生化分離工程
bioseparation engineering 生物化工產(chǎn)品通過(guò)微生物發(fā)酵過(guò)程、酶反應(yīng)過(guò)程或動(dòng)植物細(xì)胞大量培養(yǎng)獲得，從上述發(fā)酵液、反應(yīng)液或培養(yǎng)液中分離、精制有關(guān)產(chǎn)品的過(guò)程。
生化分離工程基本信息
| 中文名稱 | 生化分離工程 | 外文名稱 | bioseparation engineering |
|---|---|---|---|
| 別名 | 下游加工過(guò)程 | 所屬學(xué)科 | 生物，化學(xué) |
生化產(chǎn)品精制的方法常用沉淀、萃取、吸附和離子交換以及超濾等。
沉淀法
溶解的蛋白質(zhì)由于表面電荷或極性基團(tuán)所形成的水化層而達(dá)到穩(wěn)定。加入高濃度的無(wú)機(jī)鹽，如硫酸銨，可使蛋白質(zhì)沉淀。其定量關(guān)系可用科恩方程式表示:lgS=β-kI式中S代表溶解度;I代表離子強(qiáng)度;β和k是常數(shù)。β與溫度、pH值有關(guān),k決定于加入鹽的種類。調(diào)節(jié)pH至等電點(diǎn)也可使蛋白質(zhì)沉淀,此時(shí)科恩方程式仍適用，但β在等電點(diǎn)時(shí)有極小值。加入有機(jī)溶劑也可使蛋白質(zhì)沉淀，但會(huì)使蛋白質(zhì)失活，所以應(yīng)在低溫下進(jìn)行。也可加入非離子型聚合物，如聚乙二醇和聚電解質(zhì)(絮凝劑)。分子量為40000~60000的聚乙烯亞胺是常用的沉淀劑。
萃取法
用通常的有機(jī)溶劑萃取法提取酶等蛋白質(zhì)是不合適的，因?yàn)槊溉菀资Щ?。?yīng)用雙水相萃取法可避免這種困難。已成功地應(yīng)用來(lái)提取甲酸鹽脫氫酶，α-葡糖苷酶和支鏈淀粉酶等,但此法的最大困難是PEG、葡聚糖等價(jià)格較貴，一些新的萃取方法，如液膜萃取和超臨界流體萃取也正在開始研究應(yīng)用于生物工程中。
吸附和離子交換
廣泛用于抗生素和氨基酸提取。
用一般的離子交換樹脂吸附酶等蛋白質(zhì)是有困難的，因?yàn)槊冈谖健⒔馕^(guò)程中易破壞。將樹脂的骨架由憎水性改為親水性，如由經(jīng)過(guò)加工的纖維素所制得的離子交換劑，則可用來(lái)提取蛋白質(zhì)。
液體離子交換樹脂多數(shù)是分子量為250~500的胺或有機(jī)酸。使用時(shí)，將它溶于一種有機(jī)溶劑中，欲提取的溶質(zhì)就從水溶液選擇性地移向有機(jī)相。例如頭孢菌素 C可以用液體離子交換劑進(jìn)行提取。
超濾法
主要用于胞外酶的濃縮和去除低分子量的雜質(zhì)。在超濾時(shí)，隨著溶劑的透過(guò)膜，保留液的體積逐漸減少，粘度逐漸增大，不利于超濾的繼續(xù)進(jìn)行。如果不斷加入水或緩沖液，以保持原來(lái)的體積，就可避免這個(gè)缺點(diǎn)。這種操作稱為透析過(guò)濾法。酶經(jīng)過(guò)超濾后常引起失活,其原因還不十分清楚，可能有下列幾種:①Ca、Zn 等低分子的穩(wěn)定劑被除去;②由于流過(guò)薄膜時(shí)的剪切力;③膜的吸附作用。在超濾時(shí)，加入可溶于水的聚電解質(zhì)，可以使酶穩(wěn)定。
色層分離
