主要成分：紫草根含色素成分、脂肪酸。 ①色素成分为萘醌衍生物， 有紫草素（紫草醌，Shikonin）、乙酰紫草素（Acetylshikonin）、去氧紫草素（Deoxyshikonin）、异丁基紫草素（Isobutyshi- konin）、异戊酰紫草素（Isovalerylshikonin）、β,β-二甲基丙烯酰紫草素（β,β-Dimethyla- crylshikonin）、β-羟基-异戊酰紫草素（β-Hydroxyisovalerylshikonin）、紫草烷（Alkannan）、紫草红（Alkannin）、α-甲基-正-丁酰紫草素（α-Methyl-n-butyrylshikonin）、3,4-二甲基戊烯-3-酰基紫草醌（Teracrylshikonin）。新疆假紫草根含β-羟基异戊酰紫草醌、3,4-二甲基戊烯-3-酰基紫草醌。 ②脂肪酸主要为软脂酸、油酸及亚油酸等。⒉有效成分：含乙酰紫草素（acetylshikonin）、β-羟基异戊酰紫草素（β-hydro-xyisovalerylshikonin）、紫草素（shikonin）、β,β’-二甲基丙烯酰紫草素（β,β'-dimethylacrylshikonin）等。 外形鉴别 软紫草根呈不规则的长圆柱形，多扭曲，长7～20cm，直径1～2.5cm。表面紫红色或紫褐色，皮部疏松，呈条形片状。常10余层重叠，易剥落。顶端有的可见分歧的茎残基。体软，质松软，易折断，断面不整齐，木部较小，黄色或黄白色。气特异，咋做苦、涩。 硬紫草根呈圆锥形，扭曲，有分枝，长7～14cm，直径1～2cm。表面紫红色或紫黑色，粗糙有纵纹，皮部薄，易剥落。质硬而脆，易折断，断面皮部深紫色，木部较大，灰黄色。气特异，味酸、甜。 黄花软紫草根呈圆锥形或圆柱形，扭曲，长6～20cm，直径0.5～4cm。根头部略粗大，顶端有1或多个残茎，被短硬毛。表面紫红色或暗紫色，皮部略薄，常数层相叠，易剥离。质硬而脆，易折断，断面较整齐，皮部紫红色，木部较小，黄白色。气特异，味涩。 显微鉴别粉末特征： 软紫草深紫红色① 非腺毛单细胞多碎断，直径13～56μm，基部扩大呈喇叭状，可至185μm，壁厚5～13μm，非木化，常有纵细条纹，有的胞腔含有紫红色物。 ② 检化细胞充满紫红色色素物，常凝集成条状、团块状，遇水合氯醛液色素物逐渐溶解，细胞显棕色；表面观多角形或圆多角形，壁厚薄不一，木柱化。 ③ 薄壁细胞大多充满紫红色色素物，经水合氯醒液透化后，细胞显棕色或棕黄色，细胞界限不清楚；偶见无色薄壁细胞，直径约15μm。④网纹及具缘纹孔导管直径7～111μm。 硬紫草紫红色① 检化细胞充满紫红色色素物，表面观类多角形或长多角形，壁薄或稍厚，有的呈连珠状。 ②薄壁细胞极皱缩，有的壁稍厚，具单纹孔，少数细胞中含紫红色色素。 ③ 纤维管胞梭形或细长，直径9～29μm，壁厚1～4μm，有的具缘纹孔纵裂成行，纹孔口斜裂缝状或交成人字状、十字状，常超出纹孔线。④ 具缘纹孔、网纹及螺纹导管直径9～72μm。 理化鉴别 取该品粉末0.5g，置试管中，将试管底部加热，生成红色气体，并于试管壁凝结成红褐色油滴。 取该品粉末0.5g，加乙醇5ml ，浸渍1 小时，滤过，残渣用乙醇2ml 洗涤，洗涤液加入滤液中，浓缩至约1ml ，作为供试品溶液。另取左旋紫草素对照品，加乙醇制成每1ml 含0.5mg 的溶液，作为对照品溶液。照薄层色谱法试验，吸取上述两种溶液各4μl，分别点于同一以羧甲基纤维素钠为黏合剂的硅胶G薄层板上，以甲苯－醋酸乙酯－甲酸（5:1:0.1）为展开剂，展开，取出，晾干。供试品色谱中，在与对照品色谱相应的位置上，显相同的紫红色斑点；再喷以10%氢氧化钾甲醇溶液，斑点变为蓝色。 含量测定取该品适量，于50℃干燥3 小时，粉碎（过三号筛）精密称取约0.5g，置100ml 量瓶中，加乙醇至刻度，4 小时内时时振摇，滤过，精密量取续滤液5ml， 置25ml量瓶中，加乙醇至刻度，摇匀。照分光光度法，在516nm 的波长处测定吸收度，按左旋紫草素（C16H16O5）的吸收系数（E1% 1cm）为242 计算，即得。该品含羟基萘醌总色素药以左旋紫草素（C16H16O5）计，不得少于0.80%。
紫草素的分离制备方法研究 摘 要： 采取CO2超临界萃取的方法从辽宁硬紫草中提取总紫草色素，用紫外分光光度法测定其含量。分别采用有机溶剂溶解碱液萃取法，直接碱水解法，以及Cu2＋络合法制备紫草素。通过三种紫草素制备方法的比较，确定先经Cu2＋络合纯化处理后再经水解法制备紫草素, 收率较高，是实验室中简单、快速、高收率的由天然紫草分离制备紫草素的有效方法。
