分离工程-反应分离new
分离工程分离方法
分离工程分离方法
工程分离是将一个大型工程项目拆分为多个小块，每个小块由不同的团队或个人负责开发和维护。
工程分离的方法可以根据具体情况选择不同的策略，以下是一些常见的分离方法：
1. 模块化分离：将工程项目按照功能或模块进行拆分，每个模块独立开发和维护。
这种方法可以提高开发效率，使开发团队更加专注于各个模块的开发工作。
2. 微服务分离：将工程项目拆分为多个独立的服务，每个服务负责一个特定的业务功能。
这种方法可以实现业务逻辑的解耦，并且每个服务可以独立部署和扩展，提高系统的可维护性和可伸缩性。
3. 分层分离：将工程项目按照不同的层次进行分离，如数据层、业务逻辑层、展示层等。
每个层次可以独立开发和测试，减少不同层次之间的耦合。
这种方法可以提高代码的可重用性和可测试性。
4. 并行开发分离：将工程项目拆分为多个独立的子项目，在不同的团队或个人同时进行开发。
每个子项目可以独立测试和集成，加快开发和交付的速度。
这种方法可以实现并行开发，提高整体项目的交付效率。
在选择工程分离的方法时，需要根据项目的规模、复杂度和团队协作的情况进行综合考虑。
可以结合使用不同的分离方法，根据具体需求进行灵活调整和组合。
分离工程知识点总结
分离工程知识点总结一、分离工程概述1.1 分离工程的定义分离工程是指利用特定的设备和工艺将混合物中的不同组分分离出来，以实现材料的纯化、浓缩或者提取等目的的工程过程。
分离工程广泛应用于化工、制药、食品等行业中，是一项重要的工业过程。
1.2 分离工程的分类根据不同的分离原理和分离过程，分离工程可以分为物理分离和化学分离两大类。
物理分离包括过滤、离心、蒸馏、结晶等；化学分离包括萃取、吸附、电泳、凝聚等。
1.3 分离工程的应用分离工程在化工生产中扮演着重要的角色，比如原料的提取、产品的纯化、废水的处理等都离不开分离工程。
此外，分离工程也被广泛应用于制药、食品、环保等领域。
二、分离工程的原理与设备2.1 过滤过滤是利用过滤介质将混合物中的固体颗粒分离出来的物理分离方法。
常见的过滤设备包括板框压滤机、真空过滤机、滤筒式过滤器等。
2.2 离心离心是利用离心力将混合物中的不同密度的组分分离出来的物理分离方法。
离心设备有离心机、离心沉降机等。
2.3 蒸馏蒸馏是利用液体的沸点差异将混合物中的不同组分分离的方法。
蒸馏设备包括塔式蒸馏装置、蒸馏锅、蒸馏塔等。
2.4 结晶结晶是利用物质溶解度的差异将混合物中的组分分离的物理分离方法。
结晶设备包括结晶器、结晶槽等。
2.5 萃取萃取是利用溶解度的差异将混合物中的组分分离的化学分离方法。
萃取设备包括萃取塔、萃取槽等。
2.6 吸附吸附是利用吸附剂将混合物中的组分吸附的化学分离方法。
常用的吸附剂有活性炭、沸石等。
2.7 电泳电泳是利用电场作用将混合物中的带电粒子分离的化学分离方法。
2.8 凝聚凝聚是利用沉淀剂将混合物中的悬浮物分离出来的方法。
三、分离工程的工艺流程3.1 分离工程的基本流程分离工程的基本流程包括进料、分离、收集和处理废物四个步骤。
进料是将混合物送入分离设备，分离是利用特定的原理将混合物中的组分分离，收集是将分离出来的组分进行收集，处理废物是处理分离工程产生的废弃物。
第12章 反应分离技术
与传统的固相萃取技术相比，免疫亲和柱可在适当的缓冲液冲洗后再生
重复使用。
免疫亲和色谱技术的要点
抗体的制备
抗体作为固定相的配体，直接影响目标测定物的特异性亲和力， 是IAC建立的关键因素
制成IAC基体
基体的基本要求 低效基体，不能在HPLC系统使用 开发新型基体材料，高效能+机械稳定性，能在HPLC系统使用
抗体与基体的偶联
活化 偶联方式：随机偶联与定向偶联
洗脱方式
