膜分离技术在化工生产中的应用[最终定稿]

第一篇：膜分离技术在化工生产中的应用

题 目 膜分离技术在化工生产中的应用

姓 名 学 号

所在学院 长沙航空职业技术学院 年级专业 指导教师 完成时间

年 月 日

摘要：

膜分离技术.，其诞生和发展是近五十年的事。上个世纪 50～ 60 年代, 人们已经开始意识到能源的潜在危机, 传统高能耗的分离技术面临巨大威胁, 不得不寻求新的节能分离方法.于是, 50 年代为膜科学及技术的基础研究阶段, 60～70 年代为发展并实现工业化阶段, 80 年代至今为技术深化完善, 扩大应用, 并研发高难度新型膜分离技术阶段.膜分离技术发展到今天可分为: 微滤;超滤;反渗透;电渗析;气体扩散;渗透蒸发;液膜分离等.膜分离过程一般无需相变化, 因此对热敏性, 相对挥发度小或存在共沸点的混合物具有独特的优势, 同时还节省能耗, 工业上有用膜分离来取代或部分取代精馏的情况.目前, 气体混合物的分离工业应用较为成熟的有, 如美国Monsanto公司开发的气体膜分离器用于分离H2 和CO 2[2];液体混合物分离方面, 较成功的应用有反渗透用于海水淡化和医药及微电子工业无菌水的制造;超滤用于酶和蛋白质生产中大分子产品的分离提纯, 食品工业中乳制品, 果汁, 酒的浓缩, 超滤还应用于环保中废水处理, 如汽车制造业中电泳涂料清洗用水的处理, 纸厂纸浆废水处理等.近年来, 无机膜应用于微滤和超滤取得了重大进展, 它解决了聚合物膜的化学稳定性和热稳定性差的问题, 而且选择性也大大提高了.膜分离技术是一种新型高效的分离技术，是对非均相体系中不同组分进行分离、纯化与浓缩的一门新兴的边缘交叉学科。它具有过程不发生相变及副反应、无二次污染、分离效率高、操作条件温和、能耗低等优点 ,是缓解资源短缺、能源危机和治理环境污染的重要措施 ,因而得到世界各国普遍重视 ,并在海水淡化、化工、印染、环保、食品、生化过程等领域得到了广泛应用。

目前膜分离技术被公认为 20 世纪末至 21 世纪中期最有发展前途的高科技之一[1]。在短短的几十年里膜技术迅速发展 ,受到世界的瞩目。扩散定理、膜的渗析现象、渗透压原理、膜电势等一系列研究为膜的发展打下了坚实的理论基础。相关科学技术的突飞猛进也使得膜的实际应用成为可能。关键词：

目录

引言.................................................................................................................错误！未定义书签。第一章 膜分离过程与膜分离技术.................................................................................................4 1.1 膜分离过程.......................................................................................................................4 1.2 膜分离技术.......................................................................................................................4 第二章 膜分离技术在废水处理中的应用.....................................................................................5 2.1 超滤膜分离技术在废水处理中的应用...........................................................................5 2.2纳滤膜技术在废水处理中的应用....................................................................................5 2.3乳化液膜技术在废水处理中的应用................................................................................6 2.4膜生物反应器技术在废水处理中的应用........................................................................8 第三章 结语...................................................................................................................................10 参考文献.........................................................................................................................................10

第一章 膜分离过程与膜分离技术

1.1 膜分离过程

膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质 ,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时 ,原料侧组分选择性地透过膜 ,以达到分离、提纯的目的。不同的膜过程使用不同的膜 ,推动力也不同。

目前已经工业化应用的膜分离过程有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(GS)、渗透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)、膜生物反应器(MBR)等。

1.2 膜分离技术

超滤(UF)、纳滤(NF)、乳化液膜(ELM)、膜生物反应器(MBR)这四大过程在技术上已经相当成熟 ,已有大规模的工业应用 ,形成了相当规模的产业 ,有许多商品化的产品可供不同用途使用。气体分离和渗透汽化是正在发展中的技术。其中气体分离相对较为成熟一些。目前已有工业规模的气体分离体系是:空气中氧和氮的分离;合成氨厂中氨、氮、甲烷混合气中氢的分离;天然气中二氧化碳与甲烷的分离。渗透汽化是这些膜过程中唯一有相变的过程 ,在组件和过程设计中均有特殊的地方。它主要用于有机物/水 ,水/有机物 ,有机物/有机物分离 ,是最有希望取代某些高能耗的精馏技术的膜过程。20世纪80年代中期进入工业化应用阶段。

膜分离技术的水处理应用

近年来，膜分离技术应用干废水处理是一项重大的技术突破，既能对废水进行有效的净化，又能回收一些有用的物质，因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。本文主要对超滤膜，纳滤膜、乳化液膜以及膜生物反应器技术在废水处理中的应用和发展进行综述。

第二章 膜分离技术在废水处理中的应用

2.1 超滤膜分离技术在废水处理中的应用

超滤膜简介

超滤(Ultra-Filtration ,UF)是一种压力驱动的膜分离过程，是根据分子的大小和形态而分离的筛选机理进行分离的。自20世纪60年代以来，超滤很快从实验规模发展成为重要的工业单元操作技术，它已广泛用于食品．医药，工业废水处理，高纯水制备及生物技术工业。在工业废水处理方面应用的最普遍的是电泳涂漆过程，城市污水处理及其他工业废水处理领域都是超滤未来的发展方向。

超滤膜在废水处理中的应用 含油废水处理

机械行业工件的润滑．清洗和石化行业的炼制及加工等会产生含油废水，其油一般为漂浮油、分散油和乳化油三种形式存在。．其中乳化油的分离难度最大，用电解或化学法破乳使油粒凝聚的费用较高，而超滤就不需要破乳直接可将油水分离，特别适用于高浓度乳化油的处理和回收。超滤处理乳化油废水时，界面活性剂大部分可透过，而超滤膜对油粒子完全阻止，随浓度增加油粒子粗粒化成为漂浮油浮于液面上，再用撇油装置即可撤除。陆晓千[ ]等用超滤膜技术处理清洗车床、设备等含油污水，颜色为乳白色，含油(1000～5000)mg/1，COD浓度高达(10000～50000)mg/l，经超滤膜处理后，颜色透明。含油低于10Ing/l，COD(1700～5000)mg/l，除油滤99％。

2.1.2.2城市污水的处理

污水再利用不仅减轻环境污染，而且也是解决水资源短缺的有效方法。城市污水经二级生化处理后进行超滤，可进一步降低水的浊度、色度及有机物。超滤出水可作为循环冷却水、造纸用水等对水质要求不太高的工业用水水源。2.1.2.3电泳涂漆水处理

电泳涂漆是对汽车．冰箱，摩托车等的壳体镶上底漆的工艺，完成后需用水漂冼去掉浮漆，为防止洗出漆的损失而且应工艺要求，必须将漆水分离以回收漆。超滤是一种十分理想的回收漆的方法。经超滤分离后，漆返回漆槽回收，清水则返回清洗水箱继续使用。这样既提高了漆的利用率由减少污水处理费用。在超滤膜运行中，应注意防止霉菌繁殖使膜变质，病毒堵塞滤膜，因此应定期在滤液中投加适量的防霉剂。

