生物分離工程試題西華大學

1. 生物分離工程定義

生物分離工程的定義:從發酵液或酶反應液或動植物細胞培養液中分離、純化生物 產品的過程。

2. 如何學習生物分離工程這門課程

如何學習生物分離工程這門課程
生物工程設備和生物分離分離工程應該不是系統的課程，一般是發酵工程的子課程。生物工程設備課的內容是生物分離工程需要的。即生物分離工程中的設備會在設備課中間講到，但是生物工程設備還包括上游過程的相關設備。生物分離工程科，也會在也常見於生物化工的專業中。

3. 求教科書生物分離工程(生物工程下游技術) 中 分離科學作用 謝謝

現代分離科學理論框架的研究
耿信篤, 張養軍
(西北大學 現代分離科學研究所ö 現代分離科學陝西省重點實驗室, 陝西 西安 710069)
摘要: 分離科學是研究物質在分子水平上的空間分布和移動規律的一門科學。如果這一看法是正確
的話, 那麼, 分離科學理論就應該有一個能將各種分離技術原理及支持這些原理的共同理論, 即分
離科學理論框架。既然分離科學是從分子在空間遷移和分布規律的全過程來設計的, 該理論必然要
涉及到溶質分子在流體中的空間遷移和分布, 就必須了解在體系中組分的宏觀性質。即①分離過程
中的熱力學; ②溶質的遷移和擴散, 因為目前絕大多數組分的分離是在界面(特別是液2固界面)上
完成的, 這就是③分離過程中發生在界面上的計量置換。然而要從微觀上深入了解物質能夠被分離
的實質便是④平衡分離的分子學基礎及⑤疏水效應。在了解了物質的微觀、宏觀性質及遷移規律
後, 如何才能使分離進行得更好, 這便是⑥分離過程中的最優化和選擇分離方法時必須對各種分離
方法的特點有所了解的, ⑦分離方法的簡介和比較。上述七部分內容應當成為現代分離科學的理論
骨架。
關 鍵 詞: 分離科學; 熱力學; 溶質計量置換保留理論; 疏水效應; 分離方法; 最優化; 理論骨架
中圖分類號:O 651 文獻標識碼:A 文章編號: 10002274Ò (2002) 0520433205
從幾千年前我國的煉丹術、釀酒術發展到近一
個世紀以來, 出現了多種分離技術或分離方法。特別
是近年來, 由於精細化工、生命科學和材料科學等新
興學科的發展, 加之計算機和現代分離手段的廣泛
應用, 促使這些新的分離方法的理論日臻完善, 技術
水平不斷提高。遺憾的是, 多年來, 這些分離方法各
自討論其分離原理, 如色譜中就有分配、吸附、離子
交換、反相和疏水色譜等, 故有關分離理論方面的內
容均分散在一些分離方法和其他學科之中。雖然國
外也出版過幾本有關「分離方法」的書, 但其只是以
各個「分離方法」為主體分別進行闡述, 對於「分離方
法」的基礎理論及各個「分離方法」之間的聯系卻涉
及甚少。1973 年, B. L. Karger 等 3 人出版了「A n
In t roct ion to Separat ion Science」一書[ 1 ]
, 雖然講
述分離科學的理論部分不超過全書 1ö 3 的篇幅, 然
而他們的貢獻是首次提出了「分離科學」這個概念。
1991 年, 理論色譜學家 J. C. Giddings 寫的「A
U n if ied Separat ion Science」一書, 用化學勢場和流
這兩個各種分離方法共有的參數為紐帶, 將原來似
乎毫無關系的、分散在各種分離方法中的分離原理
統一在一起討論, 並稱其為統一的分離科學[ 2 ]
。隨著
高技術產業的出現, 特別是生物工程和生物技術及
材料科學的發展, 迫切要求提供更先進、更優化的分
離方法。一些國家和地區, 如美國的加州早在7 年前
就成立了分離科學協會, 其年會規模逐漸擴大, 現已
發展成一個國際性的年會, 還有《專門分離科學》、
《分離科學》及《分離工程雜志》出版, 表明分離科學