隨著重組DNA技術(shù)的發(fā)展,新的蛋白質(zhì)不斷出現(xiàn)，純化這種蛋白質(zhì)對(duì)色層分離技術(shù)提出更高的要求。用于分離無(wú)機(jī)離子和低分子量有機(jī)物質(zhì)的色層分離介質(zhì)已不能適用。用于分離蛋白質(zhì)的介質(zhì)的母體必須有足夠的親水性，以保證有較高的收率，同時(shí)應(yīng)有足夠的多孔性，以使大分子能透過(guò)，和足夠的強(qiáng)度，以便能在大規(guī)模柱中應(yīng)用。此外還應(yīng)有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和能引入各種官能團(tuán)，如離子交換基團(tuán)、憎水烴鏈、特殊的生物配位體或抗體等，以適應(yīng)不同技術(shù)的要求。工業(yè)上適用的母體有天然、半合成或合成的高聚物，如纖維素、葡聚糖、瓊脂糖、聚丙烯酰胺等。親水凝膠的一個(gè)固有缺點(diǎn)是強(qiáng)度不夠，當(dāng)放入柱中使用時(shí)，會(huì)發(fā)生變形，使壓力降增大或流速減小。這個(gè)困難可通過(guò)改進(jìn)柱的設(shè)計(jì)來(lái)補(bǔ)救。要增大分離能力，可以增大柱徑而不是柱高。分級(jí)柱可使壓力降在流速高時(shí)限制在某一水平。采用均勻、球形的分離介質(zhì)可使壓力降減小。強(qiáng)度較好的分離介質(zhì)和層析柱設(shè)計(jì)的化工問(wèn)題的解決是色層分離法工業(yè)化的關(guān)鍵。聯(lián)邦德國(guó)生產(chǎn)的1501不銹鋼分格柱和瑞典生產(chǎn)的KS370分段色層柱(每段容量161，可根據(jù)需要增加或減少段數(shù))，都已用于工業(yè)。
生化分離工程造價(jià)信息
| 市場(chǎng)價(jià) | 信息價(jià) | 詢價(jià) |
| 材料名稱 | 規(guī)格/型號(hào) | 除稅 信息價(jià) |
含稅 信息價(jià) |
行情 | 品牌 | 單位 | 稅率 | 地區(qū)/時(shí)間 |
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| 材料名稱 | 規(guī)格/需求量 | 報(bào)價(jià)數(shù) | 最新報(bào)價(jià) （元） |
供應(yīng)商 | 報(bào)價(jià)地區(qū) | 最新報(bào)價(jià)時(shí)間 |
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生化分離工程化學(xué)原理 生物化學(xué)工程的一個(gè)組成部分。生物化工產(chǎn)品系通 過(guò)發(fā)酵過(guò)程、酶反應(yīng)過(guò)程或動(dòng)植物細(xì)胞大量培養(yǎng)獲得。從上述培養(yǎng)液或反應(yīng)液中分離、精制有關(guān)產(chǎn)品的過(guò)程即稱為生化分離工程或稱下游加工過(guò)程(downstream pro-cessing)，它由一些化學(xué)工程的單元操作組成, 但由于生物物質(zhì)的特性，有其特殊要求，而且某些單元操作在一般化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用較少。 培養(yǎng)液是復(fù)雜的多相系統(tǒng)，其中所含欲提取的生物物質(zhì)濃度很低，而雜質(zhì)含量卻很高，特別是基因工程產(chǎn)生的許多新的蛋白質(zhì)常常伴有大量性質(zhì)相似的雜質(zhì)蛋白質(zhì)，使分離、精制工作非常困難。同時(shí)在總成本中，下游加工費(fèi)用常占很大比例，在50%~70%之間，因此無(wú)論從技術(shù)、還是從經(jīng)濟(jì)方面，生化分離工程都引起重視。下游加工過(guò)程的一般步驟(見圖)包括提取和精制。 