添加剂
14、的分离精制中草药有效成分、维生素和抗菌素等的分离中草药有效成分、维生素和抗菌素等的分离提纯提纯化学制品的脱色、血液的净化等。化学制品的脱色、血液的净化等。化学结构化学结构大孔吸附树脂（大孔吸附树脂（macroporousabsorptionresin）属于功能高分子材料，是一类有机高聚物吸附剂属于功能高分子材料，是一类有机高聚物吸附剂主要以苯乙烯、主要以苯乙烯、-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙腈等为原料加入一定量致孔剂二乙烯苯聚合而成。丙腈等为原料加入一定量致孔剂二乙烯苯聚合而成。 显微结构上看，大孔吸附树脂包含有许多具有微观显微结构上看，大孔吸附树脂包含有许多具有
15、微观小球的网状孔穴结构，孔径较大，颗粒的总表面积小球的网状孔穴结构，孔径较大，颗粒的总表面积很大，具有一定的极性基团，使大孔树脂具有较大很大，具有一定的极性基团，使大孔树脂具有较大的吸附能力，故称为大孔吸附树脂。的吸附能力，故称为大孔吸附树脂。这些网状孔穴的孔径有一定的范围，使得它这些网状孔穴的孔径有一定的范围，使得它们对通过孔径的化合物根据其分子量的不同们对通过孔径的化合物根据其分子量的不同而具有一定的选择性。而具有一定的选择性。因此，大孔吸附树脂通过因此，大孔吸附树脂通过吸附性吸附性和和分子筛分子筛原原理，有机化合物根据吸附力的不同及分子量理，有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小，在大
16、孔吸附树脂上经一定的溶剂洗的大小，在大孔吸附树脂上经一定的溶剂洗脱而达到分离的目的。脱而达到分离的目的。特点大孔树脂的大孔树脂的孔径与比表面积孔径与比表面积都比较都比较大大，在树，在树脂内部具有脂内部具有三维空间立体孔结构三维空间立体孔结构、交换速度、交换速度较快、机械强度高、抗污染能力强、热稳定较快、机械强度高、抗污染能力强、热稳定好，在水溶液和非水溶液中都能使用。好，在水溶液和非水溶液中都能使用。由于具有物理化学稳定性高、比表面积大、由于具有物理化学稳定性高、比表面积大、吸附容量大、选择性好、吸附速度快、解吸吸附容量大、选择性好、吸附速度快、解吸条件温和、再生处理方便、使用周期长、宜条件温
17、和、再生处理方便、使用周期长、宜于构成闭路循环、节省费用。于构成闭路循环、节省费用。吸附原理吸附原理 根据根据“相似相吸相似相吸”的原则的原则非极性吸附剂适宜于从极性溶剂中吸附非极性物质，非极性吸附剂适宜于从极性溶剂中吸附非极性物质，高极性吸附剂适宜于从非极性溶剂中吸附极性物质，高极性吸附剂适宜于从非极性溶剂中吸附极性物质，中等极性的吸附剂对上述两种情况都具有吸附能力。中等极性的吸附剂对上述两种情况都具有吸附能力。可用下图可用下图1-3表示。表示。(三三)色谱分离对吸附剂的要求色谱分离对吸附剂的要求不溶于所使用的流动相中不溶于所使用的流动相中不使被分离的物质分解或被破坏不使被分离的物质分解或被