作為一個獨立的科學分支正在形成和發展。
既然分離科學是一個獨立的科學分支, 就必然
有其支撐的理論, 有一個能支持各種分離方法, 至少
是絕大多數的現代分離技術原理的基本理論。1990
年, 筆者之一出版了《現代分離科學理論導引》一
書[ 3 ]
, 對此問題進行了探索, 又經過 10 年的探索和
實踐, 對原書作了大幅度的修改, 並增加了新的內容
和章節。最近, 該書已經被教育部研究生辦公室推薦
為研究生教學用書, 並由高等教育出版社出版[ 4 ]
。在
該書前言中首次提出了現代分離科學理論框架的論
點。然而, 分離科學作為科學的一個獨立分支, 是一
個不斷發展和壯大的學科, 理論也在不斷發展豐富,
內容也愈來愈豐富。所以,「現代分離科學理論框
架」到底應該包括那些內容, 仍是一個值得進一步探
討的學術問題。
無論是什麼分離方法和多麼新的分離工藝, 都
是在研究物質在分子水平上的空間分布和移動規
律, 以及如何更好地實現這一目標。如果這一看法正
確的話, 那麼, 現代分離科學理論就應該是為解決這
一問題而所必須的理論基礎。
1 分離過程中的熱力學
分離過程必然伴隨著一種或幾種組分的定向移
動以達到分離和濃集的目的, 所以分離過程是一個
組分在空間的再分配過程, 這就存在著一個哪些組
分能夠在空間被濃集和哪些組分不能夠被濃集, 以
及能夠在空間被濃集到什麼程度這樣兩個問題。分
離過程中的熱力學就是為了判斷這一過程的方向,
確定它的限度以及研究如何運用熱力學知識以促使
某個或某些組分向我們期望的方向移動, 實現最大
限度的分離和濃集等有關理論及計算問題。分離過
程中所遇到的某些熱力學的基本要點, 則一定會涉
及到相間的分配平衡、在分離過程中作為分子移動
驅動力的外加場作用下的平衡、相平衡、分配平衡、
氣2液平衡熱力學及溶液模型等方面的理論, 以及如
何將熱力學第一和第二定律應用到密閉和開放的體
系中和運用化學勢概念來解決問題。化學勢是分離
過程中各個組分分離的驅動力, 盡管絕大多數的分
離是在外加場存在下實現的, 但這些外加場都可以
換算成化學勢並使其成為總化學勢的一部分。活度
系數及標准態是描述該過程中兩個很重要的概念,
在應用時容易出現差錯, 所以必須引起重視。平衡概
念是描述分離過程應用最多的概念, 其中相平衡原
理被用來描述單組分、雙組分及 3 組分相圖以及如
何將這些相圖應用於簡單組分的分離。分配平衡主
要涉及氣2固、液2固和氣2液 3 種平衡, 常用吸附等
溫線對其過程進行描述和表徵。由於這3 種平衡不
涉及化學反應, 因此被稱之為第一類化學平衡, 而涉
及到利用化學反應進行分離的叫作第二類化學平
衡, 這類平衡在分離過程中亦經常遇到。溶液行為模
型是在研究氣2液分離過程中的理論時經常遇到的
問題, 該模型涉及到對氣相和液相(理想溶液、真實
溶液和正規溶液)中的某些熱力學參數(包括過剩熱
力學參數在內)的處理。
2 分離過程中溶質在兩相界面上的計
量置換
以往的分離方法中, 在涉及相分離時, 往往只涉
及溶質在兩相間的分配系數和化學勢差等概念, 而
很少涉及相界面過程和這些過程對分離所作出的貢
獻。對於溶質在兩相界面上行為的處理, 涉及到近年
來才提出的計量置換的概念[ 5 ]
。計量置換的提出, 實
質上是基於物理學中「能量守恆」和「一個空間不能
同時容納兩個物體」的兩個基本原理, 這一概念對於
許多科技工作者來講並不陌生。例如, 離子交換時,
在某一離子被交換劑吸留的同時, 交換劑上即會釋
放出等當量的同電荷符號的另一離子。這就是計量
置換的一個廣為人知的事例。隨著科學技術的發展,
現已知道, 計量置換可發生在其他許多埸合。例如,
某組分在相間分離過程中, 從 Α相進入 Β相(或表面