牛津的一所病理学院主任，澳大利亚籍的弗洛瑞（Howard Florey）对溶菌酶很感兴趣，在这方面进行了广泛的研究。1938年的夏天，他的助手，一名从希特勒德国逃出的青年犹太难民钱恩（Ernst Chain），在文献中发现了1929年弗莱明发表的关于青霉素的文章，经弗洛瑞同意，他决定对青霉素进行深入的研究。钱恩发现，青霉素可以用有机溶剂（乙醚）从霉菌的培养液中提取出来。从这种性质看，他感到青霉素不大可能是一种酶，而是小分子化合物（酶通常是蛋白质，是由许多种氨基酸形成的有机大分子，它们不可能溶解于像乙醚这样的有机溶剂中）。但他也遇到了同样的麻烦，青霉素的性质很不稳定，不容易从溶液中得到。但这并没有使他气馁，而是更引起了他的研究兴趣。第二次世界大战爆发后，需要大量和多种的杀菌消炎药物，特别是在有脓血存在下仍有杀菌作用的药物，而磺胺类药物在这种情况下是无效的。青霉素在有脓血存在下，仍有杀菌作用，因此它成为深入研究的对象。钱恩从医学研究委员会和洛克菲勒基金会得到资助。在弗洛瑞的指导下，整个病理学院都投入到对青霉素的研究中，使研究的步伐加快了。为了能得到更多的青霉素，他们加大了培养量，并用圆柱形的大瓶子进行培养。然而结果是，青霉素的生成量并没有增加多少。后来，他们发现培养液在 1.5 cm的深度时，青霉素的生成量最多，培养液太深反而不行，因为青霉菌的生长需要氧气。这样他们就把瓶子横放着来培养，可是瓶子是圆柱形的，横放着要滚动，同时这种圆柱形的瓶子，放 1.5 cm深的培养液，有效体积太小了，于是又改成扁平的瓶子。最后，他们设计了一种陶瓷的、像医院病人在病床上使用的便盆样子的培养器皿。钱恩等人在研究中发现，可以用极弱的碱性水溶液将青霉素从乙醚溶液中提取出来。这样，就可以用比乙醚液体积小得多的微碱性水溶液把青霉素从乙醚液中提取出来，达到浓缩的目的。他们设计了机械的逆流提取设备，那是一根比较粗的、两端密封的玻璃管，在两端各有两个侧管，让经过滤除青霉菌并酸化后的培养液从玻璃管上端的一个侧管向下流，同时让乙醚自玻璃管下端的一个侧管向上流动，两种液体在玻璃管中混合。因为乙醚的相对密度比水轻许多，所以青霉素被乙醚提取后，便随乙醚液从玻璃管上端的另一侧管流出来。然后还是用这种设备，让微碱性的水溶液从玻璃管上端的一个侧管向下流，同时让提取了青霉素的乙醚液从玻璃管下端的一个侧管向上流。这样青霉素就从乙醚中转移到微碱性的水溶液中。但是，钱恩等人没有办法把极不稳定的青霉素从水溶液中分离出来。后来他试用了1935年瑞典人发明的冷冻干燥法。此法是将水溶液在低温下冷冻结冰，然后在冷冻及高真空下使水在固体状态下升华，溶液中的固体就剩余在容器中。这样他们就把微碱性青霉素水溶液浓缩为棕色粉末。青霉素在非常低的温度下，没有被分解破坏。他们对这种棕色粉末的效价进行测定，1mg棕色粉末相当于5个牛津单位（这是他们自己制定的效价单位。他们把1mL培养液中的青霉素用链球菌①做试验，把对它的抑菌能力定为1个牛津单位）。
青霉素是人类历史上发现的第一种抗生素，且应用非常广泛。早在唐朝时，长安城的裁缝会把长有绿毛的糨糊涂在被剪刀划破的手指上来帮助伤口愈合，就是因为绿毛产生的物质（青霉素素菌）有杀菌的作用，也就是人们最早使用青霉素。 20世纪40年代以前，人类一直未能掌握一种能高效治疗细菌性感染且副作用小的药物。当时若某人患了肺结核，那么就意味着此人不久就会离开人世。为了改变这种局面，科研人员进行了长期探索，然而在这方面所取得的突破性进展却源自一个意外发现。 近代，1928年英国细菌学家弗莱明首先发现了世界上第一种抗生素—青霉素，亚历山大·弗莱明由于一次幸运的过失而发现了青霉素。1928年，英国科学家Fleming在实验研究中最早发现了青霉素，但由于当时技术不够先进，认识不够深刻，Fleming并没有把青霉素单独分离出来。1929年，弗莱明发表了他的研究成果，遗憾的是，这篇论文发表后一直没有受到科学界的重视。在用显微镜观察这只培养皿时弗莱明发现，霉菌周围的葡萄球菌菌落已被溶解。这意味着霉菌的某种分泌物能抑制葡萄球菌。此后的鉴定表明，上述霉菌为点青霉菌，因此弗莱明将其分泌的抑菌物质称为青霉素。然而遗憾的是弗莱明一直未能找到提取高纯度青霉素的方法，于是他将点青霉菌菌株一代代地培养，并于1939年将菌种提供给准备系统研究青霉素的英国病理学家弗洛里（Howard Walter Florey）和生物化学家钱恩。 1938年，德国化学家恩斯特钱恩在旧书堆里看到了弗莱明的那篇论文，于是开始做提纯实验。 弗洛里和钱恩在1940年用青霉素重新做了实验。他们给8只小鼠注射了致死剂量的链球菌，然后给其中的4只用青霉素治疗。几个小时内，只有那4只用青霉素治疗过的小鼠还健康活着。此后一系列临床实验证实了青霉素对链球菌、白喉杆菌等多种细菌感染的疗效。青霉素之所以能既杀死病菌，又不损害人体细胞，原因在于青霉素所含的青霉烷能使病菌细胞壁的合成发生障碍，导致病菌溶解死亡，而人和动物的细胞则没有细胞壁。1940年冬，钱恩提炼出了一点点青霉素，这虽然是一个重大突破，但离临床应用还差得很远。 1941年，青霉素提纯的接力棒传到了澳大利亚病理学家瓦尔特弗洛里的手中。在美国军方的协助下，弗洛里在飞行员外出执行任务时从各国机场带回来的泥土中分离出菌种，使青霉素的产量从每立方厘米2单位提高到了40单位。 1941年前后英国牛津大学病理学家霍华德·弗洛里与生物化学家钱恩实现对青霉素的分离与纯化，并发现其对传染病的疗效，但是青霉素会使个别人发生过敏反应，所以在应用前必须做皮试。