2.2纳滤膜技术在废水处理中的应用

纳滤膜的简介

纳滤膜（Nanofiltration membrane，NF）又称疏松型反渗透膜，它是介于反渗透与超滤之间的一种膜分离技术 但纳滤膜多数为荷电膜，其对无机盐的分离行为不仅受到化学势梯度控制，同时也受到电势梯度的影响，其表面由一层非对称性结构的高分子与微孔支撑体结合而成，以压力差为推动力，对水溶液中低分子量的有机溶质截留，而盐类组分则部分或 5

全部透过，从而使有机溶质得到同步浓缩和脱盐的目的。纳滤膜在废水处理中的应用 含重金属废水的处理

在金属加工和合金生产废水中，含有浓度相当高重金属离子。将这些重金属离子生成氧氧化物沉淀除去是处理含重金属的废水一般的措施。采用纳滤膜技术，不仅可以回收90％以上的废水，使之纯化，而且同时使重金属离子含量浓缩10倍左右，浓缩后的重金属具有回收利用的价值。如果条件控制适当，纳滤膜还可以分离溶液中的不同金属。

造纸废水的处理

造纸厂冲洗废水中含有大量污染物，纳滤膜可以替代传统的吸收和电化学方法高效地去除深色木质素和来自木浆漂泊过程中产生的氯化木质素。同样地，用纳滤膜处理含有硫酸木质素等有色化合物的废水，既能除去90％以上的COD，膜通量甚至比聚砜超滤膜还要高3倍。高通量可能是由于带负电性的纳滤膜截留了带负电性的硫酸木质素。L P Raman等[ ]采用纳滤膜技术对木浆漂白液进行处理，去除氯代木质素和90％的色度物质。Tomani等[ ]采用陶瓷纳滤膜处理造纸厂漂白废水，实现了造纸废水的封闭式运行。

化学工业废水的处理

处理化学工业废水的常用方法是浓缩后焚烧或曝气。而且浓缩时需要除去废水中的盐分，因为要是浓缩成高盐度的废水，这种废水会对焚烧炉或暖气装置产生更大腐蚀。另外，废水中含有许多生物不能降解的大分子有机物。这些问胚只有用纳滤膜才能有效解决。纳滤膜在浓缩水中有机成分的同时，让盐分透过，从而达到分级分别处理。经浓缩后的已脱盐废水可以去曝气．而透过液则可经生化处理成无害的排放维。

石油工业废水的处理

在石油开采和炼制过程中，会产生各种含有机物和无机盐的废水，成分非常复杂。采用纳滤膜将原油废水分离成富油的水相和无油的盐水相．然后把富油相加入到新鲜的供水中再进入洗油工序，这样既回收了原油又节约了用水。石油工业的含酚废水中酚类物质毒性很大，必须脱出后才能排放。采用纳滤技术，不仅酚的脱除率可达95%以上，而且在较低压力下就能高效地将废水中的镍，汞、钛等重金属高价离子脱除，其费用比反渗透等方法低得多。

食品工业废水的处理

袁其朋等[ ]采用超滤、纳滤组合工艺对大豆乳清废水进行了处理实验。经超滤处理后的乳清废液，再经纳滤浓缩10倍后，浓缩液中总糖约有77%被截留，其中功能性地聚糖水苏糖和棉子糖的截留率高达95%以上，浓缩液中总糖质量分数达8.72％，再经活性炭脱色和离子交换脱盐及真空浓缩，即可得到透明状大豆低聚糖糖浆。该法的优点在于既解决了废水的排放问题，同时又通过回收利用增加了经济效益。另外，纳滤膜技术在生活污水．印染废水以及酸洗废液等方面的处理也有广泛的应用。

2.3乳化液膜技术在废水处理中的应用

液膜及乳化液膜简介

液膜技术是60年代中期由美国埃克森研究与工程公司的黎念之博士提出的一种膜分离方法，直到l 986年奥地利的Marr等科学家采用液膜法，从粘胶废液中回收锌获得了成功，液膜分离技术才进入了实际应用阶段18l。液膜主要由膜溶剂(水或有机溶剂)，表面活性剂

(乳化剂)和添加剂组成，按其构型和操作方式的不同，可分为乳状液膜和支撑液膜，其中乳状液膜更为常用。乳状液膜可看成为一种。水/油/水”型(W/O/W)或“油/水/油”型(O/W/O)的双重乳状液高分散体系，将两种互不相溶的液相通过高速搅拌或其它方法(如超声波法、喷管法等)制成乳状液，然后将其分散到第三种液相(连续相)中，就形成了乳状液膜体系。乳状液膜表面积大，传质速度快，可以有目的地控制其选择性。乳状液膜处理废水的过程分3步进行：

(1)制乳

对不同废水，需选择不同的膜溶剂、表面活性剂和内保相搅拌后制成的W/O乳液；乳化型液膜的制备较为简单．直接将优选的膜配方材料加入制乳设备中即可。制乳设备的工作原理有机械搅拌、胶体磨、超声波等。(2)传质

将W/O乳液分散到待处理废水中，形成W/O/W乳液。废水中的待分离组分，通过选择性渗透、化学反应、萃取和吸附等作用进入内包相，与内包相中的特定组分发生反应，从而富集于内包相。(3)破乳

W/O/W乳液经一段时间传质后，静置，分层，水层为出水，油层为油相与内包相的乳状液，利用电场或机械力破坏油层乳状液，使油相与内包相分开，油相循环使用，富集了被分离物的内包相进行回收或处理后废弃。盘塔、搅拌柱等。

破乳的目的是为了回收使用过的乳液内相和有机相．破乳效果的优良与否。直接关系到液膜技术的技术经济可行性，因此此环节十分重要。

破乳方法分为化学破乳法和物理破乳法。通过调节pH值或投加化学破乳剂使液膜体系失稳的方法叫化学破乳法。通过加热、离心分离以及高压电场的静电引力来使液膜体系失稳的方法叫物理破乳法。

乳化液膜在废水处理中的应用 处理含酚废水旧

液膜法除酚效率高，流程简单，可处理低浓度，高浓度含酚废水。华南理工大学环境研究所采用液膜法两段逆流连续萃取除酚，将LMS-

2、煤油、表面活性剂，氢氧化钠水溶液混合搅拌制成乳状液，处理后的工业含酚废水中酚含量从1000mg/L降至0.5mg/L。破乳后可从内水相中回收酚钠盐，油相则循环利用。目前，我国在液膜处酚技术方面已进入工业应用阶段。

2.3.2.2分离废水中的有机物、无机酸

美国科罗拉多矿业大学的wang研究了用液膜法去除水溶液中的多种有机酸成分。如两种有机酸溶质体系(间甲酚、安息香酚、酚/苯基乙酸)和3种有机溶质体系(酚/安息香酚/苯基乙酸)。以总浓度为0.012mg/L的间甲酚/安息香酸溶液的分离实验为例，随膜相与外水相接触时间延长，外水相中间甲酚/安息香酸不断减少直至平衡，安息香酸可去除95%左右，间甲酚剩余较多。去除重金属离子

奥地利Graz工业大学的Marr等人采用乳状液液膜分离技术，对去除牯胶废水中的Zn2+、Cu2+、Cd2+、Pb2+、Cr3+、Ni2+等重金属离子傲了大量的实验。表明除Ni2+外，其它金属离子的去除率均高于99％．

