什么是实用新型专利 什么样的技术可以申请实用新型

第一篇：什么是实用新型专利 什么样的技术可以申请实用新型

什么是实用新型专利 什么样的技术可以申请实用新型

《专利法》实用新型专利:是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。凡是产品结构、形状或者结构和形状相结合,申请实用新型专利。保护期是10年。

实用新型与发明的不同之处在于：第一，实用新型只限于具有一定形状的产品，不能是一种方法，也不能是没有固定形状的产品；第二，对实用新型的创造性要求不太高，而实用性较强。

产品的形状是指产品所具有的、可以从外部观察到的确定的空间形状。对产品形状所提出的技术方案可以是对产品的三维形态的空间外形所提出的技术方案，例如对凸轮形状、刀具形状作出的改进；也可以是对产品的二维形态所提出的技术方案，例如对型材的断面形状的改进。

产品的构造是指产品的各个组成部分的安排、组织和相互关系。产品的构造可以是机械构造，也可以是线路构造。机械构造是指构成产品的零部件的相对位置关系、联接关系和必要的机械配合关系等，线路构造是指构成产品的元器件之间的确定的连接关系。复合层可以认为是产品的构造，产品的渗碳层、氧化层等属于复合层结构。

汉唐知识产权代理有限公司(以 下简称“汉唐”)是经国家知识产权局及国家工商总局商标局批准设立，具有商标和专利代理资质的综合型知识产权代理机构（专利代理机构代码：44399）。公司成立15年，总部位于深圳，截止到目前已在广州、无锡、泉州、厦门、成都、西安、银川、佛山、内蒙古等地设立了分公司，营销和服务网络遍布全国，公司聚集多位商标、专利、版权、项目申报方面的顶级专家和外籍顾问，并拥有一支由百余名高级顾问、律师，以及商标和专利代理人为中坚力量的专业团队。合作伙伴遍布欧洲、美洲、亚洲等多个国家和地区。以“专业创造可能，沟通成就品质”为宗旨的知识产权综合法律服务体系。能够为客户提供更加快捷、专业的服务，助力客户利用知识产权工具获得更大的商业成功。公司主营业务：商标注册、专利申请、版权登记、专利开发

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第二篇：新型杀菌技术

新型食品杀菌技术研究进展

沈子明 20110806144

（徐州工程学院 食品(生物)工程学院，江苏 徐州221000）

摘要：随着人们生活和消费水平的提高，对各种食品的总体质量要求越来越高，要求食品不破坏或少破坏营养成分，保持原有的风味。这就对食品的杀菌工艺及设备提出了新的要求。传统的杀菌技术存在着种种弊端，随着科学技术的发展，一些用于杀菌工艺的高新技术应运而生。本文主要介绍了一些新的杀菌技术的原理及其在食品工业中的应用。

关键词：食品杀菌；新技术；发展应用

Research Progress of the New Food Sterilization Technology

SHEN Zi-ming20110806144

(College of Food(Biology)Engineering, Xuzhou Institute Of Technology, Xuzhou221000, China)

Abstract: With the improvement of people's living and consumption level, people's demond on all kinds of food is more and more high, who require that food is not damaged or less destruction of nutrients and keep the original flavor.This puts forward new requirements on the sterilization process and equipment for food.The traditional sterilization technology has many shortcomings, with the development of science and technology, some to emerge as the times require high-tech sterilization process.This paper mainly introduces the application of the principle of some new sterilizing technology and their applications in food industry.Key words:Food sterilization;New technology;Development and application

中图文分类号：TS201.6文献标志码：A文章编号：

食品是人类赖以生存和发展的最基本物质条件，食品安全直接关系到国民的身体健康和生命安全。食品腐败变质的主要原因是某些微生物的存在致使食品品质改变，因此，食品杀菌就成为食品加工中的重要操作单元，即通过杀灭腐败菌和致病菌来延长产品的贮藏期，保证产品的安全[1]。传统的杀菌都是采用高温干燥、烫漂、巴氏杀菌、冷冻及防腐剂等常规技术，但这些技术大都处理时间长，杀菌不彻底或不易实验自动化生产，同时影响食品原有的风味和营养成份[2]。为了更大限度的保持食品天然的色、香、味和一些生理活性成分，满足现代人生活要求，近年来，国际食品领域涌现出一些高效、安全、能保持食品原有风味和营养的杀菌新技术。

各种杀菌技术发展的历史长短不一，有着各自的特点和适用范围。现将现代食品工程中应用的各种新杀菌方法的特点、研究现状及其应用领域作以介绍。

1热力杀菌技术

1.1超高温瞬时杀菌技术

超高温杀菌于1949年随着斯托克（Stork）装置的出现而问世，其后国际上出现了多种类型的超高温杀菌装置。超高温处理可分为间接加热和直接加热两大类型。它是使料液迅速升温至130 ℃以上，然后保持几秒钟，再迅速冷却到30~40 ℃从而实现对料液瞬间的杀菌。超高温瞬时杀菌技术的杀菌效果特别好，几乎可达到或接近灭菌的要求，而且杀菌时间短，物料中营养物质破坏少，营养成分保存率达92％以上，大大优越于传统的热力杀菌法。配合食品无菌包装技术的超高温式杀菌装置在国内外发展很快，目前这种杀菌技术已广泛用于杀菌乳、果汁及各种饮料、豆乳、酒等产品的生产中[3]。

1.2欧姆杀菌技术

电阻加热杀菌也叫欧姆杀菌，是一种新型热杀菌方法，它借通入的电流使食品内部产生热量而达到杀菌的目的，是酸性和低酸性食品和带颗粒(粒径小于25 mm)食品进行连续杀菌的一种新技术。电阻加热杀菌使用交流电的频率为50-60 Hz, 它利用电极将电流直接导入食品，由食品自身的介电性质产生热量，以达到杀菌的目的。电阻加热的适用性由食品物料的电导率来决定，大多数能用泵输送的、溶解有盐类离子且含水量在30％以上的食品都可用电阻加热来杀菌，且效果很好，而一些脂肪、糖、油、未添加盐的处理水等非离子化的食品则不适用该技术。英国APV食品加工中心的试验表明，电阻加热已成功地用于各种包含大颗粒的食品和片状食品的杀菌，如马铃薯、胡萝卜、蘑菇、牛肉、鸡肉、片状苹果、菠萝、桃等[4]。在国内这一技术已试用于大豆食品的加工，且得到良好的效果。

1.3高压低温杀菌技术

高压低温杀菌是将食品在60 ℃条件下，使用608 MPa压对食品进行杀菌处理，可将霉菌和芽孢菌的数量减少到原先的十万分之一。在25 ℃的条件下，使用608 MPa，处理20 min，可将土豆色拉、猪肉等食品的芽孢菌全部杀死。美国用高压低温对天然果汁进行杀菌处理，也取得满意的结果[5]。该技术对肉食、果蔬或果汁，可在不破坏食品原有的成分结构和风味的情况下达到杀菌效果。