所用的抗生素大多数是从微生物培养液中提取的，有些抗生素已能人工合成。由于不同种类的抗生素的化学成分不一，因此它们对微生物的作用机理也很不相同，有些抑制蛋白质的合成，有些抑制核酸的合成，有些则抑制细胞壁的合成。 通过一段时间的紧张实验，弗洛里、钱恩终于用冷冻干燥法提取了青霉素晶体。之后，弗洛里在一种甜瓜上发现了可供大量提取青霉素的霉菌，并用玉米粉调制出了相应的培养液。在这些研究成果的推动下，美国制药企业于1942年开始对青霉素进行大批量生产。到了1943年，制药公司已经发现了批量生产青霉素的方法。当时英国和美国正在和纳粹德国交战。这种新的药物对控制伤口感染非常有效。1943年10月，弗洛里和美国军方签订了首批青霉素生产合同。青霉素在二战末期横空出世，迅速扭转了盟国的战局。战后，青霉素更得到了广泛应用，拯救了数以千万人的生命。到1944年，药物的供应已经足够治疗第二次世界大战期间所有参战的盟军士兵。因这项伟大发明，1945年，弗莱明、弗洛里和钱恩因“发现青霉素及其临床效用”而共同荣获了诺贝尔生理学或医学奖。 1944年9月5日，中国第一批国产青霉素诞生，揭开了中国生产抗生素的历史。截至2001年年底，中国的青霉素年产量已占世界青霉素年总产量的60%，居世界首位。 2002年，Birol等人提出了基于过程机理的模型，该过程综合考虑了发酵中微生物的各种生理变化，发现这是个十分复杂的过程。为了更加方便地对青霉素过程进行研究，Birol对Bajpai和Reuss提出的非结构式模型进行了扩展，对模型进一步简化，方便研究。
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工艺流程和普通发酵是一样的，只是菌种选取青霉菌的区别。。关于发酵工程，你可以参考百度百科~关于工艺优化，有以下论文，你挑挑吧：青霉素发酵补料工艺优化.pdf青霉素发酵液过滤工艺的革新.pdf优化青霉素发酵生产补氮工艺.pdf青霉素发酵液过滤工艺及设备的改进.pdf青霉素发酵罐的接种工艺改进.pdf青霉素发酵液膜过滤工艺研究.pdf青霉素发酵过程优化控制问题及方法研究.pdf一种青霉素发酵过程补料优化的新方法.pdf青霉素发酵过程特点与控制对策.pdf简易发酵工程五项专利简介及应用.pdf
从黄连中提取黄连素黄连为我国名产药材之一，抗菌力很强，对急性结膜炎、口疮、急性细菌性痢疾、急性肠胃炎等均有很好的疗效。黄连中含有多种生物碱，除以黄连素（俗称小蘖碱Berberine）为主要有效成份外，尚含有黄连碱、甲基黄连碱、棕榈碱和非洲防已碱等。随野生和栽培及产地的不同，黄连中黄连素的含量约4～10%。含黄连素的植物很多，如黄柏、三颗针、伏牛花、白屈菜、南天竹等均可作为提取黄连素的原料，但以黄连和黄柏含量为高。一、抽提 称取10克已磨细的黄连粉末，装入索氏提取器的滤纸筒内①，在提取器的烧瓶中加入80mL 95%的医用酒精和几块沸石，装好索氏提取器，接通冷凝水，加热，连续抽提1～1.5小时，待冷凝液刚刚虹吸下去时，立即停止加热，冷却。二、回收乙醇 装好蒸馏装置，水浴加热蒸馏，回收大部分乙醇（沸点78℃）。直到残留物呈棕红色糖浆状。三、析出黄连素盐酸盐 向残留物中加入1%醋酸30mL, 加热溶解，趁热过滤，以除去不溶物，再向溶液中滴加浓盐酸，至溶液浑浊为止（约需10mL），放置冷却（最好用冰水）。即有黄色针状体的黄连素盐酸盐析出。抽滤、结晶用冰水洗涤两次，再用丙酮洗涤一次即得黄连素盐酸盐粗品
黄连素（小聚碱）是抗菌消炎药，它能溶于水，（每20毫升水溶解1克），难溶于有机溶剂，但黄连素的盐酸盐都难溶于水而易溶于有机溶剂，利用这个特性可以对它进行提取。一、原料原料为刺黄连，黄柏的叶、皮、根，硫酸、生石灰、食盐和浓度为95％的酒精。二、提取方法（一）硫酸浸取法1.浸取：取刺黄连、黄柏破碎成粉，用0．5％硫酸水溶液浸泡24小时，经常予以搅拌。将浸泡液进行过滤，滤液为黄连素的硫酸盐，加石灰乳，调节滤液pH值至8～9，使硫酸根与石灰中和生成硫酸钙沉淀，药材中其他杂质也随之沉淀：吸取上层清液以供盐析。2．盐析：在清液中加入清液量5～6％的食盐，使黄连素在浓食盐水溶液中沉淀析出，待沉淀完全后予以过滤，滤饼即为黄连素的粗制品。将粗制品放进5倍的沸水中溶解，趁热过滤以除杂质。往滤液中加盐酸，调pH值为2，待冷却后即析出较纯的黄连素结晶，过滤，在80℃恒温下烘于即得成品盐酸黄逢素。（二）石灰法将黄柏或小檗破碎成粉，加入1/10量的生石灰细粉，再加50倍的冷水浸泡，并经常搅拌， 24小时后过滤，得棕红色滤液（滤饼还可再次浸取），加入滤液量5％的食盐，搅拌使之溶解，黄连素便在盐水溶液中沉淀析出。待沉淀完全后予以过滤，滤饼即为黄连素粗制品。将粗制品加入20倍沸水中溶解，后加盐酸调节pH值为2，待冷却后析出较纯的黄连素结晶，滤出，在80℃恒温下烘干即得成品盐酸黄连素。
化工分离技术是通过采用化工设备的专有作用，对相应的化合物质利用其表现出来的物理特性和化学特性对整体化合物就行有效分离的一个技术，下面是由我整理的化工分离技术论文，谢谢你的阅读。