2.4膜生物反应器技术在废水处理中的应用

膜生物反应器简介

膜生物反应器(Membrane bioreactor．MBR)废水处理技术是把膜分离技术与废水处理中的活性污泥工艺相结合，将生物反应器与膜组件联用的一项技术。其流程为：原水进入生物反应器与生物相充分反应后，再循环泵的作用下，流经膜组件，排放过滤出水，生物相回流人生物反应器。膜组件取代了传统工艺的二次沉淀池，且比之传统工艺有许多优点：(1)膜生物反应器中同时进行生物处理和过滤消毒作用，所以其出水水质良好；(2)在反应器中可获得较高的微生物浓度，提高处理负荷；

(3)水力停留时间与污泥龄完全分离，使生物处理过程易于控制且具有更高的可 靠性和灵活性；

(4)可以截留短时间难于降解的大分子有机物；(5)设备紧凑，占地少。

膜生物反应器在废水处理中的应用 城市污水处理及回用

l968年美国人smith首次提出膜生物反应器的概念并用其处理生活污水，引起了广泛的关注。90年代中期，日本有39座这样的MBR处理厂在运行，最大处理能力可达500m3/d，并且有100多处的高楼采用MBR将污水处理后回用于中水道。据报道，这些系统的出水已达到深度处理的标准，而且系统占地小。管理方便，产泥量很小。l997年，英国wassex公司在英国的Porlork建立了当时世界上最大的MBR系统，日处理量达2000m3。1999年又在Dorset的Swanage建成了l 3000m3/d的膜生物反应器污水处理厂。膜生物反应器同时硝化与反硝化作用成功的去除污水中的氮，污泥停留时间相当长，可以截留生物系统中的缓慢生长的硝化菌。粪便污水处理

粪便污水中有机物含量很高，传统的反硝化处理方法要求有很高污泥浓度，而且固液分离不稳定，影响了三级处理效果。MBR很好地解决了这一问题，并且使粪便污水不经稀释而可直接处理。到1994年，Fj本已有l200多套MBR系统用于处理4000多万人的粪便污水。工业废水处理

20世纪90年代以来，MBR的处理对象不断拓宽，在工业废水处理中的应用也得到了广泛关注，如处理食品工业废水、水产加工废水，养殖废水、化妆品生产废水、染料废水．石油化工废水，均获得了良好的处理效果。90年代初，美国在Ohio建造了一套用于处理某汽车制造厂的工业废水的MBR系统，处理规模为15lm3/d，该系统的有机负荷达6.3kgCOD/m3/d，COD去除率为94%，绝大部分的油与油脂被降解。某玉米加工厂采用厌氧消化超滤膜生物反应器处理玉米加工废水，COD去除率达到97%，膜透过液中COD的质量浓度可降低到100mg/L以下。90年代初，美国通用汽车公司采外置错流管式超滤膜生物反应器处理工业和生活混合废水，系统出水COD和BOD5的质量浓度分别低干400mg/L和100mg/L。

第三章 结语

总之,膜技术在水处理方面有着广泛的用途,城市污水回用对缓解城市供水不足,节省珍贵的水资源,减轻水污染和改善水环境的作用是非常显著的,大量的实践证明了污水回用的可行性和经济性,随着人们环境意识的增强和生活水平的提高,对污水回用要求也会越来越高,由于膜技术的特点,技术的不断进步以及处理成本的不断下降,膜技术在污水回用领域今后更将大有用武之地,发挥更大的作用.特别是随着膜技术的发展,其潜在应用领域将会不断扩大,这门新兴的膜技术将会在今后的科学技术发展中大显身手,发挥更大的作用,为我们创造一个优良的生活环境.参考文献

[1 ]郑领英.膜分离与分离膜.高分子通报 ,1999.n3 [2] 袁晴堂.分离工程的技术进步 [J ].石油化工, 1994, 23(1): 51254.[4] 曾宏伟译.水处理技术.2003，29（2）：119-122 [5] 赵剑宇，胡继峰，田凯.水处理技术.2002，28（5）：291-292 [6] 尹燕，崔永芳，葛继均.水处理技术.2001，27（3）：138-141 [7] 刘俏，范圣第.环境污染治理技术与设备.2005，6（2）：49-51 [8] 刘久清，许振良，黄顺德.水处理技术.2005，31（2）：26-28 [9] B.Van der Bruggen，J Schaep，W Maes，et al.[J].Desalination.1998，117 ： 136-147 [10] Riina Liikunen，Ilkka Miettinen，RistoLaukkance.[J].Wat Res..2003，37 ： 864-872 [11] 董泉玉，郑涛.水处理技术.2002，28（4）：190-192 [12] 张炜铭，吕路，潘丙才等.水处理技术.2002，28（3）：155-158 [13] 汪建芳，汤建华.水处理技术.2002，28（5）：288-290 [14] 王伟祖，王新平.水处理技术.2001，27（4）：192-195 [15] 张雷.水处理技术.2001，27（4）：236-238 [16] 马国芳等.水处理技术.2003，29（6）：327-329 [17] 王义春等.水处理技术.2003，29（5）：289-292 [18] 徐农等.水处理技术.2002，28（4）：213-216 [19] 蔡惠如.高从锴.水处理技术，2002，28（6）：347-349 [20] 李修仁等.水处理技术.2001，27（2）：106-108 [21] 程永前等.2001，27（6）：322-325

第二篇：新型分离技术在化工生产中的应用

新型分离技术在化工生产中的应用

摘要：本文主要介绍了膜分离技术、超临界萃取技术、分子蒸馏技术、耦合分离的技术原理及应用

关键词：化工分离、分离工程、膜分离、萃取、吸附分离

引言：化工分离技术是化学工程的一个重要分支, 任何化工生产过程都离不开这种技术，原料的精制、中间产物以及产品的分离提纯、废气废水的处理等等，都离不开化工分离技术。化工分离技术应用领域广泛、分离要求多种多样，这就决定了分离技术的多样性。精馏、萃取、吸收、吸附等都是传统的化工分离技术，无论是技术还是应用方面都发展得很成熟。然而，随着基础工业和高科技的发展，分离技术越来越面临着新的挑战：石油、天然气、煤炭等资源的不可再生要求分离过程必须充分得利用资源，降低能耗；迅速发展的生物医药工程对产品纯度、活性等指标的限制对分离技术提出了更高的要求；由环境保护意识的增强提出的各种废弃物排放限制越来越严格也给分离技术带来了难题；此外新材料的开发、食品工业和天然资源综合利用等领域的迅速发展也对分离技术提出了更高的要求。所有这些需求都推动了人们对新型化工分离技术的探索。

正文：

国内外对分离技术的发展十分重视，但由于应用领域十分广泛，原料、产品和对分离操作的要求多种多样，这就决定了分离技术的多样性。按机理划分，可大致分为五类，即：生成新相以进行分离（如蒸馏、结晶）；加入新相进行分离（如萃取、吸收）；用隔离物进行分离（如膜分离）；用固体试剂进行分离（如吸附、离子交换）和用外力场或梯度进行分离（如离心萃取分离、电泳）等。现在运用较多且有很大发展前景的新型分离技术有超临界流体萃取技术、分子蒸馏技术和膜分离技术。