1.4微波杀菌技术

微波杀菌是指波长在1 mm~1 m(频率为300~3×105 MHz)之间的电磁波以光速向前直进，遇到食品类介质损失较大的物质则吸收，吸收后产生分子间的磨擦，从而把电波能转为热能。由于食品中的微生物吸收电能而使温度升高，破坏菌体中的蛋白质，从而起到杀死微生物服务体作用。微波加热杀菌，具有穿透能力强，节约能源，加热效率高等特点[6]。目前可用于肉、鱼、豆制品、牛乳、水果及啤酒等的杀菌。钱建亚[7]啤酒采用中高功率杀菌后，菌落总数小于14 cfu/mL，大肠菌群未检出，都符合国标GB4927-1985。

2冷杀菌技术

2.1超高压杀菌技术

所谓高压杀菌是指将食品放人液体介质中，加100 MPa-1000 MPa的压力作用一段时间后，如同加热一样，杀灭食品中的微生物的过程。高压杀菌对微生物的致死作用主要是通过破坏其细胞膜和细胞壁，使蛋白质凝固(蛋白质高级结构改变)，抑制酶的活性和遗传物质的复制等实现的。高压的杀菌效果，一般而言，压力越高，效果越好。在相同压力下延长受压时间并不一定能提高灭菌效果。高压杀菌避免了热处理而出现的影响食品品质的各种弊端，保持了食品的原有风味、色泽和营养价值。由于是液体介质的瞬间压缩过程，灭菌均匀，无污染，操作安全，且较加热法耗能低，减少环境污染。经研究高压处理后的果汁和蔬菜汁达到了杀菌效果，而且Vc损失很少，残存酶活性只有4％，色香味等感官指标不变，其综合效果优于热力杀。同时超高压杀菌还可能因其机械压力引起果蔬在极限压力下变形或状态明显改变，因此它主要运用于没有固定形状的果蔬制品中[8]，产生不可逆变化。黄亚东等

[9]利用超高压处理技术对纯天然、热敏性的胡萝卜-花生奶茶进行杀菌处理，能使蛋白质变性、微生物失去活性。还可达到保持营养、改善风味、提高品质、延长货架期等目的。

2.2辐射杀菌技术

自从原子能和平利用以来，经过40多年的研究开发，人们成功地利用原子辐射技术进行食品杀菌保鲜。辐照就是利用X射线、C射线或加速电子射线（最为常见的是60Co和137Cs的C射线）对食品的穿透力以达到杀死食品中微生物和虫害的一种冷灭菌消毒方法。受辐照的食品或生物体会形成离子、激发态分子或分子碎片，进而这些产物间又相互作用，生成与原始物质不同的化合物，在化学效应的基础上，受辐照物料或生物体还会发生一系列生物学效应，从而导致害虫、虫卵、微生物体内的蛋白质、核酸及促进生化反应的酶受到破坏、失去活力，进而终止农产品、食品被侵蚀和生长老化的过程, 维持品质稳定[10]。辐照杀菌几乎不产生热量，可保持食品在感官和品质方面特性，并适合对冷冻状态食品进行杀菌处理[11]。1980年联合国粮农组织（FAO）、国际原子能机构（IAEA）和世界卫生组织

（WHO）联合专家委员会，提出了“用10 KGY 以下剂量辐照的任何食品,都没有毒理学方面问题, 没有必要进行毒理学试验”的建议，从而在世界范围内推进了辐照在食品生产中的商业化应用[12]。

3其他杀菌技术

3.1脉冲电场杀菌技术

高压电场脉冲杀菌是将食品置于两个电极间产生的瞬间高压电场中，由于高压电脉冲（HEEP）能破坏细菌的细胞膜，改变其通透性，从而杀死细胞。高压脉冲电场的获得有2种方法。一种是利用LC振荡电路原理，先用高压电源对一组电容器进行充电，将电容器与一个电感线圈及处理室的电极相连，电容器放电时产生的高频指数脉冲衰减波即加在两个电极上形成高压脉冲电场。由于LC 电路放电极快，在几十至几百个微秒内即可以将电场能量释放完毕，利用自动控制装置，对LC振荡器电路进行连续的充电与放电，可以在几十毫秒内完成杀菌过程。另一种是利用特定的高频高压变压器来得到持续的高压脉冲电场[13-15]。杀菌用的高压脉冲电场强度一般为15～100 kV/ cm，脉冲频率为1～100 kHz，放电频率为1～20 kHz[16]。高压电场脉冲杀菌一般在常温下进行，处理时间为几十毫秒，这种方法有2个特点：一是由于杀菌时间短，处理过程中的能量消耗远小于热处理法。二是由于在常温、常压下进行，处理后的食品与新鲜食品相比在物理性质、化学性质、营养成分上改变很小，风味、滋味无感觉出来的差异。而且杀菌效果明显(N/No<10-9)，可达到商业无菌的要求，特别适用于热敏性食品，具有广阔的应用前景。

3.2脉冲强光杀菌

脉冲强光杀菌技术是采用强烈白光闪照的方法进行灭菌，它由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成。动力单元是一个能提供高电压高电流脉冲的部件，它为惰性气体灯提供能量，惰性气体灯能发出由紫外线至近红外区域的光线，其光谱与太阳光十分相近，但强度却强数千倍至数万倍，光脉冲宽度小于800 Ls。该技术由于只处理食品的表面，从而对食品的风味和营养成分影响很小，可用于延长以透明材料包装的食品及新鲜食品的货架期。周万龙等[17]研究表明，脉冲强光对枯草芽孢杆菌、酵母菌都有较强的致死效果，30余次闪照后，可使这些菌由105个减少到0个；脉冲强光起杀菌作用的波段可能为紫外线，但其他波段可能有协同作用。

3.3急速冷冻杀菌技术

英国科学家最近发现，使用干冰丸可以冻死有毒细菌。与其他广泛使用的化学消毒剂不同，干冰丸可迅速挥发，而没有残留物质。目前，英国一研究小组希望将该技术转化应用于饭店和食品加工厂里的设备表面净化。喷枪是由俄亥俄州拉夫兰的冷风机公司制造的。它每分钟喷出10 m3的压缩气体，其中混有谷粒大小的固体二氧化碳[18]。因为二氧化碳的温度是-78.4 ℃，与细菌接触后立即将细菌冷冻。