化工分离技术新技术研究与进展
[摘 要]本文主要从现今化工分离技术的应用范围和化工分离技术的新进展方向进行分析，并结合市场社会的要求，对化工分离技术的成本要求进行评价，并最终以活性炭纤维(ACF)投入市场应用的例子来阐明化工分离技术新技术的具体应用。
[关键词]化工分离技术;新技术;应用前景
中图分类号：TQ028 文献标识码：A 文章 编号：1009-914X(2014)20-0380-01
化工分离技术是通过采用化工设备的专有作用，对相应的化合物质利用其表现出来的物理特性和化学特性对整体化合物就行有效分离的一个技术，是化工研究整体的一个重要分支，在所有的化工生产中，化工分离这一技术都贯穿在整个的生产过程中。从化工分离技术的发展历史来看，化工分离技术逐渐原来的单一理论研究逐渐转变为理论和实践的有效结合，并在能源、生物、环境等领域进行切实有效的化工分离技术实践，把理论知识利用到现实生活中，方便人们的生活和工作效率的提高。而在此基础上，化工分离技术又产生了新的分离技术方式，可以运用于更多的领域，这种更大程度上的化工分离技术的普及使得化工分离技术的发展逐渐变得成熟。
一、现今化工分离技术新技术的应用范围
1、环境保护工程
随着人类社会发展的原来越成熟和科技运用的越来越普及，人们的生活水平得到了极大的提升，但环境污染的现实情况却是很让人担忧。各种废水及其他污染物的肆意排放使得人们的生活环境质量不断下降，甚至因为有些废气、废水的慢性污染，人们还会因此患上一些不治之症。例如上世纪很有名的日本水俣病。从化工分离的角度来看，在很多工业制造过程中排出的各种废气、废水并不是别无它用的，无论是硫化物质或者二氧化碳，还是其他具有放射性的废物，如果采用合理地化工分离处理 方法 都能得到很好的回收利用。这样就能使得废物在减少环境污染的同时能够进行工业生产的再循环利用，而不像生化处理或肆意排放那样的简单处理方法，无论是对人还是对环境都没有任何有效利用价值。
2、能源资源利用
能源供给是现如今我们生存发展的必需之物，没有了能源的供给，我们人类就不能生存，企业也无法生存，可以说能源的合理利用是国家和社会优良发展的基础，利用的好，节能减排;利用的不好，对整个社会各个方面的影响都是巨大的。综合来看，如今的能源主要以石油、天然气、煤炭为主，而随着化工技术的发展，相关石油产物如塑料等乙烯合成物都普及出现在了我们的生活中。因为这些资源都是不可再生的，所以我们必须要对其化学分离过程进行进一步的节能降耗，充分利用现有资源。
3、生物制药
生物制药技术是一种伴随上世纪70年代出现的DNA重组等新生物技术诞生而出现的一种高新技术，它的发展必须有效的依靠化工分离技术来高效、纯净地提取生物的活性。同时，也对化工分离技术中分离剂、分离设备和分离技术的革新也提出了新的要求。生物制药技术和化工分离技术之间是相互影响的关系，人们对生物制药技术的需求，必须要在很大程度上以来化工分离技术的发展，这样才能在保证生物活性的过程中提升生物制药技术的发展。
二、化工分离技术新技术开发现状
1、结晶分离
对于结晶分离，传统的化工分离都是采用冷冻、浓缩等方式，在这种方式下，由于效率低、需求大，所以能耗效率显得非常不客观。而根据目前最新的化工结晶分离技术，萃取、高压和融合的方式都能有效的代替原有的冷冻、浓缩等传统方式。
在萃取分离下，利用沸点等物理性质相近的混合物，把要提取的物质用萃取的方式提取出来。对于萃取这个分离技术来说，不论是有机物还是无机物，都可以用这种方法。
在高压分离下，因为压力的上升，物质本身的熔点就会下降，结晶就会不断形成，而在此过程中，由于液相杂质的浓度上升，相变压力也会不断上升，在共晶压力下，排出母液减压蒸发，就能得到分离的结晶物质。
2、膜分离
膜分离技术主要是根据特定膜的渗透作用，利用外界的压力，对气相或液相的混合物进行分离、分级、提纯和富集。对于膜分离技术来说，其所需的成本较小，相应的污染排放也较小，适合大面积的开发利用。而膜分离技术具体细分，又可以分为离子膜技术、气体分离膜技术、膜萃取技术、膜蒸馏技术、微滤膜技术等。比如，在离子膜技术中，因为节能效果显著，所以在很大程度上可以取代传统的隔膜法生产烧碱。这种技术同样也可以应用于医疗和食品工业及海水淡化工程。
3、变压吸附分离
变压吸附主要用于气体的分离，在混合气体中用特定的吸附剂对特定的气体细分能力的差异进行分离。这种方法适用范围广泛，操作流程相对简单，在对气体的分离中起到了很好的效果。比如，从天然气中净化甲烷或者从一氧化碳的混合气体中制取一氧化碳等，变压吸附分离的方法都能很好的对目标气体进行分离，这种利用特定吸附剂的相对便捷的方法使得其展现的节能效果和经济效益都十分可观。
4、化工分离新技术与现实冲突
化工方法的创新发展给这个技术领域的人们都带来了领域的前景，但是一项技术是否成熟，其最终标志不是它有多优秀、多高端，而是是否能以相对较低的成本进行市场的普及应用。新兴的化工分离技术的确在很多化工分离实例方面都展现了他们的优越，但是有的新技术所需要的高成本并不是每个企业都能够承受的，相对应企业的高成本，产品流通到消费者手上的时候，其中的高价格顾客是否能接受也是一个存在的风险。
