期末复习温习 [兼容模式].pdf

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1、2012-05-18本章内容第•概论一•分离工程的发展历程章《分离工程与技术》•分离过程和分离工程的定义•分离工程及其研究内容绪•分离原理•特点论•一般流程•研究进展常州大学化学化工学院3.1、分离工程及其研究内容3.2分离工程研究的重要性1)以物理化学、化工原理、传递过程、生物化学、微生物学等为理论基础分离占产品总成本60%-90%2)研究物质分离过程的工业化开发和设计中传统发酵工业占60%基因产品占80~90%遇到一些带有共性的技术问题3)研究内容：关系到产品效益，新产品开发以及环境保护，因此必须仔细考虑和设计产品的回收•适宜分离方法的选择和纯化过程•分离工艺流程和操

2、作条件的确定及优化•分离设备的选型与设计生产领域瓶颈产业化制约技术以“三传”为物理内核的化工单元操作3.4分离过程原理过滤与流体沉降搅拌平衡分离过程：根据当体系处于平衡时物输送质在不同相态（气液、气固、液固等）中气体液化浓度不同而实现分离，如蒸馏、吸收、萃喷雾动量传递干燥取、吸附、结晶等液体汽化速率分离过程：根据物质分子在外力作用流态化下迁移速率不同而实现分离，如膜分离、电泳等热量质量气液吸收蒸发传递传递场作用分离过程：根据场对物体的不同作浓缩用而实现分离，如重力场、电场、磁场等液液萃取机械分离过程：根据物体颗粒尺寸不同而加热气固实现分离，如筛分和过滤等冷却吸附精

3、馏结晶其它分离过程：如反应消除、生物富集等12012-05-183.5、分离的一般步骤和单元操作固液分离去除与目标产物差异很大的杂质去除与目标产物差异不大的杂质3.6、分离工程的特点2）产品质量要求高（纯度，安全性，生1）物料体系复杂，分离过程复杂困难物活性）；分离过程步骤多，收率低♣固体成分：完整有机体、培养基及底物中的不溶物分分♣液体成分：底物可溶物、代谢中产物及目标产物离♣多相、非牛顿流体离工工一般工业发酵液中的不溶性组分程悬浮固体（10～1000um）程的最小可见粒子（25～50um）胶体粒子（100～1000nm）的特菌体（300～10000nm）特点蛋白质/多聚

4、糖（2～10nm）有机酸和糖等小分子（0.4～1.2nm，100～1000D）点无机离子（10～100D）水（18D）木屑、石子、丝状物及焊渣等固形颗粒4)目标产物分离过程精细，成本高3)目标产物浓度低、杂质含量高（结构性质相似）分分离a、受生产条件制约（氧传递等）离b、受催化剂制约工工C、产物抑制程程的的原料液往往是产物浓度很低的水溶液特特分批操作，稳定性差点点22012-05-185）产品多种多样，导致分离方法多样CPC盐生产工艺MoleculartypeNumberofspecies澄清液解吸液分Antibiotics85Aminoacids18离Enzyme

5、s15连续型Organicacidsand11发酵液树脂离子离子交工发酵过滤吸附交换换系统solvents程Vitamins,yeast,growthVitamins,yeast,growth6factors,nucleotides解析液的Miscellaneous-dextrans,8特steroidbiooxidationsCPC盐干粉湿晶带晶料液Total143CPC盐多功能点6）目标产物稳定性差结晶分装(过滤洗干燥滤晶涤干燥)♣a化学降解(pH,温度);设备♣b微生物降解（酶作用，染菌）3.8、分离过程的选择依据与准则3.9分离效率评价①产品价值不同角度出发有不同的

6、分离效率评价方法和评价指标②产品质量、规格、形式（浓度,纯度,晶型）③物料组成从分离方法和装置角度：分离容量、分离④产物在生产过程中出现的位置(次序合理,步聚少)速度、分辨率⑤物性(溶解度,荷电,尺寸,功能团,稳定性,挥发性，毒害危险性)从产品角度：浓缩比、纯化程度、回收率⑥生产规模，不同分离方法的技术经济比较⑦三废处理（BOD,COD,菌体,毒害物）降低成本－－质量与收率兼顾许多生物产物在细胞培养过程中不能分泌到胞外的培养液中，滞留在细胞内。第二讲细胞的破碎胞内产品:碱性磷酸酯酶，基因工程产物，植物细胞产物等细胞破碎目的：破坏细胞壁和细胞膜(增大通透性

7、)，使目标产物大多数情况下，抗生素，胞外酶，选择性的释放到培养液中。一些多糖，及氨基酸等目标产物破碎细胞离心后，取上清液进一存在于在发酵液中。在上述过程步分离纯化。中，需被分离的菌体细胞可被看为何进行作一种副产物来处理，因此可以细胞破碎？直接分离和纯化产物。细胞本身：单细胞蛋白（SCP）32012-05-183.2细胞破碎方法破碎方法的比较细胞破碎机理图物理法和化学法的比较物理破碎法缺点：A、高能、高温、高噪音、高剪切力(四高)，易使产品变性失活；颗粒-流体非均相物系分离B、非专一性，胞内产物均释放，