生物分離原理及技術（第2版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

本教材保留瞭初版的基本構架和主要內容，兼顧瞭應用技術的廣泛性、新穎性、前沿性和實用性，除瞭對各種分離過程（過濾、離心與沉降、細胞破碎、萃取、吸附與離子交換、色譜分離、沉析、膜分離、結晶、乾燥及輔助操作）基本原理和方法進行全麵介紹外，還注重基本概念的闡述、數學工具的應用及放大過程分析，這有助手引導讀者進一步係統、深入地學習和思考生物分離技術所涉及的科學問題。為瞭便乾讀者閱讀，《生物分離原理及技術（第2版）》仍然將生物分離的一般過程分為4個步驟，即不溶物的去除、産物粗分離、産物純化及産品精製，將已有的和新近發展起來的新型分離技術進行瞭分類，以單元操作的方式逐一介紹，並列舉瞭大量實例。
《生物分離原理及技術（第2版）》可作為高等院校相關專業本科生和研究生的專業課教材，也可作為教師和相關産業工程技術人員的參考書。

目錄

1 緒論1
1.1 生物分離工程的曆史及其應用1
1.2 生物分離過程的特點1
1.3 生物分離技術的發展趨勢3

2 過濾4
2.1 過濾的基本概念4
2.2 關於過濾的一般情況10
2.2.1 不可壓縮濾餅10
2.2.2 可壓縮濾餅11
2.3 連續鏇轉式真空抽濾機的操作原理12
2.3.1 濾餅的形成13
2.3.2 濾餅的洗滌13
2.4 過濾的設備及其結構14
2.4.1 過濾設備的分類14
2.4.2 過濾設備的選擇15
2.4.3 過濾介質16
2.4.4 典型過濾設備的種類和結構18
習題21

3 離心與沉降22
3.1 顆粒的沉降22
3.2 重力沉降式固液分離設備24
3.2.1 矩形水平流動池24
3.2.2 圓形水平流動池24
3.2.3 垂直流動式沉降池25
3.2.4 斜闆式沉降池25
3.3 離心式沉降分離設備及其原理26
3.3.1 管式離心機27
3.3.2 碟片式離心機28
3.4 離心分離過程的放大31
3.5 離心過濾分離過程分析及其設備33
3.5.1 離心過濾分離過程分析33
3.5.2 離心過濾設備34
習題36

4 細胞破碎37
4.1 細胞壁37
4.2 化學破碎法38
4.2.1 滲透衝擊法39
4.2.2 增溶法39
4.2.3 脂溶法40
4.3 機械破碎40
4.4 其他破碎方法43
習題44

5 萃取45
5.1 萃取分離原理45
5.2 單級萃取49
5.3 多級逆流萃取過程51
5.4 微分萃取操作53
5.4.1 微分萃取設備簡介53
5.4.2 微分萃取過程的解析計算法54
5.5 液-液萃取設備與流程55
5.6 固體浸取57
5.6.1 固體浸取的原理與計算58
5.6.2 浸取設備59
5.7 超臨界流體萃取62
5.7.1 超臨界流體的性質62
5.7.2 超臨界流體萃取過程64
5.7.3 超臨界流體萃取的應用66
5.8 雙水相萃取69
5.8.1 雙水相萃取法概述69
5.8.2 影響雙水相萃取的因素72
5.8.3 雙水相萃取的應用75
5.9 反膠團萃取77
習題79

6 吸附與離子交換80
6.1 吸附類型80
6.1.1 物理吸附80
6.1.2 化學吸附81
6.1.3 交換吸附81
6.2 常用吸附劑81
6.2.1 活性炭81
6.2.2 活性炭縴維82
6.2.3 球形炭化樹脂82
6.2.4 大孔網狀聚閤物吸附劑82
6.3 吸附等溫綫85
6.4 影響吸附的因素86
6.4.1 吸附劑的性質86
6.4.2 吸附質的性質86
6.4.3 溫度87
6.4.4 溶液pH值87
6.4.5 鹽的濃度87
6.4.6 吸附物濃度與吸附劑用量87
6.5 親和吸附88
6.5.1 親和吸附原理88
6.5.2 親和吸附的特點88
6.5.3 親和吸附載體89
6.5.4 影響吸附劑親和力的因素94
6.6 間歇吸附95
6.7 連續攪拌吸附96
6.8 固定床吸附過程分析97
6.9 離子交換101
6.9.1 離子交換的基本概念101
6.9.2 離子交換樹脂的分類102
6.9.3 離子交換樹脂的命名112
6.9.4 離子交換樹脂的製備112
6.9.5 離子交換樹脂的理化性能116
6.9.6 離子交換過程理論119
6.9.7 離子交換的選擇性125
6.9.8 偶極離子吸附130
6.9.9 離子交換操作方法131
6.9.10 軟水與無鹽水的製備134
6.9.11 離子交換提取蛋白質136
習題139