在考虑化工分离技术革新的同时，必须要以成本低廉、步骤简单的思想为前提，若不能达到此要求，即使化工分离技术再优秀，都只能利用在很少的范围内，不能真正的将这种技术普及于社会，做到促进社会的发展进步。所以，化工分离技术在革新的同时，必须要考虑成本的因素，要在低成本的前提下进行科技创新，把新技术普及应用放在创新的首位，真正做到技术服务于大众。
三、以活性炭纤维吸附家装有毒气体为例阐述化工分离技术新技术的实际利用情况
活性炭是种新型高效吸附材料，与传统的粒状活性炭相比，具有吸附能力强、速度快的特点。而且，由于活性炭纤维是粒状体，不易粉碎而造成不必要的污染，所以对于家装等污染物质的吸附有很好的效果。在家庭装修的过程中，由于各种装修材料的使用，会有各种各样的有毒金属气体的产生，而活性炭纤维(ACF)对金属离子有很好的吸附效果，可分离出空气里混合的有毒气体并进行吸附，净化空气。在ACF的吸附过程中，会将高价的金属离子还原为低价的金属离子，如Au3+、Ag+、Pt+、Hg2+、Fe3+分别还原成Au、Ag、Pt2+或者Pt、Hg+、Fe2+，而且在大多数的氧化还原反应中，吸附量会大大提高。Au3+和Hg2+的还原吸附量分别为1200―2000mg/g和600―800mg/g。
综合来看，化工分离技术新技术的研究成果逐渐得到拓展，从原来的单一理论研究逐渐转变为理论和实践的有效结合，并在能源、生物、环境等领域进行切实有效的化工分离技术新技术实践，把理论知识利用到现实生活中，方便相关工作效率的提高，这在更大程度上使得化工分离技术的创新发展逐渐变得成熟。
参考文献
[1] 朴香兰.樊蓉.朱慎林.活性炭纤维在化工分离中的应用及研究进展[J]. 现代化工.2000年第6期
[2] 徐智策.张雪梅.张志艳.黄永茂.化工分离过程节能的现状与发展[J]. 江苏化工.2008年第6期
[3] 朱家文.纪利俊.房鼎业.化工分离工程与高新科技发展[J].化学工业与工程技术.200年第21卷第2期
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空气分离技术论文篇二 深冷技术在空气分离设备设计中的应用 摘 要：随着国民经济的迅速发展及科学技术水平的不断提高，各种新型空气分离设备不断出现，作为空气分离技术中最早出现的技术，深冷技术在其发展中得到了广泛的应用。文章主要对深冷技术的概念、空气分离设备的含义及深冷技术在空气分离设备设计中的应用进行了简要的分析与探究。 关键词：深冷技术;空气分离设备;设计;应用;概念 中图分类号：TQ116.11 文献标识码：A 文章编号：1006-8937(2014)23-0063-02 空气分离技术起源于1985年与1903年德国卡尔・林德教授创造的第一套空气液化设备及10 m3/h(氧)空气分离设备，在其100多年的发展历程中，随着新型技术的不断发展，空气分离设备及技术得到了极大的发展，深冷分离技术在空气分离出现最早的一种技术，经人们的不断研究及革新，在工业生产实践及设备更新中愈加成熟，在国民经济发展中的应用范围也随之更加广泛。 1 深冷技术的概念 深冷技术是指采用冷媒介质作为冷却介质，把淬火后的金属材料的冷却过程继续下去，达到远低于室温的某一温度(-196 ℃)，进而实现金属材料性能发送的目的。近年来，随着空气分离设备设计的不断发展，作为金属工件性能发送的新型工艺技术，深冷技术是现阶段最有效、最经济实用的技术。 在深冷加工中，金属里残余的大量奥体转化为马氏体的形式，尤其是从-196 ℃到室温的过程中过饱和的亚稳定马氏体的过饱和度会下降，析出弥散，超微细碳化物其与基体保持共格关系，电流只有20～60 A，这种现象的产生可以减少马氏体晶格畸变，降低微观应力，在材料塑性变形中细小弥散的碳化物可以对位错运动造成阻碍，进而起到基体组织强化的作用。与此同时，析出超微细碳化物颗粒后要在马氏体基体上进行均匀分布，对晶界脆化作用进行有效减弱，细化基体组织不仅可以对杂质元素在晶界的偏聚程度进行有效减弱，还可以充分发挥晶界强化的作用，进而对工模具性能进行极大改善，提高其硬度、抗冲击韧性及耐磨性。深冷技术的应用不仅体现于工作表面，还在工件内部进行渗入，展现的是整体性效果，基于此，可以对工件进行重模，多次使用。在工件方面，深冷技术的应用还可以对淬火应力进行有效降低及起到尺寸稳定性增强的作用。 2 空气分离设备的含义 随着社会经济的迅速发展及科学技术的不断进步，在空气分离研究等行业的发展中，其装备发展已呈现出大型化的趋势，对空气分离设备配套的要求也越来越高。现阶段，在空气分离设备自主化发展中我国的水平等级已达6万等级，与世界先进水平十分接近。2002年，杭氧的3万等级国产空气分离设备在宝钢集团成功运转，使得我国空气分离设备的竞争力得到了极大的提升，促使国产大型空气分离设备成功对国内市场进行了大范围地占领。 3 深冷技术在空气分离设备设计中的应用 空气深冷分离工艺是采用多塔低温精馏的方式，从压缩空气中制取高纯度的氧、氮等产品。