生物工業(yè)下游技術(shù)教案

1、精選文檔湖北師范學(xué)院理論課教案院（系、所、部） 生 物 系教 研 室 生 物 技 術(shù)課 程 名 稱 生物工程下游技術(shù)授 課 對 象 生 物 技 術(shù) 專業(yè)職 稱 職 務(wù) 副 教 授2007年1月22日生物工程下游技術(shù)課程教學(xué)進(jìn)度表班級名稱0403主講教師石鶴總學(xué)時講授實驗上機其它周學(xué)時學(xué)生人數(shù)45輔導(dǎo)教師開課學(xué)期20071開課系部生物系系部生物系專業(yè)名稱生物技術(shù)48483周次學(xué)時數(shù)主要教學(xué)內(nèi)容其它教學(xué)活動備注講授實驗上機其它14緒論209.03-09.0922下游技術(shù)的理論基礎(chǔ)409.10-09.1634發(fā)酵液預(yù)處理309.17-09.2342微生物細(xì)胞破碎209.24-09.2954國慶放假1

2、0.01-10.0762萃取法810.08-10.1474沉淀法和吸附法310.15-10.2182膜分離過程410.22-10.2894液膜分離310.29-11.04102離子交換法611.05-11.11114色譜分離3期中考試11.12-11.18122酒精差壓蒸餾技術(shù)211.19-11.25134結(jié)晶技術(shù)311.26-12.02142蒸發(fā)與干燥312.03-12.09154清潔生產(chǎn)導(dǎo)論212.10-12.1616212.17-12.2317412.24-12.3018212.31-01.0619201.07-01.132001.14-01.2021期末復(fù)習(xí)01.21-01.2722期

3、末考試01.28-02.03小計52教研室主任系主任填寫日期06年9月8日授課章節(jié)第一章 緒 論學(xué)時2教學(xué)目標(biāo)與要求1. 了解生物工業(yè)下游技術(shù)的工作領(lǐng)域2. 生物工業(yè)下游技術(shù)的一般工藝過程3. 生物工業(yè)下游技術(shù)的發(fā)展動態(tài)教學(xué)重點與難點1. 原料及產(chǎn)品特性2.下游技術(shù)的一般工藝過程教學(xué)方法講授；多媒體教學(xué)主要教學(xué)內(nèi)容Section 1: 生物工業(yè)下游技術(shù)的工作領(lǐng)域技術(shù)范疇生物工業(yè)下游技術(shù)的發(fā)展歷程Section 2: 生物工業(yè)下游技術(shù)的一般工藝過程原料及產(chǎn)品特性下游技術(shù)的一船工藝過程Section 3: 生物工業(yè)下游技術(shù)的發(fā)展動態(tài)傳統(tǒng)分離技術(shù)的提高和完善新技術(shù)的研究和開發(fā)清潔生產(chǎn)需掌握的專業(yè)詞匯

4、Cell; Cell biology; Cell theory研究進(jìn)展和參考資料韓貽仁分子細(xì)胞生物學(xué)第二版北京：科學(xué)出版社，2001汪堃仁，薛紹白，柳惠圖細(xì)胞生物學(xué)第二版北京：北京師范大學(xué)出版社，1998課后復(fù)習(xí)題縱觀cell biology發(fā)展簡史，你認(rèn)為該學(xué)科近百年來快速發(fā)展的主要原因是什么？生物工業(yè)下游技術(shù)第一章 緒 論下游技術(shù)：對于由生物界自然產(chǎn)生的或由微生物菌體發(fā)酵的、動植物細(xì)胞組織培養(yǎng)的、酶反應(yīng)等各種生物工業(yè)生產(chǎn)過程獲得的生物源料，經(jīng)提取分離、加工并精制目的成分，最終使其成為產(chǎn)品的技術(shù)，通常稱為下游技術(shù)，也稱為下游工程或下游加工過程。 很多工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品，包括現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)品，其

5、質(zhì)量的優(yōu)劣、成本的高低、競爭力的大小，往往與下游技術(shù)直接相關(guān)。第一節(jié) 生物工業(yè)下游技術(shù)的工作領(lǐng)域一、技術(shù)范疇 從“下游技術(shù)“的含義上來說，除“物質(zhì)分離”外，還涉及到“產(chǎn)品加工”，目前人們理解的下游技術(shù)大多數(shù)屬于“物質(zhì)分離”范疇。v 分離是混合的逆過程。由熱力學(xué)第二定律可知，混合過程是一個墑增加的過程，它是一個自發(fā)的過程。而它的逆過程分離過程，不能自發(fā)進(jìn)行，需要作功才能實現(xiàn)，而且需要有專門的過程和設(shè)備。例如將酒精與水分開。v 與目的產(chǎn)物混合的雜質(zhì)包括： 1.生物反應(yīng)過程中的副產(chǎn)物； 2.未消耗完畢的原料； 3.生產(chǎn)過程中加入的化學(xué)試劑； 4.生產(chǎn)設(shè)備材料物質(zhì)。二、生物工業(yè)下游技術(shù)的發(fā)展歷程1古代

6、釀造業(yè)2第一代生物技術(shù)3第二代生物技術(shù)4第三代生物技術(shù) (1)固液分離技術(shù) (2)細(xì)胞破碎技術(shù) (3)初步分離純化技術(shù) (4)高度分離純化技術(shù) (5)其他新型分離技術(shù)第二節(jié) 生物工業(yè)下游技術(shù)的一般工藝過程一、原料及產(chǎn)品特性1、雜質(zhì)：粗原料中帶入大量的不參與發(fā)酵過程的可溶性雜質(zhì)和不溶性懸浮物，給下游過程的分離提取帶來了不小的困難，增加了下游操作成本，包括發(fā)酵廢液的處理成本。2、產(chǎn)品濃度很低：一些新興生物技術(shù)產(chǎn)品，待處理物料中產(chǎn)品濃度很低，往往低于雜質(zhì)含量，如L異亮氨酸為2.4，青霉素為3.6，每千克產(chǎn)品中核黃素僅含幾克、胰島素僅含幾十毫克，而且對熱、PH、有些甚至對光不穩(wěn)定。3、易揮發(fā)和氧化：用