提取觀察 實(shí)驗(yàn)包括培養(yǎng)液(如發(fā)酵液)的預(yù)處理和細(xì)胞的破碎和分離。 培養(yǎng)液的預(yù)處理培養(yǎng)液預(yù)處理的目的在于改變培養(yǎng)液的性質(zhì)，使其便于過(guò)濾和提取。一種有效的方法是加入絮凝劑，使細(xì)胞或溶解的大分子化合物聚結(jié)成較大的顆粒。無(wú)機(jī)絮凝劑有硫酸鋁、氯化鈣、氯化鐵、堿式氯化鋁等。有機(jī)絮凝劑有聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、聚季銨酯等中性、陰性和陽(yáng)性的絮凝劑。高聚物的分子量對(duì)絮凝效果有很大影響。由于細(xì)胞表面常帶負(fù)電，因此處理培養(yǎng)液常用陽(yáng)離子絮凝劑，但有時(shí)細(xì)胞表面也可以吸咐陽(yáng)離子變成帶正電的。還可在生物活性物質(zhì)穩(wěn)定性的范圍內(nèi)，利用酸化、加熱、加入助濾劑，或把幾種方法結(jié)合起來(lái)，能使過(guò)濾速度大大加快。 一種新的過(guò)濾方法，是利用超過(guò)濾膜進(jìn)行錯(cuò)流過(guò)濾，此時(shí)無(wú)濾餅形成，對(duì)細(xì)菌懸浮液，濾速可達(dá) 67~1181/(m·h)。 細(xì)胞的破碎和分離細(xì)胞破碎的方法有機(jī)械、生物和化學(xué)等各種方法。大規(guī)模生產(chǎn)中常用高壓勻漿器和珠磨機(jī)。前者利用液相剪切力和與固定表面撞擊所產(chǎn)生的應(yīng)力;后者利用固相剪切力，兩者機(jī)理不同，可相互補(bǔ)充。 細(xì)胞碎片分離通常用離心分離的方法，但非常困難，因?yàn)轭w粒減小，密度差也減小，同時(shí)有高聚物分泌出來(lái)，使粘度增加。一種新的辦法是雙水相萃取法。由于高分子聚合物的不相容性，使兩種高聚物的水溶液(含鹽或不含鹽)可以分成兩相甚至多相，例如聚乙二醇與葡聚糖等的水溶液。細(xì)胞顆粒或蛋白質(zhì)分子可在兩相間進(jìn)行分配。影響分配系數(shù)的因素有高聚物的種類和濃度、高聚物的分子量、離子的種類、離子強(qiáng)度、pH值和溫度等。 生化分離工程常見問(wèn)題
生化分離工程文獻(xiàn)
化工分離工程選論論文
格式：pdf 大?。?span id="iqakuum" class="single-tag-height">283KB 頁(yè)數(shù)： 23頁(yè) 評(píng)分： 4.6 1 論文題目：化工分離技術(shù) 專 業(yè)：化學(xué)工程 研 究 生： (簽名 ) 指導(dǎo)教師： (簽名 ) 摘 要 化工分離工程是化學(xué)工程學(xué)科的重要組成部分， 是研究化工及其它相關(guān)過(guò)程中物 質(zhì)的分離和純化方法的一門技術(shù)科學(xué)。 許多天然物質(zhì)都以混合物的形式存在， 要從其 中獲得具有使用價(jià)值的一種或幾種產(chǎn)品，必須對(duì)混合物進(jìn)行分離。 在許多加工工業(yè)中，例如化工、石油化工、煉油、醫(yī)藥、食品、材料、冶金、生 化等，必須對(duì)中間體和產(chǎn)物進(jìn)行分離和提純， 才能使加工過(guò)程進(jìn)行下去， 并得到符合 使用要求的產(chǎn)品。 分離過(guò)程還是環(huán)保工程中用于污染物脫除的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 關(guān)鍵詞：化工分離技術(shù)，新型分離，綠色化學(xué)，現(xiàn)代化工分離 2 Subject : Chemical separation techniques Specialty : Chemical engineering Name : （Signature） A