3.4高压静电场杀菌技术

高压静电场具有较好的杀菌作用，而且随着电场强度的增大和处理时间的延长，杀菌效果更好。但它也受包装的影响。蒋耀庭等[19]研究了高压静电场在生酱油灭菌处理的研究。黄炜等[20]利用高压静电场对水、果汁、牛奶等6种食品进行处理，结果显示，静电场能杀灭这些食品中的细菌，而且对食品的色、香、味不会产生影响。虽然高压静电场对食品有较好杀菌作用，但也会产生一定的负面影响，要广泛用于目前的食品工业，还存在一定的距离。

4展望

除上述杀菌新技术外，食品杀菌还有臭氧杀菌技术、CO2杀菌技术、远红外杀菌技术等传统杀菌技术，它们都在食品工业的不同领域显示出较好的应用价值。在我国食品工业中，由于生产技术的落后，大多数产品是利用传统的热力杀菌，致使一些产品的质量、档次不高。

今后在发展杀菌技术方面，应提高科技含量，拓宽杀菌技术的研究与应用，生产高附加值的食品，从而提高产品的档次及在国际市场的竞争力；其次积极引进国外现有的先进设备，在吸收消化的基础上加以改进，加快在食品工业中的应用工艺研究，从而与国际市场接轨。

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第三篇：新型传感器技术

前

言

传感器工作原理的分类：

物理传感器应用的是物理效应

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象

以其输出信号为标准可将传感器分为：

模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。

数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。

开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。

应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类：

(1)按照其所用材料的类别分 金属 聚合物 陶瓷 混合物

(2)按材料的物理性质分  导体 绝缘体 半导体 磁性材料

(3)按材料的晶体结构分 单晶 多晶 非晶材料

按照其制造工艺，可以将传感器区分为：

集成传感器薄膜传感器厚膜传感器陶瓷传感器

集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。

薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的，相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时，同样可将部分电路制造在此基板上。

厚膜传感器是利用相应材料的浆料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后进行热处理，使厚膜成形。

第1章 传感器敏感材料

1半导体硅材料

1.1 单晶硅：固态传感器的材料，优点：

优良的机械、物理性质，材质纯，内耗低、功耗小。机械品质因数高达106数量级，滞后和蠕变极小，机械稳定性好。

各向异性，具有很好的热导性，应变灵敏系数高。

1.2 多晶硅：是许多单晶的聚合物。晶粒的排列是无序的，不同的晶粒有不同的单晶取向，而每一晶粒内部具有单晶的特征。晶粒与晶粒之间的部位称为晶界，其对压阻效应的影响可通过控制掺杂浓度来降低。晶粒越大，压阻效应越大。

1.3 非晶体硅：在光电器件、传感器中应用。与晶体材料相比，非晶体硅具有：

（1）在可见光范围内具有高的光吸收系数。（2）淀积温度低（200-300ºC），可用多种材料作衬底，感受大面积淀积。（3）材料性能稳定，具有较高的机械强度。（4）具有高的塞贝克系数

（5）纯非晶硅没有压阻效应，利用微晶相与非晶相混合可产生压阻效应，灵敏系数高。（6）非晶硅的弹性模量和多晶硅一样，取决于制备和热处理，一般为（150—170）×103MPa。

可制成多种传感器，如光传感器，成象传感器，高灵敏度温度传感器，微波功率传感器，触觉传感器等。

1.4 硅蓝宝石：是在蓝宝石衬底上应用外延生长技术形成的硅薄膜。衬底是绝缘体，可实现元件之间的分离，且寄生电容小。

蠕变极小，优于单晶硅；耐辐射能力强；化学稳定性好，耐腐蚀性强。具有耐环境性强的优势。

2化合物半导体材料

先进的成象传感器材料。如碲镉汞、锑化铟、砷化镓等。开发长波段的应用。

无源探测的红外光敏技术，广泛应用。如红外夜视、火控、跟踪定位、精确制导

3石英敏感材料

3.1石英晶体 晶态sio2 特点：各向异性，具有压电特性；绝缘体；和单晶硅一样，具有优良的机械物理性质。

工作温度为２００℃－２５０℃

3.2 石英玻璃：非晶态SIO2，物理特性与方向无关。机械物理性能和化学性能极优。在７００ ℃－８００ ℃以前，弹性模量随温度的增高而增大，以后随温度的升高而下降。

最高使用温度为1100 ℃。适宜制造高精度传感器

4精密陶瓷材料

以化学合成的物质为原料，控制其中的组分比，经过精密的成型烧结，可制成适合传感器需要的多种精密陶瓷材料----功能陶瓷材料。

特点：耐热性，耐腐蚀性，多孔性，光电性，压电性等独特的性能。新开发陶瓷温度、气体、温度、光电、离子、加速度、陀螺等传感器 ZnO薄膜

作为压电体、光导体、光波导和半导体的多用途材料； 六角晶结构，各向异性体，有大的压电常数，大的声光、电光和非线性光学系数。淀积ZnO膜技术最广泛的方法是磁控溅射方法，可获得压电性能、光学性能优良，表面平坦而透明的致密薄膜层。6 铁电聚合物

是指含有铁电晶体组织的特殊高分子聚合物，如聚氯乙烯、聚偏二佛乙烯（PVF2)。

PVF2优良，具有压电、热释电特性。

应用在电-声和机-电传感器，如声频、超声波等。非晶态磁性合金

结构为长程无序，短程有序；

在旋转磁场中的各个方向的相对磁导率较高；

电阻率高，在交变磁场作用下，涡流损耗小，响应快，高频特性好； 磁致伸缩效应大；

机械强度高，高达2000-3500MPa。

根据传感器的具体特性要求确定这类材料的组分和形状。

8形状记忆合金

新的传感器材料，具有热弹性和超弹性；

过程：把某种记忆合金在高温下定形后，若冷却到低温产生形变，只要温度稍微升高就可以使形变迅速消失，并回到高温下所具有的形状。代表性材料有：NiTi ,CuZnAl,CuAlNi。复合材料

原子合成法通过控制材料的特性可以合成理想传感器材料;晶体合成法:多层结构,材料的混合在原子级上进行控制,合成的材料也叫人造晶格或超晶格;超晶格结构具有全新的材料特性;超晶格结构可随意控制物理常数,具有很大的发展前景。

硅材料的质量轻,密度为不锈钢的1/3,而弯曲强度为不锈钢得3.5倍,具有高强度比和高密度比;热导性为不锈钢7倍,而热膨胀系数不到不锈钢的1/7;

第2章 微机械加工技术

分为三类：硅微机械加工技术、超精密机械加工技术和X射线深层光刻电铸成型（LIGA)技术。

2.1硅微机械加工技术 硅微机械加工技术是硅集成电路工艺的扩展技术。主要用于制造以硅材料为基底、层与层之间有很大差别的三维微结构，包括膜片、悬臂梁、探针等微结构与特殊薄膜和高性能的电路相结合，成功制造出固态传感器 1.刻蚀技术