1超临界流体萃取技术及其应用

超临界流体萃取是一种以超临界流体代替常规有机溶剂对目标组分进行萃取和分离的新型技术，其原理是利用流体（溶剂）在临界点附近区域（超临界区）内与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内变动来实现分离的。超临界流体具有一系列重要的性质：

1）超临界流体相当粘稠，其密度接近于液体，具有较大的溶解能力；

2）超临界流体的扩散系数比液体大23个数量级，其粘度类似于气体，远小于液体。这对于分离过程的传质极为有利，缩短了相平衡所需时间，大大提高了分离效率，是高效传质的理想介质；

3）具有不同寻常的、巨大的压缩性，使得压力的微小变化将会引起流体密度和介电常数的很大变化。

由于二氧化碳具有无毒、不易燃易爆、廉价、临界压力低、易于安全地从混合物中分离出来，所以是最常用的超临界流体。相对于传统提取分离方法（煎煮、醇沉、蒸发浓缩等）具有以下优点：萃取效率高、传递速度快、选择性高、提取物较干净、省时、减少有机溶剂及环境污染、适合于挥发油等脂溶性成分的提取分离。1.1 超临界流体萃取技术特点

1）由于在临界点附近，流体温度或压力的微小变化会引起溶解能力的极大变化，使革取后溶剂与溶质容易分离。

2）由于超临界流体具有与液体接近的溶解能力，同时它又保持了气体所具有的传递性，有利于高效分离的实现。

3）利用超临界流体可在较低温度下溶解或选择性地提取出相应难挥发的物 质，更好地保护热敏性物质。

4）萃取效率高，萃取时间短。可以省却清除溶剂的程序，彻底解决了工艺繁杂、纯度不够、且易残留有害物质等问题。

5）萃取剂只需再经压缩便可循环使用，可大大降低成本。

6）超临界流体萃取能耗低，集萃取、蒸馏、分离于一体，工艺简单，操作方便。7）超临界流体萃取能与多种分析技术，包括气相色谱、高效液相色谱、质谱等联用，省去了传统方法中蒸馏、浓缩溶剂的步骤。避免样品的损失、降解或污染，因而可以实现自动化。1.2 超临界流体技术之应用 1）中药制药

中药有效成分、有效部位的提取。利用超临界二氧化碳萃取技术来提取丹参、干姜、木香、姜黄、莪术、牡丹皮等中药中的有效成分，一步即可取得，含量一般可达50%，最高可达90%。中药新药的生产。柴芩菊感冒胶囊、口疮泰软胶囊等都是以多种中药材为组成成分，通过超临界二氧化碳萃取技术萃取而获得。

中药的二次开发或浓缩回收。超临界二氧化碳萃取分离改良复方丹参片、心痛宁滴丸的分离技术，使得药品有效率明显提高。2）农产品加工

由于超临界流体萃取技术在农产品加工中的应用日益广泛，已开始进行工业化规模的生产。例如：原西德、美国等国的咖啡厂用该技术进行脱咖啡因；澳大利亚等国用该技术萃取啤酒花浸膏；欧洲一些公司也用该技术从植物中萃取香精油等风味物质，从各种动物油中萃取各种脂肪酸，从奶油和鸡蛋中去除胆固醇，从天然产物中萃取药用有效成分等等。迄今为止，超临界二氧化碳萃取技术在农产品加工中的应用及研究主要集中在五大方面： 第一，农产品风味成分的萃取，如香辛料、果皮、鲜花中的精油、呈味物质的提取； 第二，动植物油的萃取分离，如花生油、菜籽油、棕橱油等的提取；

第三，农产品中某些特定成分的萃取，如沙棘中沙棘油、月见草中(一亚麻酸、牛奶中胆固醇、咖啡豆中咖啡碱的提取；

第四，农产品脱色脱臭脱苦，如辣椒红色素的提取、羊肉嬗味物质的提取、柑桔汁的脱苦等； 第五，农产品灭菌防腐方面的研究。

2分子蒸馏技术

分子蒸馏是一种特殊的液-液分离技术，在极高真空下操作。它是根据不同物质其分子运动有不同的平均自由程这一物理特性而达到分离的目的，因而能使液体在低于其沸点的温度下将其分离，特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物系的分离。

由于其具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点，因而能大大降低高沸点物料的分离成本，极好地保护了热敏物料的品质。与常规蒸馏相比，具有明显地优点：分离程度比常规蒸馏的高，蒸馏压强极低，蒸发温度低，受热时间短等。2.1 分子蒸馏技术的主要特点

1）分子蒸馏是在远低于沸点的温度下进行操作的；

2）分子蒸馏是在很低的压强下进行操作，一般为×10-1Pa数量级(×10-3托数量级)，可使物料避免氧化受损；

3）物料受热时间短，避免了因受热时间长造成某些组分分解或聚合的可能； 4）分子蒸馏的分离程度更高，能分离常规蒸馏不易分开的物质； 5）无毒、无害、无污染、无残留，可得到纯净安全的产物；

6）可进行多级分子蒸馏，适用于较为复杂的混合物的分离提纯，产率较高； 7）特别适合于不同组分分子平均自由程相差较大的混合物的分离； 8）更适用与对热敏感、产物附加值高的粘性物料； 9）可与超临界流体技术和膜分离技术等配合配套使用。2.2 分子蒸馏技术之应用

分子蒸馏技术主要在农产品加工中应用广泛，且工艺日趋成熟。1）天然维生素E的浓缩精制

为避免植物油加工过程中维生素E的损失，通常采用直接提取法，即脱胶、脱酸后进行分子蒸馏，制得的Ⅶ浓缩物可以达到药典指标。对油脂脱臭馏出物中的天然维生素E的进行浓缩精制，成品有机农药残留很低，安全f生和氧化稳定性提高，成品附加值很高。

2）高碳脂肪醇的精制

二十八烷醇等高碳脂肪醇因对人体具有众多生理活性而倍受人瞩目，若应用分子蒸馏精制，可有效地避免溶剂残留，工艺过程简单，操作安全可靠，自动化程度高。

3）风味物质的获取

分子蒸馏技术尤其适用于易挥发的风味物质。目前已经成功地应用涂膜式分子蒸馏技术和降膜式分子蒸馏技术从果汁、山核桃、奶酪、扇贝及调味大料油等香辛料中分离获取了香气成分，分离出的香气浓缩物还原性好。

4）DHA和EPA的富集

根据EPA和DHA的沸点高低不同，运用分子蒸馏法分离富集。分离脂肪酸甲酯和乙酯的效果比分离脂肪酸的效果更好。

5）食用植物油的提取

运用分子蒸馏技术从葵花籽、红花籽、黄豆、花生、麦胚、棕榈、苏籽、鳄梨、可可豆等中提取的食用植物油脂，话性成分含量高，氧化稳定性强，磷含量低，着色度低，无臭味，回收率高，且不存在溶剂萃取法的溶剂分离回收问题。

6）胡萝h素的回收

红棕榈油中含有0．昕％的胡萝卜素，将红棕榈油在低温下用甲醇甲酯化后，用三级分子蒸馏回收胡萝卜素，可获得40％以上的天然胡萝卜素，且其质量要优于传统方法得到的胡萝卜素。