7、萃取技術(shù)提取有效成分(風(fēng)味物質(zhì))時，如啤酒花需要先進(jìn)行粉碎，般粉碎機的機械沖擊點處溫度高達(dá)300左右，風(fēng)味物質(zhì)極易揮發(fā)和氧化造成損失。4、小分子產(chǎn)品：因分子結(jié)構(gòu)簡單，性質(zhì)相對穩(wěn)定， 分離技術(shù)的可選范圍較大。5、大分子產(chǎn)品：如酶蛋白，除具有一定氨基酸排列的一級結(jié)構(gòu)外，還具有一定立體構(gòu)象的二、三級結(jié)構(gòu)，甚至于四級結(jié)構(gòu)，才呈現(xiàn)出生物活性。為保持分離操作后 這些生物活性物質(zhì)的功能，甚至過度增加剪切率的操作也是不適合的。6、產(chǎn)物為菌體細(xì)胞時：當(dāng)發(fā)酵液進(jìn)入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，以及菌體泥漿排出時存在的附加剪切力也會導(dǎo)致菌體死亡。7、產(chǎn)品的穩(wěn)定性：生物活性物質(zhì)的活性還易受溫度、pH、金屬離子、無機鹽濃度、有機溶媒等環(huán)境

8、因素的影響。制約了下游技術(shù)的可選范圍。8、產(chǎn)品安全性：當(dāng)生物技術(shù)產(chǎn)品是食品或藥物時，溶媒的使用受到一定的限制，應(yīng)考慮它們在品質(zhì)或氣味上是否污染產(chǎn)物。萃取及色譜的分離介質(zhì)甚至于膜分離技術(shù) 中膜材料的選擇，有時也受到限制。二、下游技術(shù)的一船工藝過程某一具體產(chǎn)品的分離提取工藝與下列情況有關(guān)： (1)是胞內(nèi)產(chǎn)物還是胞外產(chǎn)物； (2)原料中產(chǎn)物和主要雜質(zhì)濃度； (3)產(chǎn)物和主要雜質(zhì)的物理化學(xué)特性及差異； (4)產(chǎn)品用途和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)； (5)產(chǎn)品的市場價格； (6)廢液的處理方法等。生物工業(yè)下游技術(shù)大致可分為4個階段(1)預(yù)處理和固液分離： 固液分離以除去發(fā)酵液中的不溶性固形物雜質(zhì)和菌體細(xì)胞。過濾和離心相比

9、，無論是投資費用還是運轉(zhuǎn)費用，前者都要小得多，因而首選方法應(yīng)是過濾。(2)提取(初步分離)： 目的是除去與產(chǎn)物性質(zhì)差異較大的雜質(zhì)，是目的產(chǎn)物要求有較大濃縮比的過程。(3)精制(高度純化)： 目的是去除與產(chǎn)物的物理化學(xué)性質(zhì)比較接近的雜質(zhì)。通常采用色譜分離，結(jié)晶特別是重結(jié)晶。(4)成品制作： 成品形式與產(chǎn)品的最終用途有關(guān)，有液態(tài)產(chǎn)品也有固態(tài)產(chǎn)品，美觀的產(chǎn)品形態(tài)也是產(chǎn)品檔次的一個標(biāo)志。第三節(jié) 生物工業(yè)下游技術(shù)的發(fā)展動態(tài)一、傳統(tǒng)分離技術(shù)的提高和完善 蒸餾、蒸發(fā)、過濾、離心、結(jié)晶和離子交換等傳統(tǒng)技術(shù)由于應(yīng)用面廣且相對成熟，對它們的提高和完善將會推動大范圍的技術(shù)進(jìn)步。二、新技術(shù)的研究和開發(fā)1新型分離介質(zhì)的

10、研究開發(fā)膜、樹脂和凝膠是目前主要的新型分離介質(zhì)。2子代分離技術(shù) 各種分離純化技術(shù)相互結(jié)合、交叉、滲透，形成子代分離技術(shù)。膜萃取技術(shù)；膜蒸餾及滲透蒸發(fā)技術(shù)；離子交換色譜等。3其他新興下游技術(shù) 雙水相萃取、超臨界萃取、反膠團萃取。三、清潔生產(chǎn)清潔生產(chǎn)(Cleaner Production)：是指將綜合預(yù)防的環(huán)境保護(hù)策略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中，以期減少對人類和環(huán)境的風(fēng)險。v 它包括三方面內(nèi)容，即清潔生產(chǎn)工藝(技術(shù))、清潔產(chǎn)品、清潔能源。v 清潔生產(chǎn)工藝是生產(chǎn)全過程控制工藝，包括節(jié)約原材料和能源，淘汰有毒害的原材料，并在全部排放物和廢物離開生產(chǎn)過程以前，盡最大可能減少它們的排放量和毒性，對必須排放

11、的污染物實行綜合利用，使廢物資源化。授課章節(jié)第二章 下游技術(shù)的理論基礎(chǔ)學(xué)時2教學(xué)目標(biāo)與要求1. 了解下游技術(shù)中的物理學(xué)過程2. 了解下游技術(shù)中的化學(xué)過程3. 了解下游技術(shù)中的生物學(xué)過程教學(xué)重點與難點1. 平衡論；2.傳遞現(xiàn)象；3.下游技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)。教學(xué)方法講授；多媒體教學(xué)主要教學(xué)內(nèi)容Section 1: 下游技術(shù)中的物理學(xué)過程基礎(chǔ)物性分類平衡論傳遞現(xiàn)象Section 2: 下游技術(shù)中的化學(xué)過程化學(xué)性分子識別下游技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)Section 3: 下游技術(shù)中的生物學(xué)過程特異性相互作用親和色譜需掌握的專業(yè)詞匯Cell; Cell biology; Cell theory研究進(jìn)展和參考資料韓貽

12、仁分子細(xì)胞生物學(xué)第二版北京：科學(xué)出版社，2001汪堃仁，薛紹白，柳惠圖細(xì)胞生物學(xué)第二版北京：北京師范大學(xué)出版社，1998課后復(fù)習(xí)題縱觀cell biology發(fā)展簡史，你認(rèn)為該學(xué)科近百年來快速發(fā)展的主要原因是什么？第二章 下游技術(shù)的理論基礎(chǔ)v 生物工業(yè)下游技術(shù)：尚無一個嚴(yán)格意義上的定義，本課程中所涉及的內(nèi)容有許多在本質(zhì)上屬于物質(zhì)分離的范疇。因此，本章及后續(xù)內(nèi)容將會經(jīng)常使用“分離”一詞。 第一節(jié) 下游技術(shù)中的物理學(xué)過程 第二節(jié) 下游技術(shù)中的化學(xué)過程 第三節(jié) 下游技術(shù)中的生物學(xué)過程第一節(jié) 下游技術(shù)中的物理學(xué)過程一、基礎(chǔ)物性 “分離”可利用各種物質(zhì)固有性質(zhì)的差異。物性差異越大，利用價值越大。二、分類