分離工程試題庫(kù)
格式：pdf 大小：283KB 頁(yè)數(shù)： 51頁(yè) 評(píng)分： 4.7 1 第一部分 填空題 1. 分離作用是由于加入（ 分離劑）而引起的，因?yàn)榉蛛x過(guò)程是（ 混合過(guò)程 ） 的逆過(guò)程。 2. 衡量分離的程度用（分離因子）表示，處于相平衡狀態(tài)的分離程度是（ 固 有分離因子）。 3. 分離過(guò)程是（混合過(guò)程）的逆過(guò)程，因此需加入（分離劑）來(lái)達(dá)到分離目的。 4. 工業(yè)上常用（分離因子）表示特定物系的分離程度，汽液相物系的最大分離 程度又稱為（理想分離因子 ）。 5. 固有分離因子是根據(jù)（氣液相平衡 ）來(lái)計(jì)算的。它與實(shí)際分離因子的差別 用（ 板效率）來(lái)表示。 6. 汽液相平衡是處理（氣液傳質(zhì)分離）過(guò)程的基礎(chǔ)。相平衡的條件是（ 所有 相中溫度壓力相等，每一組分的化學(xué)位相等） 。 7. 當(dāng)混合物在一定的溫度、 壓力下，滿足（ ）條件即處于兩相區(qū)， 可通過(guò)（物 料平衡和相平衡 ）計(jì)算求出其平衡汽液相組成。 8. 萃取精餾塔在萃取劑加入口以上需設(shè)（萃取劑回收段 ）。 9. 最低 生化分析儀(HF)用于檢測(cè)、分析生命化學(xué)物質(zhì)的儀器，給臨床上對(duì)疾病的診斷、治療和預(yù)后及健康狀態(tài)提供信息依據(jù)。 前言 第一章 緒論 第一節(jié) 生物分離工程的性質(zhì)、內(nèi)容與分類 一、生物分離工程的性質(zhì) 二、生物分離工程的研究?jī)?nèi)容 三、生物分離過(guò)程的分類 第二節(jié) 生物分離工程的一般流程 一、發(fā)酵液的預(yù)處理 二、產(chǎn)物的提取 三、產(chǎn)物的精制 四、成品的加工處理 五、生物分離純化工藝過(guò)程的選擇依據(jù) 第三節(jié) 生物分離過(guò)程的特點(diǎn) 一、生物分離過(guò)程的體系特殊 二、生物分離過(guò)程的工藝流程特殊 三、生物分離過(guò)程的成本特殊 第四節(jié) 生物分離工程的發(fā)展趨勢(shì) 一、生物分離工程的發(fā)展趨勢(shì) 二、生物分離工程研究應(yīng)注意的問(wèn)題 思考題 第二章 發(fā)酵液的預(yù)處理 第一節(jié) 發(fā)酵液預(yù)處理的方法 一、發(fā)酵液的一般特征 二、發(fā)酵液預(yù)處理的目的和要求 三、發(fā)酵液預(yù)處理的方法 第二節(jié) 發(fā)酵液的過(guò)濾， 一、發(fā)酵液過(guò)濾的目的 二、影響發(fā)酵液過(guò)濾的因素 三、發(fā)酵液過(guò)濾的方法 四、提高過(guò)濾性能的方法 五、過(guò)濾介質(zhì)的選擇 六、過(guò)濾操作條件優(yōu)化 七、過(guò)濾設(shè)備 思考題 第三章 細(xì)胞分離技術(shù) 第一節(jié) 細(xì)胞分離 一、過(guò)濾 二、離心沉降 第二節(jié) 細(xì)胞破碎 一、細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu) 二、細(xì)胞破碎動(dòng)力學(xué) 三、細(xì)胞破碎的方法 第三節(jié) 胞內(nèi)產(chǎn)物的溶解及復(fù)性 