生物分离工程概论与各类分离方法解析与应用

# 生物分离工程概论与各类分离方法解析与应用
- 生物分离工程
  - 地位与特点
    - 生产成本占比
      - 40-80%
    - 产物特性
      - 产物浓度低
      - 组分复杂
  - 流程与单元操作
    - 细胞回收
    - 细胞破碎
    - 纯化
    - 成品加工
  - 发展动向
    - 集成化技术
      - 扩张床
      - 两水相
    - 亲和技术与环保型介质开发
## 沉淀法
- 定义与原理
  - 溶液理化参数变化
  - 溶解度差异控制
- 操作方式
  - 连续法
  - 间歇法
  - 步骤
    - 加沉淀剂
    - 陈化
    - 分离
- 分类
  - 盐析法
  - 等电点沉淀法
  - 有机溶剂沉淀法
  - 其他
    - 聚电解质
    - 金属离子
- 应用
  - 蛋白质提纯
    - 白蛋白
  - 有机酸提取
    - 柠檬酸
    - 茶多酚
## 吸附法
- 基本概念
  - 吸附类型
    - 物理吸附
    - 化学吸附
    - 交换吸附
  - 吸附剂类型
    - 活性炭
    - 大孔树脂
- 吸附等温线
  - Freundlich模型
  - Langmuir模型
- 影响因素
  - 吸附剂性质
  - 溶液pH
  - 温度
  - 溶质极性
- 大孔聚合物吸附剂
  - 分类
    - 非极性
    - 中等极性
    - 极性
  - 应用
    - 抗生素分离
    - 天然产物分离
## 两水相萃取
- 体系类型
  - 高聚物-高聚物
    - PEG-Dextran
  - 高聚物-盐
    - PEG-硫酸盐
- 理论基础
  - 相图与杠杆原理
  - 分配系数影响因素
    - pH
    - 盐浓度
- 应用
  - 蛋白质纯化
    - 酶
    - 抗体
  - 生物催化与反应集成
## 干燥
- 基本流程
  - 空气过滤
  - 加热
  - 干燥
  - 产品收集
- 水分类型
  - 结合水
  - 非结合水
  - 平衡水分
  - 自由水分
- 干燥阶段
  - 恒速阶段
  - 降速阶段
- 设备类型
  - 厢式干燥
  - 气流干燥
  - 喷雾干燥
  - 冷冻干燥
## 细胞破碎
- 目的与挑战
  - 释放胞内产物
    - 重组蛋白
  - 难点
    - 细胞壁结构差异
- 方法
  - 机械法
    - 高压匀浆
    - 珠磨
  - 非机械法
    - 酶溶
    - 冻融
    - 渗透压冲击
- 应用
  - 大肠杆菌破碎
  - 酵母细胞破碎
  - 包含体分离与蛋白复性
## 膜分离法
- 类型与原理
  - 微滤
    - 0.05-10μm截留
  - 超滤
    - 大分子分离
    - 1000-10^6 Da
  - 反渗透
    - 脱盐
    - 小分子浓缩
- 膜污染与控制
  - 浓差极化
  - 凝胶层形成
  - 清洗方法
    - 化学清洗
    -