18、破坏惰性大惰性大可逆性强可逆性强吸附量大吸附量大颗粒直径范围要窄颗粒直径范围要窄机械强度好机械强度好来源广，价格廉来源广，价格廉三、三、吸附分离理论吸附分离理论(一一)吸附的作用力吸附的作用力物物质质表表面面之之所所以以具具有有吸吸附附能能力力，是是由由于于处处于于相相界界面面上物质分子的特殊状态所造成。上物质分子的特殊状态所造成。在在同同一一相相的的内内部部，每每个个分分子子被被周周围围其其他他分分子子吸吸引引的的吸力在各个方向实际相等。吸力在各个方向实际相等。在在两两相相的的界界面面上上，因因受受不不同同相相内内的的分分子子吸吸引引，如如果果吸吸力力的的合合力力是是指指向向该该相相内内部部
19、，则则该该相相宏宏观观表表现现为为表表面面层层的的收收缩缩现现象象，就就能能够够吸吸住住与与它它相相接接触触的的另另一一相相中的分子。中的分子。1、吸附分离的种类、吸附分离的种类 根据吸附剂与吸附质表面分子间结合力性质的不同根据吸附剂与吸附质表面分子间结合力性质的不同, ,吸附分离分为吸附分离分为: :物理吸附（范德华吸附）物理吸附（范德华吸附）: :它是由于分子间的相互作它是由于分子间的相互作用引力（范德华力）引起的。用引力（范德华力）引起的。化学吸附化学吸附: :是由于吸附质与吸附剂两者分子的相互作用生是由于吸附质与吸附剂两者分子的相互作用生成一种结合物而形成的成一种结合物而形成的. .这
20、种结合物不是一般形式的化合这种结合物不是一般形式的化合物，而是一种表面结合物。物，而是一种表面结合物。物理吸附特点物理吸附特点物理吸附吸附质与吸附剂之间不发生相互作用，吸附物理吸附吸附质与吸附剂之间不发生相互作用，吸附过程进展很快，参与吸附的相际平衡瞬时完成。过程进展很快，参与吸附的相际平衡瞬时完成。 物物理理吸吸附附一一般般为为放放热热过过程程，所所放放之之热热称称为为吸吸附附热热，但但该该吸吸附附热热数数值值不不大大，另另外外，被被吸吸附附物物质质极极易易从从固固体体表表面面脱脱附附出出来来（特特别别在在升升温温时时）而而不不改改变变其其原原来来的的性性状，故为一可逆的过程。状，故为一可逆
21、的过程。化学吸附特点化学吸附特点吸附剂表面分子与吸附质分子结合后仍保留吸附剂表面分子与吸附质分子结合后仍保留在晶格上。在晶格上。吸附质在吸附剂表面形成一单分子薄层，吸吸附质在吸附剂表面形成一单分子薄层，吸附过程进行得较慢，达到相平衡所需的时间附过程进行得较慢，达到相平衡所需的时间较长。较长。化学吸附需要以温度、光的作用为活化条件，化学吸附需要以温度、光的作用为活化条件，其吸附热比物理吸附大得多，接近于一般化其吸附热比物理吸附大得多，接近于一般化学反应的数值。学反应的数值。化学吸附具有选择性，吸附剂一旦与吸附质化学吸附具有选择性，吸附剂一旦与吸附质结合后其结合力甚强，脱附相当困难结合后其结合力甚
22、强，脱附相当困难 。(二二)吸附平衡吸附平衡液体吸附是液一固两相之间的传质过程，是液体吸附是液一固两相之间的传质过程，是溶液中溶质向吸附剂表面转移的过程。溶液中溶质向吸附剂表面转移的过程。当溶液与吸附剂经过充分的接触最后达到吸当溶液与吸附剂经过充分的接触最后达到吸附的平衡关系时，被吸附组分在固相中的浓附的平衡关系时，被吸附组分在固相中的浓度与其在液相中浓度之间具有一定的函数关度与其在液相中浓度之间具有一定的函数关系。系。吸附平衡关系可以用不同的方法表示，通常吸附平衡关系可以用不同的方法表示，通常用等温下吸附剂中吸附质的含量用等温下吸附剂中吸附质的含量q与液相中吸与液相中吸附质的浓度附质的浓度c