一、包含體及其形成 二、包含體的分離和溶解 三、蛋白質(zhì)復(fù)性 思考題 第四章 沉淀技術(shù) 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 蛋白質(zhì)表面性質(zhì) 一、蛋白質(zhì)表面的親水性和疏水性 二、蛋白質(zhì)表面的電荷 三、蛋白質(zhì)膠體的穩(wěn)定性 第三節(jié) 蛋白質(zhì)沉淀方法 一、鹽析法 二、有機(jī)溶劑沉淀法 三、等電點(diǎn)沉淀法 四、非離子多聚物沉淀法 五、變性沉淀 六、生成鹽類復(fù)合物的沉淀 七、親和沉淀 八、SIS聚合物與親和沉淀 第四節(jié) 沉淀技術(shù)應(yīng)用 一、蛋白質(zhì) 二、多糖 三、茶皂甙純化工藝研究 四、杜仲水提液中氯原酸的提取 思考題 第五章 萃取技術(shù) 第一節(jié) 基本概念 一、萃取的概念、特點(diǎn)及分類 二、分配定律 三、分配系數(shù)、相比、分離系數(shù) 第二節(jié) 液液萃取的基本理論與過(guò)程 一、液液萃取的基本原理 二、液液萃取類型及工藝計(jì)算 第三節(jié) 有機(jī)溶劑萃取 一、有機(jī)溶劑萃取分配平衡 二、影響有機(jī)溶劑萃取的因素 三、有機(jī)溶劑萃取的設(shè)備及工藝過(guò)程 第四節(jié) 雙水相萃取 一、雙水相體系的形成 二、相圖 三、雙水相中的分配平衡 四、影響雙水相分配系數(shù)的主要因素 五、雙水相萃取的設(shè)備及工藝過(guò)程 第五節(jié) 液膜萃取 一、液膜及其分類 二、液膜萃取機(jī)理 三、液膜分離操作 四、乳化液膜分離技術(shù)的工藝流程 五、液膜分離過(guò)程潛在問(wèn)題 六、液膜分離技術(shù)的應(yīng)用 第六節(jié) 反膠團(tuán)萃取 一、膠團(tuán)與反膠團(tuán) 二、反膠團(tuán)萃取 三、反膠團(tuán)制備 四、反膠團(tuán)萃取的應(yīng)用 第七節(jié) 液固萃取 一、液固萃取過(guò)程 二、液固萃取類型 三、浸取的影響因素 四、浸取的其他問(wèn)題 五、浸取的工業(yè)應(yīng)用 第八節(jié) 超臨界流體萃取 一、超臨界流體 二、超臨界流體萃取 三、超臨界萃取的實(shí)驗(yàn)裝置與萃取方式 四、超臨界流體萃取條件的選擇 五、超臨界流體萃取的基本過(guò)程 六、超臨界流體萃取的應(yīng)用實(shí)例 第九節(jié) 萃取技術(shù)應(yīng)用及研究進(jìn)展 一、雙水相萃取技術(shù)應(yīng)用及研究進(jìn)展 二、液膜萃取技術(shù)應(yīng)用及研究進(jìn)展 三、反膠團(tuán)萃取技術(shù)應(yīng)用及研究進(jìn)展 四、超臨界流體萃取技術(shù)應(yīng)用及研究進(jìn)展 思考題 第六章 膜分離過(guò)程 第一節(jié) 概述 一、膜分離過(guò)程的概念和特征 二、膜過(guò)程分類 三、分離膜 第二節(jié) 壓力驅(qū)動(dòng)膜過(guò)程 一、反滲透和納濾 二、超濾和微濾 第三節(jié) 電推動(dòng)膜過(guò)程--電滲析 一、電滲析的基本原理 二、電滲析傳遞過(guò)程及影響因素 三、電滲析膜 四、應(yīng)用 第四節(jié) 膜接觸器--膜萃取 一、膜萃取的基本原理 二、膜萃取的傳質(zhì)過(guò)程 三、膜萃取過(guò)程影響因素 四、應(yīng)用 第五節(jié) 其他膜分離過(guò)程 一、濃差推動(dòng)膜過(guò)程--滲透蒸發(fā) 二、溫差推動(dòng)膜過(guò)程--膜蒸餾 