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生物分离工程-双语版7

汇报人：AA

2024-01-24

目录

CONTENTS

绪论

生物分离技术基础

细胞破碎与固液分离技术

浓缩与干燥技术

色谱分离技术

电泳和等电聚焦技术

生物分离工程实验设计与数据分析

绪论

生物分离技术基础

03

选择性沉淀法

利用某些试剂与特定生物大分子形成不溶性复合物而沉淀析出。

01

盐析法

通过加入中性盐使蛋白质等生物大分子溶解度降低而沉淀析出。

02

有机溶剂沉淀法

利用有机溶剂的脱水作用使蛋白质等生物大分子溶解度降低而沉淀析出。

利用两种不互溶的液体之间的分配平衡，将目标物质从一种液体转移到另一种液体中。

液-液萃取法

固相萃取法

反胶束萃取法

利用固体吸附剂对目标物质的吸附作用，将目标物质从液体中分离出来。

利用表面活性剂在有机溶剂中形成反胶束，将目标物质从水相转移到有机相中。

03

02

01

利用阳离子交换树脂与溶液中的阳离子进行交换，达到分离纯化的目的。

阳离子交换法

利用阴离子交换树脂与溶液中的阴离子进行交换，达到分离纯化的目的。

阴离子交换法

同时利用阳离子和阴离子交换树脂进行交换，提高分离纯化效果。

混合离子交换法

利用超滤膜对溶液中不同分子量物质的截留作用，将目标物质从溶液中分离出来。

超滤法

利用纳滤膜对溶液中不同电荷和分子量的物质的截留作用，实现物质的分离和纯化。

纳滤法

利用反渗透膜对溶液中溶质的截留作用，将溶剂从溶液中分离出来。

反渗透法

细胞破碎与固液分离技术

机械法

物理法

化学法

生物法

01

02

03

04

通过研磨、搅拌或高压均质等方式破碎细胞，适用于大多数微生物细胞。

利用超声波、微波、激光等物理手段破碎细胞，适用于小规模、高价值的生物样品处理。

使用有机溶剂、表面活性剂或酶等化学试剂破坏细胞结构，适用于特定类型的细胞破碎。

利用特定微生物或酶的生物活性破坏细胞壁，适用于具有特殊细胞壁的微生物。

1

2

3

利用滤膜或滤器将固体颗粒从液体中分离出来，适用于颗粒较大、浓度较低的悬浮液。

过滤法

根据固体颗粒与液体密度的差异，使颗粒在重力作用下自然沉降，适用于颗粒较小、浓度较高的悬浮液。

沉降法

利用离心力将固体颗粒从液体中分离出来，适用于颗粒较小、浓度较高且不易自然沉降的悬浮液。

离心法

浓缩与干燥技术

蒸发浓缩

01

通过加热使溶液中的溶剂汽化，从而提高溶质浓度的过程。适用于热稳定性好的物质，具有设备简单、操作方便等优点，但能耗较高。

冷冻浓缩

02

利用物质在低温下溶解度降低的原理，通过冷冻结晶的方式去除溶剂，达到浓缩的目的。适用于热敏性物质，可保持物质的原有品质，但设备投资和运行成本较高。

膜分离浓缩

03

利用膜的选择透过性，使溶液中的溶质和溶剂分离，达到浓缩的目的。具有无相变、能耗低、操作简便等优点，但膜污染和膜通量下降是制约其应用的关键问题。

干燥过程原理：将湿物料中的水分以汽态形式排出，使物料中的水分含量降低至所需水平的过程。包括传热和传质两个基本过程，其中传热是为了提供汽化所需的热量，传质则是水分从物料内部向表面扩散并汽化的过程。

物料的性质：如物料的形状、大小、密度、热导率、比热容等，对干燥速率和干燥效果有显著影响。

干燥介质的性质：如温度、湿度、流速等，直接影响传热和传质速率。

干燥设备的结构和操作条件：如加热方式、搅拌方式、设备密封性等，对干燥过程的能耗、产品质量和安全性有重要影响。

适用于小批量、多品种的物料干燥，具有操作灵活、适应性强等优点。

厢式干燥器

适用于颗粒状物料的干燥，具有传热效率高、干燥均匀等优点。

流化床干燥器

适用于液态或浆状物料的干燥，具有干燥速率快、产品质量好等优点。

适用于热敏性物料或易氧化物料的干燥，具有低温干燥、保持物料原有品质等优点。

真空干燥器

喷雾干燥器

物料的性质

根据物料的形状、大小、密度等选择合适的干燥设备类型。

产量要求

根据生产规模选择合适的设备规格和型号。

根据产品的水分含量、粒度分布等质量指标选择合适的干燥工艺和设备类型。

产品质量要求

选择高效节能、环保达标的干燥设备，降低生产成本和环境污染。

能耗和环保要求

色谱分离技术

VS

基于样品在固定相和流动相之间的分配平衡，利用不同物质在两相中分配系数的差异实现分离。

色谱法类型

根据固定相和流动相的状态，色谱法可分为液-液色谱、液-固色谱、气-液色谱、气-固色谱等。

色谱法原理

气-固色谱

操作过程与气-液色谱相似，但固定相为固体吸附剂。特点是适用于气体和易挥发液体的分析，分离效果受温度和压力影响较大。

液-液色谱

操作过程包括流动相的选择、固定液的配制、色谱柱的填充和平衡等。特点是对极性物质的分离效果好，但柱效较低。

液-固色谱

操作过程与液-液色谱相似，但固定相为固体吸附剂。特点是适用范围广，可用于分离不同类型的化合物，但分离