13、 以物理學(xué)過程為基礎(chǔ)的分離操作，大致可分為以下三類：1平衡分離過程 建立在相平衡關(guān)系上的。利用相的組成差別進(jìn)行混合物體系的分離。表21為平衡分離的代表性單元操作。2擬平衡(速度差)分離操作 在混合物體系本身所占有的空間之外加一個能引起物質(zhì)分離的勢能場，在它的作用下，形成分離場。如表22所示。3 非平衡分離操作 1、2以外均劃歸其中，利用物質(zhì)移動速度差和廣義的、基于“屏蔽效應(yīng)”的分離操作。如表23所示。三、平衡論1相平衡基礎(chǔ) 多組分混合物體系達(dá)到氣液、液液、固液、氣固二相平衡的條件是各相溫度、壓力相等，各相中各成分的逸度相等。 F=C一P十2 F自由度；C組分?jǐn)?shù)；P相數(shù)。 2 氣液平衡非理想溶液

14、： pi pi*ai= pi*ri xi ； 式中： pi* 純組分i的飽和蒸氣壓； a i組分i的活度，而ai ri xi ； ri組分i的活度系數(shù)可由有關(guān)公式求得。 當(dāng)ri 1時，即為理想溶液，則； pi pi* xi （即拉烏爾定律） 3溶解度(1)氣體在液相中的溶解度： pi y i pH xi 式中： pi組分i的氣相分壓 p總壓 H亨利常數(shù) xi, ， y i 分別為組分i的液相和氣相摩爾分?jǐn)?shù)(2)固體在液相中的溶解度(ci) H T -In(ri ci) (1 - ) R Tm 式中 Tm固體熔點，詳情可參考有關(guān)專著 R 摩爾氣體常數(shù) H 固體摩爾融解熱焓4高壓氣體中的溶解度 超

15、過臨界溫度和臨界壓力的氣體稱為超臨界氣體，其特征是各種物質(zhì)在超臨界氣體中的溶解度較大，而且在臨界點附近溶解度變化很大，利用這個性質(zhì)的萃取技術(shù)稱為超臨界萃取技術(shù)。5液液平衡 XA rB 分配系數(shù)K= = XB rA XA ,XB 溶質(zhì)在A、B兩相的平衡濃度。 rA、 rB 活度。6吸附平衡 物質(zhì)從流體相(氣、液)濃縮到固體表面從而達(dá)到分離的過程稱為吸附過程。 氣相： Qkp1/n 液相： Qkc1/n Q 吸附量(mol/kg吸附劑) k 吸附平衡常數(shù) p 吸附質(zhì)分壓 c 吸附質(zhì)濃度 n 大于1的常數(shù)。7固體吸收平衡 氣體、液體成分移向固體的過程稱為(固體)吸收。 P c= =Sp H C固體中

16、的溶質(zhì)濃度 P氣相溶質(zhì)分壓 H亨利常數(shù) S溶解度系數(shù) CDKp 全吸收量 C = CH+CD=Sp+ 1+Kp CH 亨利型吸收量 CD 吸附型吸收量 CD 最大吸附型吸收量(事實上為一常數(shù)） K 常數(shù)四、傳遞現(xiàn)象 平衡(包括擬平衡)操作中，分離體系在達(dá)到平拖之前，要經(jīng)歷一個非平衡過程。趨向平衡態(tài)的速度取決于體系內(nèi)各組分的質(zhì)量傳遞的阻力。嚴(yán)格地說，達(dá)到平衡態(tài)的時間要無限長。但從工業(yè)生產(chǎn)角度，達(dá)到適當(dāng)平衡度即可。達(dá)到這個適當(dāng)平衡度的速度越快，生產(chǎn)效率越高。 另一方面，對于利用組分傳遞速度差進(jìn)行分離精制的非平衡(速度差)操作，一個產(chǎn)生速度差的組分傳遞阻力差的存在是不可缺少的。只要適當(dāng)?shù)姆蛛x場的狀態(tài)

17、參數(shù)(全壓、組成、溫度、外部勢能場等)保持不變，各組分間的物質(zhì)相對傳遞速度差就保持不變。 因?qū)α鱾鬟f的阻力比擴散傳遞的阻力小得多，界面流體的境界膜厚度（膜內(nèi)為擴散傳遞）要盡量薄。1傳遞通量 流體在分離場內(nèi)的傳遞現(xiàn)象可用經(jīng)典流體力學(xué)中動量(通量)傳遞、熱量(通量)傳遞和質(zhì)量t通量)傳遞規(guī)律(見表24)和作用于分離場的外加勢能場來描述。 存在異相傳遞的情況下，物質(zhì)在異相之間的境界膜中的擴散速度往往成為物質(zhì)傳遞速度的限制性因素。 進(jìn)一步分析可知，動量是朝著動量濃度降低的方向傳遞的；熱(能)量是從高能量(溫度)區(qū)向低能量區(qū)傳遞的；而組分A向濃度梯度下降的方向運動。2固相內(nèi)的分子擴散 如浸取操作。由于固

18、體中存在大量的水分，溶質(zhì)通過這些水溶液進(jìn)行的擴散符合Fick定律。 對于溶質(zhì)A的擴散通量，簡化后為： dcA NA-DAB dH 式中： DAB A通過B的擴散系數(shù)(m2s)，通常為常數(shù) H 距離 CA固體中的溶質(zhì)濃度。3多孔體內(nèi)的擴散運動 在具有連續(xù)空隙的多孔體(含粒子充填層)內(nèi)，分子在這種細(xì)孔中的移動，可分為“細(xì)孔擴散”和“表面擴散”兩種機理。(1)微孔內(nèi)擴散： 設(shè)多孔體內(nèi)的空隙為Z，有效擴散系數(shù)為De，則： D Z De= m d式中 D細(xì)孔空間的流體相中運動分子的擴散系數(shù) m d 與擴散有關(guān)的細(xì)孔曲折系數(shù)(2)表面擴散： 細(xì)孔內(nèi)物質(zhì)運動的第二種形式是細(xì)孔內(nèi)壁表面物理吸附的分子在保持被吸

