【重点】生物分离工程

生物分离工程：生物化工产品通过微生物发酵过程、酶反应过程或动植物细胞大量培养获得，从上述发酵液、反应液或培养液中分离、精制有关产品的过程。研究 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ：是研究生化工业中生物制品分离和纯化的工程技术学科，主要讲授传质与生化分离工程的原理应用，以及生化分离该过程中一些主要的分离单元操作和分离工程领域的研究进展及其动态；重点讲授发酵液的预处理、细胞破碎、溶剂萃取法、双水相萃取法、反胶束萃取法、凝胶萃取法、超临界流体萃取法、离子交换法、层析分离法、膜分离法、蒸发、结晶和干燥等单元操作原理及其在生物工程技术领域的应用。根据分离过程的基本原理．分离操作可分机械分离和传质分离两大类。机械分离的对象是非均相物系，根据物质的大小、密度的差异进行分离，如过滤、重力沉降和离心沉降等。传质分离的对象主要是均相物系，又分输送分离和扩散分离两种。输送分离根据溶质在外力作用下产生的移动速度的差异实现分离，又称速度分离法，其传质推动力主要有压力差、电位梯度和磁场梯度等，如超滤、反渗透、电渗析、电泳和磁泳等。扩散分离根据溶质在两相中分配平衡状态的差异实现分离，又称平衡分离法，传质推动力为偏离平衡态的浓度差，如蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、吸附和离了交换等生物分离工程特点：1必须 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 合理的分离过程和操作条件，实现目标产物的快速分离纯化，获得高活性目标产品。2必须出去原料液中含有的热源及具有免疫原性的异体蛋白质等有害人类健康的物质，并且防止这些物质在分离操作过程中从外界混入3优化设计分离过程和各个分离操作，并努力开发和应用新型高效的分离纯化技术4对原料液进行高度浓缩。5生物物质的生物活性大多是在生物体内的温和条件下维持并发挥作用的,当遇到高温,PH值的改变以及某些化学药物存在等周围环境的急剧变化时极不稳定，容易发生活性的降低甚至丧失发酵液预处理的目的：1改变发酵液的物理性质，促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器效率2尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数为液相）3去除发酵液中部分杂质，以利于后续步骤操作。 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ：加热法、调节悬浮液PH值、凝聚和絮凝、使用惰性助滤剂凝聚：是在某些投加的化学物质的作用下，胶体粒子脱稳并使粒子聚焦成1mm大小块状凝聚体的过程，这些物质称凝聚剂作用机理：凝聚剂的加入使胶粒之间双电层电位下降或使胶体表面水化层破坏或变薄，导致胶体颗粒之间的排斥作用降低，吸收作用加强，破坏交替系统的分散状态导致颗粒凝聚。絮凝：利用带有许多活性官能团的高分子现状化合物（絮凝剂）将胶体粒子交联成网，形成10mm大小凝絮团的过程作用机理：关键在于长链状结构的多个活性官能团，包括带电荷的阴离子或阳离子集团以及不带电荷的非离子型基团，它们通过静电引力、范德华力或氢键作用，强烈媳妇在脚力表面，即架桥作用。絮凝剂分类：有机高分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂、生物絮凝剂影响因素：水、PH、温度等。在生化工业中常用的过滤方式：1恒压过滤一种常见的操作方式，用压缩空气或真空作为推动力2恒速过滤也是一种具有工业意义的操作方式。通常用定容泵来输送料液可以分离较难过滤的悬浮固体颗粒，能实现自动操作，故劳动强度小、过滤推动力能大幅调整，能耐受较高的压力差，固相含水分低，能适应不通过率特性的发酵液的过滤。细胞破碎方法：机械法、化学渗透法、酶溶法、物理渗透法、微波加热法机械法与非机械法破碎细胞比较：机械法：破碎机理：破碎细胞；碎片细小；内含物全部释放；需专门设备；通用性强；成本低；应用于实验室和工业上；时间短效率高；释放浆液黏度高（核酸多）非机械法：破碎机理：溶解局部壁膜；碎片较大；内含物部分释放；不需专门设备；通用性差；成本高；应用于实验室；时间长效率低；释放浆液粘度低（核酸少）测定细胞破碎程度：根据破碎率的计算Y(%)=[(NO-N)/NO]×100%，由于NO（原始细胞数量）和N（经t时间操作后保留下来的未损害完整细胞数量）不能很清楚的确定，因此破碎细胞的评价非常困难，目前NO和N主要通过下面的方法获得1直接计数法2间接计数法沉淀方法：盐析沉淀法：原理：减弱静电引力，去水化膜，亲水胶体在水中稳定的因素有两个，即电荷和水膜，蛋白质分子表面极性基团越厚，蛋白质分子与溶剂分子的亲和力越大，溶解度也越大，而中性盐的亲水性大于蛋白质和酶的亲水性，所以加入大量的中性盐后，夺走了大分子，破坏了水膜，暴露了疏水区域，同时又中和了电荷，破坏了亲和胶体，蛋白质分子即形成沉淀。