《食品工程原理》课程PPT教学课件（A）第8章 液体吸附与离子交换

第8章液体吸附与离子交换吸附与离子交换都是相间传质过程，物质传递方向是由液相到固相

第8章 液体吸附与离 子交换 吸附与离子交换都是相间传质过程， 物质传递方向是由液相到固相

1液体吸附1.1吸附作用和吸附剂1.1.1吸附作用利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中的一个或几个组分，从而使流体混合物得以分离的单元操作。分离的依据：各组分的吸附力不同。吸附剂：具有吸附作用的物质；吸附质：被吸附的组分。固相具有吸附能力的根本原因是固体表面分子处在一个不平衡力场中，也既是表面力在起作用

1 液体吸附 1.1 吸附作用和吸附剂 1.1.1 吸附作用 利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中的一个 或几个组分，从而使流体混合物得以分离的单元操 作。 分离的依据：各组分的吸附力不同。 吸附剂：具有吸附作用的物质； 吸附质：被吸附的组分。 固相具有吸附能力的根本原因是固体表面分子处在 一个不平衡力场中，也既是表面力在起作用

物理吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力仅为分子间引力的吸附；化学吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力为化学键力的吸附。物理吸附的特点：①放热过程：②吸附无选择性：③吸附速度快，易达平衡；④可以是多分子层吸附；③可逆过程，解吸容易。化学吸附的特点：①放热过程：②吸附有选择性；③吸附速度慢，不易达平衡；④单分子层吸附；③解吸困难

物理吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力仅为分子 间引力的吸附； 化学吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力为化学键 力的吸附。 物理吸附的特点： ①放热过程；②吸附无选择性；③吸附速度快，易 达平衡；④可以是多分子层吸附； ⑤可逆过程，解吸容易。 化学吸附的特点： ①放热过程；②吸附有选择性；③吸附速度慢，不 易达平衡；④单分子层吸附；⑤解吸困难

1.1.2吸附剂及其性能吸附剂的来源①天然矿产：活性白土、漂白土、硅藻土、凹凸棒等；②人工制品：活性炭、硅胶、活性氧化铝、分子筛、吸附树脂等食品工业中常用的吸附剂有：(1)活性炭包括粉未活性炭和颗粒活性炭两种(2)活性白土(3)硅胶包括球形、无定形、粉末状及加工成型四种

1．1．2 吸附剂及其性能 吸附剂的来源： ①天然矿产： 活性白土、漂白土、硅藻土、凹凸棒等； ②人工制品：活性炭、硅胶、活性氧化铝、分子筛、 吸附树脂等。 食品工业中常用的吸附剂有： (1)活性炭 包括粉末活性炭和颗粒活性炭两种。 (2)活性白土 (3)硅胶 包括球形、无定形、粉末状及加工成型四种

(4)膨润土(5)分子筛(6)吸附树脂食品工业对吸附剂的要求主要有：①吸附量大②选择性好一些常用吸附剂的性能见表8-1

(4)膨润土 (5)分子筛 (6)吸附树脂 食品工业对吸附剂的要求主要有： ①吸附量大；②选择性好。 一些常用吸附剂的性能见表8-1

1.2吸附理论1.2.1吸附平衡(1)单组分吸附吸附剂只选择性的吸附一个组分（溶质）。可用等温吸附方程（弗氏方程）表示：1W= kc*n式中：Q-吸附质在固相中的浓度，kg吸附质/kg吸附剂；C*-吸附质与固相浓度成平衡的液相质量浓度，kg吸附质/m

1．2 吸附理论 1．2．1 吸附平衡 (1)单组分吸附 吸附剂只选择性的吸附一个组分 （溶质）。 可用等温吸附方程（弗氏方程）表示： 式中：ω-吸附质在固相中的浓度，kg吸附质/kg吸附 剂； C* -吸附质与固相浓度成平衡的液相质量浓度，kg吸 附质/m3

k，n-与吸附剂（质）性质、温度有关的常数。般在2~10之间易吸附，小于0.5时，吸附困难。吸附浓度较低时，可用线性方程表示：参见下图，活性炭对醋酸（水容液）和苯甲酸（苯溶液）的吸附：

k，n-与吸附剂（质）性质、温度有关的常数。一 般n在2～10之间易吸附，小于0.5时，吸附困难。 吸附浓度较低时，可用线性方程表示： 参见下图，活性炭对醋酸（水容液）和苯甲酸 （苯溶液）的吸附：

C.HsCOOH 浓度 c*00.050.100.154312w2T110123CH,COOH 浓度 c*

从图中可以看出，吸附质不同，吸附平衡浓度不同；另外，浓度低时~C*基本为线性关系吸附平衡后，对吸附质作物料衡算，得：V(C, -C*)0=m式中：m-吸附剂的质量，kg；V-液相体积，m2；C，C*平衡前、后的溶液浓度，kg吸附质/m3

从图中可以看出，吸附质不同，吸附平衡浓度不同； 另外，浓度低时ω～C*基本为线性关系。 吸附平衡后，对吸附质作物料衡算，得： 式中：m-吸附剂的质量，kg； V-液相体积，m3； C0，C* -平衡前、后的溶液浓度，kg吸附质/m3

(2)双组分吸附既吸附溶质又吸附溶剂。设X-液体中溶质的体积分数：y一固体中溶质的体积分数。则以x～y曲线表示的平衡关系如下图所示：

(2)双组分吸附 既吸附溶质又吸附溶剂。 设 x-液体中溶质的体积分数； y-固体中溶质的体积分数。 则以x～y曲线表示的平衡关系如下图所示：