分离绪论
生物分离工程(2)
第一章绪论生物技术与生物分离（填空）1.生物分离的一般步骤：预处理、产物提取、纯化、产品精制。
生物分离的本质是物质的分离。
2.生物分离基本原理：生物分离的基本原理是指根据混合物（包括原子、离子、分子、分子复合物、分子聚合体、和细胞、细胞碎片和颗粒等）中各种溶质间具有物理、化学和生物学性质的差别，利用能够识别这些差别的分离性质和能够扩大这些差别的分离设备，实现各种物质的分离，或使被分离的产物得以纯化。
3.生物分离的方法依靠的性质①物理学性质：力学性质：溶质的密度:尺寸、大小和形状。
重力沉降,分子或颗粒的离心分离和膜分离热力学性质：溶质的溶解度(液相固相平衛)、挥发度(气液相平衡),表面活性剂及在相间的分配平衡行为的差异等性质,可进行蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、沉淀、泡沫分离、吸附传质性质：粘度、分子扩散系数和热扩散现象等,利用传质速度的差异也可进行分离如透析电磁性质：溶质的荷电特性,如电荷分布,电离度、等电点和磁性等可采用电渗析、离子交换、磁性分离②化学性质：化学吸附和化学吸收是利用化学反应进行的分离的典型例子化学热力学性质(化学平衡常数)、反应动力学(反应速率)、化学解离特性(激光激发作用极化、离子化)、③生物学：生物分子识别:生物亲和作用；生物输送性质:生物膜输送；生物反应、控制:酶反应、免疫系统第二章发酵液的预处理和固体分离一.预处理的目的:促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离的效率:①改变发酵液的物理性质,包括增大悬浮液中固体粒子的尺寸,降低液体黏度。
②相对纯化,去除发酵液中的部分杂质(高价无机离子和杂蛋白质),以利于后续各步操作。
③尽可能使产物转入便于后处理的一相中(多数是液相)二.发酵液预处理的方法：1.降低液体的粘度：常用方法有加水稀释和加热处理。
2.调节PH：直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质,3.凝聚：改变细胞、细胞碎片及溶解大分子物质的分散状态，使其聚结成较大的颗粒，便于提高过滤速率。
制药分离工程
3) 发明新技术 A. 研发新型高效经济的分离技术 B. 推进各分离技术的杂交 C. 分离技术与发酵技术结合 D. 强化化学对分离技术的影响
4) 高效分离技术的工程化
5) 分离技术的环保化
参考书： 1. 《高等制药分离工程》化学工业出版社， 李淑芬主编 2.《生化分离工程》化学工业出版社， 严希康主编 3.《生物分离工程》化学工业出版社，孙彦主编 4.《生物工程下游技术》中国轻工业出版社， 毛忠贵主编 5.《生物分离与纯化技术》科学出版社， 辛秀兰主编 6.《生物分离原理及技术》化学工业出版社， 欧阳平凯主编
随着人们对化学药物的毒副作用的认识和了解，“回归自然” 使人们更倾向于采用天然植物药物，从而为中医药发挥其特长提 供了前所未有的机遇。然而，由于中药原料的地域性、组成的复 杂性、复方配伍的多样性等，再加之生产工艺落后，缺乏科学的、 严格的工艺操作参数及系统的量化指标，致使中药产品质量不稳
定，产品仍多是传统的丸、散、膏、丹类剂型，很难满足国际市
6. 下游加工过程的一般步骤
生物技术下游加工过程有一个基本框架，具有四个 基本的分离阶段： （1）发酵液的预处理与固液分离
主要任务是去除发酵液中的固相物质，为后继过程提供澄清 或洁净的原料液体。过滤和离心分离是这方面的主要单元操作。
（2）初步纯化（或称产物的提取）
主要任务是提高产品的浓度和质量，蒸发、沉淀、萃取和吸附 是该阶段的典型操作。
化学合成药物
原料: 化学结构比较简单的化工原料
方法: 化学合成和物理处理过程（称全合 成），由已知具有一定基本结构的天然 产物经对化学结构进行改造和物理处理 过程（称半合成）。 目的产物: 预防、诊断、治疗制品，如磺 胺、扑热息痛、诺氟沙星等。
中药
天津大学化工传质分离资料第1章绪论剖析
▪ Principles ▪ Applications ▪ Calculations
Chemical Separation Principles
Contents
References---Journals
Separation and Purification Technology， Elsevier Science
Journal of membrane Science, Elsevier Science
Course Description
Fundamentals of various separation processes and the tools necessary for selecting the most suitable separation sequence for a required task.