有机溶剂法：降低了水溶液中的介电常数，使溶质之间的静电引力增加，从而出现聚焦现象导致沉淀。等电点：蛋白质是两性电解质，当溶液PH值处于等电点时，分子表面净电荷为0，双电层和水化膜结构被破坏，由于分子间引力，形成蛋白质聚焦体进而产生沉淀。高分子聚合物：分子亲水性强，优先水合，使蛋白质等从溶剂中析出。金属离子沉淀法：由于金属离子能与蛋白质分子的特殊部位起反应，从而降低蛋白质的溶解度，如锌组氨酸残基的咪唑基结合，使蛋白质的等电点转移，沉淀析出。盐析剂：(NH4)2SO4、Na2SO4、磷酸盐、柠檬酸盐。选择依据：1盐析作用要强（盐析能力：阴离子大于阳离子，高价阴离子大于低价阴离子）有较大的溶解度，且溶解度受温度影响尽可能小2盐析用盐必须是惰性的，不致影响蛋白质等生物分子的活性，最好不要引入不易分离的杂质3来源丰富、经济盐析的影响因素：1溶质分子种类的影响：Ks和β值2溶质浓度的影响：蛋白质浓度大、盐的用量小，但共沉作用明显，分辨率低；蛋白质浓度小，盐的用量大，分辨率高3PH值：影响蛋白质表面净电荷的数量，通常调整体系PH值，使其在等电点附近4盐析温度：大多数情况下，高盐浓度下，我温度升高，溶解度下降有机沉淀法：优点：有机溶剂密度较低，易于沉淀分离；沉淀产品不需要脱盐处理。缺点：容易引起蛋白质变性，必须在低温下进行；成本高。盐析：优点：成本低、无需专门的设备、易于操作、安全性高、不会引起生物物质变性失活、适用范围广；缺点：通常选择性不好（非蛋白的杂质夹带沉淀很少），往往有共沉淀产物，一般作为粗提纯操作，还需要与其它分离方法联合使用。盐份含量高。反渗透（RO）超滤（UF）微滤（MF）:相同点：都是利用膜的筛分性质，以压差为传质推动力。不同：与RO膜比，UF膜和MF膜具有明显的孔道结构，主要用于截留高分子溶质或固体微粒。UF膜的孔径较MF膜小，主要用于处理不含固形成分的料液，其中相对分子质量较小的溶质和水分透过膜，而相对分子质量较大的溶质被截留。超滤一般用于悬浮液的过滤，在生物分离中，广泛应用于菌体细胞的分离和浓缩。膜分离污染的原因：1凝胶极化到引起的凝胶层，阻为Rg2溶质在膜表面的吸附层，阻为Ra3膜孔阻塞，阻为Rp4膜孔内的溶质吸附，阻为Rap。措施：在临界压力下，进行分离操作，可降低污染；清除时，污染物不同，采用的方法也不同，分为：物理法：冲洗内部阻件；化学法：根据附着的物质，分别采用EDTA、表面活性剂、酶洗剂、酸碱洗剂进行处理膜分离：利用具有一定选择性和透过性的过滤介质进行物质的分离纯化。方法：微滤、超滤、反渗透、透析、电渗膜在结构上的分类：管式：内径大、结构简单、适合处理悬浮含量高的料液、清洗容易，但单位体积的过滤体积大平板：膜表面积大，湍流情况好，但制造装配要求高，清洗检修不便，不能处理悬浮浓度高的料液螺旋卷式：表面积大、易于更换膜，适于微滤、超滤中空纤维式：耐压能力强膜分离的表径 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 ：水通量、截留率、截留分子量、孔道特征、完整性测试。截留相对分子质量：一般截留率为0.90的溶质的溶质相对分子质量，定义为膜的截留相对分子质量生物分离技术：对于由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物原料，经提取分离、加工并精制目的成分，最终使其成为产品的技术生物分离工程一般可分为4个阶段，即预处理、提取、精制、成品制作分离方法选择的基本原则1尽可能简单、低耗、高效、快速2分离步骤尽可能少3避免相同原理的分离技术多次重复出现4尽量减少新化合物进入待分离的溶液。a引起新的化学污染b蛋白质的变性失活5合理的分离步骤次序原则是：先低选择性，后高选择性；先高通量， 后低通量；先粗分，后精分；先低成本，后高成本过滤：利用薄片形多孔性介质（如滤布）截留固液悬浮液中固体粒子，进行固液分离的方法细胞破碎：是指选用物理、化学、酶或机械的方法来破坏细胞壁或细胞膜。主要阻力：细胞壁结构交联的紧密程度和它的厚度胞萃取：利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。分为：有机溶剂萃取法、双水相萃取、液膜萃取、反胶团萃取液膜种类：乳状液膜、支撑液膜、流动液膜影响液膜萃取的操作参数：PH值、流速（搅拌速度）、共存杂质、反萃取、操作温度、萃取操作时间水相中溶质进入反胶团相需要传质过程：1通过表面液膜扩散从水相到达相界面2在界面处溶质与表面活性剂作用进入反胶团3含有溶质的反胶团扩散进入有机相吸附是溶质从液相或气相转移到固相的现象空间质量作用（SMA）模型是针对蛋白质的相对分子质量大、带电荷数多等特性提出的非线性离子交换平衡模型。高分子聚合物沉淀法：定义—利用一些水溶性高分子聚合物使目的物溶解度降低而析出固相物的过程