或內部)時可能置換的是 Β相中的溶劑分子(如果 Β
相是液相的話)。研究這樣的置換過程, 即研究組分
從一相進入另一相時, 在相界面上發生了什麼過程,
其組分如何在界面上進行遷移, 而相應的能量又是
如何變化, 如何將計量置換用於組分分離的宏觀和
微觀變化, 對了解分離機理和提高分離效果是十分
重要的。因為組分可在液2固、液2液、氣2液相間進行
分離, 特別是液2固和液2液相間分離用得最多。所
以, 深入了解組分在相界面上遷移時所產生的化學
勢突躍及其伴隨的計量置換過程必將對組分的分離
有益。液固相界面上的計量置換, 包括新概念的定
義、物理及化學理論基礎、計量置換模型的建立及其
在物理化學、生物化學、基因工程和色譜分離中的應
用。它指出了分離過程中, 在相界面上發生的基本過
程——溶質與置換劑(在許多情況下是溶劑)分子間
的計量置換關系。這種關系建立在體系中溶質、置換
劑和吸附劑分子間的多種熱力學平衡和計量置換這
一概念的基礎上, 從建立理論模型到引用一些數據
對模型進行檢驗以及通過液2固體系中溶質的計量
置 換 吸 附 理 論, 從 理 論 上 推 導 出 朗 格 繆 爾
(L angm u ir)及弗侖德利希(F reundlich)公式並與之
進行比較, 表明該理論更具有指導意義。因為該理論
是在多個熱力學平衡的基礎上推導的, 具有堅實的
理論基礎。另外, 該理論中的參數皆具有明確的物理
意義, 這些都對它的應用以及對一些現象的解釋奠
定了基礎。現在, 該理論已經用於對液2液分配等溫線的預計和對液相色譜中的溶質保留機理和反相液
相色譜中溶質保留過程的熱力學的研究。經檢驗該
理論, 還可用於除尺寸排阻色譜以外的各類色譜以
及沉澱表面吸附過程。其計量參數既可以用來研究
生物大分子的構象變化, 也可用於蛋白質折疊過程
中自由能的測定, 還可用於表徵色譜中作用力的類
型和溶劑強度。由於從熱力學角度對柱相比的定義
和准確測定, 使熱力學的研究可以更深入地進行。有
關溶質計量置換理論的發展及其應用已有詳盡的綜
述[ 6 ]
。
3 溶質的遷移與擴散
溶質在空間的再分配一定涉及到溶質分子的遷
移, 即在外加埸或內部化學勢作用下向預定的、趨向
於平衡的方向移動。與此同時, 分子又不可避免地要
隨機運動, 而且總是由高濃度向四周的低濃度區擴
散, 使分離開的溶質趨向於混合, 所以擴散是分子的
隨機運動, 沒有確定方向。遷移是提高分離度和濃集
所必需的, 因而應設法增強, 而擴散則相反, 是阻礙
分離和濃縮的, 所以應設法使其減弱直至最小。為
此, 必須了解在不同介質和不同分離體系中組分遷
移和擴散的基本性質和運動規律, 特別是與分離體
系密切相關的定量關系應有所了解, 以便對選擇分
離體系的最優化條件有所幫助。溶質的遷移與擴散
應包括分離過程中動力學方面的問題。將機械運動
與 1 mo l 分子遷移進行比較, 以經典的牛頓力學推
導出分子遷移規律——費克(F ick ) 第一和第二定
律。通過對費克第二定律求解, 可以得出在理想條件
下溶質帶遷移過程中的遷移模式——高斯濃度分布
曲線。在此基礎上便能理解在氣體、電解質溶液、在
流和在填充柱中的遷移與擴散規律以及遷移方程的
物理意義, 並且還可描述分離速度、摩擦系數及分子
參數之間的關系[ 7, 8 ]
。這些都是描述帶的形成與擴散
不可缺少的一個重要組成部分。另外, 高斯帶、統計
矩、隨機過程、理論板高以及在洗脫系統中的板高,
是加深理解對帶的遷移和擴散不可缺少的概念, 也
可促進對分離方法的優化研究。而且, 可以不用「理
論塔板」概念, 完全從理論上推導出洗脫曲線的形狀
及板高, 這些都有利於從理論高度對分離過程的模
擬和理解。了解帶的擴展機理, 計算分離度——峰容
量, 對如何提高分離度也十分有用。除了理想狀態