冲洗液 洗脱液（酸性，碘化钠，有机改性剂，降低K） 抗体再生
单抗制备复杂，成本高，但也具有很多优点。
单抗问世后, 不少生物技术公司在研制适宜于培养杂 交瘤细胞的生物反应器及其培养基。这些大规模生 产单抗技术的建立和不断完善, 将降低免疫亲和色谱 吸附剂的价格。
混合蛋白 样品
平衡液
带有配体的树 脂珠或胶粒
含配体溶液
洗下未结合的蛋白
收集目的蛋白
免疫亲和色谱的原理
利用抗原与抗体的高亲和力、高专一性和 可逆结合的特点以及色谱技术的差速迁移理 论而建立的一种新型色谱技术。
就是将被测物的特异性抗体固定在适当的固相载 体上，制备成免疫亲和色谱的固定相（免疫亲和色 谱柱），根据被测物的反应原性、抗原抗体结合的 特异性记忆，抗原抗体复合物在一定条件下能够可 逆解离的特性进行色谱分离。
中药中的黄曲霉毒素
实际检测中常与HPLC、质谱、荧光分光方 法联合使用
思考题
在离子交换色谱操作中，怎样选择离子交 换树脂？
离子交换分离的一般流程 举例说明离子交换树脂在天然产物分离中
的应用 免疫Βιβλιοθήκη 和色谱原理，特点，要点生物工业中最常用的交换剂为离子交换树脂。 几乎所有的生物大分子都是极性的，都可使其带 电，所以离子交换法已广泛用于生物大分子的分离 纯化。
制药分离工程 第十二章 反应分离技术(66张)
第十二章 反应分离技术
第三节 离子交换色谱
八、离子交换树脂的分类 3.凝胶型 ——树脂仅含单体和引发剂成分，干态/湿态均为透明状
交换容量大、工艺简单、成本低 机械强度差、抗污染能力差
4.大孔型 ——树脂含单体、引发剂、致孔剂(不参与反应但于单体互 溶)成分,呈海绵多孔状，不透明，孔径(xnm~xxxµm)
第十二章 反应分离技术
第四节 酶反应分离技术
二、酶的分类 1.氧化还原酶类
——仅催化氧化、还原类反应 ——需电子供体和受体同时存在
1)氧化酶类 ——生成产物为H2O2或H2O ——一般需要FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)或FMN(黄素单核单核 苷)为辅基
2)脱氢酶类 ——对底物直接脱氢
第十二章 反应分离技术
示例： 如普通萃取、膜分离、电泳等分离方法难以将Cu2+跟Na+分离，通过 加入NaOH(即调节pH),将Cu2+转换成氢氧化物沉淀，再通过离心、沉 降、结晶等方式使得Cu2+跟Na+得到分离
第十二章 反应分离技术
第一节反应分离的概念及其原理
二、反应分离的经典表现
将重金属转换成氢氧化物沉淀更便于分离 使用离子交换树脂交换分离阴/阳离子 水中有机物通过微生物分解而去除 用特定酶消解特定蛋白以去除特定蛋白 用抗原与抗体反应结合，纯化、浓集特定抗体/蛋白
《制药分离工程》 第十二章 反应分离技术
第十二章 反应分离技术
教学目标：
✓ 掌握反应分离的技术原理 ✓ 掌握化学萃取、离子交换、酶反应、免疫反应等
主要的反应分离技术原理
第十二章 反应分离技术
重点难点：
✓ 化学萃取反应分离技术 ✓ 离子交换反应分离技术 ✓ 酶反应分离技术 ✓ 免疫亲和反应分离技术
分离工程ppt课件共52页PPT
将过程所产生的废物最大限度地回收和
循环使用。
产品
原
料
1
1
1
废
物 2
废
物 2
排除
2
1—单元过程；2—处理
实现分离与再循环系统使废物最小化的方法： ●废物直接再循环
例：废水
●进料提纯
例：氧化反应采用纯氧
●除去分离过程中加入的附加物质
例：共沸剂、萃取剂
●附加分离与再循环系统
例：分离废物中的有效物，循环使用
●加氢重整后得到：轻油 非芳烃 苯 甲苯 二甲苯 高级芳烃
目的产物为 对二甲苯
● 特点：
邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