23、之间的关系之间的关系qf(c)来表示，称为来表示，称为吸附等温线。吸附等温线。1、吸附等温线吸附等温线图图9-16中示出几种中示出几种典型的吸附等温线。典型的吸附等温线。图中向上凸的曲线图中向上凸的曲线称为称为“优吸优吸”等温等温线，因为在这种体线，因为在这种体系中，液相中吸附系中，液相中吸附质的浓度较低，吸质的浓度较低，吸附剂有较高的平衡附剂有较高的平衡吸附量。吸附量。不同的吸附等温线反映出吸附剂吸附吸附质不同的吸附等温线反映出吸附剂吸附吸附质的不同机理，由此提出了多种吸附理论和表的不同机理，由此提出了多种吸附理论和表达吸附平衡关系的吸附等温式达吸附平衡关系的吸附等温式常用的有常用的有Lan
24、gmuir方程式和方程式和Freundlich方程方程式等。式等。Langmuir方程式系根据单分子层均匀吸附的假方程式系根据单分子层均匀吸附的假设经理论推导而得，其表达式为：设经理论推导而得，其表达式为：式中式中q一吸附质在吸附剂相中的浓度一吸附质在吸附剂相中的浓度c一吸附质在液相中的浓度一吸附质在液相中的浓度k一一Langmuir常数常数当当kcl，等温线为强优吸型等温线；，等温线为强优吸型等温线；当当kc1时，等温线接近线性。时，等温线接近线性。Langmuir方程式对方程式对于多数物理吸附体系的吻合情况不好。于多数物理吸附体系的吻合情况不好。 Freundlich（弗罗因德利）方程式是
25、一个经验关系式，（弗罗因德利）方程式是一个经验关系式，适合稀溶液单分子层吸附，表达式为：适合稀溶液单分子层吸附，表达式为： 式中式中q: q: 吸附质在固相中浓度（吸附质在固相中浓度（kgkg吸附质吸附质/kg/kg吸附剂）吸附剂） C C* *: :与固相成平衡的液相浓度（与固相成平衡的液相浓度（kgkg吸附质吸附质/m/m3 3) )k：与吸附剂种类、特性、温度及所采用单位有关的常：与吸附剂种类、特性、温度及所采用单位有关的常数数n：与温度有关的常数，：与温度有关的常数，n1Freundlich方程表示吸附量与吸附质在液体中浓度方程表示吸附量与吸附质在液体中浓度的分数幂次成正比。浓度增大，
26、吸附量的分数幂次成正比。浓度增大，吸附量q随之增加。随之增加。但但c增至一定程度后，吸附量已饱和而不再变化。增至一定程度后，吸附量已饱和而不再变化。2、吸附热吸附热 气体或液体混合物与吸附剂相接触时，随着气体或液体混合物与吸附剂相接触时，随着吸附剂对吸附质的吸附而伴随着发生能量效吸附剂对吸附质的吸附而伴随着发生能量效应应此能量效应是吸附质进入吸附剂表面和毛细此能量效应是吸附质进入吸附剂表面和毛细孔内部的重要特征，是吸附装置设计和操作孔内部的重要特征，是吸附装置设计和操作必需要考虑的一个因素。必需要考虑的一个因素。吸附过程为放热过程，在较低温度下具有较吸附过程为放热过程，在较低温度下具有较大的吸
27、附速率。大的吸附速率。这是由于固体表面受力不对称，固体表面有过剩这是由于固体表面受力不对称，固体表面有过剩的自由能。可吸附那些能降低自由能的分子或原的自由能。可吸附那些能降低自由能的分子或原子。子。 根根据据热热力力学学定定律律，自自由由能能变变化化（GG）、焓焓变变化化（HH）、及及熵熵变变化化（SS）三三者者之之间间的的相相互关系为：互关系为： GGHHTS TS 式式中中GG、SS均均为为负负值值，由由此此可可知知HH必必为为负负值。值。这这说说明明吸吸附附过过程程为为一一放放热热过过程程, ,吸吸附附宜宜在在低低温温下操作。下操作。吸吸附附热热是是表表征征物物理理吸吸附附和和化化学学吸
