泡沫分离最显著的优势是能够高效分离水溶液中的微量组分,正因为这个优势,近些年泡沫分离在生物技术领域的应用研究得到了广泛关注。然而,由于泡沫分离是以气泡作为分离介质,表现出最明显的缺陷就是所分离物系具有局限性。为了解决这一难题,本文研究了不同生物型表面活性物质协助泡沫分离生物非表面活性物质的分离机理,开发了一系列的泡沫分离生物非表面活性物质工艺。首先,以大豆乳清废水中的大豆异黄酮为目的产物,研究了生物型表面活性物质协助泡沫分离从泡沫稳定性强且生物型表面活性物质和生物非表面活性物质之间存在相互作用的体系中分离生物非表面活性物质的机理,确定了大豆乳清蛋白和大豆异黄酮之间的络合作用机制,开发了二级泡沫分离大豆异黄酮工艺。在最适操作条件下,大豆异黄酮的富集比和回收率分别为4.05和87.72%。其次,以番茄加工废水中的番茄红素为目的产物,研究了生物型表面活性物质协助泡沫分离从泡沫稳定性弱但生物型表面活性物质和生物非表面活性物质之间存在相互作用的体系中分离生物非表面活性物质的机理,基于表面活性物质复配产生的协同增效作用,以鼠李糖脂作为稳泡剂,确定了在界面共吸附状态下连续泡沫分离番茄红素的工艺。在最适操作条件下,番茄红素的富集比和回收率分别为3.81和78.16%。再次,以葛根中葛根素为目的产物,研究了生物型表面活性物质与生物非表面活性物质之间无相互作用力的条件下,生物型表面活性物质协助泡沫分离生物非表面活性物质的机理。以修饰β-环糊精铜离子络合物为介质,确定了山药粘液质协助泡沫分离葛根素的工艺。基于修饰β-环糊精铜离子络合物与葛根素的包合作用,葛根素的提取率提高了80.12%。在最适操作条件下,泡沫分离葛根素的富集比和回收率分别为4.32和82.34%。随后,开发了泡沫分离、酸水解及固液吸附的集成技术,并将此集成技术应用于从二级泡沫分离大豆异黄酮工艺的消泡液中回收大豆异黄酮苷元。结果表明通过调节温度和pH,泡沫分离能够从消泡液中去除大豆乳清蛋白;对残液进行酸水解,大豆异黄酮糖苷的平均水解率为96.00%;以交联壳聚糖微球作为吸附剂,大豆异黄酮苷元的回收率高达89.65%。最后,根据质量守恒及吸附传质原理对泡沫分离生物非表面活性物质的吸附动力学进行了研究,建立了吸附动力学模型,确定了生物非表面活性物质在泡沫相中的穿透曲线方程。在实验范围内,模型能够很好地与实验数据进行拟合。通过对有效传质区高度进行评价,确定了连续操作的进料位置。为泡沫分离从生物非表面活性物质的混合溶液中选择性吸附分离目的产物提供依据。综上所述,生物型表面活性物质协助泡沫分离能够实现生物非表面活性物质的高效分离。本文旨在为泡沫分离应用于生物非表面活性物的分离及纯化提供一些新的思路,从而促进泡沫分离的工业化应用。