（１）体型结构腐蚀加工

腐蚀加工是形成微型传感器结构的关键技术，分为化学腐蚀（湿法）和离子刻蚀（干法）两种。

（2）表面腐蚀加工---牺牲层技术 利用硅表面微机械加工技术，开发、研制出尺寸小的悬式结构 工艺过程:

通过淀积法（溅射、蒸发）

在Si基片表面上生成SiO2牺牲层(微米级)

根据要求的形状刻蚀一部分SiO2

再剩下的SiO2层上通过淀积生成Si层

用刻蚀法刻蚀淀积的Si层

溶解SiO2牺牲层,获得与Si基片略连接或完全分离的悬臂式结构 2.薄膜技术

多晶硅膜、二氧化硅膜、金属膜等作为微型传感器结构的复合材料。制作方法：物理气相淀积和化学气相淀积。物理气相淀积是利用蒸镀和溅射。

化学气相淀积是让气体与衬底材料在加热的表面进行化学反应，使另一种物质在表面上形成膜。

(1)真空蒸镀：用蒸发铝和金的方法来获得电极的欧姆接触区，可直接制造敏感元件的薄膜。

(2)溅射成膜工艺,最流行工艺,设备较复杂,成膜速度慢,但形成的膜牢固,制出高熔点的金属膜和化合物膜,且化学成分不变。溅射方式有射频溅射、直流溅射和反应溅射等，射频溅射应用广泛。(3)化学气相淀积(CVD)：是使含有待淀积物质的化合物升华成气体，与另一种气体化合物在一个反应室中进行反应，生成固态的淀积物质，使之淀积在基底上而生成薄膜。

(4)等离子化学气相淀积(PECVD):在温度３５０－４００ ℃利用等离子体的活性。

过程：在反应过程中，为了产生等离子体，可加上直流或射频高电压，反应室通入一定量气体，使之发光放电，反应室内的气体将被电离而等离子化。3.固相键合工艺

把两个固态部件直接键合在一起的加工工艺，也就是把微机械部件装配在一起的一种技术。

典型例子就是硅－玻璃或金属－玻璃间的静电键合。

过程：把表面抛光的硅和热膨胀系数相近的玻璃紧密接触，在４００℃高温下，接上硅为正、玻璃为负的直流电压（５００－１５００伏）；在静电力作用下，使硅与玻璃在界面处接近到分子级的距离而形成牢固的、永久性的分子键合

2.2 传感器用石英、陶瓷、高分子聚合物和金属材料为基底时，用到超精密机械加工技术，如激光精密加工等。

2.3X射线深层光刻电铸成型技术

是深层同步辐射X射线光刻与电铸工艺相结合的制造技术。与牺牲层技术结合可制造出微型悬式结构。

工艺过程如下：

在硅基片上溅射牺牲层

用紫外光通过掩膜照射牺牲层，制作平面图形

在牺牲层上涂一层钛、镍组成的薄膜作为电铸的金属基底 在金属基底上淀积光致抗蚀剂层，覆盖掩膜

利用深层同步辐射X射线光刻技术对光致抗蚀剂层进行曝光 用化学蚀刻法蚀刻光致抗蚀剂层，制成电铸用的初级模板

在金属基底上，以初级模板为模型进行电铸，形成了与模板形状互为凹凸的三维结构

用化学溶剂溶解掉初级模板、金属基底和牺牲层，获得悬式结构

第3章 传感器的建模

3.1原因和过程

建立传感器的模型,在原理分析、结构设计、样机研制中有重要作用。

建模过程：（1）根据本质特征建立传感器的物理模型；（2）建立传感器的数学模型；（3）求解数学模型。

建模的方法：主要有能量法、概率法、状态法等

3.2受轴向力两端固支梁

建模步骤：１）几何方程；

２）物理方程；

３）弹性势能、弹性方程（对体积）；

４）动能；

５）梁上的任一点横截面处的初始应力；

６）由初始应力引起的初始弹性势能；

７）建立总的弹性势能；

８）建立泛函；

９）利用泛函原理；

１０）求解微分方程。

3.3改进悬臂梁

改进型悬臂梁的特征是：

在载荷F的作用下，梁的根部区域和端部区域的应力状态是相反的； 梁的根部受力情况优于典型悬臂梁，测力范围增大； 梁上布置测力元件优于典型悬臂梁。

第4章 硅电容式集成传感器

灵敏度高，稳定性好，量程宽

平行板式

C=ε0εA/d 通过改变极板间距d ,极板相对面积A（或长度L）和介电常数ε，可以使电容器的电容发生变化。

基于阻抗测量技术的电容信号检测，其测量线路有：（１）交流电桥式；（２）充放电式；（３）调频式；（４）谐振式。

硅电容式集成压力传感器的接口电路

1.开关-电容接口电路：由差动积分器和循环运行的A/D变换器组成。电路的工作过程：复位、检测、换算和转换。2.电容—频率变换电路

采用电容—频率变换电路，可将电容输出的电压变换为频率 信号输出。可直接接入计算机。

第5章 谐振式传感器

由ERD组成的电—机—电谐振子环节，是谐振式传感器的核心。适当地选择激励和拾振手段，构成一个理想的ERD，对设计谐振式传感器至关重要。由ERDA组成的闭环自激环节，是构成谐振式传感器的条件。

由RDO(C)组成的信号检测、输出环节，是实现检测被测量的手段。

每周平均储存的能量Q每周由阻尼损耗的能量值反映了谐振子振动中阻尼比的大小及消耗能量快慢的程度。同时也反映了幅频特性曲线谐振峰的陡峭的程度，即谐振敏感元件选频能力的强弱。

双激单拾

单激双拾

稳定的自激振荡：

1、幅度平衡条件|AF|=1

2、相位平衡条件φA+φF=(2n+1)π（n=0,1,2,3···）

采用电磁方式作为激励、拾振手段最突出的优点是与壳体无接触，但也有一些不足。如电磁转换效率低，激励信号中需引入较大的直流分量，磁性材料的长期稳定性差，易于产生电磁耦合等。

第6章 声表面波传感器

特点：高精度；与微处理器连接，简单；可批量生产等。纵波是质点的振动方向与传播方向同轴的波

横波 质点的振动方向与波的传播方向垂直

声表面波的衰减

波束偏离和衍射效应引起的． 原因：

材料固有的衰减；

材料表面粗糙引起散射； 向外辐射声波．

叉指换能器

功能是激励瑞利表面波（１）基本特性：

基本结构：叉指电极、叉指周期、换能器孔径。物理过程：压电效应和逆压电效应。

基本性能：频率高、对称性、带宽取决于指对数、互易性、内加权、制造简单，重复性、一致性好。

第7章 薄膜传感器

薄膜与传感器特性的关系: 1)选择性;2)可靠性;3)响应时间;4)分辨率;5)其它特性

厚膜与薄膜：区别不在于膜的厚度，而是制备工艺的不同。薄膜（真空蒸镀，溅射，气相淀积）

第8章 气体传感器

主要参数与特性

响应时间 选择性 稳定性 温度特性 湿度特性

电源电压特性

应变效应：导体或半导体电阻随其机械变形而变化的物理现象。

光纤数值孔径：入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度α的正弦值就称为光纤的数值孔径（NA = sinα）