分子蒸馏技术还可应用于其他食品加工过程，如(一3不饱和脂肪酸的浓缩、牛奶内酯的获取、二聚脂肪酸的制取、米糠中有效成分的分离等。

3膜分离技术

膜分离技术是人们掌握的最节能的物质分离和浓缩技术之一。近二十年来发展极其迅速, 已从单独的海水与苦咸水脱盐、纯水及超纯水的制备、工业用水的回用, 逐步拓展到环保、化工、医药、食品等领域中, 发展前景备受关注。目前工业化的膜技术主要有微滤、超滤、纳滤、电渗析、膜电解、气体分离等。

微滤主要从气相和液相物质中截留微米及亚微米的细小悬浮物、微生物、微粒、细菌等, 以达到净化和浓缩的目的。膜孔径大约0.1μm，其分离的实质是利用膜的“筛分”功能，通过颗粒的机械截留、颗粒间的相互作用、颗粒与膜表面的吸附、颗粒间的桥梁作用实现分离。

超滤主要用于分离液相物质中诸如蛋白质、核酸聚合物、淀粉等大分子化合物、胶体分散液和乳液等。膜孔径在10-100nm，其分离机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过程。

纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行，是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程。膜孔径在1-10nm，纳滤膜的分离机理模型目前的看法有：空间位阻-孔道模型，溶解扩散模型、空间扩散模型、空间电荷模型、固定电荷模型。

反渗透广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业，产水质量高，运行成本低、无污染、操作方便、运行可靠，是现代工业中水处理的首选技术。反渗透又“高滤”，膜孔径小于1nm，其过滤实质是利用反渗透膜具有选择透过溶剂而截留离子物质的性质，分离过程以静压差为推动力。

目前膜分离技术在许多方面得到广泛应用，而且在某些方面应用得还比较成熟。在对产品质量要求不断提高、生产成本要求不断降低的今天，膜技术的优势越来越明显, 其必将取代传统的低效分离技术。但膜分离技术的大量应用毕竟是近几十年开始的，许多方面还不成熟，还有待进一步深人的研究，目前还存在诸如选择性问题、通量稳定性问题和产值问题。4耦合分离技术

两种或多种不同的单元操作耦合或结合在一起并用于分离的过程的方法，即为耦合分离技术。近年来诸如催化剂精馏、膜精馏、吸附精馏、反应萃取、络合吸附、反胶团、膜萃取、发酵萃取、化学吸收和电泳萃取等新型耦合分离技术不断发展, 并成功地应用于生产。

总结

目前，各新型分离技术日新月异，已逐步走向工业化，并在中药制药、农产品加工、环境治理与保护等多领域的综合技术。由于受工艺技术和仪器发展水平的限制，我国对这些技术的应用研究还只是刚刚起步，要赶上国际先进水平还有待于进一步的努力。

参考文献

[1] 费维扬，陈健.特大型化工分离技术面临的机遇和挑战.2005年全国塔器及塔内件技术研讨会.2005.中国浙江杭州.[2] 费维扬,王德华,尹晔东.化工分离技术的若干新进展.化学工程, 2002(01):63-66+5.[3] 任立鹏,侯侠.化工分离技术的发展.化学与黏合, 2012(06): 77-79.[4] 魏伟.化工分离技术最新研究进展.塑料制造, 2012(05):16-22.[5] 杨玉芬, 陈啟虎，张永晖，崔建兰.化工新型分离技术的研究进展.化工中间体, 2010(07):9-13.[6] 钟亚华.一种新的化工分离技术——超临界气体提取.湖南化工,1987(03):38-43.湖南化工,1987(03):38-43.[7] 洪芳柏.新型化工分离技术—超临界气体萃取.杭州化工, 82(03):33-37.

第三篇：纳米材料在化工生产中的应用材料工程学论文

纳米材料在化工生产中的应用材料工程学论文

纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。

纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。

1.在催化方面的应用

催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。

纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。

光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成，固氮反应，水净化处理，水煤气变换等，其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO2，既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定，无毒，便宜易得，是制备负载型光催化剂的最佳选择。已有文章报道，选用硅胶为基质，制得了催化活性较高的TiO／SiO2负载型光催化剂。Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒，对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可代替昂贵的铂或钮催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究，是未来催化科学不可忽视的重要研究课题，很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。

2.在涂料方面的应用

纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变，还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。

3.在其它精细化工方面的应用

精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2，可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡胶中，可以提高橡胶的耐磨性和介电特性，而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料，可以提高塑料的强度和韧性，而且致密性和防水性也相应提高。国外已将纳米SiO2，作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中，使其密封性和粘合性都大为提高。此外，纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用。在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的SiO2，可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；而加入A12O3，不仅不影响玻璃的透明度，而且还会提高玻璃的高温冲击韧性。一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高。超细TiO2的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业。最近又开发了用于食品包装的TiO2及高档汽车面漆用的珠光钛白。纳米TiO2，能够强烈吸收太阳光中的紫外线，产生很强的光化学活性，可以用光催化降解工业废水中的有机污染物，具有除净度高，无二次污染，适用性广泛等优点，在环保水处理中有着很好的应用前景。在环境科学领域，除了利用纳米材料作为催化剂来处理工业生产过程中排放的废料外，还将出现功能独特的纳米膜。这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能对这些制剂进行过滤，从而消除污染。

4.在医药方面的应用

21世纪的健康科学，将以出入意料的速度向前发展，人们对药物的需求越来越高。控制药物释放、减少副作用、提高药效、发展药物定向治疗，已提到研究日程上来。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体，可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；使用纳米技术的新型诊断仪器，只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病，美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物，称之为“定向导弹”。该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物，注射到人体血管中，通过磁场导航输送到病变部位，然后释放药物。纳米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流动，因此可以用来检查和治疗身体各部位的病变。对纳米微粒的临床医疗以及放射性治疗等方面的应用也进行了大量的研究工作。据《人民日报》报道，我国将纳米技术应用于医学领域获得成功。南京希科集团利用纳米银技术研制生产出医用敷料——长效广谱抗菌棉。这种抗菌棉的生产原理是通过纳米技术将银制成尺寸在纳米级的超细小微粒，然后使之附着在棉织物上。银具有预防溃烂和加速伤口愈合的作用，通过纳米技术处理后的银表面急剧增大，表面结构发生变化，杀菌能力提高200倍左右，对临床常见的外科感染细菌都有较好的抑制作用。

微粒和纳粒作为给药系统，其制备材料的基本性质是无毒、稳定、有良好的生物性并且与药物不发生化学反应。纳米系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物的给药。

纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程，从而根据生物学原理发展分子应用工程。在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白质特别是酶，从而控制生化反应。这在生化技术、酶工程中大有用处。使纳米技术和生物学相结合，研究分子生物器件，利用纳米传感器，可以获取细胞内的生物信息，从而了解机体状态，深化人们对生理及病理的解释。

5.结语

纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代，为此，国家科委、中科院将纳米技术定位为“21世纪最重要、最前沿的科学”。纳米材料的应用涉及到各个领域，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性，设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性，增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品，目前已出现可喜的苗头，具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域，发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展，纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。