28、吸附附的的重重要要标标志之一。志之一。物物理理吸吸附附是是由由范范德德华华力力引引起起的的，吸吸热热量量较较低低，由于吸附热量较少，所以吸附速率快。由于吸附热量较少，所以吸附速率快。化化学学吸吸附附则则由由于于发发生生化化学学反反应应形形成成的的化化学学键键引引起起的的，吸吸附附热热高高，是是物物理理吸吸附附的的1010100100倍倍，接接近近于于化化学学反反应应热热。由由于于化化学学吸吸附附所所需需热热量量多，吸附速率要比物理吸附的慢的多。多，吸附速率要比物理吸附的慢的多。四、吸附分离过程液体吸附过程包括下述液体吸附过程包括下述3个步骤：个步骤：(1)液体与吸附剂接触，液体中部分吸附质被吸
29、液体与吸附剂接触，液体中部分吸附质被吸附附剂吸附；剂吸附；(2)将未被吸附的物质与吸附剂分开；将未被吸附的物质与吸附剂分开；(3)有时要进行吸附剂的再生或更换吸附剂。有时要进行吸附剂的再生或更换吸附剂。1、吸附过程的穿透点含吸附质的料液从柱的一端进入，流经吸附剂后从含吸附质的料液从柱的一端进入，流经吸附剂后从柱的另一端流出。柱的另一端流出。操作开始时，由于绝大部分吸附质被吸附滞留，故操作开始时，由于绝大部分吸附质被吸附滞留，故吸附残液所含有的溶质浓度低。吸附残液所含有的溶质浓度低。随着吸附过程的继续，流出残液的吸附质浓度逐渐随着吸附过程的继续，流出残液的吸附质浓度逐渐升高；升高；到某一时刻其浓
30、度急剧增大，这就是吸附过程的穿到某一时刻其浓度急剧增大，这就是吸附过程的穿透点。透点。此时应立即停止操作，并把吸附剂再生后重新使用。此时应立即停止操作，并把吸附剂再生后重新使用。2、吸附剂的脱附与再生吸附分离在工业上不仅要求有良好的吸附性吸附分离在工业上不仅要求有良好的吸附性能，还要有经济适宜的再生方法。能，还要有经济适宜的再生方法。吸附剂的再生是操作过程的一个重要组成部吸附剂的再生是操作过程的一个重要组成部分，与吸附过程一起构成吸附循环。分，与吸附过程一起构成吸附循环。根据吸附操作是吸附净化还是吸附分离，对根据吸附操作是吸附净化还是吸附分离，对吸附剂再生的要求也不相同。吸附剂再生的要求也不相
31、同。吸附净化的再生由于流体中的吸附质含量小于由于流体中的吸附质含量小于3一般吸附质一般吸附质数量很少，吸附质可以抛弃不用，吸附数量很少，吸附质可以抛弃不用，吸附-再生再生的操作循环周期，再生时要尽可能除去吸附的操作循环周期，再生时要尽可能除去吸附剂上的所有吸附质。剂上的所有吸附质。吸附分离的再生吸附分离的再生吸附分离处理流体的吸附质含量较大，吸附分离处理流体的吸附质含量较大，一般为一般为35，吸附质被吸附后需要回，吸附质被吸附后需要回收高纯度产品。收高纯度产品。吸附吸附-脱附都采用较小的吸附量差（即吸脱附都采用较小的吸附量差（即吸附后吸附剂上平均吸附量和再生后留在附后吸附剂上平均吸附量和再生后