外, 非理想條件下的非高斯帶和穩態帶的特性及其
數學表達式, 也是組成分離科學理論的重要問題之
一。
4 平衡分離的分子學基礎
在利用熱力學方法及有關參數來處理和選擇分
離的最佳條件時, 有時會遇到分離系統中的一些參
數, 如溫度、壓力、組成等不總是隨時都可知道的。這
樣, 就有必要對確定分配系數大小的基礎——分子
間相互作用力[ 1 ]
進行深入地了解, 以便選擇最佳分
離條件。在許多情況下, 這些分子間的相互作用力又
與它們的分子結構、環境條件等因素有關, 因此從分
子結構的觀點闡明溶質在兩相間的分配規律, 並從
分子間的相互作用力得出溶解度參數及擴展的溶解
度參數的概念[ 9 ]
、計算方法、從分子水平描述帶擴展
機理(色譜動力學)以及它們在分離科學中的應用
等, 是這部分討論的目的。平衡分離的分子學基礎著
重從分子間相互作用力的分類、性質、作用力的大小
計算入手, 對這些作用力與分子結構間的關系以及
結構與分離性質之間的關系進行討論, 這部分的內
容包括經典的赫爾德布蘭德(H ildeb rand)的溶解度
參數概念、計算方法以及擴展的溶解度參數理論。這
樣, 就可以給出色散溶解度參數、誘導偶極和定向溶
解度參數和氫鍵溶解度參數的表達式及實驗測定方
法。將這些參數用於描述液相色譜溶質保留行為, 形
成了擴展溶解度參數理論, 依次可以解釋各類色譜
的實質性問題。另外, 馬丁方程的分子學基礎及熔化
熵、弗勞瑞—休金斯(F lo ry2 Huggin s)方程[ 10, 11 ]
及分
配系數對溫度的依賴關系的討論, 以及平衡分離的
分子學的其他概念, 能使分離過程中出現的許多現
象與分子間的作用力及分子結構相互聯系起來, 並
能運用這方面的知識設計最優化分離方案, 以期得
到最佳的分離效果。
5 疏水效應
凡是涉及到有水溶液相存在的分離, 如液2固、
液2液分離都涉及到水溶液。為了研究在此條件下分
離過程的本質, 特別是研究生物大分子的分離過程,
必須了解「疏水效應」 (hydrophob ic effect) , 或「疏水
相互作用」 (hydrophob ic in teract ion, 簡寫為H I)等
概念。那麼, 什麼是「疏水效應」 ? 什麼是「疏水相互
作用」呢? 迄今還無公認的定義。顧名思義, 這是與
水溶液有關的一種特殊現象。人的生命離不開水, 人
體的生化過程幾乎全是在體液(水溶液)中進行的。這些生化過程包括生物大分子的構象變化、蛋白折
疊、 酶與底物的結合、幾條支鏈結合形成多支鏈的
酶、生物大分子高度凝聚形成的生物膜等, 而這些過
程的發生主要是在疏水相互作用力驅動下進行的。
因為分離科學不僅要從宏觀上研究溶質間相互分離
的程度(即純度)及回收率, 而且要考慮到分離過程
中分子構象是否發生了變化(即微觀變化)和引起宏
觀及微觀變化的原因, 所以這不僅涉及到具有生物
活性的生物大分子的分離和純化, 而且涉及到小分
子的分離機理。疏水相互作用力, 簡稱疏水力, 它不
是討論分子間的相互作用力, 主要是討論吸附力, 是
討論溶劑對溶質的作用。確切地說, 是溶劑分子對溶
質分子產生的推力, 與分離過程中的分子平衡研究
對象相同, 屬微觀過程, 但這種微觀過程的變化又會
引起宏觀熱力學量的改變。
從以上所述可知, 疏水相互作用是與范德華力
有關但又不完全相同的一種作用力。基於這一概念,
在現代科技及現代分離科學中十分重要但又不很成
熟的這一特點, 應著重掌握疏水相互作用的基本概
念、基本方程及稀溶液中的疏水相互作用, 並通過標
准遷移自由能及復雜相間溶質遷移的標准化學勢計
算, 理解標准遷移化學勢的計算方法。還應了解有關
疏水相互作用的一些名詞的含意、了解疏水相互作
用大小、對式疏水相互作用、完全成對的相關函數、