SAW模式转换：针对瑞利波，其质点作椭圆振动，有横振动又有纵振动，遇到阻抗不连续时，入射波一部分以瑞利波形式反射回来，还有一部分能量在反射时转换为体波

压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。

逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。

单模光纤芯径小（10m m左右），仅允许一个模式传输，色散小，工作在长波长（1310nm和1550nm），与光器件的耦合相对困难

多模光纤芯径大（62.5m m或50m m），允许上百个模式传输，色散大，工作在850nm或1310nm。与光器件的耦合相对容易

压阻效应，是指当半导体受到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，使其电阻率发生变化的现象

速度劲化：压电晶体，由于压电效应，在声波传播过程中，将有一个电势随同传播，且使声波速度变快。

与频率无关--非色散波

金属赛贝克效应：在两种不同导电材料构成的闭合回路中，当两个接点温度不同时，回路中产生的电势使热能转变为电能的一种现象。

波束偏离－－各向异性固体，波的相速度与群速度不一致；或相位传播方向与能量传播方向不一致．

第四篇：什么是新型墙体材料

什么是新型墙体材料，它有哪些优越性?(2005/12/05 10:58)

什么是新型墙体材料，它有哪些优越性? 新型墙体材料是一个相对的概念，随着社会和经济的发展及科技水平的不断进步，新材料不断涌现，不同时期的新型墙体材料的含义不同。从保护耕地、保护环境、节能利废的角度出发，新型墙体材料的定义是指：主要以非粘土为原料生产的墙体材料，尤其鼓励利用工业废渣，如粉煤灰、煤矸石等大宗废渣生产的墙体材料。由于目前国情和科技水平所限，考虑到面广量大的砖瓦企业不可能做到一下子转产非粘土墙体材料，而粘土实心砖改产粘土空心砖，转产资金省、工艺技术便于掌握，是切实可行的，同时也能节约部分土地，因此，目前把孔洞率达到国家和省规定比例的粘土制品作为一种过渡产品，在一定时期内视为新型墙体材料。我省规定：可视为新型墙体材料的粘土空心砖孔洞率要达到25%以上的烧结多孔砖、45%以上的烧结空心砖和空心砌块的标准，可视为新型墙体材料的掺人工业废渣生产的粘土制品，废渣掺入的体积比要大于30％。随着墙改工作的发展，以上标准将逐步提高。新型墙体材料一般具有保温、隔热、轻质、高强、节土、节能、利废、保护环境、改善建筑功能、增加房屋使用面积等一系列优点，其中相当一部分品种属于绿色建材。当前阻碍人们在住宅建筑中采用新墙材的重要原因，是新墙材价格一般较高，用简单的每平方米建筑面积材料价格对比的方法，无疑新墙材房屋造价自然要贵，如果用同等功能房屋综合经济分析方法对比，就不贵。据各地调查计算，由于新墙材房屋减轻重量降低基础造价，扩大使用面积，节约工时，节省材料，缩短还贷周期，减少贷款利息，再加上各种优惠政策因素，大部分新墙材房屋综合造价非但不贵，反而略有降低，这点已有不少实例所证明。我省发展的大宗新墙材主要有：砼空心砌块、煤渣砌块、粘土空心砖、粉煤灰加气砌块、煤矸石砖：粉煤灰烧结砖及各种轻质、复合板材等，大多数不用或少用粘土资源，具有显著的社会效益和经济效益。

第五篇：新型分离技术

化工与能源学院

科技论文写作课程论文

专业班级： 姓名： 学号： 指导老师：

写作日期：

2013年6月5日

成绩：

新型分离技术的应用及研究现状

摘要本文对膜分离技术、色谱分离技术、吸附分离技术、离心分离技术、萃取分离技术等新型分离技术的应用和研究现状进行了阐述

Abstract In this discourse , the author introduces the status oftheapplicationandresearch of some new separation technology such as membrane separation technology, chromatography, adsorption separation technology, centrifugal separation, extraction separation technology and so on.分离技术是研究生产过程中混合物的分离、产物的提取或纯化的一门新型学科,随着社会的发展,对分离技术的要求越来越高,不但希望采用更高效的节能、优产的方法,而且希望所采用的过程与环境友好.正是这种需求,推动了人们对新型分离技术不懈的探索.近十余年来,新型分离技术发展迅速,其应用范围已涉及化工、环保、生化、医药、食品、电子、航天等领域,不少技术已趋成熟.下面一一进行阐述.[1]1 膜分离技术

1.1 分离膜的种类

随着科学技术的发展，膜的种类得到发展，按材料性质，可以分为高分子膜、金属膜、无机膜.根据结构可分为均质膜、非对称膜、复合膜、离子交换膜、荷电膜、液膜.按成膜方法不同，分为三类，微孔膜(即核孔膜)、控制拉伸膜和海绵状结构膜.1.2 膜分离过程

微滤是最早使用的膜分离技术，是在压力差作用下进行的筛孔分离、使不溶物浓缩的过程，主要用于滤除 0． 05 ～ 10 μm 的悬浊物质颗粒.主要应用于截留颗粒物、液体澄清以及除菌.超滤是在压力差作用下进行的筛孔分离过程.纳滤是从水溶液中分离除去中小分子物质的过程(分子量为 300 ～ 500).其原理是在超滤和反渗透间提供了一种选择性媒介，在浓缩有机溶质的同时，也可脱盐.1.3国外分离技术的发展及研究进展

[2］

早在上世纪 30 年代，硝酸纤维素微滤膜已商品化，近年来开发出聚四氟乙烯为材料的微滤膜新品种，它使用范围非常广，销售额居于各类膜的首位.从上世纪 70 年代，超滤应用于工业领域，现在应用领域非常广泛.上世纪 80 年代，新型含氟离子膜在氯碱工业应用成功.第三代低压反渗透复合膜，性能大幅提高，已在药液浓缩、化工废液、超纯水制造等领域得到广泛应用.1979 年 Monsanto 公司成功研制出 H2/N2分离系统.渗透汽化于 80 年代后期进入工业应用，主要用于醇类等恒沸物脱水，该过程节约能源，不使用挟带剂，使用起来比较经济.此外，用渗透汽化(PV)分离有机混合物，近年也有中试规模研究的报道.1.4国内分离技术的发展及研究进展