32、留在吸附剂上的平均吸附量之差值）和快速吸附剂上的平均吸附量之差值）和快速循环操作，为的是让吸附循环操作，为的是让吸附-脱附处于高效脱附处于高效率点范围。率点范围。3 3、液体吸附的方法、液体吸附的方法接接触触过过滤滤法法：属属间间歇歇式式操操作作。吸吸附附主主要要在在搅搅拌拌槽槽内内进进行行，造造成成固固液液悬悬浮浮液液均均匀匀混混合合促促使使吸吸附附的的进进行行，吸吸附附完完毕毕后后进进行行过过滤滤操操作作，以以除去液体中的吸附剂；除去液体中的吸附剂；渗渗滤滤法法：吸吸附附剂剂在在柱柱塔塔中中形形成成床床层层，溶溶液液在在重重力力或或加加压压作作用用下下流流过过床床层层。床床层层可可以以是是
33、固固定定床床或或移移动动床床，其其中中固固定定床床属属半半连连续续操操作作，移动床属连续化操作。移动床属连续化操作。 4、实例、实例接触式吸附分离过程接触式吸附分离过程由吸附、过滤、卸渣由吸附、过滤、卸渣3个工序个工序组成一个循环，主要用于处理液体混合物，特别组成一个循环，主要用于处理液体混合物，特别适合用在吸附质含量少且无须回收、吸附剂用量适合用在吸附质含量少且无须回收、吸附剂用量少的混合液处理上，如少的混合液处理上，如食品工业糖液等配料液的食品工业糖液等配料液的脱色、脱臭处理中。脱色、脱臭处理中。接触过滤吸附接触过滤吸附设备：包括搅拌槽、料泵、压滤机和贮桶。设备：包括搅拌槽、料泵、压滤机和
34、贮桶。流程：流程：液液体体和和吸吸附附剂剂在在混混合合桶桶中中充充分分接接触触，在在一一定定温温度度下下维维持持一一定定时时间间后后，用用料料泵泵将将其其送送入入压压滤滤机机中中，分分离离出出固固体体吸吸附剂及其所吸附的色素和杂质等。附剂及其所吸附的色素和杂质等。从从压压滤滤机机出出来来的的滤滤液液应应达达到到适适当当的的净净化化，否否则则需需将将浑浑浊浊滤液返回重新过滤。滤液返回重新过滤。搅搅拌拌槽槽多多为为圆圆筒筒形形的的开开口口或或密密闭闭容容器器，带带有有加加热热夹夹套套或或蛇蛇管管，配配有有搅搅拌拌装装置置。在在搅搅拌拌槽槽中中要要求求吸吸附附剂剂颗颗粒粒悬悬浮浮，与液体充分接触。与
35、液体充分接触。另另一一方方面面为为了了减减少少内内扩扩散散阻阻力力，增增大大液液固固接接触触面面，一一般般使用细颗粒的吸附剂，要求全部通过使用细颗粒的吸附剂，要求全部通过200目或更细的筛。目或更细的筛。思考题给你一种天然产物，例如，一种中草药，请给你一种天然产物，例如，一种中草药，请制定一个分离、分析、鉴定的方案（包括样制定一个分离、分析、鉴定的方案（包括样品制备、提取、纯化、分析及结构鉴定）品制备、提取、纯化、分析及结构鉴定）当得到一个未知中草药时，要制定一个分当得到一个未知中草药时，要制定一个分离、分析、鉴定的方案应包括如下方面：离、分析、鉴定的方案应包括如下方面：生药鉴定，确定植物的来
36、源，弄清科、属、种。生药鉴定，确定植物的来源，弄清科、属、种。查阅文献资料，如果前人没有该中药的研究，查阅文献资料，如果前人没有该中药的研究，则进一步查阅同属、同科植物的相关资料，提则进一步查阅同属、同科植物的相关资料，提供参考信息。供参考信息。进行中药化学成分的预试验。进行中药化学成分的预试验。具体方法是用水、乙醇、石油醚分别提取具体方法是用水、乙醇、石油醚分别提取采用生物碱沉淀试剂；采用生物碱沉淀试剂；苷类检出试剂；苷类检出试剂；萜类、甾体类检出试剂；萜类、甾体类检出试剂；鞣质检出试剂；鞣质检出试剂；氨基酸、多肽、蛋白质检出试剂；氨基酸、多肽、蛋白质检出试剂；有机酸检出试剂等分别进行试管预