19、附狀態(tài)下進(jìn)行的運動，稱為表面擴散。 吸附相狹義吸附相+毛細(xì)管凝結(jié)相4粒子充填床層中的物質(zhì)擴散 實體粒子充填床層內(nèi)的擴散現(xiàn)象與多孔體內(nèi)的情況基本相同。例外的情況是，當(dāng)粒子充填層中的空隙比多孔體粒子內(nèi)空隙大得多時，會引起流體透過方向上的返混。返混的規(guī)模與粒徑大致成一定比例。 在多孔性粒子的充填層內(nèi)，粒子間的一次空隙與粒子內(nèi)的二次空隙構(gòu)成二元結(jié)構(gòu)細(xì)孔網(wǎng)絡(luò)。在這種場合下，質(zhì)量傳遞阻力應(yīng)分別講行考察。5膜內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量傳遞 均質(zhì)膜和多孔性膜中的質(zhì)量傳遞機理不同。 均質(zhì)膜持別是均質(zhì)高分子膜內(nèi)的質(zhì)量傳遞是很復(fù)雜的，物質(zhì)通過膜的傳遞速度是用膜兩端的濃度差和膜內(nèi)溶解分子的擴散系數(shù)來表達(dá)的。擴散系數(shù)與穿膜物質(zhì)的種類

20、和濃度有關(guān)。 均質(zhì)膜并非絕對 “均質(zhì) ”，也會有布朗運動和反混現(xiàn)象。 多孔性膜基本上與多孔體內(nèi)質(zhì)量傳遞相同。第二節(jié) 下游技術(shù)中的化學(xué)過程一、化學(xué)性分子識別 液液萃?。豪梦镔|(zhì)在溶劑中溶解度不同的分離。 如果在萃取溶劑中加入對原料中目標(biāo)物質(zhì)有特異性作用的成分(萃取劑、抽提劑)，能達(dá)到高選擇性。1分子間相互作用 分子間的相互作用力除了眾所周知的范德華力、氫鍵力等，近年來備受注目的分子間作用力是疏水性相互作用力。2 分子識別 酶和底物的專一性結(jié)合。鑰匙和鎖的關(guān)系。只有底物分子才能進(jìn)入這個口袋。酶分子正是通過對底物的多點識別才顯示出它高效、專一的底物識別功能。環(huán)狀糊精也有一定的分子識別功能。 它是由6

21、8個葡萄糖環(huán)狀結(jié)合而成的低聚糖筒狀，內(nèi)部具空洞結(jié)構(gòu)?！盎使诿选?皇冠醚有多種，均為大環(huán)狀化合物。中心開孔，一些金屬離子和氨基酸分子等正好能進(jìn)入其中。泡沸石（無機吸附劑如） 具有細(xì)孔結(jié)構(gòu)的氧化鋁、硅石類陶瓷，孔徑接近分子水平時，則可用做分子篩。二、下游技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)選擇性分離純化： 如檸檬酸工業(yè)中常用鈣鹽沉淀，以便于與發(fā)酵液中殘?zhí)羌捌渌扇苄噪s質(zhì)的分離。 利用草酸與Ca2+反應(yīng)，生成不溶性鈣鹽可除去雜質(zhì)Ca2+ 。ZnSO4和黃血鹽用于除去雜氨基酸和雜蛋白。產(chǎn)品制造： 氨基酸或短肽能絡(luò)合或螯合某些金屬離子生產(chǎn)保健產(chǎn)品。補充人體缺乏又不易被人體吸收的鈣、鐵、鋅等微量元素，山梨醇和木糖醇可以通過葡

22、萄糖和木糖經(jīng)金屬鎳催化加氫工藝(高壓)獲得。第三節(jié) 下游技術(shù)中的生物學(xué)過程一、特異性相互作用(鎖鑰關(guān)系）（一）可逆性結(jié)合作用（除共價結(jié)合外） 1離子間的相互作用 2氫鍵結(jié)合 3硫水性相互作用 4對金屬原子配傷 5弱共價鍵結(jié)合影響蛋白質(zhì)立體構(gòu)象的環(huán)境因素：(1)熱： 熱是影響蛋白質(zhì)構(gòu)象的最普通的因素。(2)溫度： 溫度的上升，使原子、分子的熱運動更活潑，離子間的相互作用、氫鍵、金屬原子配位作用等變?nèi)?。但疏水性的相互作用因溫度上升而加強?3)PH ： PH對離子問的作用影響很大，pH也對蛋白質(zhì)側(cè)短上的氨基酸殘基的離解度影響很大。(4)靜電性的環(huán)境變化： 如在溶液中加入在水中能離解為陽離子和陰離子

23、的強電解質(zhì)(如食鹽等無機鹽)。溶液離子強度增加，離子間相互作用變?nèi)?，氫鉸也受到同樣影響。(5)試劑： 在試劑中，尿素、鹽酸肌、十二烷基磺酸鈉等會對蛋白質(zhì)構(gòu)象造成影響。二、親和色譜 利用某些生物物質(zhì)之間特異的親和力進(jìn)行選擇性分離的色譜技術(shù)。授課章節(jié)第三章 發(fā)酵液預(yù)處理學(xué)時2教學(xué)目標(biāo)與要求1. 掌握發(fā)酵液過濾特性的改變的方法2. 掌握發(fā)酵液的相對純化的方法3. 掌握固液分離工程及設(shè)備教學(xué)重點與難點1. 凝聚與絮凝；2.離心和過濾分離。教學(xué)方法講授；多媒體教學(xué)主要教學(xué)內(nèi)容Section 1: 發(fā)酵液過濾特性的改變微生物發(fā)酵液的特性改善發(fā)酵液過濾特性的物理化學(xué)方法凝聚與絮凝Section 2: 發(fā)酵液

24、的相對純化高價無機離子的除去雜蛋白質(zhì)的除去Section 3: 固液分離工程及設(shè)備離心分離過濾分離需掌握的專業(yè)詞匯Cell; Cell biology; Cell theory研究進(jìn)展和參考資料韓貽仁分子細(xì)胞生物學(xué)第二版北京：科學(xué)出版社，2001汪堃仁，薛紹白，柳惠圖細(xì)胞生物學(xué)第二版北京：北京師范大學(xué)出版社，1998課后復(fù)習(xí)題縱觀cell biology發(fā)展簡史，你認(rèn)為該學(xué)科近百年來快速發(fā)展的主要原因是什么？第三章 發(fā)酵液預(yù)處理發(fā)酵液成分：微生物菌體及殘存的固體培養(yǎng)基外，還有未被微生物完全利用的糖類、無機鹽、蛋白質(zhì)，以及微生物的各種代謝產(chǎn)物。目的：分離菌體和其他懸浮顆粒，除去部分可溶性雜質(zhì)和改

