生物分离技术要点

《生物分离技术要点》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、生物分离技术第一章概述1、生物分离技术：从微生物、动植物细胞及其生物化学产品中提取有用物质的技术2生物分离工程（名词解释），又称为下游加工过程（DownstreamProcessing）。提取（isolation）、纯化（purification)、成品化（productpolishing)3、生物分离过程（四步）：产物的提取、产物的浓缩、产物的纯化、产物的精制4、生物分离技术的特点：A.生物工程的主要特点是生物产品多种多样；B.绝大多数生物分离方法来源于化学品的分离方法；C.生物分离一般比化工分离难度大第二章发酵液的预处理与固液分离1、微生物发酵液的特性：发酵产物浓度较低，处理体积量大；

2、各类细胞的颗粒小，相对密度与液相相差不大；细胞等固型物含水量大，可压缩性大；液相粘度大，大多为非牛顿型流体；产品生物活性不稳定；2、发酵液预处理的方法：降低液体粘度、调节悬浮液的pH值、凝聚和絮凝、使用助滤剂、加入反应剂、高价无机离子的去除、杂蛋白的去除3、絮凝（名解）：在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，当一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的胶粒表面上，产生桥架联接时，形成粗大的絮凝团（10mm）的过程。絮凝是一种以物理的集合为主的过程絮凝剂是一种能溶于水的高分子聚合物，其相对分子质量可高达数万至一千万以上，长

3、链状结构，其链节上含有许多活性官能团，包括带电荷的阴离子（如---COOH）或阳离子（如---NH2）基团以及不带电荷的非离子型基团。通过静电引力、范德华引力或氢键的作用，强烈地吸附在胶粒的表面。当一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的胶粒表面上，产生桥架联结时，就形成了较大的絮团，这就是絮凝作用。4、凝聚（名解）：在中性盐作用下，由于双电层排斥电位降低，而使胶体体系不稳定的过程。胶体悬浮液中加入某种电解质，在电解质作用下，胶粒的双电层电位降低，使胶体体系不稳定，胶体粒子间因相互碰撞而产生块状凝集体（1mm左右）的现象阳离子对带负电荷的胶粒凝聚能力的次序为：Al3+>Fe3+>H+>C

4、a2+>Mg2+>K+>Na+>Li+常用的凝聚剂电解质有：硫酸铝Al2(SO4)3•18H2O（明矾）；氯化铝AlCl3•6H2O;三氯化铁FeCl3;硫酸亚铁FeSO4·7H2O；石灰；ZnSO4；MgCO35、高价无机离子的除去去除钙离子：通常使用草酸。但由于草酸溶解度较小，不适合用量较大的场合，可用其可溶性盐，草酸价格昂贵，注意回收。去除镁离子：加入三聚磷酸钠，与镁离子形成络合物。用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。例如：环丝氨酸的提取。去除铁离子，可加入黄血盐，使其形成普鲁士蓝沉淀而除去。6、杂蛋白质的除去(1)沉淀法蛋白质在酸性溶液中，能与一些阴离子，如三氯乙酸盐、

5、水杨酸盐、钨酸盐、苦味酸盐、鞣酸盐、过氯酸盐等形成沉淀；在碱性溶液中，能与一些阳离子如Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe3+和Pb2+等形成沉淀。(2)吸附法加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。1、在枯草芽孢杆菌发酵液中，加入氯化钙和磷酸氢二钠，两者生成庞大的凝胶，把蛋白质、菌体及其他不溶性粒子吸附并包裹在其中而除去，从而可加快过滤速率。162、在四环素类抗生素中，采用黄血盐和硫酸锌的协同作用生成亚铁氰化锌钾的胶状沉淀来吸附蛋白质(3)变性法加热，大幅度调节pH，加酒精等有机溶剂或表面活性剂等。例如：在抗生素生产中，常将发酵液pH调至偏酸性范围(pH2-3)或较碱性范围(pH8-9)使

6、蛋白质凝固，一般以酸性下除去的蛋白质较多。局限性：加热法只适合于对热较稳定的目的产物；极端pH也会导致某些目的产物失活，并且要消耗大量酸碱；而有机溶剂法通常只适用于所处理的液体数量较少的场合。7、过滤（名解）是在某一支撑物上放过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，在外力作用下，实现固液分离目的的操作。8、过滤操作步骤：过滤（介质—滤饼阻力）、洗涤（洗涤滤饼，提高收率）、干燥（压缩空气或真空）、卸料（辅助操作）9、达西定律Darcy定律把流速与通过固体多孔床产生的压降联系起来。V–流体流速(m3/s)K－比例常数,通常叫达西方程参数△P－通过厚度为l的床产生的压降(Pa)μ－液体粘度（Pa·s）当

7、Re<5时达西定律才成立10、固液分离装置板框过滤机：过滤面积大，能耐受较高压力差，故对不同过滤特性的发酵液适应性强，同时还具有机构简单、价格较低、能耗少的优点。但不能连续操作，设备笨重，劳动强度大，卫生条件差，辅助时间长。目前研制出自动板框过滤机。鼓式真空过滤机：连续操作，自动化控制，压差较小。主要适用于霉菌发酵液的过滤。对菌体较细或粘稠的发酵液不太适用。（可预铺助滤剂）离心机：分离速度快，效率高，操作条件好，适用与大