目前在空气分离设备设计中主要有两种存在形式，第一种是常温空气分离设备，这种设备主要是在常温及非低温的状态下进行的，这种常温空气分离设备又可以分为两种不同的形式：变压吸附分离与膜分离。这里要进行分析的就是另一种空气分离设备设计形式，深冷空气分离，这种设备主要应用于温度非常低的情况下。在20世纪50年代，为提升我国国防力量，满足国防需求，我们的深冷空气分离技术及设备都是从苏联引进和仿制，当时仿制的企业为杭州铁工厂。在1953年左右时，我国才成功仿制出了属于自己的深冷空气分离设备。直至今日，我国的空气分离技术及设备制造水平已经得到了极大的发展，并为国民经济的增长贡献着自己的一份力量。目前，深冷空气分离技术主要应用于以下几方面。 3.1 压缩空气净化组件 压缩空气净化组件主要的组成成份有高效除油器、冷冻式干燥机、精密过滤器及活动性过滤器。首先空气要在空气压缩机里进行压缩，再在空气缓冲罐中进行作业，然后经过高效除油器将大部分的杂质进行有效去除，杂质主要包括油、水及尘等，在水分进一步去除中可以采用冷冻式干燥机进行，再次进行去油、去尘时可以选用精密过滤器实施操作，最后选用活性炭过滤器进行更深层次地去油工作。 3.2 空气缓冲罐 空气缓冲罐组件主要的构成成份有空气缓冲罐与附属阀门仪表。空气缓冲罐在空气分离设备设计中起到的主要作用就是缓冲，对气流脉动起到有效降低。进而使系统压力波动得到降低，使压缩空气能够顺利在压缩空气净化组件中通过，最大限度地将尤、水等杂物进行有效排除。与此同时，在进行吸附塔工作切换过程中，还可以帮助氧氮分离系统在极少时间中得到大量所需的压缩空气，这种技术的应用，可以可以帮助吸附塔中的压力进行迅速上升并达到工作压力，还可以确保机械设备运行的可靠性与稳定性。 3.3 氧氮分离系统 构成氧氮分离系统组件主要的成份有吸附塔、压紧装置、附属阀门与仪表电器。选用复合床结构设计中的吸附塔，主要分为两种塔：A塔与B塔，将进口碳分子筛填装进塔内(为提高碳分子筛装填的均匀性可以选用伸展扭转式振动填充方式进行操作)。清洁的压缩空气要先从A塔入口端在碳分子筛的作用下流向出口端，这个时候被其吸附的主要成分有氧气、二氧化碳及水，在吸附塔出口端流出的只有产品氮气。经过时间的不断推移，当A塔内的碳分子筛吸附达到饱和前将会出现自动吸附停止的现象，在B塔中流入清洁压缩空气在进行吸氧产氮，并进行A塔分子筛的再生。通过将吸附塔快速降低到常压脱附的氧气、二氧化碳就水来实现分子筛的再生。在进行A、B塔交替吸附塔再生时，不仅可以促使氧氮分离的完成，还可以不断产生氮气。 3.4 氧氮缓冲系统 氧氮缓冲系统组件主要的构成成份有氮气缓冲罐、精密过滤器、流量计、调压阀、放空部件等，氮气缓冲罐主要是将氮氧分离系统中分离出来的氮气压力及纯度进行均衡作用，确保氮气的稳定性并保障连续供给。与此同时，在进行吸附塔切换工作之后，将自身的一些气体进行吸附塔回充作业，这种方式可以有效起到提升吸附塔压力的作用，还能起到对床层的有效保护，在空气分离设备工作时还能起到极大的保护作用。最后进行再次过滤，主要采用精密过滤器进行工作，这样可以最大限度地确保氮气的质量。 作为一种传统的制氮方式，深冷空气分离制氮已经有几十年的发展历程。这种方式主要以空气作为原料，为使空气液化变为液体空气，必须进行严格的压缩、净化，并进行热交换。液体空气主要构成的混合物分两部分组成：液态氧气与液态氮气，通过两者不同的沸点进行液态空气的精馏，将两者进行有效分离并获取氮气。在整个工作操作中深冷空气分离制氮设备及过程十分繁杂，需要占用大范围的土地面积，基础建设成本很高，气体产生的速度很慢，在安装过程中，具有较高要求及较长工作周期。对深冷空气分离设备、安装与基层建筑等方面的因素进行综合分析，当设备低于3 500 N m3/h时，规格一样的PSA装置与深冷空气分离装置在成本投资方面相比，要低出20%～50%之间。在经济适应方面，深冷空气分离制氮装置并不适应中、小规模的工业制氮，主要适应于规模较大的工业制氮。 4 结 语 综上所述，随着科学技术水平的不断提升，我国空气分离设备及技术越来越向大型化、专业化、规模化的发展趋势迈进。深冷技术作为空气分离最重要的分离技术，在确保企业利益最大化的基础上，将深冷技术的能耗量进行有效降低，是空气分离工作的主要任务。 参考文献： [1] 叶必楠.杭氧应用新技术开发系列新产品[J].深冷技术，1996，(4). [2] 姜润民.空气分离设备及低温液化设备的模块化设计和制造[J].深冷技术，1997，(4). [3] Helmut Springmann，毛捷.空气分离设备的现状和展望[J].深冷技术，1974，(3). 看了“空气分离技术论文”的人还看： 1. 化工分离技术论文 2. 大气污染控制技术论文 3. 化工企业技术论文3000字 4. 化工分离技术论文(2) 5. 金属技术论文2000字
分离提纯的方法不拘泥于物理变化还是化学变化。在可能的条件下使样品中的杂质或使样品中各种成分分离开来的变化都可以使用。常用的分离提纯的方法有以下几种：
