生物分离工程的特点.doc

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1、1、生物分离工程的特点；①成分复杂，固液分离困难；②浓度低，分离能耗大③收率低；④易失活；⑤不稳定性。2、精制产品分离纯化一般流程1．胞外产品：发酵液→预处理→目的产物尽量进液相→→固液分离→收集液相后→提取与精制2．胞内产品：发酵液→预处理→除杂、改变液相性质→固－液分离→收集细胞或菌体→细胞破碎→目的产物进液相→固－液分离→收集液相→后提取与精制3、生物悬浮液的特性：①悬浮物颗粒小，比重与液相相差不大；②固体粒子可压缩性大；③粘度大，含有蛋白质、多糖等胶体物质，大多为非牛顿型流体。改性的目的：降低滤饼比阻，提高过滤与分离

2、的速率。4、凝聚：指在电解质作用下，由于胶粒间双电层排斥电位的降低，而使胶体体系不稳定的现象。凝聚作用机理：加入电解质→电解质中的高价阳离子→对胶体周围离子的影响→双电层电位↓→胶体稳定性↓→发生凝聚5、阳离子对带负电荷的发酵液胶体粒子凝聚能力的次序为：Al3+>Fe3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>Li+6、絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。7、错流过滤（Cross-FlowFiltration)又称切向流过滤，是一种维持恒压下高速过滤的技术。其操作特点是使悬浮液在过滤

3、介质表面作切向流动，利用流动的剪切作用将过滤介质表面的固体（滤饼）移走。8、珠磨法细胞破碎率可用一级反应动力学表示：间歇操作：ln[1/(1-R)]=Kt连续操作：ln[1/(1-R)]=Kτ其中τ=V/F式中：R—破碎率（g/g）K—反应速率常数(1/s)t—破碎时间(s)τ—平均停留时间(s)V—破碎室悬浮液体积（L）F—进料速率(L/s)9、高压匀浆法破碎的动力学方程KT—与温度等有关的破碎常数。N—悬浮液通过匀浆器的次数。P—操作压力。a—微生物种类常数，对于酵母菌a值可取2.210、简述采用多种破碎方法相结合提高破

4、碎率的原理化学法与酶法取决于细胞壁膜的化学组成，机械法取决于细胞结构的机械强度，而化学组成又决定了结构的机械强度，组成的变化必然影响到强度的差异，这就是化学法与机械法相结合的原理。11.沉淀的作用一是浓缩，通过沉淀目的产物由液相变成固相，浓缩倍数可达几十倍至数百倍；二是纯化，通过沉淀固液分相后，除去留在液相（如果目的产物是固相）或沉积在固相中（目的产物留在液相）的杂质。12、盐析法具有如下特点：（1）成本低，不需要什么特别昂贵的设备；（2）操作简单、安全；（3）对许多生物活性物质具有稳定作用。（4）存在产品与杂质的共沉作用，

5、因而它只能作为初步纯化。13、盐析原理。蛋白质在高盐浓度下发生盐析，这是因为当中性盐浓度增加至一定程度时，蛋白质表面电荷被大量中和（亲水基团被大量中性盐离子所包围），水分子离开蛋白质的周围，暴露出疏水区域，疏水区域间的相互作用，使蛋白质分子相互聚集而沉淀。14、Cohn方程式S—蛋白质的溶解度（g/L）I—离子强度mi—i离子的摩尔浓度（mol/L）Zi—i离子所带的电荷数（即离子的价数）β—盐析常数，与盐的种类无关KS—盐析常数，与温度和pH无关15、KS与盐种类的关系对于阴离子，含高价阴离子的盐，效果比低价的好。常用阴离

6、子的盐析效果排列如下：柠檬酸盐＞PO43-＞SO42-＞CH3COO-＞Cl-＞NO3-＞SCN-。对于阳离子，一般地高价阳离子（如Mg2+、Ca2+）不如低价阳离子，常用一价阳离子的盐析效果排列如下：NH4+＞K+＞Na+。而常用盐析剂盐析效果的排列顺序为：NaH2PO4＞(NH4)2SO4＞Na2SO4＞MgSO4＞NaCl16、有机溶剂法沉淀原理一般水溶液加入有机溶剂水溶液的介电常数↓→溶质分子（蛋白质）之间静电引力↑→溶质的溶解度↓。有机溶剂沉淀法具有如下特点：①不同溶质的沉淀所要求的有机溶剂浓度不同，这是有机溶剂分

7、步沉淀的基础。其分辨能力比盐析法高。②溶剂容易蒸发除去，因此适合于制备食品用蛋白质。③有机溶剂密度低，与沉淀物密度差大，过滤和离心分离都较容易。④容易使某些生物大分子变性失活。⑤有机溶剂易燃易爆，操作常需在低温下进行。17、非离子多聚物沉淀法原理.沉淀作用是多聚物与大分子发生共沉作用的结果。与有机溶剂相似，使大分子的水化度降低，促使大分子沉淀多聚物与大分子之间以氢键相结合形成复合物.PEG沉淀法特点（1）操作条件温和，变性失活少。（2）具有极高的沉淀效果，用量较少，PEG浓度一般为10%左右。（3）沉淀后多聚物较易除去，对后

8、继分离影响较小。18、膜分离技术的特点1）处理效率高，设备易放大；（2）适合于热敏物质分离；（3）失活较少；（4）无相变过程，省能；（5）在分离、浓缩的同时可达到部分纯化；（6）可达较高回收率；（7）系统可密闭，避免外来污染；（8）不外加化学物质，减少环境污染；（9）不适合于分子量相近物质