第六節(jié) 膜分離過(guò)程裝置 一、濾筒式膜組件 二、板框式膜組件 三、螺旋卷式膜組件 四、管式膜組件 五、毛細(xì)管式膜組件 六、中空纖維式膜組件 思考題 第七章 吸附與離子交換 第一節(jié) 概述 一、吸附過(guò)程 二、吸附與離子交換的特點(diǎn) 第二節(jié) 吸附分離介質(zhì) 一、吸附劑 二、離子交換劑 第三節(jié) 吸附與離子交換的基本理論 一、吸附平衡理論 二、影響吸附的主要因素 三、離子交換平衡理論 第四節(jié) 基本設(shè)備與操作 一、固定床吸附操作 二、移動(dòng)床吸附器 三、膨脹床吸附操作 四、流化床吸附操作 五、吸附器凈化效率的計(jì)算與選擇 思考題 第八章 色譜分離技術(shù) 第一節(jié) 色譜分離技術(shù)概述 一、色譜技術(shù)的基本概念 二、色譜法的分類 三、色譜系統(tǒng)的操作方法 第二節(jié) 吸附色譜法 一、吸附色譜基本原理 二、吸附薄層色譜法 三、吸附柱色譜法 第三節(jié) 分配色譜法 一、基本原理 二、分配色譜條件 三、分配色譜基本操作 四、分配色譜法的應(yīng)用 第四節(jié) 離子交換色譜法 一、離子交換色譜技術(shù)的基本原理 二、離子交換劑的類型與結(jié)構(gòu) 三、離子交換劑的理化性能 四、離子交換色譜基本操作 五、離子交換色譜的應(yīng)用 第五節(jié) 親和色譜 一、親和色譜概述 二、親和色譜原理 三、親和色譜介質(zhì) 四、親和色譜介質(zhì)的制備 五、親和色譜的操作過(guò)程 六、影響親和色譜的因素 第六節(jié) 色譜分離技術(shù)的應(yīng)用 一、親和色譜的應(yīng)用 二、離子交換色譜的應(yīng)用 三、吸附色譜的應(yīng)用 四、分配色譜的應(yīng)用 五、多種色譜技術(shù)的組合應(yīng)用 思考題 第九章 離心技術(shù) 第一節(jié) 離心分離原理 一、離心沉降原理 二、離心過(guò)濾原理 第二節(jié) 離心分離設(shè)備 一、離心分離設(shè)備概述 二、離心沉降設(shè)備 三、離心過(guò)濾設(shè)備 四、離心分離設(shè)備的放大 第三節(jié) 超離心技術(shù) 一、超速離心技術(shù)原理 二、超速離心技術(shù)分類 三、超速離心設(shè)備 第四節(jié) 離心技術(shù)在生物分離中的應(yīng)用 一、離心技術(shù)在生物分離應(yīng)用中的注意事項(xiàng) 二、離心分離的優(yōu)缺點(diǎn) 三、離心機(jī)的選擇 四、離心在生物分離中的應(yīng)用 思考題 第十章 濃縮、結(jié)晶與干燥 第一節(jié) 蒸發(fā)濃縮工藝原理與設(shè)備 一、蒸發(fā)濃縮工藝 二、蒸發(fā)濃縮設(shè)備 第二節(jié) 結(jié)晶工藝原理和設(shè)備 一、結(jié)晶操作工藝原理 二、結(jié)晶設(shè)備 第三節(jié) 干燥工藝原理與設(shè)備 一、干燥工藝原理 二、干燥設(shè)備 思考題 主要參考文獻(xiàn) 生化棉主要用于培養(yǎng)硝化細(xì)菌，讓硝化菌分解水中有毒的NH3/NH4和NO2，轉(zhuǎn)化成無(wú)毒的NO3。因此可以改善水質(zhì)，提高魚類成活率，是一種兼有物理和生化過(guò)濾效果的過(guò)濾材料。它的彈性好，表面積較大，不易損壞，同時(shí)能有效過(guò)濾水中雜物。 生化棉的成分：聚醚，聚酯 生化分離工程相關(guān)推薦
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