苏的科研成就
我国传统的柠檬酸工业生产采用钙盐法。过滤后的发酵液先用碳酸钙沉淀,洗涤后用硫酸分解,过滤硫酸钙得到柠檬酸溶液,再浓缩结晶制得产品。在1980溶剂萃取国际会议上,瑞典学者提出用萃取法提取柠檬酸,但因乳化困难、回收率低而未能实现工业化应用。苏和李道春对发酵滤液进行了有效处理,解决了乳化和回收率低的问题,实现了萃取法提取柠檬酸的工业化。该方法省去了硫酸和碳酸钙,不需要沉淀、过滤和热水洗涤两个过程,避免了硫酸钙污泥对环境的污染,便于连续自动化生产。萃取法的成功开发引起了柠檬酸行业的极大关注。这项发明获美、德、英专利,1986获国家教委科技进步二等奖,1987获南斯拉夫萨格勒布国际博览会金奖。开拓了萃取促进化学反应的新领域。苏在半个多世纪的科研和栽培中,不仅为开发高效节能的萃取分离新技术做出了贡献,而且在萃取过程的组合应用方面也做了大量的开创性工作。他提出用萃取来促进化学反应,使液体膨胀,做了很多开创性的工作。他提出用萃取来促进化学反应,扩大了液-液复分解和液-液-固复分解反应的应用范围。他提出的浸出和萃取相结合的方法是一种用萃取来促进化学反应的新方法。此外,他还探索了有机酸的提取和发酵以及提取树脂的应用。化学基础理论指出,一般来说,复分解反应的条件是反应产物之一必须是气体、水或不溶性固体。因此,氯化钾和磷酸在水溶液KCl+H3PO4-KH2PO4+HCl中生成磷酸盐的复分解反应难以实现。为了促进这一反应,有人提出在高温下蒸发氯化氢,但很难付诸实施。苏、、等。采用萃取技术,通过液-液非均相复分解反应制备磷酸二氢钾。他们首先将提取剂与磷酸混合,生成磷酸。然后与氯化钾水溶液接触,进行液-液非均相复分解反应,生成磷酸二氢钾。
KCl+S H3PO4-KH2PO4+S HCl的反应产生负载盐酸的萃取剂,该萃取剂可以用氨水和副产物氯化铵再生。与传统的中和法相比,该反应的生产成本大大降低。液滴传质的研究及转盘塔的改进苏在利用萃取过程开发新技术的同时,研究了萃取的传质机理和工业设备。
萃取是液体和液体之间的传质操作。当在工业设备中萃取时,一个液相通常以液滴的形式分散在另一个液相中,以在相间转移溶质。设备中液滴群体的行为极其复杂。传质研究通常从单个液滴开始。在1963中,苏、、毛用四个系统测量了有机液滴在水中自由沉降时的溶质运移速率,并用大量实验数据检验了A.E. Handlos、R.M. Griffith和G. Thorsen的关联式,指出水相含有少量杂质。其中a和b取决于杂质的性质。为了调查液滴传质中可能的异常,他还领导了界面湍流及其对液滴传质速率的影响的研究。他和陈彤云选择了32种体系,利用光刻技术观察并拍摄了悬浮在静止液体中的液滴的界面现象,对前面提出的二元体系溶质传递中是否存在界面湍流的问题给出了明确的回答,即许多醚-水等二元体系都存在较强的界面湍流。
20世纪80年代,苏将传质的理论研究扩展到萃取塔。萃取塔内的液滴具有一定的直径分布,不同尺寸的液滴运动速度不一致,造成预混和返混。1983、苏、、张守华等。首次提出了旋转萃取塔内同时考虑液滴预混和返混的复合模型。在此之前,他们还发现转盘萃取塔的运行速度存在一个过渡区,并提出了计算该区液滴特征速度的公式,修正了沿用了20多年的只有一个临界速度的概念。在这些研究的基础上,苏对转盘塔进行了改进,通过在转盘下增加筛网和叶片,开发出了两种新型高效萃取塔。苏的研究成果被国内外学者广泛引用,并被编入相关画册,其中液滴界面湍流现象的图片已被收入《中国化学工业大百科全书》卷内。转盘塔研究项目获石油部优秀科技二等奖1981。苏一生勤勤恳恳,孜孜不倦地教书育人。半个多世纪以来,他不仅为科学做出了卓越的贡献,还培养了成千上万的高级化学人才。从1956招收研究生,从1980担任博士生导师,先后培养了19名工学博士和35名工学硕士。他强调知行合一,理论联系实际。直到80岁,他几乎每天都去实验室指导研究生。他一生发表了100多篇学术论文,获得了7项专利,为后人留下了宝贵的财富。他以自己的心血和智慧为教育和科学做出的杰出贡献是举世公认的。