37、试、纸有机酸检出试剂等分别进行试管预试、纸层或薄层预试检查，判断该味中药含有什层或薄层预试检查，判断该味中药含有什么类型的成分。么类型的成分。针对所含各类成分的性质，选择适宜的提取方针对所含各类成分的性质，选择适宜的提取方法。法。假设上述预试得知其中含生物碱，可采用水或假设上述预试得知其中含生物碱，可采用水或酸水提取法、醇类溶剂提取法、亲脂性有机溶酸水提取法、醇类溶剂提取法、亲脂性有机溶剂提取法进行提取。剂提取法进行提取。进一步针对所含各类成分的性质，选择适宜的进一步针对所含各类成分的性质，选择适宜的分离方法，如生物碱可根据其碱性强弱和溶解分离方法，如生物碱可根据其碱性强弱和溶解性能采用萃取法
38、先初步分离成弱碱性生物碱、性能采用萃取法先初步分离成弱碱性生物碱、中强生物碱和强生物碱、水溶性生物碱三部分。中强生物碱和强生物碱、水溶性生物碱三部分。前两部分又可根据生物碱结构中有无酸性基团前两部分又可根据生物碱结构中有无酸性基团（主要指酚羟基）分为酚性和非酚性两类。（主要指酚羟基）分为酚性和非酚性两类。采用如下方法进一步进行生物碱单体的分采用如下方法进一步进行生物碱单体的分离：离：（1）利用生物碱碱性的差异进行分离；）利用生物碱碱性的差异进行分离；（2）利用生物碱或生物碱盐溶解度的差异进）利用生物碱或生物碱盐溶解度的差异进行分离；行分离；（3）利用生物碱特殊功能基不同进行分离；）利用生物碱特
39、殊功能基不同进行分离；（4）利用色谱法进行分离。）利用色谱法进行分离。对生物碱单体进行理化常数的测定。对生物碱单体进行理化常数的测定。采用化学方法降解成简单化合物或用脱氢方采用化学方法降解成简单化合物或用脱氢方法转化为易于鉴别的芳香族化合物再推测结法转化为易于鉴别的芳香族化合物再推测结构。但该法费时费事，且准确率低，已很少构。但该法费时费事，且准确率低，已很少采用。采用。利用紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振利用紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振谱、谱、X单晶衍射等仪器分析方法进行定性鉴单晶衍射等仪器分析方法进行定性鉴别和结构测定。别和结构测定。利用高效液相色谱仪（或气相色谱仪、薄层利用高效液
40、相色谱仪（或气相色谱仪、薄层扫描仪、高效毛细管电泳仪、离子色谱仪）扫描仪、高效毛细管电泳仪、离子色谱仪）等现代分析手段进行含量测定。等现代分析手段进行含量测定。 复习题1下列哪些物质不是吸附剂？下列哪些物质不是吸附剂？A:活性炭活性炭B:骨炭骨炭C:硅胶硅胶D:粗炭粗炭2弗罗因德利方程是：弗罗因德利方程是：A:q=KAC*(1/n)B:q=KAC*(1/n)C:q=KAC*D:q=(1/n)C*3吸附定义：吸附是利用多孔性固体作为吸附剂来处理液体或吸附定义：吸附是利用多孔性固体作为吸附剂来处理液体或气体混合物，使其中的某一种或数种组分被吸附在固体表面气体混合物，使其中的某一种或数种组分被吸附在固体表面以达到分离目的的一种单元操作。以达到分离目的的一种单元操作。接触式吸附分离过程原理接触式吸附分离过程原理 m1(q1-q2)=V(C0-C1)