沸点℃ 熔点72
138.351 13.263
● 涉及到分离过程：精馏：4、7、8 萃取：5、6 结晶：10
目的产 物
总 结：
●降低原材料和能源的消耗，提高有效利用率、 回收利用率、循环利用率；
●开发和采用新技术、新工艺、改善生产操作条 件，以控制和消除污染；
●采用生产装置的闭路循环技术；
●处理生产中的副产物和废物，使之减少和消除 对环境的危害；
●研究、开发和采用低物耗、低能耗、高效率的 “三废”治理技术。
闭路循环系统：
ESA）
改变原溶 液的相对 挥发度
以苯酚作溶 剂由沸点相 近的非芳烃 中分离芳烃 ；以醋酸丁 酯作共沸剂 从稀溶液中 分离醋酸。
返回
1.2.2 速率分离过程
膜分离 场分离
速率分离:
利用溶液中不同组分在某 种推动力（浓度差、压力差、 温度差、电位差等）作用下， 经过某种介质（半透膜）时 的传质速率（透过率、迁移 率、扩速率）差异而实现分 离。
吸
相态 介： 理： 用：
《分离工程》知识点笔记
《分离工程》知识点笔记第一章：分离工程概论1.1 分离过程的重要性在化学工业中，分离技术扮演着至关重要的角色。
从原油提炼到制药生产，从食品加工到废水处理，几乎所有的化工过程中都离不开有效的分离操作。
通过这些操作，可以将原料中的有用成分与不需要的杂质分开，或是根据产品的不同规格要求进行提纯。
因此，掌握先进的分离技术对于提高产品质量、降低能耗以及减少环境污染具有重要意义。
1.2 常见的分离技术简介分离方法依据其物理或化学性质的不同而异，主要包括但不限于以下几种：•蒸馏：利用组分沸点差异实现液体混合物的分离。
•吸收：一种或多种气体被溶解于液体溶剂中以达到净化目的。
•萃取：借助另一种液体（萃取剂）选择性地提取原溶液中的某一成分。
•吸附：固体表面吸引并保持流体分子的能力，广泛应用于空气净化及水处理领域。
•结晶：通过控制温度等条件使溶液中的溶质形成晶体沉淀出来。
•膜分离：依靠半透膜的选择透过性对物料进行浓缩和净化。
•干燥：去除物料中水分或其他挥发性物质的过程。
•沉降与过滤：基于颗粒大小差异来分离悬浮体系的方法。
1.3 分离过程的选择标准选择合适的分离方法时需考虑多个因素，包括但不限于：•经济成本：设备投资费用、运行维护开支及能源消耗水平。
•环境影响：是否会产生有害废弃物？如何妥善处置？•效率高低：目标产物回收率、纯度指标能否满足需求？•安全性考量：操作过程中是否存在安全隐患？应急措施是否到位？此外，还需结合具体应用场景综合分析，比如对于热敏性材料，则应避免采用高温加热方式；当面对易燃易爆物质时，则要特别注意防火防爆设计。
第二章：相平衡基础2.1 相律及其应用相律是描述系统处于平衡状态时各相之间关系的基本法则之一，由吉布斯提出。
其数学表达式为：F = C - P + 2，其中F表示自由度数，C代表独立组分数目，P指相数。
该定律揭示了给定条件下能够独立改变变量的数量上限，有助于指导实验设计与数据分析工作。
例如，在一个二元液液系统里，若已知总压强恒定不变，则只需调整温度即可观察两相间组成变化情况。
分离工程
为提取生物产品时所需的原理、方法、技术及相关硬件设备的总称，指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程（Downstream, Processing）。
单元操作：完成一道工序所需的一种方法和手段。
特点：应用面广；种类繁多；产物在物料中含量低；价格与产物浓度呈反比；初始物料成分复杂；生物活性物质稳定性低；产品的质量要求高，尤其是药品等。
重要性：1）、生化产品的必经的过程（一夫挡关）。
2）、回收率不高。
抗生素（80%左右），蛋白质（60-90%）。
3）、分离纯化昂贵。