［3-4］

我国膜技术始于上世纪 50 年代末，1966 年聚乙烯异相离子交换膜在上海化工厂正式投产.1967年用膜技术进行海水淡化工作.我国在 70 年代对其它膜技术相继进行研究开发(电渗析、反渗透、超

滤、微滤膜)，80 年代进入应用推广阶段.中国科学院大连化物所在 1985 年首次研制成功中空纤维N2/H2分离器，现已投入批量生产.我国在 1984 年进行渗透汽化(PV)研究，1998 年我国在燕山化工建立第一个千吨级苯脱水示范工程.中国科技部把渗透汽化透水膜、低压复合膜、无机陶瓷膜及天然气脱湿膜等列入“九五”重点科技攻关计划，分别由清华大学、南京化工大学及中科院大连化物所、杭州水处理中心承担，进行重点开发公关.1998 年 10月国家发改委在大连投资兴建国家膜工程中心，技术上以中国科学院大连化物所为依托.1.5在医药用水制备中的应用

Taylor［5］和Transen

［6］

采用离子交换、反渗透与炭吸附、荷电吸附材料及终端除菌滤器等技术，做成医药用水生产装置，生产无菌注射用水.丁绍敏等［7］比较了去离子水与超滤水的质量，结果使用超滤生产的输液的澄明度有了明显的提高.2 色谱分离技术

2.1 色谱技术简介

色谱是从混合物中分离组分的重要方法之一.色谱技术甚至能够分离物化性能差别很小的化合物,当混合物各组成部分的化学或物理性质十分接近,而其它分离技术很难或根本无法应用时,色谱技术愈加显示出其实际有效的优越性.如在消旋体处理等许多方面,所要求的产品纯度标准只有使用色谱技术才能达到.因而在医药、生物和精细化工工业中,发展色谱技术进行大规模纯物质分离提取的重要性日益增加.下面,通过几个实际中的例子来说明色谱分离技 术在实际中的应用.2.2 色谱分离技术在淀粉糖工业中的应用

淀粉糖经水解后的产品液中还存在许多其他的单糖、多糖、聚合糖和/或多元醇.在我国,许多厂家没有采用组分分离工艺,或采用的分离工艺只能分离出其中的一个主要组分,在提取出部分产品后由于杂糖、醇和/或其他杂质在母液中的畜集而无法继续利用.如能将它们分离纯化可得到各种产品,大大增加产品价值.如用阳离子交换色谱柱法将麦芽糖生产的糖浆分为麦芽糖和麦芽三糖.[9][8]

如麦芽糖生产中产生的大量含麦芽糖70%,麦芽三糖以上糖分为30%的高麦芽糖浆,便可采用阳离子交换色谱柱法分离成两部分.一部分中麦芽糖含量纯度为97.5%,用于直接生产结晶麦芽糖;另一部分含麦芽三糖65%以上,麦芽糖30%左右,再经处理后可生产麦芽三糖产品.国外使用色谱技术于糖醇分离,已变得非常普遍,几乎为所有公司采用.有些公司甚至专门从我国或其他地方收购纯度低的糖醇产品,通过色谱分离获得高纯度产品高价销售.[10]

2.3 蛋白质组学研究中的色谱分离技术

目前,用于“海量”蛋白质混合物的高效分离方法主要有二维电泳和高效液相色谱两种方法.其中因分离度高并具有直观图谱而被普遍采用的方法为二维电泳,即2DE方法.[11]

2DE与质谱联用技术已经成为蛋白质组学研究中一个较为成熟的技术平台,被广泛应用于蛋白质组学研究的各个方面.但由于该技术伴随其诞生所固有的缺陷,因此近几年对该方法进行了一些改进,如对电泳前生物样品进行预浓缩和预分离、分步提取以及对凝胶的染色过程进行优化,但都未有实质性的进展.为了解决这种方法存在的问题,另一种高效分离方法,[12]

即高效液相色谱方法(HPLC)获得了愈来愈多的应用,特别是各种模式色谱联用组成多维色谱分离技术逐渐被采用,并与质谱联用以克服二维凝胶电泳存在的缺陷.通常与质谱联用的多维色谱分离方法是基于两种或两种以上不同分离机理方法的优化和组合,其峰容量为最后一种模式色谱对前一种(或几种)模式色谱分离所得的所有馏分进一步分离的色谱峰的总和.分离方法的选择除了根据分离对象和目的的不同考虑不同分离方法以及组合方式外,还应考虑质谱鉴定的要求以及最后从蛋白质数据库检索的需要.由于蛋白质组的庞大和复杂,通常需要对其进行预分离以缩小分离范围,再进一步进行高效分离.[13]

2.4展望

综上所述,尽管不同色谱分离方法还存在一些不足之处,但它们以引人注目的各种优点,如高分辨率、快速、低成本等,赢得了人们的青睐.色谱分离方法不仅会在实验室得到广为应用,而且在大规模制备色谱领域内也具有极大的潜力.此外,各种色谱分离方法的合理组合技术方法,也是今后研究的重要内容和方向.3吸附分离技术

3.1 吸附与吸附分离技术

吸附是一表面现象,在流体(气或液)与固体表面(吸附剂)相接触时,流固之间的分子作用引起流体分子(吸附质)浓缩在表面.对一流体混合物,其中某些组分因流固作用力不同而优先得到浓缩,产生选择吸附,实现分离.吸附分离过程依据流体中待分离组分浓度的高低可分为净化和组分分离,一般以质量浓度10%界限