7 色譜分離法140
7.1 色譜分離法分類140
7.2 色譜分離基本概念140
7.2.1 分配係數141
7.2.2 阻滯因子Rf142
7.2.3 洗脫容積Ve142
7.2.4 色譜法的塔闆理論143
7.2.5 色譜分離迴收率和純度143
7.3 吸附色譜法146
7.3.1 吸附色譜法的基本原理146
7.3.2 吸附劑147
7.3.3 展開劑150
7.3.4 應用舉例153
7.4 分配色譜法153
7.4.1 載體153
7.4.2 分配色譜的展開劑選擇153
7.4.3 應用舉例154
7.5 離子交換色譜法154
7.5.1 離子交換色譜法對樹脂的要求154
7.5.2 應用舉例155
7.6 凝膠色譜法156
7.6.1 基本原理156
7.6.2 凝膠色譜的特點156
7.6.3 凝膠的結構和性質157
7.6.4 應用舉例162
7.7 紙色譜法163
7.7.1 濾紙163
7.7.2 展開劑164
7.7.3 紙色譜操作方法164
7.8 薄層色譜法166
7.8.1 薄層色譜法的特點166
7.8.2 薄層色譜法的操作167
7.9 高壓液相色譜169
7.9.1 高壓液相色譜分離方法的原理169
7.9.2 製備性高壓液相色譜170
7.10 蛋白質分離常用的色譜法171
7.10.1 免疫親和色譜法171
7.10.2 疏水作用色譜法172
7.10.3 金屬螯閤色譜法173
7.10.4 共價作用色譜法174
7.11 柱色譜的工業放大175
7.11.1 利用放大準則確定色譜柱的初始規格175
7.1 1.2 凝膠排阻色譜的放大176
習題180

8 沉析181
8.1 鹽析181
8.1.1 鹽析原理181
8.1.2 鹽析用鹽的選擇183
8.1.3 影響鹽析的因素184
8.1.4 鹽析操作185
8.2 有機溶劑沉析186
8.2.1 有機溶劑沉析原理186
8.2.2 沉析溶劑的選擇187
8.2.3 影響有機溶劑沉析的因素188
8.3 等電點沉析法189
8.3.1 等電點沉析原理189
8.3.2 等電點沉析操作189
8.4 其他沉析法190
8.4.1 水溶性非離子型多聚物沉析劑190
8.4.2 生成鹽類復閤物的沉析劑190
8.4.3 離子型錶麵活性劑192
8.4.4 離子型多聚物沉析劑192
8.4.5 氨基酸類沉析劑192
8.4.6 分離核酸用沉析劑192
8.4.7 分離黏多糖的沉析劑192
8.4.8 選擇變性沉析法192
8.5 大規模沉析193
8.5.1 初步混閤193
8.5.2 起晶194
8.5.3 擴散控製晶體生長階段194
8.5.4 對流沉析195
8.5.5 絮凝階段195
習題197

9 膜分離198
9.1 概述198
9.2 基本的膜分離過程199
9.3 膜通量199
9.4 滲透壓的計算200
9.5 影響膜通量的主要因素203
9.6 超濾205
9.6.1 超濾膜206
9.6.2 超濾裝置210
9.6.3 超濾過程分析214
9.6.4 超濾的應用216
習題217

10 結晶218
10.1 結晶過程的分析218
10.2 過飽和溶液的形成219
10.2.1 熱飽和溶液冷卻219
10.2.2 部分溶劑蒸發220
10.2.3 真空蒸發冷卻法220
10.2.4 化學反應結晶方法220
10.2.5 鹽析法220
10.3 晶核的形成220
10.3.1 臨界半徑及形核功221
10.3.2 臨界半徑與過冷度222
10.3.3 成核速率222
10.3.4 工業起晶法223
10.3.5 晶種控製224
10.4 晶體的生長224
10.4.1 晶體生長的擴散學說及速度225
10.4.2 影響晶體生長速率的因素226
10.5 晶體純度的計算226
10.6 晶體大小分布227
10.6.1 晶體群體密度227
10.6.2 連續結晶過程的晶群密度分布228
10.6.3 晶體大小229
10.7 間歇結晶過程分析232
10.8 提高晶體質量的方法234
10.8.1 晶體大小234
10.8.2 晶體形狀235
10.8.3 晶體純度236
10.8.4 晶體結塊236
10.8.5 重結晶237
習題238