下游研究费用占整个研究费用的50%以上；产品的成本构成中分离纯化的成本站全部成本的40-80%，精细和药用产品的成本比率更高，大多数酶70%。
4）、基因工程的R&D费用，下游占50-80%。
基因工程表达产品成本85-90%；劳动力和物力成本占整个劳动力的70-90%。
5）、中药现代化的重要技术平台。
6）、提供产品竞争力的关键技术之一。
7）、环境污染的治理。
8）、国家安全。
方法选择原则：1尽可能简单、低耗、快速、成熟（总原则）；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；5合理的分离步骤次序（原则：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）。
设计前应了解信息：1)、产物物化性质（A、溶解度及影响因素,如温度、pH、有机溶剂和盐等；B、分子量和分子形状；C、沸点和蒸汽压；D、极性大小；E、分子电荷及影响因素，包括pH值和盐等；F、功能团；G、免疫原性；H、稳定性及其影响因素,包括温度、pH、毒性试剂等(如青霉素低pH不稳定)；I、pI）；2)、产品规格/质量标准；3)、进料的组成和物性。
4)、生产规模；5)、危害性；6)、分批分离还是连续纯化。
分离效率评价：产品浓缩程度（浓缩率）；分离纯化程度（纯化因子，分离因子）；回收率。
化工分离工程概述
工程问题
分离过程在化工过程中的作用
为化学反应过程提供符合要求的原料，清除对反应和催化剂有害的杂质，减 少副反应的发生，提高产品的收率。
对化学反应中的反应产物进行分离提纯，得到合格的各种化工产品，同时使 未反应的反应物循环利用
分离过程在环境保护和充分利用资源、实现可持续发展方面也具有重要的作 用。
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成 。21.7.1021.7.1007:10:5407:10:54Jul y 10, 2021
14、谁要是自己还没有发展培养和教 育好， 他就不 能发展 培养和 教育别 人。2021年7月 10日星 期六上 午7时10分54秒07:10:5421.7.10
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。上 午7时10分54秒 上午7时10分07:10:5421.7.10
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
化工过程
化学反应过程
化工生产核心
原料的预处理
物理处理过程 （单元操作）
产品的加工
分离过程（Separation Processes)
The separation process is a chemical engineering units to Separate chemical mixtures into their constituents
化工分离工程正文
化工分离工程正文绪论一：分离工程在工业生产中的地位和作用：1．分离工程定义：将混合物分成组成互不相同的两种或几种产品的操作 2．化工生产装置：反应器+分离设备+辅助设备（换热器、泵） 3．分离工程重要性：（1）纯化原料：清除对反应或催化剂有害的杂质，减少副反应、提高收率。
（2）纯化产品：使未反应物质循环。
（3）环境治理工程：去除污染物。
4．分离工程发展现状：5．分离过程在清洁生产中的地位和作用：废物减少（分离系统有效分离和再循环）废物直接再循环+进料提纯+除去分离过程中加入的附加物质+附加分离与再循环系统二：传质与分离过程的分类和特征： 1．过程：（1）机械分离：两相以上的混合物分离（过滤、沉降、离心分离、旋风分离、静电分离）（2）传质分离：均相混合物分离（精镏、吸收、结晶、膜分离、场分离、萃取、干燥、浸取、升华）△平衡分离过程：分离媒介（热、溶剂、吸附剂）使均相混合物变为两相体系，再以混合物中各组分在处于平衡的两相分配关系的差异实现分离。