1.分级结晶法。这种方法常用加热蒸发溶液，控制溶液的密度，使其中一部分溶质结晶析出。经反复的操作可以达到分离提纯的目的。
2.分步沉淀法。这种方法常选用适宜的试剂或调节pH，使溶液中的某一部分沉淀析出。经反复的操作，也可达到分离提纯的目的。
3.选择性氧化还原法。用适宜的氧化剂或还原剂，使混合物中的某些成分氧化或还原，并进一步达到分离提纯的目的。
4.吸收、吸附法。用适宜的试剂吸收混合物中的某些成分，例如用烧碱吸收混合气体中的二氧化碳。或者用适宜的物质吸附混合物中有的某些成分，如用活性炭吸附某些气体，从而达到分离提纯的目的。
5.液液溶剂萃取法。选用适宜的溶剂，把混合物中的某些成分溶解吸收，从而达到分离提纯的目的。
6.蒸馏法。控制混合溶液蒸气的冷凝温度，使不同沸点的成分分步冷凝析出，从而达到分离提纯的目的。
7.层析法
高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上，引用了气相色谱的理论，在技术上，流动相改为高压输送（最高输送压力可达4.9??107Pa）;色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成，从而使柱效大大高于经典液相色谱（每米塔板数可达几万或几十万）；同时柱后连有高灵敏度的检测器，可对流出物进行连续检测。 特点 1．高压：液相色谱法以液体为流动相（称为载液），液体流经色谱柱，受到阻力较大，为了迅速地通过色谱柱，必须对载液施加高压。一般可达150～350×105Pa。 2. 高速：流动相在柱内的流速较经典色谱快得多，一般可达1～10ml/min。高效液相色谱法所需的分析时间较之经典液相色谱法少得多，一般少于 1h 。 3. 高效：近来研究出许多新型固定相，使分离效率大大提高。 4.高灵敏度：高效液相色谱已广泛采用高灵敏度的检测器，进一步提高了分析的灵敏度。如荧光检测器灵敏度可达10-11g。另外，用样量小，一般几个微升。 5.适应范围宽：气相色谱法与高效液相色谱法的比较：气相色谱法虽具有分离能力好，灵敏度高，分析速度快，操作方便等优点，但是受技术条件的限制，沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于应用气相色谱法进行分析。而高效液相色谱法，只要求试样能制成溶液，而不需要气化，因此不受试样挥发性的限制。对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大（大于 400 以上）的有机物（这些物质几乎占有机物总数的 75% ～ 80% ）原则上都可应用高效液相色谱法来进行分离、分析。 据统计，在已知化合物中，能用气相色谱分析的约占20%，而能用液相色谱分析的约占70～80%。 高效液相色谱按其固定相的性质可分为高效凝胶色谱、疏水性高效液相色谱、反相高效液相色谱、高效离子交换液相色谱、高效亲和液相色谱以及高效聚焦液相色谱等类型。用不同类型的高效液相色谱分离或分析各种化合物的原理基本上与相对应的普通液相层析的原理相似。其不同之处是高效液相色谱灵敏、快速、分辨率高、重复性好，且须在色谱仪中进行。 高效液相色谱法的主要类型及其分离原理 根据分离机制的不同，高效液相色谱法可分为下述几种主要类型： 1 ．液 — 液分配色谱法(Liquid-liquid Partition Chromatography)及化学键合相色谱(Chemically Bonded Phase Chromatography) 流动相和固定相都是液体。流动相与固定相之间应互不相溶（极性不同，避免固定液流失），有一个明显的分界面。当试样进入色谱柱，溶质在两相间进行分配。达到平衡时，服从于下式： 式中，cs—溶质在固定相中浓度；cm--溶质在流动相中的浓度； Vs—固定相的体积；Vm—流动相的体积。LLPC与GPC有相似之处，即分离的顺序取决于K，K大的组分保留值大；但也有不同之处，GPC中，流动相对K影响不大，LLPC流动相对K影响较大。 a. 正相液 — 液分配色谱法(Normal Phase liquid Chromatography): 流动相的极性小于固定液的极性。 b. 反相液 — 液分配色谱法(Reverse Phase liquid Chromatography): 流动相的极性大于固定液的极性。 c. 液 — 液分配色谱法的缺点：尽管流动相与固定相的极性要求完全不同，但固定液在流动相中仍有微量溶解；流动相通过色谱柱时的机械冲击力，会造成固定液流失。上世纪70年代末发展的化学键合固定相（见后），可克服上述缺点。现在应用很广泛（70~80%）。 2 ．液 — 固色谱法 流动相为液体，固定相为吸附剂（如硅胶、氧化铝等）。这是根据物质吸附作用的不同来进行分离的。其作用机制是：当试样进入色谱柱时，溶质分子 (X) 和溶剂分子(S)对吸附剂表面活性中心发生竞争吸附（未进样时，所有的吸附剂活性中心吸附的是S），可表示如下： Xm + nSa ====== Xa + nSm 式中：Xm--流动相中的溶质分子；Sa--固定相中的溶剂分子；Xa--固定相中的溶质分子；Sm--流动相中的溶剂分子。 