References---Journals
AIChE Journal, ACS Chemical Engineering Science, Elsevier Science Industrial & Engineering Chemistry Research, ACS Chemical Engineering Technology, Wiley
Discussion of comparative energy requirements, economics, advantage and disadvantages of proposed separation tasks.
Course objective
制药分离工程--重点总结
制药分离工程重点总结目录第一章绪论1、制药工业分类①生物制药、②化学制药、③中药制药。
2、分离过程的本质3、制药分离工程特点第二章萃取分离1、物理萃取与化学萃取2、液固萃取3、液固萃取的萃取过程4、液固萃取浸取溶剂选择原则5、按萃取级数及萃取剂与原料接触方式分萃取操作的三种基本形式①单级浸取；②多级错流浸取；③多级逆流浸取。
6、液液萃取7、乳化、形成乳化条件、乳状液形式①水包油型乳状液；②油包水型乳状液。
8、物理液液萃取、化学液液萃取的传质过程9、反胶团、反胶团萃取10、反胶团萃取蛋白质“水壳模型”的传质过程11、双水相的形成、双水相萃取及其基本原理12、双水相萃取过程13、超临界流体、超临界流体萃取14、超临界流体基本特性15、超临界CO2作萃取剂优点16、依分离条件分超临界流体萃取分离操作基本模式（1）恒温变压法：（2）恒压变温法：（3）恒温恒压吸附法。
17、超临界流体萃取天然产物质量传递过程18、超声波在萃取中的作用19、微波在萃取中的作用第三章膜分离1、膜分离2、膜分离物质传递方式（1）被动传递；（2）促进传递；（3）主动传递。
3、膜分离物质分离机理（1）筛分模型。
（2）溶解—扩散模型。
4、分离膜两个基本特性5、实用分离膜应具备的基本条件6、膜分离的膜组件形式7、膜分离操作的死端操作和错流操作8、膜分离过程的浓差极化9、浓差极化的改善除工艺设计充分注意外，在具体运行过程中可采取以下措施10、纳滤、超滤、微滤、反渗透相比膜孔径大小顺序11、微滤膜分离的截留机理（1）膜表面截留：（2）膜内部截留。
第四章蒸馏分离1、蒸馏、精馏2、精馏式间歇精馏、提馏式间歇精馏3、间歇共沸精馏、间歇萃取精馏：4、水蒸气蒸馏5、水蒸气蒸馏操作方式（1）过热水蒸气蒸馏；（2）过饱和水蒸气蒸馏。
6、分子平均自由程、分子蒸馏7、分子蒸馏机理8、分子蒸馏过程第五章液相非匀相物系分离1、过滤分离及其推动力2、过滤分离类型（1）滤饼过滤；（2）深层过滤。
分离科学复习题
分离科学复习题绪论分离就是将某种或某类物质从复杂的混合物中分离出来，使之与其它物质分开，以相对纯的形式存在。
分离只是⼀个相对的概念。
分离的形式主要有两种：⼀种是组分离；另⼀种是单⼀分离。
组分离时将性质相近的⼀类组分从复杂的混合物体系中分离出来。
如⽯油炼制中轻油和重油的分离。
单⼀分离时将某种化合物以纯物质的形式从混合物中分离出来。
如化学标准品的制备。
与分离紧密相关的⼏个概念：富集、浓缩和纯化。
富集：是指在分离过程中使⽬标化合物在某空间区域的浓度增加。
浓缩：是指将溶液中的⼀部分溶剂蒸发掉，使溶液中存在的所有溶质的浓度都同等程度提⾼的过程。
浓缩是溶剂与溶质的相互分离，不同溶质相互并不分离。
纯化：是通过分离操作使⽬标产物纯度提⾼的过程，是进⼀步从⽬标产物中出去杂质的分离操作。
根据⽬标组分在原始溶液中相对含量（摩尔分数）的不同，可以将富集、浓缩和纯化三个概念进⾏⼤致的区分。