25、變?yōu)V液的性質(zhì)，以利于提取和精制后繼各工序的順利進(jìn)行。方法選擇：對于胞外產(chǎn)物，經(jīng)預(yù)處理應(yīng)盡可能使目的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到掖相，然后經(jīng)固液分離除去固相；對于胞內(nèi)產(chǎn)物，則應(yīng)首先收集菌體或細(xì)胞，經(jīng)細(xì)胞破碎后,目的產(chǎn)物進(jìn)入液相，隨后再將細(xì)胞碎片分離。第一節(jié) 發(fā)酵液過濾特性的改變微生物發(fā)酵液的特性可歸納為：發(fā)酵產(chǎn)物濃度較低，大多為1一10，懸浮掖中大部分是水；懸浮物顆粒小，相對密度與液相相差不大；固體粒子可壓縮性大；液相粘度大，大多為非牛頓型流體；性質(zhì)不穩(wěn)定，隨時間變化，如易受空氣氧化、微生物污染、蛋白酶水解等作用的影響。這些特性使得發(fā)酵液的過濾與分離相當(dāng)困難。改善發(fā)酵液過濾特性的物理化學(xué)方法： 通過對發(fā)酵液進(jìn)行適

26、當(dāng)?shù)念A(yù)處理，即可改善其流體性能，降低濾餅比阻，提高過濾與分離的速率。一、降低液體粘度：加水稀釋法和加熱法二、調(diào)整pH：等電點沉淀法三、凝聚與絮凝四、加入助濾劑：助濾劑是一種不可壓縮的多孔微粒，它能使濾餅疏松，濾速增大。如：硅藻土、纖維素、石棉粉、珍珠巖、白土、炭粒、淀粉等。五、加入反應(yīng)劑：不影響目的產(chǎn)物，可消除發(fā)酵液中某些雜質(zhì)對過濾的影響，提高過濾速率。凝聚與絮凝凝聚：指在電解質(zhì)作用下，由于膠粒之間雙電層電排斥作用降低，電位下降，而使膠體體系不穩(wěn)定的現(xiàn)象。凝聚值：使膠粒發(fā)生凝聚作用的最小電解質(zhì)濃度。反離子的價數(shù)越高，該值就越小，即凝聚能力越強。絮凝：指在某些高分子絮凝劑存在下，基于橋架作用，使

27、膠粒形成較大絮凝團的過程。絮凝劑：是一種能溶于水的高分子聚合物，其相對分子質(zhì)量可高達(dá)數(shù)萬至一千萬以上，它們具有長鏈狀結(jié)構(gòu)，其鏈節(jié)上含有許多活性官能團，包括帶電荷的陰離子或陽離 子基團以及不帶電荷的非離子型基團。 目前，最常用的絮凝劑是有機合成的聚丙烯酰胺。第二節(jié) 發(fā)酵液的相對純化 發(fā)酵液中雜質(zhì)很多，其中有些雜質(zhì)不僅直接影響產(chǎn)品質(zhì)量利收得率，同時對后繼提取和精制有很大影響。一、高價無機離子的除去 發(fā)酵液中主要的無機離子有：Ca2+；Mg2+；Fe2+等。二、雜蛋白質(zhì)的除去(1) 沉淀法：蛋白質(zhì)是兩性物質(zhì)，在酸性溶液中，能與一些陰離子（三氯乙酸鹽、水揚酸鹽）形成沉淀；在堿性溶液中，能與一些陽離子（

28、Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe3+等）形成沉淀。(2) 變性法：使蛋白質(zhì)變性的方法很多，如：加熱，調(diào)節(jié)PH，有機溶劑，表面活性劑等。其中最常用的是加熱法。(3) 吸附法：加入某些吸附劑或沉淀劑吸附雜蛋白質(zhì)而除去。第三節(jié) 固液分離工程及設(shè)備范圍：培養(yǎng)基、發(fā)酵液、某些中間產(chǎn)品和半成品。其中發(fā)酵液由于種類多、粘度大和成分復(fù)雜，分離最為困難。方法：分離篩、重力沉降、浮選分離、離心分離和過濾等，其中用于發(fā)酵液固液分離的主要是離心分離和過濾分離。 一、離心分離 二、過濾分離一、離心分離原理：利用轉(zhuǎn)鼓高速轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的離心力來實現(xiàn)懸浮液、乳濁液的分離或濃縮。優(yōu)點：分離速率快、分離效率高、液相澄清度好等。缺點

29、：設(shè)備投資高、能耗大。此外，連續(xù)排料時，固相干度不如過濾設(shè)備。種類：多，按其作用原理不同，可分為過濾式離心機和沉降式離心機兩大類。 1碟片式離心機 2管式離心機3傾析式離心機二、過濾原理：懸浮液通過過濾介質(zhì)時，固態(tài)顆粒與溶液分離。過濾操作可分為澄清過濾和濾餅過濾兩種。澄清過濾：所用的過濾介質(zhì)為硅藻土、砂、顆?；钚蕴俊⒉Ａе?、塑料顆粒等，填充于過濾器內(nèi)即構(gòu)成過濾層；也有用燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)金屬、粘合塑料及用金屬絲繞成的管于等組成的成型顆粒濾層。濾餅過濾：過濾介質(zhì)為濾布，包括天然或合成纖維織布、金屬織布，及氈、石棉扳、玻璃纖維紙、合成纖維等無紡布。濾餅過濾按推動力的不同可以分為四種，即重力過濾、加壓過

30、濾、真空過濾和離心過濾。1板框過濾機2真空轉(zhuǎn)鼓過濾機3硅藻土過濾機硅藻土：較純二氧化硅礦石?；瘜W(xué)性能穩(wěn)定，具有極大的吸附和滲透能力，是良好的介質(zhì)和助濾劑。使用方法：(1)作為深層過濾介質(zhì)，以過濾含少量(01)懸浮固形物的液體。硅藻土不規(guī)則粒子間形成許多曲折的毛細(xì)孔道，藉篩分和吸附作用除去懸浮液中的固體粒子。(2)在支持介質(zhì)(濾布)的表面上預(yù)涂硅藻土薄層(預(yù)涂層)，以保護(hù)支持介質(zhì)的毛細(xì)孔道在較長時間內(nèi)不被懸浮液中的固體粒子所堵塞，從而提高和穩(wěn)定過濾速率。(3)將適當(dāng)?shù)墓柙逋练稚⒃诖^濾的懸浮液中，使形成的濾餅具有多孔隙性，降低濾餅的可壓縮性，以提高過濾速率和延長過濾操作的周期。用量：預(yù)涂，500