（精镏、吸收、结晶、萃取、干燥、浸取、升华）△速率分离过程：推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差），组分选择性透过膜，各组分扩散速度的差异实现分离（膜分离、场分离）三：分离过程的集成化：新型1．反应过程与分离过程的耦合：化学吸收、化学萃取、催化精镏、膜反应器2．分离过程与分离过程的耦合：萃取结晶、吸附蒸馏、电泳萃取3．过程的集成：传统分离过程的集成（共沸精镏—萃取、共沸精镏—萃取精镏）传统分离过程与膜分离的集成（渗透蒸发—吸附、渗透蒸发—吸收、渗透蒸发—催化精镏）膜过程集成（微滤—超滤—纳滤—反渗透）第一章蒸馏与精馏§1—1 概述一：蒸馏定义和特点：1．定义：混合物中各组分挥发度差异进行分离提纯。
2．特点：工艺流程短、使用范围广、工艺成熟；但能耗大（汽相再冷凝）二：分类：1．蒸馏方式：闪蒸、简单蒸馏、精馏、特殊精馏、反应精馏 2．操作压力：加压蒸馏、常压蒸馏、真空蒸馏 3．混合物组分：两组分精馏、多祖分精馏 4．操作流程：间歇蒸馏、连续蒸馏三：精馏操作流程：精馏段精馏段提馏段图：连续精馏操作流程图：间歇精馏操作流程1—精镏塔 2—再沸器 3—冷凝器 1—精镏塔 2—再沸器 3—全凝器 4—观察罩 5—贮槽§1—2 简单蒸馏和闪蒸组分挥发度相差较大、分离要求低——预分离一：工艺流程：图：简单蒸馏图：平衡蒸馏（闪蒸）1—蒸馏釜 2—冷凝器 3—接受器 1—加热器 2—节流阀 3—分离器1．简单蒸馏：一次进料，馏出液连续出料（出料浓度逐渐降低），釜残液一次排放——压力恒定、温度变化 2．平衡蒸馏：连续进料，连续出料（出料浓度恒定）——压力、温度恒定混合液→加热器→温度＞料液泡点（分离器压力下）→节流阀（降压）→分离器→料液部分汽化、并在分离器中汽液分离（相平衡）二：原理：1．前提条件：理想物系——液相为理想溶液（拉乌尔定律）；汽相为理想气体（道尔顿分压定律） 2．原理：汽液共存区饱和蒸汽线(露点线)过热蒸汽区饱和液体线(泡点线)液相区图：苯—甲苯混合液的t—x—y图图：苯—甲苯混合液的x—y图图：简单蒸馏t—x—y图图：平衡蒸馏t—x—y图（1）简单蒸馏：任何瞬间，蒸汽与液相处于平衡。
分离工程概念总结
分离工程概念总结什么是分离工程分离工程是一种软件开发中的概念，指的是将不同的功能或模块分开，以便更好地管理和维护代码。
通过将不同功能的代码分离开来，可以使代码更易读、易理解，同时也方便进行单元测试和重用。
分离工程的优势分离工程具有以下几个主要优势：1. 模块化通过将不同的功能或模块分开，可以使代码更加模块化。
每个模块可以独立开发、测试和维护，降低了代码耦合度，提高了代码的可维护性和可重用性。
2. 可测试性分离工程可以提高代码的可测试性。
每个模块可以独立进行单元测试，方便进行测试覆盖率和代码质量的控制。
同时，通过使用依赖注入等技术，可以更方便地进行模拟和测试。
3. 并行开发通过分离工程，可以实现并行开发。
不同的开发人员可以同时开发不同的模块，提高了开发效率。
而且由于模块之间的接口清晰，开发人员之间的协同工作更加容易。
4. 可维护性分离工程可以提高代码的可维护性。
当需要修改某个功能时，只需要修改对应模块的代码，而不需要修改其他模块的代码。
这样可以降低代码改动带来的风险，并且减少了对其他模块的依赖。
5. 可重用性分离工程可以提高代码的可重用性。
通过将通用的功能或模块抽象成独立的库或包，可以在不同的项目中进行复用，减少了开发重复的工作。
这样不仅可以提高开发效率，还可以提高代码的质量和可靠性。