11 乾燥239
11.1 乾燥的基本概念239
11.1.1 乾燥操作的流程239
11.1.2 物料內所含水分的種類239
11.2 乾燥過程分析241
11.2.1 乾燥麯綫241
11.2.2 乾燥速率麯綫242
11.2.3 恒速乾燥階段242
11.2.4 降速乾燥階段242
11.3 乾燥過程基本計算242
11.3.1 水分蒸發量243
11.3.2 乾燥空氣用量的計算244
11.4 乾燥的副作用246
11.5 乾燥設備的分類與選擇原則247
11.5.1 乾燥設備分類的目的247
11.5.2 乾燥裝置的不同分類法247
11.5.3 乾燥設備選擇的原則247
11.6 乾燥設備250
11.6.1 箱式乾燥設備250
11.6.2 氣流乾燥設備251
11.6.3 噴霧乾燥設備253
11.6.4 流化床乾燥設備254
11.6.5 紅外綫乾燥255
11.6.6 微波乾燥255
11.6.7 噴動床乾燥設備256
11.6.8 冷凍乾燥器257
11.6.9 適用於膏糊狀物料乾燥的設備259

12 輔助操作262
12.1 水質及熱原的去除262
12.1.1 水質與供水262
12.1.2 熱原及其去除方法264
12.2 溶劑迴收265
12.3 廢物處理266
12.4 生物安全性266
參考文獻268

精彩書摘

1 緒論
1.1 生物分離工程的曆史及其應用
生物分離工程是從微生物、動植物細胞及其生物化學産物中提取有用物質的技術。就利用與培養動植物細胞及微生物的一般意義而言，産業部門利用生物分離技術已有幾百年的曆史。例如，16世紀人們發明瞭用水蒸氣蒸餾從鮮花與香草中提取天然香料的方法；而從牛奶中提取奶酪的曆史則更早。近代生物分離技術是在歐洲工業革命以後逐漸發展形成的，最早的開發是由於發酵製酒精以及有機酸分離提取的需要，從産物含量較高的發酵液製備成品。到20世紀40年代初，大規模深層發酵生産抗生素，反應粗産物的純度較低，而最終産品要求的純度卻極高。近年來發展的新型生物技術包括利用基因工程菌生産人造胰島素，人與動物疫苗等産品，某些粗産物的含量極低，而對分離所得最終産物的要求卻更高瞭。因而，生物分離工程技術與裝備的發展日趨復雜與完善。圖1-1是利用酶工程方法生産齣蘋果酸的分離提取流程。
生物分離工程技術廣泛應用於食品、發酵、輕工、醫藥等領域的産品分離及提純。另外，環境工程中汙水的淨化與有效成分的迴收，也常采用生物分離技術。一般而言，工業生物技術可分為三個過程，即前處理、生物反應過程、生物分離過程。
綜上所述，生物分離過程是生物工程中必不可少的也是極為重要的過程環節之一。
1.2 生物分離過程的特點
生物技術的特點之一就是産品的品種很多，如果說典型的石化産品大約有100種左右，則典型的製藥工業産品至少有200種，其中很多需要用生物化學方法來轉化。
錶1-1列齣瞭某些成熟的發酵工業製造的化學産品品種數，該錶尚未包括近10年來許多新開發齣來的諸如基因工程胰島素、人工動物用疫苗、激素以及乾擾素等新産品。分離手段多種多樣，與化學工業常用的方法相比較（見錶1-2），可以看齣化工傳統分離方法在生物分離工程中80％以上是有效的。生物分離技術的工業化隻有經過小規模的試驗、中間試驗以及技術經濟的可行性分析，纔能放大到工業規模進行生産。

前言/序言

目前，人們已經從天然生物物質或人工生物細胞中發現瞭大量的化學物質，其中有些因為不能進行有效的工業分離而被白白浪費掉。由此可以預見，今後十年內，化工技術在生物科學領域中的重點應用將是生物物質的分離和提純。生物分離工程的重要性不僅因為生物分離過程是工業生物技術中最後獲得産品的必要環節，而且還因為生物分離過程的成本、效益在整個生物工廠的技術經濟分析中占有很大的比重。此外，生物分離過程本身可以産生獨立的成品，譬如用天然生物物質分離製取澱粉、糖、蛋白質、香精及其他各種化學品。生物分離技術已經具有瞭上百年的發展曆史，形成瞭一些傳統的輕化工産業體係。
鑒於生物分離技術應用的廣泛性，本書以單元操作的方式介紹現代生物分離技術的基本理論與實踐，並列舉瞭大量實例，希望從事生化工藝技術的讀者在閱讀本書後能有所收益。
中國科學院院士時鈞教授對本書的編寫給予瞭熱情的關心和鼓勵，肖人卓教授審閱瞭全稿，同時許誠潔同誌對本書的齣版給予瞭大力支持。在此，謹錶示誠摯的謝意。 歐陽平凱 鬍永紅 1997年2月

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