第四篇：安全在化工生产中的重要性

化工与环境学院

安全在化工生产中的重要性论文

班级：10040342 学号：04

姓名：高奋娥

安全在化工生产中的重要性

一直以来，生产都是人类生存所必需的。随着科学技术的发展，人们的生产越来越生活化，而人们也越加认识生命的价值，从而更加重视生命安全。但即便如此，仍有大量事故发生。其实，很多的事故，如果我们当时能多注意一些，事故就不会发生。但时间不容许我们重来，没有如果。而我们需要面对的往往是那些小小的不注意、尝试所带来的严重后果，而我们也为此付出了沉重的代价。

安全是人类最重要、最基本的需求，是人民生命与健康的基本保证，一切生活、生产活动都源于生命的存在。如果失去了生命，生存也就无从谈起，生活也就失去了意义。安全是民生之本、和谐之基。安全生产始终是各项工作的重中之重。在化工生产过程中安全更是重中之重。

化工生产的原料和产品多为易燃、易爆、有毒及有腐蚀性，化工生产特点多是高温、高压或深冷、真空，化工生产过程多是连续化、集中化、自动化、大型化，化工生产中安全事故主要源自于泄漏、燃烧、爆炸、毒害等，因此，化工行业已成为危险源高度集中的行业。由于化工生产中各个环节不安全因素较多，且相互影响，一旦发生事故，危险性和危害性大，后果严重。所以，化工生产的管理人员、技术人员及操作人员均必须熟悉和掌握相关的安全知识和事故防范技术，并具备一定的安全事故处理技能。

下面从四方面谈一下安全在化工生产中的重要性。安全意识

安全意识在化工生产中尤为重要，初生牛犊不怕虎，只是因为无知。生产中绝不允许有这样的无知。必须做到从业人员有明确的安全意识。在生产过程中,安全管理做得再好,也可能发生意想不到的安全事故。只能说预防工作做得越好越细,安全事故发生的几率及其造成的损失越小。但这绝不是说就可以轻视或忽视工程安全管理工作。所有的从业人员必须高度重视安全施工,牢固树立“安全第一,以防为主”的意识,这种意识应该是全员的。为了保障生产安全，减少或避免事故的发生，就必须认真贯彻落实安全工作方针：坚持“以人为本”的理念和“安全第一、预防为主、综合管理”的安全生产方针。

要具备一定的安全意识，我们就得多了解一些化学物质的性能特征等。任何化学物质都具有一定的特点和特性。如酸类、碱类，有腐蚀性，除能给装置的设备造成腐蚀外，还能给接触的人员造成化学灼伤。有的酸还有氧化的特性，如硫酸、硝酸。又如易燃液体，它们的通性是易燃易爆，它们的另一个通性是具有一定的毒性，有的毒性较大。另外，处于化工过 程中的物质会不断受到热的、机械的（如搅拌）、化学的（参与化学反应）多种作用，而且是在不断的变化中。而有潜在危险性的物质耐受（外界给予的能量，超过其参与化学反应的最低能量，也导致激活）能力是有限的，超过某极限值就会发生事故。因此了解参与化工生产过程的原料的物化性质是极其必要，只有掌握它们的通性及特性才能在实际生产中做好安全预防措施，否则就会发生意想不到的后果。

安全管理

安全文化在安全生产中又极其重要的地位，管理更是其中的核心，加强安全管理,防范和减少安全事故的发生,及时妥善处理安全事故,减低因安全事故造成的人身伤亡和经济损失,从而使工程顺利进行到底, 是工程管理中不可忽视的一个重要环节。安全管理的主要内容是为贯彻执行国家安全生产的方针、政策、法律和法规, 确保生产过程中的安全而采取的一系列组织措施。其实安全管理就是要坚持以人为本,贯彻安全第一、预防为主的方针,依法建立健全具有可操作性、合理、具体、明确的安全生产规章制度,使之有效、合理、充分地发挥作用,及时消除事故隐患,保障项目的施工生产安全。说起来容易，但事实证明，它做起来很难，尤其是坚持，因为它雇主的利益和人们的思想惯性、惰性等有很大抵触，以致人们对安全管理的重要性认识,经常是“说起来重要、干起来次要、忙起来不要”,从而造成了很多安全隐患问题出现。

有不少厂家，尤其是中小型民营企业，对其使用的化工原料的物化性质、危险特性、健康危害、急救方法、基本防护措施、泄漏处理、储存注意事项等方面知识了解甚少，或干脆不清楚。如一硫酸生产厂家，对使用的催化剂五氧化二钒（V2O5），了解甚少，以致不知道该物质为剧毒品，当然在实际实用过程中，更谈不上对其的管理和防护，由此管理给生产造成了安全隐患，工艺规程、安全技术规程、操作规程是化工企业安全管理的重要组成部分，在化工厂称其为“三大规程”，是指导生产，保障安全的必不可少的作业法则，具有科学性、严肃性、技术性、普遍性。这一项是我们衡量一个生产企业科学管理水平的重要标志，然而有的企业就认为有没有一个样，只要能生产就行，这是一个典型的化工生产“法盲”，他们孰不知这“三大规程”中的相关规定，是前人从生产实验、实践中得来，以致用生命和血的代价编写出来的，具有其特殊性、真实性。在化工生产中人人不能违背，否则将受到惩罚。有的企业领导曾说：“我们以前就是这么干的（这种做法实际上是违章的），没出过什么事，不要紧”。这种麻痹思想绝对要不得，尤其是作为企业的负责人。违章不一定出事故，但是相反，出现事故的必然是违章而造成的。通俗地讲，多次违章必然会发生事故，多次小的事故发生，必然酝酿着重大事故的萌芽，所以在生产中应做到安全工作超前管理，超前控制。

安全措施

管理方应在施工前要采取必要的安全措施,比如设置安全标志等。针对不同的生产过程要采取不同安全防范措施。如设置专、兼职安全管理员,配备专用放火消防器材,架设安全护网护拦,树立安全警示标志,根据需要配置安全帽绝缘衣鞋,按要求修建爆破材料仓库,配备必要的医疗和急救人员、药品和设施,采取适当措施保证饮用水的安全。还要根据工程的施工期和结构的特殊性,专门采取必要的安全防范措施。

事故后处理

事故处理方面，也应做到以下几点:(1)注意把握现场急救的机会。(2)尽快处理安全问题后遗症,恢复施工。(3)及时调查事故原因,追究责任,杜绝下次事故的可能。(4)及时上报安全事故,对事故原因一定不能隐瞒。

一化工厂在检修浓硫酸计量槽的作业中，由于不懂浓硫酸的特性，对该计量槽进行水洗后，动焊，结果造成爆炸事故，后果是一死群伤，厂房部分受损。其原因是浓硫酸对钢材不腐蚀，在其表面形成氧化膜，起到保护作用，而用水稀释后，浓硫酸转化稀硫酸与计量槽的钢材发生化学反应，产生氢气，而引发事故的发生。其预防措施：应彻底清洗，动火前进行气体取样分析。

安全技术

生产过程中存在着一些不安全或危险的因素，危害着工人的身体健康和生命安全，同时也会造成生产被动或发生各种事故。为了预防或消除对工人健康的有害影响和各类事故的发生，改善劳动条件，而采取各种技术措施和组织措施，这些措施的综合叫做安全技术。