溶劑對疏水相互作用自由能的影響和二聚平衡等簡
單過程中的熱力學函數的測定和計算。多質點間的
疏水相互作用是建立在對式疏水相互作用基礎之上
的, 質點數為m 時, 疏水相互作用的近似測量方法
是為了解從簡單溶質到蛋白質的疏水相互作用這一
橋梁作用的理解。另外, 還需了解微胞水溶液中的疏
水相互作用及人工合成和生物聚合物中的疏水相互
作用以及疏水相互作用對溫度和壓力的依賴性, 這
對於了解蛋白質分離過程中分子構象變化及失活的
本質的研究十分重要。疏水相互作用對溫度和壓力
的依賴關系和實驗及測量方法奠定了該理論的基
礎, 同時亦能提高對文獻中的錯誤概念、數據可靠性
的判斷能力。
6 對分離方法的科學分類
以上是從熱力學、動力學以及分子學的基礎上
對分離科學的理論框架進行論述的, 其最終目的是
要對分離過程進行優化, 對分離方法進行有效的選
擇, 這就涉及到分離科學中的分類和優化問題。分類
學是一門獨立的科學, 從研究化學元素周期表對發
現新的化學元素就是一個很好的例證, 表明了分類
學對科學的貢獻。分離方法曾有過多種分類。但是,
以Giddings
[ 2 ]
提出的以化學勢和流兩個因素進行分
類最為科學。通過比較各類分離方法的相似點及不
同點, 探索出各種分離方法之間的內在聯系並尋找
出分離科學中普遍存在的規律, 從而將多年來分散
在各個學科和技術領域中的, 表面上看來似乎毫無
聯系的各類分離方法, 以這種化學勢和流兩個因素
將其聯系起來進行討論和比較, 為創立新的分離方
法和分離科學(最優化中選擇分離方法)奠定了基
礎。了解各種分離方法的內在聯系和描述這種內在
聯系的數學表達式, 深刻理解在外加場存在下的無
流(靜態)分離法——電泳和沉降的特性, 穩態流中
的二相分離——萃取和有關方法, 流的輔助分離作
用即平行流分離——淘析、超濾、區帶熔融和有關方
法以及垂直流分離——場級分流、色譜和有關方法。
7 分離科學中的優化
分離科學中的最優化就是如何在最短的時間
內, 用最低的消耗以獲得最佳的分離效果, 獲得一個
能表徵各類分離方法的統一的優化模型, 這是一個
迄今尚未解決的問題。它涉及到一個分離體系的優
化目標, 又涉及到多方面的局部優化, 如分離方法的
選擇、實驗方法的建立、實驗方案中每一單元操作的
優化, 以及各個單元操作之間的最佳組合, 如此等
等。一般說來, 用於分析測試及工業制備對分離最優
化的要求是不完全相同的, 前者因消耗很少, 多以在
追求最佳分離效果的前提下, 以盡可能地縮短分離
時間為主, 輔之以低消耗; 而工業生產上的優化則是
追求最大經濟效益——獲取最高利潤為惟一目的,
故對於後者, 一切分離方法及選擇分離工藝的優化
均以此為基礎。例如刪除一步分離就能達到質量要
求的簡單工藝, 但因成本高工業生產上就不會採納,
而會採納成本很低的, 那怕是多 2～ 3 步的分離方
案。上述事例說明, 既便是局限於分離這一狹窄領域
中的每一個細節, 也難用一個通用的模型來描述其
最優化。分離科學中的最優化是通過對單元分離共
用的、最關鍵的參數進行優化, 輔之以工業上的整體
優化。無論哪一種分離方法, 從原則上講: ①通過增
大外加場; ②減小分離過程中欲分離物質熵的增大;
③加大難分離物質對之間化學勢的差異這 3 個最重
要的因素, 以及通過對這 3 個方面進行協同作用使分離過程達到最優化, 才是達到提高分離效率, 降低
生產成本的至關重要的優化因素。
綜上所述, 分離科學是一門內容極其豐富的學
科, 對於工農業生產和基礎科學研究十分重要。隨著
高技術產業的出現, 特別是生物工程和新材料科學
的發展, 必將對分離科學提出更高的要求和新的挑
戰, 也必然會推動分離科學迅猛發展, 為人類的健康
和幸福作出更大的貢獻。