31、g/m2左右，2-4mm厚；加入， 01左右。三、其他固液分離方法 1切向流過濾：又稱錯流過濾、交叉過濾和十字流過濾，是一種維持恒壓下高速過濾的技術(shù)。其操作特點是使懸浮液在過濾介質(zhì)表面作切向流動，利用流動的剪切作用將過濾介質(zhì)表面的固體(濾餅)移走，過濾速率就近似恒定。 (1)用泵循環(huán)使懸浮液流經(jīng)過濾介質(zhì)。 (2)在過濾介質(zhì)表面加以攪拌造成流動，產(chǎn)生切向流。2雙水相萃取3吸附法：優(yōu)點在于設(shè)備簡單、能耗低，主要的問題是很難選擇合適的吸附劑，以保證目的產(chǎn)物不致于被吸附而損失。授課章節(jié)第四章 微生物細(xì)胞破碎學(xué)時2教學(xué)目標(biāo)與要求1. 掌握微生物細(xì)胞壁的組成與結(jié)構(gòu)2. 掌握微生物細(xì)胞壁的常用破碎方法3.

32、了解細(xì)胞壁破碎率的測定與破碎技術(shù)的研究方向教學(xué)重點與難點1. 細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與細(xì)胞破碎；2.珠球法和酶溶法。教學(xué)方法講授；多媒體教學(xué)主要教學(xué)內(nèi)容Section 1: 細(xì)胞壁的組成與結(jié)構(gòu)細(xì)菌細(xì)胞壁主要化學(xué)成分酵母細(xì)胞壁主要化學(xué)成分霉菌細(xì)胞壁主要化學(xué)成分Section 2: 細(xì)胞壁的常用破碎方法珠磨法高壓勻漿法超聲破碎法酶溶法化學(xué)滲透法Section 3: 破碎率的測定與破碎技術(shù)的研究方向破碎率的測定破碎技術(shù)的研究方向需掌握的專業(yè)詞匯Cell; Cell biology; Cell theory研究進(jìn)展和參考資料韓貽仁分子細(xì)胞生物學(xué)第二版北京：科學(xué)出版社，2001汪堃仁，薛紹白，柳惠圖細(xì)胞生物學(xué)第二版

33、北京：北京師范大學(xué)出版社，1998課后復(fù)習(xí)題縱觀cell biology發(fā)展簡史，你認(rèn)為該學(xué)科近百年來快速發(fā)展的主要原因是什么？第四章 微生物細(xì)胞破碎 微生物代謝產(chǎn)物大多分泌到細(xì)胞外，如大多數(shù)小分子代謝物、細(xì)茵產(chǎn)生的堿性蛋白酶、霉菌產(chǎn)生的糖化酶等，稱為胞外產(chǎn)物。但有些目的產(chǎn)物存在于細(xì)胞內(nèi)部、如大多數(shù)酶蛋白、類脂和部分抗生素等，稱為胞內(nèi)產(chǎn)物。 許多基因工程產(chǎn)品都是胞內(nèi)產(chǎn)物。分離提取胞內(nèi)產(chǎn)物時，首先必須將細(xì)胞破碎，使產(chǎn)物得以釋放，才能進(jìn)一步提取。因此細(xì)胞破碎是提取胞內(nèi)產(chǎn)物的關(guān)鍵步驟。第一節(jié) 細(xì)胞壁的組成與結(jié)構(gòu) 細(xì)胞破碎的主要阻力來自于細(xì)胞壁，不同類型的微生物其細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)特性是不同的。一、細(xì)菌細(xì)胞

34、壁主要化學(xué)成分：肽聚糖；主要阻力膿聚糖的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。二、酵母茵細(xì)胞壁主要化學(xué)成分：葡聚糖(30一34)、甘露聚糖(30)、蛋白質(zhì)(6一8)和脂類；主要阻力壁結(jié)構(gòu)交聯(lián)的緊密程度和它的厚度。三、霉茵細(xì)胞壁主要化學(xué)成分：幾丁質(zhì)和葡聚糖；主要阻力幾丁質(zhì)或纖維素的纖維狀結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與細(xì)胞破碎：細(xì)胞個體小、球形、壁厚、聚合物交聯(lián)程度高是最難破碎的。第二節(jié) 常用破碎方法 方法很多，按其是否使用外加作用力可分為機械法和非機械法兩大類。機械法：有珠磨法、高壓勻漿法、超聲破碎法等。在機械破碎法中，由于稍耗的機械能轉(zhuǎn)為熱量會使溫度上升，在大多數(shù)情況下要采用冷卻措施，以防止生物產(chǎn)品受熱破壞。非機械法：有酶溶法、化學(xué)

35、法、物理法和干燥法等，其中某些方法的應(yīng)用受到限制。 目前人們?nèi)栽谔綄ば碌募?xì)胞破碎方法。一、珠磨法二、高壓勻漿法三、超聲破碎法 超聲破碎通常采用的超聲破碎機在1525kHz的頻率下操作。其破碎機理尚未完全清楚，可能與空化現(xiàn)象引起的沖擊波和剪切作用有關(guān)。 超聲破碎的效率與聲頻、聲能、處理時間、細(xì)胞濃度及菌種類型等因素有關(guān)。對不同菌種的發(fā)酵液超聲破碎的效果差別較大。一般地，桿菌比球菌較易破碎，革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞比革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞較易破碎，對酵母菌的效果較差。優(yōu)點：操作簡便，液量損失少，適合實驗室規(guī)模。缺點：易引起溫度的劇烈上升，在大規(guī)模操作中，聲能傳遞和散熱困難，產(chǎn)生的化學(xué)自由基團能使某些敏感性活

36、性物質(zhì)失活。四、酶溶法 利用酶反應(yīng),分解破壞細(xì)胞壁上的特殊鍵，從而達(dá)到破壁的目的。1 外加酶法：常用的溶酶有溶菌酶、 -1 ， 3-葡聚糖酶、 -1，6-葡聚糖酶、蛋白酶、甘露糖酶、糖苷酶、肽鍵內(nèi)切酶、殼多糖酶等，而細(xì)胞壁溶解酶是幾種酶的復(fù)合物。其中溶菌酶主要用于細(xì)菌類，其他酶對酵母作用較顯著。2自溶法：影響自溶過程的主要因素有溫度、時間、pH、激活劑和細(xì)胞代謝途徑等。微生物細(xì)胞的自溶法常采用加熱法或干燥法。五、化學(xué)滲透法(1)表面活性物質(zhì)：可促使細(xì)胞某些組分溶解，其增溶作用有助于細(xì)胞的破碎。(2)EDTA螯合劑： 革蘭氏陰性菌的外層膜結(jié)構(gòu)通?？慷r陽離子Ca2+或Mg2+結(jié)合脂多糖和蛋白質(zhì)來