富集⽤于对摩尔分数⼩于0.1的组分的分离，特别是对痕量组分的分离，如海⽔中中⾦属的分离。
浓缩⽤于对摩尔分数⼩于0.1~0.9范围内的组分的分离，这时的⽬标组分是溶液中的主要组分之⼀。
纯化是⽤于对摩尔分数⼤于0.9的组分的分离，特别是对痕量组分的分离。
这时样品中的主要组分已经是⽬标物质，纯化只是为了使其摩尔分数进⼀步提⾼。
分离科学是研究从某混合物中分离、富集或纯化某些组分，以获得相对纯物质的规律及其应⽤的⼀门学科。
分离的⽬的主要由以下⼏个⽅⾯：1. 分析操作的样品前处理。
2. 确认⽬标物质的结构。
3. 获取单⼀纯物质或某类物质以作它⽤。
4. 除掉有害或有毒物质。
分离按被分离物质的性质分类1. 物理分离法（如离⼼分离、电磁分离）2. 化学分离法（如沉淀、萃取、⾊谱分离、选择性溶解）3. 物理化学分离法（如蒸馏、挥发、电泳区带熔融、膜分离）分离按分离过程的本质分：1. 平衡分离过程2. 速度差分离过程3. 反应分离过程分离⽅法的评价分离⽅法的好坏理论上可以⽤⽅法的分离度、回收率、富集倍数、准确性和重现性等进⾏评价。
制药分离工程习题册
制药分离工程习题册第1章绪论1-1 分离技术在制药过程中的任务和作用是什么？1-2 与化工分离过程相比，制药分离过程有哪些特点？ 1-3 试说明化学合成制药、生物制药和中药制药三种制药过程各自常用的分离技术以及各有什么特点。
1-4 根据过程的原理，分离过程共分为几大类？1-5 分离过程所基于的被分离物质的分子特性差异、以及热力学和传递特性包括哪些？ 1-6 针对分离任务，决定选用哪一种分离技术时需考虑的主要因素有哪些？ 1-7 试按照过程放大从易到难的顺序，列出常用的8种分离技术。
1-8 结晶、膜分离和吸附三种分离技术中，最容易放大的是哪一种？最不容易放大的又是哪一种？1-9 吸附、膜分离和离子交换三种分离技术中，技术成熟度最高的是哪一种？最低的又是哪一种？1-10 试说明选择分离方法的步骤。
第2章精馏技术 2-1 精馏技术在制药过程中主要应用于哪些方面？2-2 为什么制药过程中主要采用间歇精馏方式？ 2-3 与连续精馏相比，间歇精馏有哪些优点？2-4 试分析简单蒸馏和精馏的相同点和不同点，并说明各自的适用场合。
2-5 什么是间歇精馏的一次收率和总收率？这两个值在什么情况下相等？ 2-6 试比较间歇共沸精馏和间歇萃取精馏的优缺点。
2-7 试比较萃取精馏和加盐精馏的优缺点。
2-8 试说明间歇变压精馏的操作方法。
2-9 为什么塔顶存液量的增大会使间歇精馏的操作时间变长？2-10 试说明间歇精馏操作过程中塔顶温度和塔釜温度的变化规律。
2-11 水蒸汽蒸馏的应用条件是什么？ 2-12 已知某理想气体的分子直径为9×10-9米，试求操作压力为1帕，操作温度为100℃时，该物质在平衡条件下的分子平均自程？ 2-13 求水在100℃进行分子蒸馏时，理想情况下的蒸发速率。
2-14 理论塔板数为20的间歇精馏塔分离二组元混合物，轻组分A含量%，重组分B含量%。
采用恒回流比操作，回流比为。
组分A和组分 B的相对挥发度为。
《生化分离工程》思考题及答案
《生化分离工程》思量题及答案第一章绪论1、何为生化分离技术？其主要研究那些内容？生化分离技术是指从动植物组织培养液和微生物发酵液中分离、纯化生物产品的过程中所采用的方法和手段的总称。
2、生化分离的普通步骤包括哪些环节及技术？普通说来，生化分离过程主要包括 4 个方面：①原料液的预处理和固液分离，常用加热、调 PH、凝结和絮凝等方法；②初步纯化(提取)，常用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作；③高度纯化(精制)，常选用色谱分离技术；④成品加工，有浓缩、结晶和干燥等技术。