[14],小于此值的称为吸附净化.吸附是自发过程,发生吸附时放出热量,它的逆过程(脱附)是吸热的,需要提供热量才能脱除吸附在表面的吸附分子.吸附时放出热量的大小与吸附的类型有关:发生物理吸附时,吸附质吸附剂之间的相互作用较弱,吸附选择性不好,吸附热通常是在吸附质蒸发潜热的2~3倍范围内,吸附量随温度升高而降低;而发生化学吸附时,吸附质吸附剂之间的相互作用强,吸附选择性好且发生在活性位上,吸附热常大于吸附质蒸发潜热的2~3倍.在吸附分离技术的实际应用中,吸附剂要重复使用,吸附与脱附是吸附分离过程的必要步骤.吸附剂脱附再生的实现方式主要有两种:提高吸附剂温度和用低吸附质浓度的流体.早期的吸附分离技术主要用于吸附净化方面,随着20世纪50年代合成沸石分子筛的出现,使吸附分离技术得到快速发展,在化工、石化、生化和环保等领域得到广泛应用,其中变温吸附(TSA)、用于气体组分分离的变压吸附(PSA)和用于液体组分分离的模拟移动床(SMB)分离技术成为应用的主流.3.2 吸附材料[15] 开发吸附分离技术应用的一个关键是吸附剂——具有各种微孔结构和表面性质的大比表面固体材料(150~1 500m2/g),用于流体混合物中组分的吸附分离.吸附剂主要有活性炭、沸石分子筛、氧化铝、硅胶、高分子吸附剂和离子交换树脂.常用吸附剂的主要特性见表2.硅胶、氧化铝和沸石分子筛都可以用作为吸附干燥剂,但由于各自性质不同,适用的场合也不一样.一般来说,在干燥程度要求不高时,使用硅胶较普遍,因硅胶要求的再生温度较低;分子筛适用于要求深度干燥的场合,但需较高的再生温度,不适用PSA模式,因分子筛与水的相互作用强,仅靠变化流体浓度不能实现再生.如在仪表风等气体的PSA干燥中,适合的吸附剂是氧化铝而不是硅胶,因硅胶的强度稍差,其落粉率不能满足要求.活性炭为非极性材料,对有机物有较强的吸附能力,故一般有机挥发物(VOC)的脱除和回收都使用活性炭作为吸附剂.空气的PSA制氧过程是利用了分子筛吸附剂的吸氮量大于其吸氧量的特性,而空气的PSA制氮过程则利用了N2在炭分子筛上的吸附速率大于O2的几十倍的特性,这正好反映了实现吸附分离的主要依据:利用不同流体在吸附剂上吸附量或吸附速率的差异.吸附剂的性能决定着吸附分离技术的应用,因此吸附剂的开发一直是吸附分离技术的研发重点.针对吸附分离体系的特性,吸附剂的研发有多种方式:(1)改进现有的吸附剂,以提高过程的经济性和效果,如PSA制氧过程采用的吸附剂由CaA、10X到LiNaLSX(LSX代表低硅铝比的八面沸石型分子筛),增加分子筛的局部电场,提高其吸氮容量,而吸附过程则由PSA发展到真空变压吸附(VSA),节省过程的能耗;(2)通过合成新型的吸附剂和吸附分离用的材料,如各种新的分子筛被合成出来,并在吸附分离过程中得到应用;(3)结合现有吸附材料的性质,开发出具有应用新特点的吸附材料和过程,如针对不同的流体干燥场合,利用氧化铝、硅胶和分子筛等常用干燥剂的特性(见图1),来开发满足特定应用领域的各种干燥剂有着广阔的空间;(4)利用吸附剂和吸附质的某些性质,开发有应用针对性的吸附分离技术,这是吸附剂发展的主要方向.3.3现状分析及展望

随着21世纪各种吸附剂的不断出现和改进,吸附理论得到了长足的发展,吸附分离过程成为了具有广泛和重要应用的单元操作.新吸附剂的研制开发与应用是吸附理论与吸附分离技术取得进展的主要推动力,其中实验与理论方法和计算机模拟更紧密地结合对这样的进展会起着关键的作用;而可持续的社会发展需求为吸附理论与吸附分离技术的发展提供了广阔的空间,值得有志者去努力.4离心分离技术

4.1离心技术简介

虽然分离技术种类繁多

[16-19]

:有机械的、化学的、电分离和热分离等(其中包括离心分离、过滤、超滤、反渗透、结晶和渗析等技术),但离心分离技术与其它技术相比,有下述几个方面的特点:(1)占地面积小;(2)停留时间短;(3)无需助滤剂;(4)系统密封好;(5)放大简单;(6)过程连续;(7)分离效率易于调节;(8)处理量大.故自1836年第一台三足式离心 机在德国问世后,迄今分离技术有了很大的发展.各类离心机种类繁多,正在向高参数、系列化、专用机、多功能、新材料及自动化等方面发展,并已广泛用于化工、食品、轻工、医药、军工、造船、环保、生物 工程等近三十个工业领域.目前,随着计算机技术的发展,计算机辅助设计(CAD)技术与模块化设计的普遍应用,全球市场竞争愈加激烈、多样化、个性化的客户需求为离心分离机械实施大规模定制奠定了基础,故大规模定制设计(DFMC)已成为设计方面的新动向.4.2国内技术现状

我国离心分离行业尚属正在发展中,总体水平不高.随着社会进步,人们对环保、能源以及装备对品质的影响有了新的认识.同时,通过国外技术交流和合作以及成套项目的引进、消化与吸收,促进了我国离心分离技术的迅速发展,主要体现在:(1)已基本形成了一个科研、设计和制造的体系.(2)成立了分离领域的学术组织.(3)在基础理论与应用方面进行了研究.(4)目前已能生产三足、上悬、活塞、螺旋、离心力卸料,振动、进动卸料、刮刀及虹吸刮刀、翻袋及旁滤等离心机;分离机则有碟式、室式及管式.上述产品不仅遍及全国且远销国外,且技术特性较“九五”期间有所提高.(5)为满足特殊工艺要求(防污染、密闭、防爆等),一些新型离心机亦先后问世.例如,笔者曾研制一种适合于GMP的新型离心机,并获国家专利.还有内旋转子过滤离心机的研制,立式密闭螺旋机及复合机等亦已投产.(6)自控技术与CAD技术的应用.(7)各种相关标准的制订.(8)同国外著名离心机厂商的技术合作.4.3国外离心分离技术的进展

[20-26]