当吸附竞争反应达平衡时： K=[Xa][Sm]/[Xm][Sa] 式中：K为吸附平衡常数。[讨论：K越大，保留值越大。] 3 ．离子交换色谱法(Ion-exchange Chromatography) IEC是以离子交换剂作为固定相。IEC是基于离子交换树脂上可电离的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子进行可逆交换，依据这些离子以交换剂具有不同的亲和力而将它们分离。 以阴离子交换剂为例，其交换过程可表示如下： X-(溶剂中) + (树脂-R4N+Cl-)=== (树脂-R4N+ X-) + Cl- (溶剂中) 当交换达平衡时： KX=[-R4N+ X-][ Cl-]/[-R4N+Cl-][ X-] 分配系数为： DX=[-R4N+ X-]/[X-]= KX [-R4N+Cl-]/[Cl-] [讨论：DX与保留值的关系] 凡是在溶剂中能够电离的物质通常都可以用离子交换色谱法来进行分离。 4 ．离子对色谱法(Ion Pair Chromatography) 离子对色谱法是将一种 ( 或多种 ) 与溶质分子电荷相反的离子 ( 称为对离子或反离子 ) 加到流动相或固定相中，使其与溶质离子结合形成疏水型离子对化合物，从而控制溶质离子的保留行为。其原理可用下式表示： X+水相 + Y-水相 === X+Y-有机相 式中：X+水相--流动相中待分离的有机离子（也可是阳离子）；Y-水相--流动相中带相反电荷的离子对（如氢氧化四丁基铵、氢氧化十六烷基三甲铵等）；X+Y---形成的离子对化合物。 当达平衡时： KXY = [X+Y-]有机相/[ X+]水相[Y-]水相 根据定义，分配系数为： DX= [X+Y-]有机相/[ X+]水相= KXY [Y-]水相 [讨论：DX与保留值的关系] 离子对色谱法(特别是反相)发解决了以往难以分离的混合物的分离问题，诸如酸、碱和离子、非离子混合物，特别是一些生化试样如核酸、核苷、生物碱以及药物等分离。 5 ．离子色谱法(Ion Chromatography) 用离子交换树脂为固定相，电解质溶液为流动相。以电导检测器为通用检测器，为消除流动相中强电解质背景离子对电导检测器的干扰，设置了抑制柱。试样组分在分离柱和抑制柱上的反应原理与离子交换色谱法相同。 以阴离子交换树脂（R-OH）作固定相，分离阴离子（如Br-）为例。当待测阴离子Br-随流动相（NaOH）进入色谱柱时，发生如下交换反应（洗脱反应为交换反应的逆过程）： 抑制柱上发生的反应： R-H+ + Na+OH- === R-Na+ + H2O R-H+ + Na+Br- === R-Na+ + H+Br- 可见，通过抑制柱将洗脱液转变成了电导值很小的水，消除了本底电导的影响；试样阴离子Br-则被转化成了相应的酸H+Br-，可用电导法灵敏的检测。 离子色谱法是溶液中阴离子分析的最佳方法。也可用于阳离子分析。 6 ．空间排阻色谱法(Steric Exclusion Chromatography) 空间排阻色谱法以凝胶 (gel) 为固定相。它类似于分子筛的作用，但凝胶的孔径比分子筛要大得多，一般为数纳米到数百纳米。溶质在两相之间不是靠其相互作用力的不同来进行分离，而是按分子大小进行分离。分离只与凝胶的孔径分布和溶质的流动力学体积或分子大小有关。试样进入色谱柱后，随流动相在凝胶外部间隙以及孔穴旁流过。在试样中一些太大的分子不能进入胶孔而受到排阻，因此就直接通过柱子，首先在色谱图上出现，一些很小的分子可以进入所有胶孔并渗透到颗粒中，这些组分在柱上的保留值最大，在色谱图上最后出现。气相色谱法（gas chromatography 简称GC）是色谱法的一种。色谱法中有两个相，一个相是流动相，另一个相是固定相。如果用液体作流动相，就叫液相色谱，用气体作流动相，就叫气相色谱。气相色谱法由于所用的固定相不同，可以分为两种，用固体吸附剂作固定相的叫气固色谱，用涂有固定液的担体作固定相的叫气液色谱。按色谱分离原理来分，气相色谱法亦可分为吸附色谱和分配色谱两类，在气固色谱中，固定相为吸附剂，气固色谱属于吸附色谱，气液色谱属于分配色谱。按色谱操作形式来分，气相色谱属于柱色谱，根据所使用的色谱柱粗细不同，可分为一般填充柱和毛细管柱两类。一般填充柱是将固定相装在一根玻璃或金属的管中，管内径为2～6mm。毛细管柱则又可分为空心毛细管柱和填充毛细管柱两种。空心毛细管柱是将固定液直接涂在内径只有0.1～0.5mm的玻璃或金属毛细管的内壁上，填充毛细管柱是近几年才发展起来的，它是将某些多孔性固体颗粒装入厚壁玻管中，然后加热拉制成毛细管，一般内径为0.25～0.5mm。
宗老师：陕西省首届省级高中化学骨干教师和第三届教学能手，全国化学竞赛优秀辅导员，中学化学高级教师，上世纪90年代左右就已经在省级以上报刊杂志公开发表化学教学论文60多篇，曾任教于西安市一中，西电科大附中。