安全技术是劳动保护科学的重要组成部分，是一门涉及范围广、内容丰富的边缘性学科。

安全技术是生产技术发展过程中形成的一个分支，它与生产技术水平紧密相关。随着化工生产的不断发展，化工安全技术也随之不断充实和提高。

安全技术的作用在于消除生产过程中的各种不安全因素，保护劳动者的安全和健康，预防伤亡事故和灾害性事故的发生。采取以防止工伤事故和其他各类生产事故为目的的技术措施，其内容包括：

(1)直接安全技术措施，即使生产装置本质安全化；

(2)间接安全技术措施，如采用安全保护和保险装置等；

(3)提示性安全技术措施，如使用警报信号装置、安全标志等；

(4)特殊安全措施，如限制自由接触的技术设备等；

(5)其他安全技术措施，如预防性实验，作业场所的合理布局，个体防护设备等。

从上述情况看，安全技术所阐述的问题和采取的措施，是以技术为主，是借安全技术来达到劳动保护的目的，同时也要涉及有关劳动保护法规和制度、组织管理措施等方面的问题。因此，安全技术对于实现化工安全生产，保护职工的安全和健康发挥着重要作用

作为化工工人应该怎样实现安全生产?备齐安全设施，并保持完好正常可用；强化员工培训，提高安全意识；按程序标准操作，生产任务再重也要把安全放在首位；制定安全预案，一旦发生安全问题要冷静迅速处理并报有关专业部门救助，不得有任何侥幸心理。

第五篇：挤压膨化技术在水产饲料生产中的应用

挤压膨化技术在水产饲料生产中的应用

摘要：挤压膨化水产饲料是一种低污染、浪费少、高效率、高转化率的优质环保型饲料。采用挤压膨化饲料是生产高质量安全型动物产品，确保人类健康的重要手段，也是未来饲料工业发展的趋势。也是当前乃至今后以绿色环保为主题的水产饲料业发展的必然趋势。文章就水产膨化饲料加工工艺中的影响因素及膨化水产饲料的特点做一简要概述 关键词：挤压膨化；水产饲料

随着科技的不断发展和人类生活水平的日益提高，新的养殖业将由现在的数量型向质量型发展。水产品优质化将是新世纪养殖业发展的必然，采用挤压膨化饲料是生产高质量安全型动物产品、确保人类健康的主要手段，也是未来饲料工业发展的趋势。

目前，在欧洲的许多国家和地区已经形成了以膨化饲料为主流的加工与养殖新模式。近几年来，随着我国水产养殖品种的不断增加，对饲料的要求也越高。饲料要依据不同鱼类的摄食习性，具有不同的性质——浮性、沉性或慢沉性；同时又能在水中完整地保持一定的时间，以便动物有足够的摄食时间。而要达到这些性质只有应用挤压膨化技术。

1挤压膨化加工技术原理

膨化是利用膨化机内的螺杆和螺杆套筒对物料的挤压、剪切作用使其升温、加压，并将高温、高压的物料挤出模孔，使之因骤然降压实现体积胀大的工艺。膨化可分干、湿两种加工方法，干法膨化加工无需在原料中添加水分，原料在进入膨化腔以前不进行调质处理，膨化过程中产生的热量全部由原料在机械能作用下通过螺杆、剪切板和膨化腔内壁产生。湿式膨化机的结构比干式膨化机更复杂，原料进入膨化腔以前先进行调质，以提高熟化程度，为了加强对熟化过程的控制，膨化腔外还附有导入蒸汽和加水的装置，以辅助加热或降温。

典型的膨化过程是：将粉碎、混合后的物料送到调质器中给予一定的水分和温度。调质后的混合物料被送入膨化仓，物料在高速旋转的螺杆的推动下通过不同的区域，由于摩擦使物料的温度、压力逐渐增加，区域之间的压力控制锁又进一步调节压力。膨化温度，压力在膨化机头的锥型螺旋出处达到最大，物料的温度升致135～160℃，压力15～40个大气压，这时虽然水的温度高于100℃，但压力也远远高于一个大气压，避免了沸腾现象的发生。最后当物料通过环模孔进入大气压环境时，压力突然减少，蒸汽迅速逸出，从而使物料猛烈膨胀。

目前较先进的湿法膨化属于高湿、短时膨化工艺(HTST)，被认为特别适合处理在动物饲料中广泛应用的植物蛋白、淀粉、谷物类产品。HTST 膨化优于其它加工工艺，因为在其加工过程中有效地破坏生长抑制因子及杀灭原料中有害微生物，而原料中的营养成分受破坏程度最大。

2影响膨化饲料加工质量的主要环节

2.1产品加工质量控制侧重点 膨化饲料在挤压前关注的重点是营养指标是否达标、筛选除杂工作是否做到位、粉碎粒度和混合均匀度是否达标、交叉污染防控情况，以及调质熟化度是否达标等；而挤压后关注重点偏向于营养指标变化情况、颗粒均匀度、比重/浮水率、软化/耐水时间、软化后颗粒粘弹性、含粉率和外观色泽等方面。2.2加工质量影响环节分析 2.2.1 原料配方

原料的理化特性、物料预处理和配方成分均会影响膨化料加工质量。具体来讲，原料膨化品质系数影响饲料膨化效果和膨化成本，物料是否除杂、粒度是否达标、有没有进行前调质处理都会影响膨化效果；而饲料配方的淀粉、油脂和粗纤维含量都在一定程度上决定了饲料膨化的最终效果好坏。2.2.2工艺设备

主机结构（选用单轴还是双轴、D：L 值大小、螺旋组态的分布），工艺设备配置（粉碎、筛选、干燥和喷涂）以及挤压模孔参数（单孔结构和模孔面积）都会影响膨化料质量。2.2.3 挤压操作

水和蒸汽的添加量会影响产品粒径和外观色泽；考虑到工厂的产能需求和实际产量，在螺杆转速调节时要注意充填度和物料滞留时间控制；而膨化温度和膨化压力的控制直接决定了淀粉糊化度和膨化度大小。2.2.4 其他方面

膨化机设备磨损和老化情况以及操作员是否新手都会一定程度影响膨化产品质量。这需要我们针对新手上岗前进行操作培训并制定标准化操作手册供参考，同时定期跟踪螺旋、衬套和模具的磨损情况来决定后期维护和更换。

3原料理化特性对挤压加工的影响

3.1粉碎粒度

粉碎粒度对于挤压膨化加工工艺相当重要。粗的物料粉碎颗粒会使产品膨化系数减少，容易堵模；影响前调质和挤压混揉效果；对挤压机磨损大、机械能耗高；还会使产品颗粒外观粗糙。因此，需要依据产品级别和挤压要求，确定最经济的粉碎粒度。3.2淀粉含量

合理而稍偏高的淀粉含量会增加膨化系数，提高浮水率；使挤压操作宽度变大，容易稳定产品品质；淀粉含量稍高会加大物料流动性能，有利于饲料成粒，有助于改善颗粒外观质量。较好的淀粉类原料有高筋面粉、玉米粉和马铃薯淀粉。3.3粗脂肪含量