37、維持，一旦EDTA將Ca2+或Mg2+ 螯合，大量的脂多糖分子將脫落，使細(xì)胞壁外層膜出現(xiàn)洞穴。這些區(qū)域由內(nèi)層膜的磷脂來填補，從而導(dǎo)致內(nèi)層膜通透性的增強。(3)有機溶劑：能分解細(xì)胞壁中的類脂。(4)變性劑：變性劑與水中氫鍵作用，削弱溶質(zhì)分子間的疏水作用，從而使疏水性化合物溶于水溶液?；瘜W(xué)滲透法有如下優(yōu)缺點：優(yōu)點： (1)對產(chǎn)物釋放具有一定選擇性。 (2)細(xì)胞外形保持完整，碎片少，漿液粘度低，易于固液分離和進(jìn)一步提取。缺點： (1)通用性差，某種試劑只能作用于某些特定類型的細(xì)胞。 (2)時間長，效率低，一般胞內(nèi)物質(zhì)釋放率不超過50 。 (3)有些化學(xué)試劑有毒性，在其后的產(chǎn)物提取精制過程中需設(shè)法分離

38、除去。第三節(jié) 破碎率的測定與破碎技術(shù)的研究方向一、破碎率的測定 1直接測定法 2目的產(chǎn)物調(diào)定法 3導(dǎo)電串測定法二、破碎技術(shù)的研究方向 1多種破碎方法相結(jié)合 2與上游過程相結(jié)合 3與下游過程相結(jié)合授課章節(jié)第五章 萃取法學(xué)時2教學(xué)目標(biāo)與要求1. 掌握溶劑萃取法2. 了解超臨界流體萃取法3. 了解雙水相萃取法4. 了解反膠團萃取法5. 掌握浸取法教學(xué)重點與難點1. 溶劑萃取方法的應(yīng)用和操作；2.乳化與破乳化；3.超臨界流體萃取理論；4.浸取速率。教學(xué)方法講授；多媒體教學(xué)主要教學(xué)內(nèi)容Section 1: 溶劑萃取法溶劑萃取過程的理論基礎(chǔ)工業(yè)萃取方式和理論收得率乳化和去乳化Section 2: 超臨界流

39、體萃取法超臨界流體的蘋取原理超臨界CO2的溶劑特征SCC02萃取以及拖帶劑的作用超臨界流體萃取的熱力學(xué)基礎(chǔ)SCC02萃取流程及在生物、食品工業(yè)中的應(yīng)用Section 3: 雙水相萃取法雙水相分離理論雙水相萃取技術(shù)的應(yīng)用Section 4: 反膠團萃取法反膠團的形成生理活性物質(zhì)的分離農(nóng)縮在分離工藝中的應(yīng)用Section 5: 浸取法浸取過程的應(yīng)用浸取速率需掌握的專業(yè)詞匯Cell; Cell biology; Cell theory研究進(jìn)展和參考資料韓貽仁分子細(xì)胞生物學(xué)第二版北京：科學(xué)出版社，2001汪堃仁，薛紹白，柳惠圖細(xì)胞生物學(xué)第二版北京：北京師范大學(xué)出版社，1998課后復(fù)習(xí)題縱觀cell b

40、iology發(fā)展簡史，你認(rèn)為該學(xué)科近百年來快速發(fā)展的主要原因是什么？第五章 萃取法萃取：指任意兩相之間的傳質(zhì)過程。 第一節(jié)、溶劑萃取法 第二節(jié)、超臨界流體萃取法 第三節(jié)、雙水相萃取法 第四節(jié)、反膠團萃取法 第五節(jié)、浸取法第一節(jié) 溶劑萃取 溶劑萃取法是利用一種溶質(zhì)組分(如產(chǎn)物)在兩個互不相溶的液相(如水相和有機溶劑相)中競爭性溶解和分配性質(zhì)上的差異來進(jìn)行分離的操作。優(yōu)點：比化學(xué)沉淀法分離程度高；比離子交換法選擇性好、傳質(zhì)快；比蒸餾法能耗低。 另外它還有生產(chǎn)能力大、周期短、便于連續(xù)操作、容易實現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點。一、溶劑萃取過程的理論基礎(chǔ) 1物質(zhì)的溶解和相似相溶原理 從熱力學(xué)角度考慮，一個過程要能

41、自動進(jìn)行，體系的自由能應(yīng)下降，自由能的變化包括焓變化和嫡變化兩部分： 為了簡單起見，忽略嫡的變化，井忽略壓力和體積變化(一般溶解過程壓力和體積的變化很小)，這樣只要考慮體系能量的變化即可。溶解過程的三個能量變化過程(1)溶質(zhì)B各質(zhì)點的分離 ； 原先是固態(tài)或液態(tài)的溶質(zhì)B先分離成分子或離子等單個質(zhì)點。此過程需要吸收能量，這種能量的大小通常與分子之間的作用力有關(guān)，一般順序為： 非極性物質(zhì)極性物質(zhì)氫鍵物質(zhì)離子型物質(zhì) (2)溶劑A在溶質(zhì)B的作用下形成可容納B質(zhì)點的空位；此過程也需要吸收能量，其大小與溶劑分子A之間的相互作用力有關(guān)，一般順序與上述相同： 非極性物質(zhì)極性物質(zhì)氫鍵物質(zhì) 該能量還與溶質(zhì)分子B的大

42、小有關(guān)。(3)溶質(zhì)質(zhì)點B進(jìn)入溶劑A形成的空位； 此過程放出能量，放出能量的大小有以下規(guī)律： A、B均為非極性分子一非極性分子、另一極性分子 均為極性分子B被A溶劑化“相似相溶”原理” 分子之間可以有兩方面的相似：一是分子結(jié)構(gòu)相似，如分子的組成、官能團、形態(tài)結(jié)構(gòu)的相似；二是能量(相互作用力)相似，如相互作用力有極性的和非極性的之分，兩種物質(zhì)如相互作用力相近，則能互相溶解。與水“相似”的物質(zhì)易溶于水，與油“相似”的物質(zhì)易溶于油就是相似相溶原理的表現(xiàn)。2溶劑的互溶性規(guī)律 物質(zhì)分子之間的作用力與物質(zhì)種類有關(guān)，包括較強的氫鍵力和較弱的范德華力。氫鍵力與化合鍵能相比較弱，但比范德華力要強得多。按照生成氫鍵

