物质分离工程.doc

绪论 一、生物技术下游加工过程的特点：1、发酵液或培养液是产物浓度很低的水溶液 2、培养液是多组分的混合液 3、生物产品的稳定性差 4、队最终产品的质量要求很高 二、生物技术下游加工过程的一般步骤和单元操作（略，见课本吧） 三、生物技术下游加工过程的发展动向 将会加强基础理论研究，传统分离技术的提高和完善，新技术的研究与开发，生物技术下游工程与上游工程相结合，强化物理化学作用的影响，生物分离过程的高效集成化，清洁生产。随着商业竞争的增多和生产规模的扩大，产品的竞争优势最终归结为低成本和高纯度，所以成本的控制盒质量控制是生物技术下游加工过程发展的动力和方向。? 第三章 发酵液的预处理和菌种的回收 悬浮液的特性：1、发酵产物浓度较低 2、悬浮物的颗粒小，细胞的相对密度与培养液相似 3、可压缩，非牛顿流体，黏度高 4、悬浮状态稳定，双电层，水化膜，布朗运动。 悬浮液预处理的目的与方法： 目的：1、改变发酵液的物理性质，提高从悬浮液中分离固形物的速率，提高固液分离的效率；2、尽可能使产物转入便于后处理的某一相中；3、出去发酵液中的部分杂质。方法：1、加热法；2、调节悬浮液的PH值；3、凝聚于絮凝；4、使用惰性助滤剂。 过滤法： 1、滤饼过滤过滤介质常用多孔织物，其网孔尺寸未必一定须小于被截留的颗粒直径，当悬浮液通过滤饼时，固体颗粒被滤布阻拦而逐渐形成滤饼。 2、深层过滤：孔道弯曲细长，颗粒尺寸比介质孔道小得多，颗粒进入孔道后容易被截留，同时由于液体流过时所引起的挤压和冲击作用，颗粒吸附在孔道的壁面上。 3、错流过滤：如果料液给过滤介质表面一个平行的大流量冲刷，则过滤介质表面积积累的滤饼就会减少到可以忽略的程度，而通过过滤介质的流速则比较小，这种过滤方式称作错流过滤 第四章 细胞的破碎与分离 一、细胞破碎：选用物理、化学、酶或机械的方法来破坏细胞壁或细胞膜。 二、细胞破碎的方法：1、机械破碎 2、物理破碎 3、化学破碎 4、酶溶破碎 酶解法 优点：条件温和，能选择性地释放产物，不残留细胞碎片，抽提的速率和效率高，产品的破坏少。缺点：酶价格高，通用性差。 自溶法 优点：（略） 缺点：容易引起所需蛋白质发生变性，自溶后悬浮液黏度大，过滤速度下降。 细胞破碎的研究方向：1、多种破碎方法结合使用 2、与下游过程相结合 3、与上游过程相结合 第五章 离心分离 一、离心的优缺点：优点：分离速率快；效率高；液相澄清度好。缺点：设备投资高；能耗大；只能得到一种较为浓缩的悬浮液。 二、粒子差速离心:简称差速离心法,是采用逐渐增加离心速率或低速和高速交替进行离心,使沉降粒子在不同离心速率及不同离心时间下分批分离的方法. 三、一般密度梯度离心法:也称分级区带离心,它是把样品铺放在一个连续的液体密度梯度上,然后进行离心,并控制离心分离的时间,使得粒子在完全沉降之前,在液体梯度中移动而形成不连续分离区带 四、等密度离心法：当不同离子存在密度差时，在离心力场作用下，粒子向下沉降或向上浮起，一直移动到与它们密度恰好相等的位置上并形成区带的方法 第六章 膜分离过程 一、膜分离过程的类型： 1、以静压力差为推动力的膜分离过程 2、以蒸汽分压差为推动力的膜分离过程 3、以浓度差为推动力的膜分离过程 4、以电位差为推动力的膜分离过程 二、膜组件的类型：平板式、螺旋卷式、管式、中空纤维式、动态压力过滤器 三、浓差极化： 在超滤过程中，由于水透过膜，因而在膜表面的溶质浓度增高，形成梯度，在浓度梯度的作用下，溶质与水以相反方向扩散，在达到平衡状态时，膜表面形成一溶质浓度分布边界，它对水的渗透起着阻碍作用。 四、水通量：膜对纯水的通过量，是用在压力为0.1MPa，温度为20℃的条件下，透过一定量纯水所需的时间来测定的。 五、膜污染的原理和处理方法： 原理：被处理物料中的微粒、胶体粒子和溶质大分子与膜发生物理化学相互作用或机械作用从而引起在膜表面或膜孔内吸附、堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化。处理方法：1、预处理 2、开发新型抗污染的膜 3、加大供给液的流速 4、化学洗涤 5、物理洗涤。 六、渗透：当利用半透膜把两张不同浓度的溶液隔开时,浓度较低的溶液这个的溶剂(如水)自动的透过半透膜流向浓度较高的液体,直到化学位平衡为止的现象. 七、透析：用具有一定孔径大小的、高分子溶质不能透过的亲水膜将溶质溶液与纯水分隔，在浓差的作用下，小分子溶质透向水侧，水透向溶液一侧。 第十章 溶剂萃取 一、萃取：利用溶质在互不相溶的两相之间溶解度的不同而使溶质得到分离的方法。 二、分配定律：在一定温度和压力下，溶质分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度比为一常数K。 三、乳化：是指一种液体以细小液滴的