分离工程的实践实践分离工程有多种方法和技术，下面介绍一些常见的实践方法：1. 模块化开发模块化开发是一种将功能划分成独立模块的方法。
每个模块可以有自己的接口和实现，可以独立进行开发、测试和维护。
模块之间通过接口进行通信，遵循接口定义的规则。
常见的模块化开发方式包括使用面向对象编程中的类和接口、使用函数和闭包等。
2. 依赖管理依赖管理是一种管理代码之间依赖关系的方法。
通过明确定义模块之间的依赖关系，可以更好地管理和控制代码的组织结构。
常见的依赖管理方式包括使用依赖注入、使用依赖关系图和使用包管理工具等。
3. 测试驱动开发测试驱动开发是一种以测试为驱动的开发方法。
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反应分离的基本理论
1.3 影响多相反应速度的因素 面粉厂、煤矿中的尘埃会引起爆炸事故。搅拌可加快 反应速度，鼓风可使炉火烧得更旺。这些事实说明，固体 表面积大小和扩散作用对多相反应速度的影响。
多相反应的过程比单相反应复杂。气体或液体在固体 表面上的反应可以认为包括下列五个步骤： (1)反应物分子向固体表面扩散； (2)反应物分子被吸附在固体表面上； (3)反应物分子在固体表面上发生反应，形成产物； (4)生成物分子从固体表面上解吸； (5)生成物分子通过扩散离开固体表面。
传统提取工艺流程
发酵滤液 减压浓缩 喷雾干燥 粉剂产品
水剂产品
真空烘烤
粉剂产品
水剂产品中井冈霉素含量在5～10 %，呈酱油状，作为农用抗生素虽 不影响使用效果，但由于含量低，浪费了大量包装材料、人工和运输费用； 10 %的水剂产品经真空干燥得粉剂产品，含量20 %左右，粉碎时粉尘多， 且极易吸潮成膏状，影响产品的溶解度，直接影响药物的喷洒和使用效果； 产品收率在80 %左右
反应分离的基本理论
1 化学反应速率 化学反应速率讨论化学反应在给定的条件下进行的快 慢问题，只有对化学反应速率的研究进行深入研究，才 能更好的研究反应分离的过程。 1.1 化学反应速率的表示方法 化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减小或 生成物浓度的增大来表示。浓度常用mol/L、时间常用s， min等表示。需要注意的是对同一反应，如果用不同物质 的浓度变化来表示反应速率时，其数值不一定相同。
反应分离的基本理论
自由焓变与反应的方向 从热力学可以导出，在任何封闭体系中，在恒温、恒压 只做膨胀功的条件下，反应总是向自由焓值减小的方向进 行，即向着△G＜0的方向进行，此时体系可时外做功，而 当达到平衡时，体系没有做功的本领，自由焓不再减小， 此时△G=0 。 △G包含着熵变和焓变这两个都与反应进行方向有关的因 子，体现了两种效应的对立和统一，熵效应与焓效应并不 总是完全一致，在考虑实际问题时，必须两者兼顾。
反应分离的基本理论
可溶性络合物的形成
多金属离子与逐步加入的配体生成一系 列络合物。金属离子的电荷与配体的总电 荷相平衡的络合物通常只微溶于水。碘化 汞就是一例，由于碘离子起桥联配体的作 用，它成为聚合络合物沉淀。
反应分离的基本理论
pH的影响 在沉淀反应中，当一个离子是弱酸的阴离子或弱 酸的阳离子时．溶报的氢离子浓度对于决定沉淀是否 完全，或者是否确实发生沉淀，都是十分重要的。例 如，草酸钙的沉淀反应与草酸根离子有关，草酸根离 子是完全离解的草酸的阴离子，而草酸是一个弱酸。
反应分离的基本理论
2.1 化学平衡常数
aA( g ) bB( g ) gG( g ) hH ( g )
[G]g [ H ]h Kc [ A]a [ B]b
平衡常数有如下性质：
