生物分离工程第一章节绪论幻灯片.pptVIP

* * * * * * * * 常用的分离技术及其机理 物理性质 力学性质 重力、离心力、筛分 ? 热力学性质 状态变化、相平衡 ? 传质性质 粘度、扩散、热扩散 ? 电磁性质 电泳、电渗、磁化 化学性质 化学热力学 化学平衡 ? 反应动力学 反应速率 ? 光化学性质 激光激发、离子化 生物学性质 分子识别 生物亲和作用、生物学识别 ? 输送性质 生物膜输送 ? 反应、响应、控制 免疫系统 分离过程 分离效果的评价 分离因子又称分离因子(separation factor)。表示某一单元分离操作或某一分离流程将两种物质分离的程度。通常有两种定义：(1)单级分离系数，表示物料中两种物质在某一单元分离操作(单级分离操作)前后相对含量的比值。(2)流程分离系数，表示物料中两种物质在经过某一分离流程前后相对含量的比值。 收率 纯化因子 选择性: 又称分离系数(separation factor)，它的定义是：在一定的条件下，进行萃取分离时，被分离的某两种物质的分配系数的比值。即：β=α1/α2。β为分离系数(选择度)；α1与α2分别为物质1与物质2在相同萃取条件下的分配系数。β表征了这两种物质萃取分离的难易程度或萃取剂的选择性。若β=1，则这两种物质在此条件下不能萃取分离。若β1，表明萃取剂对物质1能进行选择性萃取，且β愈大，它对物质1的选择性愈好，两物质愈易分离。反之，同理类推。所不同的是：β1时，物质1在萃取相富集，而β1时，物质2则在萃取相富集。 分离效果的评价-浓缩率 分离效果的评价-分离因子 （针对原料和产品） （针对废料和产品） 分离效果的评价-回收率 Chapter 1 （习题） 1. 生物分离工程在生物技术中 的地位？2.生物分离工程的特点是什么？ 3.生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？4.在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 生物分离与一般化学分离方法的比较 大约80%的化工分离方法可应用于生物分离技术； 生物分离一般比化工分离难度大； 成分复杂：固体成分包括完整有机体、培养基及底物中的不溶物。液体成分包括底物可溶物、代谢中产物及目标产物。 悬液中的目标产物浓度低：获得高纯度的干燥产品、需要几步、分离过程精细，成本高。 生物技术产品的类型 按分子量大小 小分子产品：（小于1000）抗生素，有机酸，氨基酸 大分子产品：（大于1000）酶, 抗体，多肽，蛋白质 按产品所处的位置 细胞内: 胰岛素，干扰素，重组蛋白质 细胞外：抗生素，胞外酶 发酵液中主要的产品含量 生物产品要求高质量： *purity（纯度） *sanitation（卫生） *biological activity（生物活性） 分离过程的成本占产品总投资的大部分：因此必须仔细考虑和设计产品的回收和纯化过程。 设计中应考虑下列问题： 1. What is the value of the product? （产品价值） 2. What is an acceptable product quality? (产品质量） 3. Where is the product in each process stream? （产物在生产过程中出现的位置） 4. Where are the impurities in each process stream?（杂质在生产过程中出现的位置） 5. What are the unusual physicochemical properties of the product and the principal impurities? （主要杂质独特的物化性质是什么？） 6. What are the economics of various alternative separations? （不同分离方法的技术经济比较） 生物分离技术的重要性 生物产物的特殊性； 生物产物所处环境的复杂性； 对生物产品要求的严格性； 最终结果：导致下游加工过程度成本往往占整个生物加工过程生产成本的大部分。 下游加工技术的一般流程 生物下游加工过程是指目标产物的分离纯化过程，包括 产物提取(isolation) 产物浓缩(concentration) 产物纯化(purification) 成品化(polishing) 注意： 多步分离导致收率降低； Separation Processes: