生物分离原理及技术PDF电子书下载

1　绪论 1

1.1　生物分离工程的历史及其应用 1

1.2　生物分离过程的特点 1

1.3　生物分离技术的发展趋势 3

2　过滤 4

2.1　过滤的基本概念 4

2.2　关于过滤的一般情况 10

2.2.1　不可压缩滤饼 10

2.2.2 可压缩滤饼 11

2.3　连续旋转式真空抽滤机的操作原理 12

2.3.1　滤饼的形成 13

2.3.2　滤饼的洗涤 13

2.4　过滤的设备及其结构 14

2.4.1　过滤设备的分类 14

2.4.2　过滤设备的选择 15

2.4.3　过滤介质 16

2.4.4　典型过滤设备的种类和结构 18

习题 21

3　离心与沉降 22

3.1　颗粒的沉降 22

3.2　重力沉降式固液分离设备 24

3.2.1　矩形水平流动池 24

3.2.2　圆形水平流动池 24

3.2.3　垂直流动式沉降池 25

3.2.4　斜板式沉降池 25

3.3　离心式沉降分离设备及其原理 26

3.3.1　管式离心机 27

3.3.2　碟片式离心机 28

3.4　离心分离过程的放大 31

3.5　离心过滤分离过程分析及其设备 33

3.5.1　离心过滤分离过程分析 33

3.5.2　离心过滤设备 34

习题 36

4　细胞破碎 37

4.1　细胞壁 37

4.2　化学破碎法 38

4.2.1　渗透冲击法 39

4.2.2　增溶法 39

4.2.3　脂溶法 40

4.3　机械破碎 40

4.4　其他破碎方法 43

习题 44

5　萃取 45

5.1　萃取分离原理 45

5.2　单级萃取 49

5.3　多级逆流萃取过程 51

5.4　微分萃取操作 53

5.4.1　微分萃取设备简介 53

5.4.2　微分萃取过程的解析计算法 54

5.5　液-液萃取设备与流程 55

5.6　固体浸取 57

5.6.1 固体浸取的原理与计算 58

5.6.2　浸取设备 59

5.7　超临界流体萃取 62

5.7.1　超临界流体的性质 62

5.7.2　超临界流体萃取过程 64

5.7.3　超临界流体萃取的应用 66

5.8　双水相萃取 69

5.8.1　双水相萃取法概述 69

5.8.2　影响双水相萃取的因素 72

5.8.3　双水相萃取的应用 75

5.9　反胶团萃取 77

习题 79

6　吸附与离子交换 80

6.1　吸附类型 80

6.1.1 物理吸附 80

6.1.2　化学吸附 81

6.1.3　交换吸附 81

6.2　常用吸附剂 81

6.2.1 活性炭 81

6.2.2　活性炭纤维 82

6.2.3　球形炭化树脂 82

6.2.4　大孔网状聚合物吸附剂 82

6.3　吸附等温线 85

6.4　影响吸附的因素 86

6.4.1　吸附剂的性质 86

6.4.2　吸附质的性质 86

6.4.3　温度 87

6.4.4　溶液pH值 87

6.4.5　盐的浓度 87

6.4.6　吸附物浓度与吸附剂用量 87

6.5　亲和吸附 88

6.5.1　亲和吸附原理 88

6.5.2　亲和吸附的特点 88

6.5.3　亲和吸附载体 89

6.5.4　影响吸附剂亲和力的因素 94

6.6　间歇吸附 95

6.7　连续搅拌吸附 96

6.8　固定床吸附过程分析 97

6.9　离子交换 101

6.9.1　离子交换的基本概念 101

6.9.2　离子交换树脂的分类 102

6.9.3　离子交换树脂的命名 112

6.9.4　离子交换树脂的制备 112

6.9.5　离子交换树脂的理化性能 116

6.9.6　离子交换过程理论 119

6.9.7　离子交换的选择性 125

6.9.8　偶极离子吸附 130

6.9.9　离子交换操作方法 131

6.9.10　软水与无盐水的制备 134

6.9.11　离子交换提取蛋白质 136

习题 139

7　色谱分离法 140

7.1　色谱分离法分类 140

7.2　色谱分离基本概念 140

7.2.1　分配系数 141

7.2.2　阻滞因子Rf 142

7.2.3　洗脱容积Ve 142

7.2.4　色谱法的塔板理论 143

7.2.5　色谱分离回收率和纯度 143

7.3　吸附色谱法 146

7.3.1　吸附色谱法的基本原理 146

7.3.2　吸附剂 147

7.3.3　展开剂 150

7.3.4　应用举例 153

7.4　分配色谱法 153

7.4.1　载体 153

7.4.2　分配色谱的展开剂选择 153

7.4.3　应用举例 154

7.5　离子交换色谱法 154

7.5.1　离子交换色谱法对树脂的要求 154

7.5.2　应用举例 155

7.6　凝胶色谱法 156

7.6.1　基本原理 156

7.6.2　凝胶色谱的特点 156

7.6.3　凝胶的结构和性质 157

7.6.4　应用举例 162

7.7　纸色谱法 163

7.7.1　滤纸 163

7.7.2　展开剂 164