3、生化分离工程有那些特点，及其重要性？特点： 1、目的产物在初始物料(发酵液)中的含量低； 2、培养液是多组分的混合物，除少量产物外，还有大量的细胞及碎片、其他代谢物(几百上千种)、培养基成份、无机盐等； 3、生化产物的稳定性低，易变质、易失活、易变性，对温度、pH 值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感； 4、对最终产品的质量要求高重要性：生物技术产品普通存在于一个复杂的多相体系中。
惟有经过分离和纯化等下游加工过程，才干制得符合使用要求的产品。
因此产品的分离纯化是生物技术工业化的必需手段。
在生物产品的开发研究中，分离过程的费用占全部研究费用的 50％以上；在产品的成本构成中，分离与纯化部份占总成本的 40~80％；精细、药用产品的比例更高达 70~90％。
显然开辟新的分离和纯化工艺是提高经济效益或者减少投资的重要途径。
5、为何生物技术领域中往往浮现“丰产不丰收”的现象？第二章预处理、过滤和细胞破碎1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？目的：改变发酵液的物理性质，加快悬浮液中固形物沉降的速率；出去大部份可溶性杂质，并尽可能使产物转入便于以后处理的相中(多数是液相)，以便于固液分离及后提取工序的顺利进行。
：①加热法。
升高温度可有效降低液体粘度，从而提高过滤速率，常用于粘度随温度变化较大的流体。
控制适当温度和受热时间，能使蛋白质凝结形成较大颗粒，进一步改善发酵液的过滤特性。
生化分离原理与技术思考题答案
生物分离原理与技术知识点汇总第一章绪论1、各类分离纯化技术分别利用了生物分子的哪些特性来实现分离？利用这些性质进行分离的方法有哪些？⑴形状和大小：凝胶过滤、超滤、透析；⑵电荷性质：离子交换层析、电泳（除SDS ；⑶极性（疏水性）：疏水层析、反相层析；⑷生物功能或特殊化学基团：亲和层析；⑸等电点pI：层析聚焦、等电聚焦、等电点沉淀；⑹溶解性：盐析、有机溶剂提取、结晶；⑺ 密度、大小：超离心、SDS-PAG。
2、一个完整的分离纯化操作有哪些基本步骤？各个阶段所用的分离方法分别侧重哪些指标？生化分离基本步骤：（1）选材：来源丰富，含量相对较高，杂质尽可能少。
（2）提取（预处理）：将目的物从材料中以溶解状态释放出来，方法与存在部位及状态有关（3）分离纯化：核心操作，须根据目的物的理化性质，生物学性质及具体条件确定。
（4）浓缩、结晶、干燥。
（5）保存。
整个过程应有快速灵敏准确的分析方法来衡量效果（收率、纯度）。
第二章生物样品的预处理1、简述常用细胞破碎的主要方法、原理、特点、适用范围及细胞破碎今后的发展方向。
机械法：（1）胞捣碎法。
原理：机械运动产生剪切力，适用于动植物组织。
（2）高速匀浆法。
破碎程度较上法好，且机械剪切力对生物大分子的破坏较小，处理量大。
原理：利用高压使细胞悬浮液通过针型阀，由于突然的减压和高速冲击撞击环使细胞破碎。
适用于：较柔软、易分散的组织细胞。
（3）研磨法和珠磨法。
由陶瓷的研钵和研杆组成，加入少量研磨剂（如精制石英砂、玻璃粉、硅藻土。
适用于微生物与植物细胞。
（4）挤压法。
微生物细胞在高压下通过一个狭窄的孔道高速冲出，因突然减压而引起一种空穴效应，使细胞破碎。
适用于细菌（G - ）。
物理法：（1）超声破碎。
频率为20kHz 以上的波，超过人耳可听范围。
其对细胞的破碎与空穴的形成有关。
一般样品浓度、声强、频率、介质的离子强度、pH处理时间都对破碎有影响。
（2）反复冻融动物材料。
将材料深冷（-15 C〜-20 C）,形成水晶，破坏胞膜疏水键，增加亲水性，反复可破细胞。