4. 生物分離工程 細胞破碎 包含體怎麼處理

生物分離工程 細胞破碎 包含體的處理一般就是包含體的洗滌、溶解、復性。有些包含體也可以在變性狀態下進行色譜層析純化。
包含體的洗滌一般就是通過表面活性劑如Triton X100，或者低濃度的變性劑如2M 尿素來完成，包含體的溶解主要是高濃度變性劑，比如8M 尿素，6M 鹽酸胍加上一些還原劑比如DTT或者巰基乙醇就可以了。包含體的復性比較復雜，主要是通過氧化還原電對促進其重新折疊成天然結構。

5. 生物分離工程的圖書目錄

前言
第一章 緒論
第一節 生物分離工程的性質、內容與分類
一、生物分離工程的性質
二、生物分離工程的研究內容
三、生物分離過程的分類
第二節 生物分離工程的一般流程
一、發酵液的預處理
二、產物的提取
三、產物的精製
四、成品的加工處理
五、生物分離純化工藝過程的選擇依據
第三節 生物分離過程的特點
一、生物分離過程的體系特殊
二、生物分離過程的工藝流程特殊
三、生物分離過程的成本特殊
第四節 生物分離工程的發展趨勢
一、生物分離工程的發展趨勢
二、生物分離工程研究應注意的問題
思考題
第二章 發酵液的預處理
第一節 發酵液預處理的方法
一、發酵液的一般特徵
二、發酵液預處理的目的和要求
三、發酵液預處理的方法
第二節 發酵液的過濾，
一、發酵液過濾的目的
二、影響發酵液過濾的因素
三、發酵液過濾的方法
四、提高過濾性能的方法
五、過濾介質的選擇
六、過濾操作條件優化
七、過濾設備
思考題
第三章 細胞分離技術
第一節 細胞分離
一、過濾
二、離心沉降
第二節 細胞破碎
一、細胞壁的結構
二、細胞破碎動力學
三、細胞破碎的方法
第三節 胞內產物的溶解及復性
一、包含體及其形成
二、包含體的分離和溶解
三、蛋白質復性
思考題
第四章 沉澱技術
第一節 概述
第二節 蛋白質表面性質
一、蛋白質表面的親水性和疏水性
二、蛋白質表面的電荷
三、蛋白質膠體的穩定性
第三節 蛋白質沉澱方法
一、鹽析法
二、有機溶劑沉澱法
三、等電點沉澱法
四、非離子多聚物沉澱法
五、變性沉澱
六、生成鹽類復合物的沉澱
七、親和沉澱
八、SIS聚合物與親和沉澱
第四節 沉澱技術應用
一、蛋白質
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
第一節 基本概念
一、萃取的概念、特點及分類
二、分配定律
三、分配系數、相比、分離系數
第二節 液液萃取的基本理論與過程
一、液液萃取的基本原理
二、液液萃取類型及工藝計算
第三節 有機溶劑萃取
一、有機溶劑萃取分配平衡
二、影響有機溶劑萃取的因素
三、有機溶劑萃取的設備及工藝過程
第四節 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的主要因素
五、雙水相萃取的設備及工藝過程
第五節 液膜萃取
一、液膜及其分類
二、液膜萃取機理
三、液膜分離操作
四、乳化液膜分離技術的工藝流程
五、液膜分離過程潛在問題
六、液膜分離技術的應用
第六節 反膠團萃取
一、膠團與反膠團
二、反膠團萃取
三、反膠團制備
四、反膠團萃取的應用
第七節 液固萃取
一、液固萃取過程
二、液固萃取類型
三、浸取的影響因素
四、浸取的其他問題
五、浸取的工業應用
第八節 超臨界流體萃取
一、超臨界流體
二、超臨界流體萃取
三、超臨界萃取的實驗裝置與萃取方式
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程
六、超臨界流體萃取的應用實例
第九節 萃取技術應用及研究進展
一、雙水相萃取技術應用及研究進展
二、液膜萃取技術應用及研究進展
三、反膠團萃取技術應用及研究進展
四、超臨界流體萃取技術應用及研究進展
思考題
第六章 膜分離過程
第一節 概述
一、膜分離過程的概念和特徵
二、膜過程分類
三、分離膜
第二節 壓力驅動膜過程
一、反滲透和納濾
二、超濾和微濾
第三節 電推動膜過程——電滲析
一、電滲析的基本原理
二、電滲析傳遞過程及影響因素
三、電滲析膜
四、應用
第四節 膜接觸器——膜萃取
一、膜萃取的基本原理
二、膜萃取的傳質過程
三、膜萃取過程影響因素
四、應用
第五節 其他膜分離過程
一、濃差推動膜過程——滲透蒸發
二、溫差推動膜過程——膜蒸餾
第六節 膜分離過程裝置
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 概述
一、吸附過程
二、吸附與離子交換的特點
第二節 吸附分離介質
一、吸附劑
二、離子交換劑
第三節 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 基本設備與操作
一、固定床吸附操作
二、移動床吸附器
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算與選擇
思考題
第八章 色譜分離技術
第一節 色譜分離技術概述
一、色譜技術的基本概念
二、色譜法的分類
三、色譜系統的操作方法
第二節 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 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、分配色譜法的應用
第四節 離子交換色譜法
一、離子交換色譜技術的基本原理
二、離子交換劑的類型與結構
三、離子交換劑的理化性能
四、離子交換色譜基本操作
五、離子交換色譜的應用
第五節 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
四、親和色譜介質的制備
五、親和色譜的操作過程
六、影響親和色譜的因素
第六節 色譜分離技術的應用
一、親和色譜的應用
二、離子交換色譜的應用
三、吸附色譜的應用
四、分配色譜的應用
五、多種色譜技術的組合應用
思考題
第九章 離心技術
第一節 離心分離原理
一、離心沉降原理
二、離心過濾原理
第二節 離心分離設備
一、離心分離設備概述
二、離心沉降設備
三、離心過濾設備
四、離心分離設備的放大
第三節 超離心技術
一、超速離心技術原理
二、超速離心技術分類
三、超速離心設備
第四節 離心技術在生物分離中的應用
一、離心技術在生物分離應用中的注意事項
二、離心分離的優缺點
三、離心機的選擇
四、離心在生物分離中的應用
思考題
第十章 濃縮、結晶與乾燥
第一節 蒸發濃縮工藝原理與設備
一、蒸發濃縮工藝
二、蒸發濃縮設備
第二節 結晶工藝原理和設備
一、結晶操作工藝原理
二、結晶設備
第三節 乾燥工藝原理與設備
一、乾燥工藝原理
二、乾燥設備
思考題
主要參考文獻