7.7.3　纸色谱操作方法 164

7.8　薄层色谱法 166

7.8.1　薄层色谱法的特点 166

7.8.2　薄层色谱法的操作 167

7.9 高压液相色谱 169

7.9.1　高压液相色谱分离方法的原理 169

7.9.2　制备性高压液相色谱 170

7.10　蛋白质分离常用的色谱法 171

7.10.1　免疫亲和色谱法 171

7.10.2　疏水作用色谱法 172

7.10.3　金属螯合色谱法 173

7.10.4　共价作用色谱法 174

7.11　柱色谱的工业放大 175

7.11.1 利用放大准则确定色谱柱的初始规格 175

7.11.2　凝胶排阻色谱的放大 176

习题 180

8 沉析 181

8.1　盐析 181

8.1.1　盐析原理 181

8.1.2　盐析用盐的选择 183

8.1.3　影响盐析的因素 184

8.1.4　盐析操作 185

8.2　有机溶剂沉析 186

8.2.1　有机溶剂沉析原理 186

8.2.2　沉析溶剂的选择 187

8.2.3　影响有机溶剂沉析的因素 188

8.3　等电点沉析法 189

8.3.1　等电点沉析原理 189

8.3.2　等电点沉析操作 189

8.4　其他沉析法 190

8.4.1　水溶性非离子型多聚物沉析剂 190

8.4.2　生成盐类复合物的沉析剂 190

8.4.3　离子型表面活性剂 192

8.4.4　离子型多聚物沉析剂 192

8.4.5　氨基酸类沉析剂 192

8.4.6　分离核酸用沉析剂 192

8.4.7　分离黏多糖的沉析剂 192

8.4.8　选择变性沉析法 192

8.5　大规模沉析 193

8.5.1　初步混合 193

8.5.2　起晶 194

8.5.3　扩散控制晶体生长阶段 194

8.5.4　对流沉析 195

8.5.5　絮凝阶段 195

习题 197

9　膜分离 198

9.1　概述 198

9.2　基本的膜分离过程 199

9.3　膜通量 199

9.4　渗透压的计算 200

9.5　影响膜通量的主要因素 203

9.6　超滤 205

9.6.1　超滤膜 206

9.6.2　超滤装置 210

9.6.3　超滤过程分析 214

9.6.4　超滤的应用 216

习题 217

10　结晶 218

10.1　结晶过程的分析 218

10.2　过饱和溶液的形成 219

10.2.1　热饱和溶液冷却 219

10.2.2　部分溶剂蒸发 220

10.2.3　真空蒸发冷却法 220

10.2.4　化学反应结晶方法 220

10.2.5　盐析法 220

10.3 晶核的形成 220

10.3.1　临界半径及形核功 221

10.3.2　临界半径与过冷度 222

10.3.3　成核速率 222

10.3.4　工业起晶法 223

10.3.5　晶种控制 224

10.4　晶体的生长 224

10.4.1 晶体生长的扩散学说及速度 225

10.4.2　影响晶体生长速率的因素 226

10.5　晶体纯度的计算 226

10.6　晶体大小分布 227

10.6.1 晶体群体密度 227

10.6.2　连续结晶过程的晶群密度分布 228

10.6.3　晶体大小 229

10.7　间歇结晶过程分析 232

10.8　提高晶体质量的方法 234

10.8.1 晶体大小 234

10.8.2　晶体形状 235

10.8.3　晶体纯度 236

10.8.4 晶体结块 236

10.8.5　重结晶 237

习题 238

11　干燥 239

11.1　干燥的基本概念 239

11.1.1　干燥操作的流程 239

11.1.2　物料内所含水分的种类 239

11.2　干燥过程分析 241

11.2.1　干燥曲线 241

11.2.2　干燥速率曲线 242

11.2.3　恒速干燥阶段 242

11.2.4　降速干燥阶段 242

11.3　干燥过程基本计算 242

11.3.1　水分蒸发量 243

11.3.2　干燥空气用量的计算 244

11.4　干燥的副作用 246

11.5　干燥设备的分类与选择原则 247

11.5.1　干燥设备分类的目的 247

11.5.2　干燥装置的不同分类法 247

11.5.3　干燥设备选择的原则 247

11.6　干燥设备 250

11.6.1　箱式干燥设备 250

11.6.2　气流干燥设备 251

11.6.3　喷雾干燥设备 253

11.6.4　流化床干燥设备 254

11.6.5　红外线干燥 255

11.6.6　微波干燥 255

11.6.7　喷动床干燥设备 256

11.6.8　冷冻干燥器 257

11.6.9　适用于膏糊状物料干燥的设备 259

12　辅助操作 262

12.1　水质及热原的去除 262

12.1.1　水质与供水 262

12.1.2　热原及其去除方法 264

12.2　溶剂回收 265

12.3　废物处理 266

12.4　生物安全性 266

参考文献 268