瑞典Alfa-laval公司,在碟片流道研究中发现,碟片间隙横断面上的速度分布取决于一个无量纲数λ,而工业离心机的λ通常在5~28之间.随着λ值的增加,碟片的转速增加,薄层减少,可提高雷诺数并缓和涡流.通过对碟片间隔件和分布孔的巧妙设计,进料量可增加20%.此外,还对相分离技术进行了研究.近年来,研究人员为选择最佳方案,采用流场分离法、有限元模拟法、大梯度密度梯级法、反模态分析法等,对离心机的工作性能和关键零件进行研究,为设计优良性能的离心机提供了理论依据.并对带内洗涤的卧螺离心机中堰池深度以及卧螺离心机技术参数之间的关系等进行了最佳化研究.为提高产品的纯度,及满足能源和环保的要求,高参数已成为国外机型的发展特点.由于生物工程需要分离极细的颗粒,如细菌、酶及胰岛素等,故最新碟式机已可处理0.1Lm微粒,且分离因数可达15000.如德国Westfalia公司的CSA160机型和瑞典Alfa-laval公司的BTAX510机型均属此例.随着工艺要求的提高,新机型不断问世.美国Dorr-Oliver公司的BH-46型碟式机,转鼓内径已达1.2 m,转鼓重量为4.5 t,用2个功率为220 kW的电机驱动,最大生产能力为450 m3/h,当量沉降面积已达250,000 m2,为碟式机之最.瑞典Alfa-laval公司用于生物技术的BTUX510型碟式机,具有自动调节的涡流喷嘴.利用喷嘴进料黏度和浓度的关系,可提供恒定的固相浓度,与进料速度和固体含量的变化无关.而具有10000分离因数的卧螺离心机,可从某种程度上弥补管式分离机的不足.BTNX3560-A机 型的特点是先进的旋转动态设计:主轴承改为弹性安装,可延长寿命,降低机器噪音与振动.德国Krauss-Maffei公司最新研制的SZ型活塞机,尺寸虽小,却更能有效进行固相分离.还有德国Flottweg公司用于处理难分离物料的双锥体卧螺离心机等.4.4 新材料的应用[27-28] 为了提高分离机械的性能、强度、刚度、耐磨性和抗腐蚀性,一批新型材料不断涌现.如,工程塑料、硬质合金以及性能优良的耐磨耐蚀不锈钢材料.法国曾研制一种用硬质陶瓷制成的转子,英国也曾研制由合成树脂构成的连续纤维复合材料转子.但在碟式机中,由于需要高强度和一定的耐腐性能,双相组织的不锈钢广泛采用.最近,俄国研制成功一种双相钢04X25H5M2(即04Cr25Ni5Mo2),有足够的强度和塑性.德国的Wischnouskii等研制的分离机转鼓新材料,具有强度高、塑性和耐腐蚀性好的特点.为弥补耐蚀和强度之间的矛盾,一些先进的制 造商普遍采用了转鼓的自增强技术.4.5 结语

综上所述,新材料和新型离心机正在不断研发出:世界离心机行业正在进一步探索和研究,深信国内将会向国际水平不断努力.5 萃取分离技术

5.1萃取分离技术概括

传统的提取物质中有效成分的方法工艺复杂、产品纯度不高, 而且易残留有害物质.萃取分离是一种新型的分离技术, 即在原料液中加入一个与其基本不相混溶的液体做为溶剂, 造成第二相;利用原料液中各组分在两个液相之间的不同分配关系来分离液体混合物.萃取分离是重要单元操作之一, 具有提取率高、产品纯度好、能耗低等优点.这项技术除了用在化工、医药等行业外, 还可用在烟草、香料、食品等方面.随着各种新技术的发展, 萃取分离技术不断改进优化, 新型萃取分离技术不断出现并完善, 这项技术在未来具有广阔的发展前景.以下对溶剂萃取精馏分离技术和超临界流体萃取分离的原理、特点和应用进行阐述.5.2萃取精馏[29-30]

萃取精馏是通过向精馏系统中加入适当的质量分离剂(MSA)来显著增大相对挥发度很小或者易形成共沸物的混合物组分之间的相对挥发度,使分离易于进行, 从而获得产品的一种特殊精馏技术.最近几年, 世界各国化学工业公司都在尝试如何将萃取精馏技术应用于工业过程改进、解决化学工业中难题, 以提高化工工业效益.溶剂的好坏是萃取精馏成败的关键, 工业生产过程的经济效果如何,与溶剂的选择密切相关.为了适用于工业化生产,溶剂的选择要考虑其选择性、沸点、溶解度、热稳定性和化学稳定性及适宜的物性.此外, 无毒、无腐蚀、来源丰富也是选择溶剂要考虑的因素.选择溶剂的一般方法是先采用性质约束法(试验法、经验筛选法和活度系数法)划定分离混合物系所需溶剂的大致范围, 对于一个被分离物系, 通过这种方法往往可以得到多个适用的溶剂, 然后应用计算机优化方法(计算机辅助分子设计方法、人工神经网络方法)寻求最佳溶剂已成为研究的方向.一般的萃取精馏过程采用塔工艺流程, 设备主要由萃取塔和溶剂回收塔组成.目前,萃取精馏技术的研究重点之一就是进一步提高萃取剂的选择性、改进工艺过程, 减少单元操作和建设成本.萃取精馏塔采用是板式塔型式, 由于浮阀塔板具有高效率、高弹性和高生产能力等优点, 所以目前在国内外是采用最为广泛的塔板之一.5.3超临界流体萃取技术

[31-33]

超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,SFE)是近几年来迅速发展起来的一门新兴的高效分离技术.在化工、食品、香料、工业方面已有工业化应用规模.当气体超过一定的温度压力时, 便进入临界状态, 此时的流体成为超临界流体(如二氧化碳、乙烯、氨、丙烷、水等).目前, 超临界流体应用较多的是二氧化碳,因其临界温度 31.26℃,临界压力7.2MPa, 临界条件易达到, 并且具有化学性质不活泼、对大部分物质不反应、无色无毒无味、不燃烧、安全性好、价格便宜、纯度高、容易获得等优点, 因此, 在超临界萃取中常用.超临界流体兼有气液两重性的特点, 它既具有气体相当高的渗透能力, 又兼有与液体相近的密度和对物质优良的溶解能力.这种溶解能力能够随着体系参数(温度和压力)而发生变化, 因而可以通过改变体系的温度和压力使被提取物的溶解度发生变化而分离出来,从而达到分离提取的目的.5.4萃取分离展望

萃取溶剂选取方法已经由被动的选取向有目的的合成新化合物转变,由单一溶剂向混合溶剂转变, 筛选的范围更广泛, 筛选的溶剂更合理、准确, 前期试验工作量大大减少.随着近年来萃取剂选取范围扩大, 混合溶剂的选用, 萃取精馏工艺过程及塔板结构的改进, 萃取精馏技术应用于化学工业的场合范围扩大.对于解决现今化工生产中存在的问题或难题, 采取萃取精馏是一种值得优先考虑的技术.萃取分离技术发展至今, 其发展方向已经从常规萃取分离转向解决普通萃取分离过程无法分离的问题, 通过物理或化学的手段改变物系的性质, 使组分得以分离, 或通过特殊技术促进分离过程, 并且要求低能耗、低成本, 向清洁分离发展.在基础研究方面, 研究深度由宏观平均向微观、由整体平均向局部瞬态发展;研究目标由现象描述向过程机理转移;研究手段逐步高技术化;研究方法由传统理论向多学科交叉方面开拓.参考文献： [1]王中海,罗小苟,刘亮,张晓晖,黄向阳.新型分离技术的应用及研究现状[B].矿业快报2007,9(9).[2]王从厚，吴鸣． 国外膜工业发展概况［J］． 膜科学与技术，2002，22(1): 65-72．

[3]郭有智． 中国膜工业发展战略研究［J］． 化工新型材料，2002，30(6): 4-8．

[4]黄加乐，董声雄． 我国膜技术的应用现状与前景［J］．福建化工，2000(3): 3-6．

[5]Taylor M A． Portable intravenous solution preparation ap-paratus and method: US，5259954［P］． 1993-11-09．

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