6. 什麼是生物分離工程

生物分離工程是生物技術的重要組成部分，根本任務是設計和優化分離過程，提高分離效率，降低過程成本；而研究開發高容量、高速度和高解析度的新技術、新介質和新設備則是生物分離工程發展的主要目標。

7. 求孫彥<生物分離工程>課後答案，郵箱[email protected]，非常感謝。

同求啊。樓主有了嗎？求發。。。

8. 生物分離工程可分為幾大部分，分別包括哪些單元操作

全書共十章，包括發酵液的預處理、細胞的分離、沉澱、萃取、膜技術、吸附與離子交換、色譜技術、離心、生物產品的濃縮結晶與乾燥等生物產品分離純化過程所涉及的全部技術內容。本書通俗易懂、深入淺出，可讀性較強。

本書可作為高等院校相關專業本科生的教材，也可供從事生物分離工程工作及研究的有關人員參考。

前言

第一章 緒論

第一節 生物分離工程的性質、內容與分類

一、生物分離工程的性質

二、生物分離工程的研究內容

三、生物分離過程的分類

第二節 生物分離工程的一般流程

一、發酵液的預處理

二、產物的提取

三、產物的精製

四、成品的加工處理

五、生物分離純化工藝過程的選擇依據

第三節 生物分離過程的特點

一、生物分離過程的體系特殊

二、生物分離過程的工藝流程特殊

三、生物分離過程的成本特殊

第四節 生物分離工程的發展趨勢

一、生物分離工程的發展趨勢

二、生物分離工程研究應注意的問題

思考題

第二章 發酵液的預處理

第一節 發酵液預處理的方法

一、發酵液的一般特徵

二、發酵液預處理的目的和要求

三、發酵液預處理的方法

第二節 發酵液的過濾，

一、發酵液過濾的目的

二、影響發酵液過濾的因素

三、發酵液過濾的方法

四、提高過濾性能的方法

五、過濾介質的選擇

六、過濾操作條件優化

七、過濾設備

思考題

第三章 細胞分離技術

第一節 細胞分離

一、過濾

二、離心沉降

第二節 細胞破碎

一、細胞壁的結構

二、細胞破碎動力學

三、細胞破碎的方法

第三節 胞內產物的溶解及復性

一、包含體及其形成

二、包含體的分離和溶解

三、蛋白質復性

思考題

第四章 沉澱技術

第一節 概述

第二節 蛋白質表面性質

一、蛋白質表面的親水性和疏水性

二、蛋白質表面的電荷

三、蛋白質膠體的穩定性

第三節 蛋白質沉澱方法

一、鹽析法

二、有機溶劑沉澱法

三、等電點沉澱法

四、非離子多聚物沉澱法

五、變性沉澱

六、生成鹽類復合物的沉澱

七、親和沉澱

八、SIS聚合物與親和沉澱

第四節 沉澱技術應用

一、蛋白質

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

第一節 基本概念

一、萃取的概念、特點及分類

二、分配定律

三、分配系數、相比、分離系數

第二節 液液萃取的基本理論與過程

一、液液萃取的基本原理

二、液液萃取類型及工藝計算

第三節 有機溶劑萃取

一、有機溶劑萃取分配平衡

二、影響有機溶劑萃取的因素

三、有機溶劑萃取的設備及工藝過程

第四節 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的主要因素

五、雙水相萃取的設備及工藝過程

第五節 液膜萃取

一、液膜及其分類

二、液膜萃取機理

三、液膜分離操作

四、乳化液膜分離技術的工藝流程

五、液膜分離過程潛在問題

六、液膜分離技術的應用

第六節 反膠團萃取

一、膠團與反膠團

二、反膠團萃取

三、反膠團制備

四、反膠團萃取的應用

第七節 液固萃取

一、液固萃取過程

二、液固萃取類型