对于单轴机而言，如果挤压前原料的粗脂肪含量超过8%，挤压时会出现物料均质差，品质不稳定，产品粘性减小，耐水性降低；影响挤压温度压力，膨化力减小，产品浮水率降低。因此，当膨化浮水饲料挤压前总脂肪含量超过8%时，超出部分油脂应改在外喷涂添加，减小对挤压加工的影响。经生产实践证实，高油脂原料有利于提高油脂水平，最小均匀外喷油量同颗粒粒径大小、表面光滑程度相关，颗粒越小越易均匀。3.4粗蛋白

原料粗蛋白来源和含量对于挤压膨化效果有很大影响，一般而言，动物蛋白膨化性能差异较大，植物蛋白膨化性整体较好。在一定范围内，粗蛋白含量升高，磨擦系数小，设备磨损降低，产品组织化好，粘弹性增加。3.5皮毛壳类原料

皮毛壳类原料如棉粕、椰籽粕、菜粕等原料在配方中的比重越大，物料越难粉碎，粉碎效率直线降低。皮毛壳类原料不规则的外形也很难进行精筛选，容易导致堵模、生产故障率增加。含壳类原料多的产品，在加工时产生的气泡容易破裂，产品颗粒外观较差。

4膨化水产饲料的特点

4.1膨化水产饲料的优点 4.1.1 便于饲养管理

水产膨化饲料能较长时间悬浮于水面(或水中)，投饲时不需专设投饲台，只需定点投饲即可。鱼采食时需出水面，能直接观察鱼的采食情况，及时调整投饲量，并能及时了解鱼类的生长情况和健康状况，因此采用水产膨化饲料有助于进行科学的饲养管理，既节约大量时间，又能提高劳动生产率。4.1.2 防止饲料浪费

水产膨化饲料在水中稳定性很好，一般2 小时内（有的长达10 多个小时）不溶解，因而能避免饲料中营养成份在水中溶解散失和饲料沉入泥中，而且残饵也容易捞起晒干，能最大限度防止饲料浪费。据试验表明一般采用水产膨化饲料比粉状或硬颗粒饲料可节约饲料10%左右。4.1.3 降低水质污染

水产膨化饲料在水中不溶解、不下沉，因而能避免饲料在水中残留发酵，降低了水中有机物的耗氧量，从而有效地降低水质污染。4.1.4 饲料利用率高

膨化时高温处理，使淀粉糊化、脂肪稳定，并破坏和软化纤维结构和细胞壁，从而提高各营养成份的利用率，挤压膨化可显著降低棉籽及棉籽粕中游离棉酚的含量，对菜籽粕中的芥子苷、蓖麻籽粕中的有毒蛋白等，也有较好的脱毒效果。同时膨化过程也破坏了豆粕中的抗胰蛋白酶等有害物质和抗营养因子，从而提高了原料的适口性和消化率，因此水产膨化饲料较粉状和颗粒饲料的利用率高。4.1.5 饲料保存期长

水产膨化饲料由于经过烘干处理，水分含量较低，颗粒较硬，颗粒粉化率降低，并且膨化过程中大多数的微生物和菌虫被杀死，因此其保存期较长，便于贮藏和运输。4.1.6 防止疾病发生

饲料经膨化瞬时的高温处理，能有效地杀死大肠杆菌、沙门氏菌等病菌，而且膨化饲料吸水(油)性强，便于防病药物的添加。从而可以防止饲料的不洁而引发各类消化道疾病。4.1.7 提高饲料能量

硬颗粒饲料难以提高油脂添加量，而膨化饲料能够根据水产动物的营养需要，通过添加油脂，使油脂均匀分散在饲料中，提高能量水平，以充分满足水产动物生长的需要。4.1.8 适应多种需求

由于膨化机的膨化工作温度及压力是可调控的，所以既能生产浮性饲料（针对上层鱼类、蛙类）、慢沉性（针对中下层鱼类）和沉性（针对虾蟹类）；同时亦能满足一些特定要求，如低水分饲料、高纤维饲料等。4.2 膨化水产饲料的缺点 4.2.1 生产成本较高

膨化饲料的加工工艺比一般颗粒饲料复杂，设备投入多，电耗高，产量低，因而成本较高，一般比颗粒饲料的成本要高20%左右。4.2.2 营养成分损失

蛋白质和氨基酸损失。膨化过程中的高温使原料中的一部分还原糖与游离的氨基酸发生美拉德反应，降低了部分蛋白质的利用率，加热最易受损失的是赖氨酸，其次是精氨酸和组氨酸。

维生素损失。温度、压力、摩擦和水分都会导致维生素的损失。据美国学者报道，在膨化饲料中，维生素A、维生素D 和叶酸损失11%，单硝酸硫钱素与盐酸态钱素的损失率为11%与17%，维生素K和维生素C 的损失率为5%，而同样在硬颗粒饲料中损失则减半。而且温度越高，时间越长，这种维生素破坏就越多。

酶制剂损失。由于酶是一种蛋白质，膨化加工的过程对酶制剂的活性有着不利的影响。一般酶的适宜温度为35～40℃，最高不超过50℃，而膨化制粒过程中温度通常都高于100℃，并伴有高压，因此酶制剂的活性将受到很大的损失。

微生物制剂损失。目前饲料中应用较多的微生物制剂主要有乳酸杆菌、酵母、芽抱杆菌等，这些微生物制剂对温度尤为敏感，当膨化制粒温度超过85℃时其活性将全部丧失。

5结束语

膨化加工应用于人的食品制造业已有50 多年的历史,该项技术于20 世纪60 年代中期推向畜禽养殖业, 70 年代初在宠物食品的应用达到高峰, 但由于种种原因在饲料加工的应用进展很慢。最近5～ 6 年, 由于膨化设备的巨大进步, 膨化机价格大幅度下降, 以及就膨化加工对饲料理化性质和营养价值影响的深入研究, 有力地推动了膨化技术在饲料中的应用。目前许多水产养殖业发达的国家和地区在大量使用膨化水产饲料。在美国鲑鱼、虹鳟鱼、鳗鱼、龙虾、罗非鱼、锦鲤的饲料均普遍使用膨化技术生产, 90%的斑点叉尾用膨化饲料喂养。近几年我国的膨化水产饲料越来越受到重视, 一些专业的膨化水产饲料生产厂家已建成投产。膨化饲料在月鳢、青蛙、鲈鱼的养殖中被广泛接受,斑点叉尾鮰、罗非鱼、草鱼对膨化饲料的使用不断增加。海水养殖膨化饲料的应用也有一定的进展。

加工与营养的关系越来越引起人们注意, 以膨化为代表的新一代饲料加工工艺将在本世纪扮演着重要角色, 膨化加工在未来的水产养殖生产应用中将发挥更大的作用, 它将保证我国水产养殖业的持续发展。

参考文献

[1] 刘凡，李艳芳。挤压膨化技术在水产饲料生产中的应用[J]。广东饲料，2016，25（11），[2]林仕梅。挤压膨化工艺在浮性水产饲料中的应用[J]。粮食与饲料工业，2001，3，18 [3]何志刚，刘中华。水产膨化饲料加工工艺与质量控制要点[J]。湖南饲料，2013，2，24 [4]王春维。水产饲料膨化加工性能的优越性及与制粒工艺之比较[J]。饲料博览，2001，8，31 [5]宗力。膨化技术在饲料工业中的应用[J]。农业机械，2000，6，16