（1）平衡常数的大小反映了反应进行的程度。K值加大，表示达 到平衡时生成物的浓度愈大，即反应进行得愈完全。 （2）平衡常数的表达式与方程式的写法有关。 （3）如果反应式中有纯液体或纯固体，则它们不出现在平衡常 数的表达式中。 （4）平衡常数是体系在平衡状态下的一种性质，与变化的途径 无关。
反应分离的基本理论
熵变与变化的方向 如果体系与环境之间既没有物质交换，也没有能量交换，这种体系叫 做孤立体系。对于孤立体系来说，变化总是向熵值增加的方向进行△S ＞ 0 。当达到平衡时，熵值最大。 如果体系不是孤立的而是和环境相联系的，则变化进行的方向是向着 △S体系+ △S环境＞0的方向。
在常压下，低于0℃水会变成冰，在由水变成冰的过程中，熵减小了， 则这个变化似乎不会发生，但是我们注意到，这不是—个孤立体系，这个 体系与环境有热量交换。从水变成冰，要放热给环境，环境吸收热量后， 熵增大了，而且其熵的增大超过体系熵的减小，故体系熵变加上环境的熵 变大于零，因此，低于0℃的水会自动变成冰。
O P
Initiate:AI BN
C OCH3
Methyl acrylate
O P C OCH3 + H2O P (P MA)
O C OH (P AA)
发酵液酸度对吸附的影响
样品号 1 4.02 28254 3101 2 4.98 25662 6003 3 5.98 24332 7293 4 7.02 3961 27664 5 7.99 3162 28103 6 9.03 3130 28135
反应分离的基本理论 2.2 平衡移动原理 浓度对平衡的影响 浓度对化学平衡影响的一般规律是：增加反应物的浓度或减小生 成物的浓度，平衡向生成物的方向移动，反之，增加生成物的浓度或 减小反应物的浓度则平衡向反应物的方向移动。 压力对平衡的影响 压力对化学平衡影响的一般规律是：如果将反应器的体积减小或 升高体系的总压，平衡向气体分子数少的一方移动，反之，如果将反 应器的体积增大或降低体系的总压，则平衡向气体分子数多的一方移 动。 温度对平衡的影响 温度对化学平衡影响的一般规律是：温度升高时，平衡将要向吸 热反应的方向移动，温度降低时，平衡要向放热反应的方向移动。
反应分离的基本理论
3 自由焓与化学反应 根据能量守恒定律，能量可以由一种形式转变为另一种形式， 但不能创造和消灭。 什么样的变化才会发生?
变化发生后，它会进行到什么程度？
这些问题要用热力学第二定律来解决。除要用到热力学函数以外， 还要引用二个状态因数——熵和（△S）自由焓 （ △ G）。
S体系 S环境 0
反应分离的基本理论
离子型沉淀物的分子溶解度 一般假定离子型沉淀物分子的溶解度可以忽赂。 因此，不仅假定[AB]溶液不变，而且也假定它是 极小的。后一个假定往往不切合实际。 例如：氯化铊(I)在水中的溶解度，不仅含铊(I)和 氯离子释入溶液而得到这两种离子的浓度，而且 也含Tl+，Cl-离子对的溶解度(据测定其值为，占总 溶解度的4％)。
反应分离的基本理论
1.2 浓度、温度和催化剂对反应速率的影响 化学反应的速度首先与反应物的本性有关。 例如，在温度相同和在同样的大气中，铁的腐蚀 速度和镍的腐蚀速度差别很大。在较短时问内， 铁表面就有了铁锈，但镍的表面看不出什么变化。 除了内因以外，反应速度还受外界因素如浓度、 温度和催化剂的影响。
井冈霉素发酵液 （31265 μg mL-1） 发酵液pH 吸附后效价（μg mL-1） 前后效价差（μg mL-1）
反应分离的基本理论
2 化学平衡
一定条件(温度、压力、浓度等)下，当可逆反应 的正逆反应速度相等时，体系达到了平衡状态。平 衡后体系中各物质的数量不再改变，只要外界条件 不变，这个状态就不会随时间而变化。平衡状态从 宏观上看表现为静止状态，即正向反应和逆向反应 进行的趋势相等，反应不向任一方自发进行。从微 观上看，正逆反应仍在进行，只是速度相等而已。 所以化学平衡是一种动态平衡。