三、浸取的影響因素

四、浸取的其他問題

五、浸取的工業應用

第八節 超臨界流體萃取

一、超臨界流體

二、超臨界流體萃取

三、超臨界萃取的實驗裝置與萃取方式

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程

六、超臨界流體萃取的應用實例

第九節 萃取技術應用及研究進展

一、雙水相萃取技術應用及研究進展

二、液膜萃取技術應用及研究進展

三、反膠團萃取技術應用及研究進展

四、超臨界流體萃取技術應用及研究進展

思考題

第六章 膜分離過程

第一節 概述

一、膜分離過程的概念和特徵

二、膜過程分類

三、分離膜

第二節 壓力驅動膜過程

一、反滲透和納濾

二、超濾和微濾

第三節 電推動膜過程——電滲析

一、電滲析的基本原理

二、電滲析傳遞過程及影響因素

三、電滲析膜

四、應用

第四節 膜接觸器——膜萃取

一、膜萃取的基本原理

二、膜萃取的傳質過程

三、膜萃取過程影響因素

四、應用

第五節 其他膜分離過程

一、濃差推動膜過程——滲透蒸發

二、溫差推動膜過程——膜蒸餾

第六節 膜分離過程裝置

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 概述

一、吸附過程

二、吸附與離子交換的特點

第二節 吸附分離介質

一、吸附劑

二、離子交換劑

第三節 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 基本設備與操作

一、固定床吸附操作

二、移動床吸附器

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算與選擇

思考題

第八章 色譜分離技術

第一節 色譜分離技術概述

一、色譜技術的基本概念

二、色譜法的分類

三、色譜系統的操作方法

第二節 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 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、分配色譜法的應用

第四節 離子交換色譜法

一、離子交換色譜技術的基本原理

二、離子交換劑的類型與結構

三、離子交換劑的理化性能

四、離子交換色譜基本操作

五、離子交換色譜的應用

第五節 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

四、親和色譜介質的制備

五、親和色譜的操作過程

六、影響親和色譜的因素

第六節 色譜分離技術的應用

一、親和色譜的應用

二、離子交換色譜的應用

三、吸附色譜的應用

四、分配色譜的應用

五、多種色譜技術的組合應用

思考題

第九章 離心技術

第一節 離心分離原理

一、離心沉降原理

二、離心過濾原理

第二節 離心分離設備

一、離心分離設備概述

二、離心沉降設備

三、離心過濾設備

四、離心分離設備的放大

第三節 超離心技術

一、超速離心技術原理

二、超速離心技術分類

三、超速離心設備

第四節 離心技術在生物分離中的應用

一、離心技術在生物分離應用中的注意事項

二、離心分離的優缺點

三、離心機的選擇

四、離心在生物分離中的應用

思考題

第十章 濃縮、結晶與乾燥

第一節 蒸發濃縮工藝原理與設備

一、蒸發濃縮工藝

二、蒸發濃縮設備

第二節 結晶工藝原理和設備

一、結晶操作工藝原理

二、結晶設備

第三節 乾燥工藝原理與設備

一、乾燥工藝原理

二、乾燥設備

思考題