43、的能力，可將溶劑分成四種類型。(1)N型溶劑 不能形成氫鍵，如烷烴、四氯化碳、苯等,稱惰性溶劑。(2)A型溶劑 只有電子受體的溶劑，如氯仿、二氯甲烷等，能與電子供體形成氫鍵。(3)B型溶劑 只有電子供體的溶劑，如酮、醛、醚、酯等，萃取溶劑中的TBP(磷酸三丁酯)、叔胺等。(4)AB型溶劑 同時具備電子受體AH和供體B的溶劑,可締合成多聚分 子，因氫鍵的結(jié)合形式不同又可分成三類： AB(1)型：交鏈氫鍵締合溶劑，如水、多元醇、多元羧酸、多酚等。 AB(2)型：直鏈氫鍵締合溶劑，如醇、胺、羧酸等 AB(3)型：生成內(nèi)氫鍵分子，例如鄰硝基苯酚等，這類溶劑中的電子受體AH因已形成內(nèi)氫鍵而不再起作用。故

44、AB(3)型溶劑的氫鍵性質(zhì)與N型或B型相似。3溶劑的極性 溶劑萃取的關(guān)鍵是萃取溶劑的選擇，而選擇的依據(jù)是“相似相溶”的原則。 “相似”有兩個方面： 一是分子結(jié)構(gòu)相似，這相對容易考察；另一個是分子間作用能相似，即分子問相互作用力相似。在生物工業(yè)上，對后一點考察較多的是分子極性。 介電常數(shù)是一個化合物摩爾極化程度的量度，如果已知介電常數(shù)，就能預(yù)測該化合物是極性的還是非極性的。物質(zhì)的介電常數(shù)可通過測定該物質(zhì)在電容器二極板間的靜電容量C來決定。 根據(jù)萃取目標(biāo)物質(zhì)的介電常數(shù)，尋找極性相接近的溶劑作為萃取溶劑，也是溶劑選擇的重要方法之一。一個良好溶劑要滿足的要求：(1)有很大的萃取容量，即單位體積的萃取溶

45、劑能萃取大量的產(chǎn)物；(2)有良好的選擇性，理想情況是只萃取產(chǎn)物而不萃取雜質(zhì)；(3)與被萃取的液相互溶度要小，且粘度界面張力小或適中，有利于相的分散和兩相分離；(4)溶劑的回收和再生容易；(5)化學(xué)穩(wěn)定性好，不易分解，對設(shè)備腐蝕性??；(6)經(jīng)濟性好價廉易得；(7)安全性好，閃點高，對人體無毒性或毒性低。4分配定律和分離因數(shù)分配定律：在一定溫度一定壓力的條件下，溶質(zhì)分配在兩個互不相溶的溶劑中，達(dá)到平衡時溶質(zhì)在兩相中的活度之比為一常數(shù)。如果是稀溶液，活度可用濃度代替，則達(dá)到平衡時溶質(zhì)在兩相中的濃度之比為一常數(shù)。稱之為分配系數(shù)K，即有應(yīng)用條件：(1)稀溶液；(2)溶質(zhì)對溶劑之互溶度沒有影響； (3)必

46、須是同一種分子類型，即不發(fā)生締合或離解。分離因數(shù)() 萃取劑對溶質(zhì)A和B分離能力的大小可用分離因數(shù)()來表征： 若原來料液中除溶質(zhì)A以外，還含有溶質(zhì)B，則由于A、B的分配系數(shù)不同，萃取相中A和B的相對含量就不同于萃余相中A和B的相對含量。如A的分配系數(shù)較B大，則萃取相中A的含量(濃度)較B多，這樣A和B就得到了一定程度的分離。 越大，A、B的分離效果越好，即產(chǎn)物與雜質(zhì)越容易分離。 5水相條件的影響 發(fā)酵液中存在與產(chǎn)物性質(zhì)相近的雜質(zhì)、未完全利用的底物、無機鹽、供微生物生長代謝的其他營養(yǎng)成分等。必須考慮這些物質(zhì)對萃取過程的影響。(1)pH值 直接影響表觀分配系數(shù)。對選擇性有影響。pH值還應(yīng)盡量選擇

47、在使產(chǎn)物穩(wěn)定的范圍內(nèi)。(2)溫度 溫度會影響生化物質(zhì)的穩(wěn)定性，所以一般在室溫或低溫下進(jìn)行。影響分配系數(shù)K 。(3)鹽析 硫酸銨、氯化鈉等可降低產(chǎn)物在水中的溶解度，有機溶劑在水相中的溶解度。但過多可能促使雜質(zhì)一起轉(zhuǎn)入溶劑相，必要時要考慮回收。(4)帶溶劑 能和產(chǎn)物形成復(fù)合物，使產(chǎn)物更易溶于有機溶劑相中，提高分配系數(shù)。復(fù)合物又要容易分解。二、工業(yè)萃取方式和理論收得率 工業(yè)上萃取操作通常包括三個步驟： (1)混合 (2)分離 (3)溶劑回收 1單級萃取萃取操作理論收得率的計算須符合以下兩個假定： (1)萃取相和萃余相很快達(dá)到平衡，即每一級都是理論級；(2)兩相完全不互溶，在分離器中能完全分離。 理論

48、收得率E為： 1XE(E+1)2多級萃取 （1）多級錯流萃取，特點：溶劑消耗量大，萃取液產(chǎn)物平均濃度較稀，但萃取較完全。 （2）多級逆流萃取，特點：萃取劑消耗少，萃取液產(chǎn)物平均濃度高，產(chǎn)物收率最高。三、乳化和去乳化1乳化 乳化是一種液體(分散相)分散在另一種不相混溶的液體(連續(xù)相)中的現(xiàn)象。害處：乳化產(chǎn)生后會使有機溶劑相和水相分層困難，發(fā)酵液廢液中夾帶有機溶劑微滴和溶劑相中央帶發(fā)酵液的微滴，前者意味著發(fā)酵單位的損失；后者會給以后的精制造成困難。原因：表面活性劑的存在。蛋白質(zhì)是引起乳化的最重要的表面活性物質(zhì)。 2破乳化 由蛋白質(zhì)引起的乳化多為O/ W型，其粒徑在2530微米之間。親水基團強度大于親油基團。破乳方