分离工程之
反应分离
反应分离
分离机理的化学方面，内容是非常丰富的， 通常仍可用化学中的平衡理论和化学反应理论 解释分离现象。 1). 酸碱作用 2)．氧化还原作用
3)．络合作用
4)．新相的形成
反应分离的基本理论
反应和分离之间影响强烈,规律难以把握,其应用 受到很大的限制。反应分离的集成具有很多优点： (1)在反应过程中将对反应有抑制作用的产物分离， 可提高总收率和处理能力； (2)可在反应过程中不断消除对反应特别是对催化剂 有害的物质，维持高的反应速率； (3)利用反应热供分离所需，降低能耗； (4)简化产品后续分离流程，减少投资。
目前离子交换法提取工艺流程
发酵滤液 洗脱剂
阴离子树脂
阳离子树脂
0014 树脂
去离子水洗
解吸液
减压浓缩
喷雾干燥
粉剂产品
根据井冈霉素分子结构的特点，设计合成了新型聚丙烯酸树脂PAA
CH2 CH O CH2 CHCOCH3 O N CH2CHCH2 O Triallyl isocyanurate (TAIC) CH2 N N CH2CHCH2 Macroporous crossli nked poly( methyl acrylate-cotriallyl isocyanurate) (PMA) O
反应分离的基本理论 4 沉淀反应
沉淀反应是无机化学及分析化学中一类重要的化学反应,在 离子的分离与鉴定、重量分析、材料制备及环境化学等各方面 都有着重要的应用。
A + B ≒ AB（l） ≒ AB（s）
平衡时的浓度称为固有溶解度。这个浓度实际上是不变的。
Kf =[A][B]
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4.2 影响沉淀溶解度的因素 共同离子效应 离子型沉淀物的分子溶解度 有机溶剂 可溶性络合物的形成 pH的影响 盐效应
反应分离的基本理论
共同离子效应 在给定的温度和给定的溶剂中，物质 的溶度积是一个常数。例如，如果将较多的 硫酸根离子加到饱和硫酸钡镕液中，则硫酸 根离子的浓度增加，就必然相应降低钡离子 的浓度，以保持溶度积不变。因此，根据溶 液中钡离子浓度的测定可知，由于加入大量 沉淀物的共同离子硫酸根，而使硫酸钡的溶 解度降低。这种效应称为共同离子效应。
Fig 1. the structure of validamycin
发酵液中井冈霉素含量1-3%，葡萄糖30%左右，无机盐1-2%，水等。
纯品为白色粉末，易溶于水，甲醇，微溶于乙醇。
钟世华, 徐满才, 常晓途. 新型聚丙烯酸树脂的合成及其在井冈霉素纯化中的应用 [J].湖南师范大学自然科学学报.2006;29(03);58-61.（EI complex）
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盐效应 与沉淀物无共同离子而浓度又高 的盐，常常可增加沉淀物的溶解度， 因为在这种高离子强度的介质中，活 度系数大大小于1。在很浓的电解质溶 液中，活度系数＞l， 因而沉淀物的 溶解度就比未加盐时低。
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5 生物化学反应 随着现代生物工业的发展，生物学与工程学，特 别是与化学工程学的结合，诞生一门新的交叉学科----生 物化工。随着生物品种及生产规模的扩大，对生物过程 的描述已由定性阶段向定量方向发展。在生物过程的定 量化与工业化研究过程中，通过将化学反应工程原理与 生物反应工艺过程有机地结合，解决了与反应过程的设 计和操作相关的许多工程技术问题----生物化学反应工程。