生物分離工程

生物分離工程（第三版）

作者：孫彥 著

出版日期：2013年10月 書號：978-7-122-16840-5

開本：16K　787×1092　1/16 裝幀：平 版次：3版1次 頁數：262頁

本書以生物大分子分離純化技術為核心，系統介紹了生物產物分離純化的基本原理、分離操作、過程理論及應用。本書共11章，即緒論、細胞分離與破碎、初級分離、膜分離、萃取、吸附分離技術和理論基礎、色譜、親和色譜、蛋白質復性、結晶和乾燥等。其中第2章和第3章主要介紹了生物分離過程的前處理以及沉澱分級和泡沫分離等初級分離技術；第4章介紹了各種膜分離方法、特點及其在生物分離中的應用；第5章介紹了各種萃取方法，特別是可用於生物大分子分離純化的雙水相萃取和反膠團萃取技術；第6章至第9章闡述了吸附（包括離子交換）、色譜和蛋白質復性等生物分離過程的核心技術的基本原理、特點、基礎理論和應用，內容包括近年來該領域的最新研究進展，是本書的核心部分；最後兩章介紹了結晶和乾燥的基礎理論及其在生物分離中的應用。

本書主要作為高等院校生物工程和生物技術等相關專業本科生的教材，也可供相關專業研究生以及生物技術、生物化工和生物製藥領域的科研、技術和管理人員使用和參考。

目錄

1緒論1

11生物技術與生物分離1

12生物物質和生物分離1

121生物物質1

122生物分離過程2

13生物分離過程的特點3

14生物分離技術和原理5

141物理性質5

142化學性質5

143生物學性質5

15生物分離效率7

151分離方法和設備7

152分離過程和產品7

16本章總結8

參考文獻9

2細胞分離與破碎10

21細胞分離10

211重力沉降10

212離心沉降11

213過濾15

22細胞破碎18

221細胞的結構18

222細胞破碎和產物釋放19

223細胞破碎技術20

224目標產物的選擇性釋放25

23本章總結26

習題26

參考文獻26

3初級分離28

31沉澱分級28

311蛋白質的表面特性28

312鹽析沉澱29

313等電點沉澱32

314有機溶劑沉澱33

315熱沉澱33

316其他沉澱法33

32泡沫分離34

321泡沫分離原理34

322泡沫分離設備和過程35

323泡沫分離的應用37

33本章總結39

習題39

參考文獻39

4膜分離41

41各種膜分離法及其原理41

411反滲透41

412超濾和微濾44

413透析45

414電滲析45

415滲透汽化46

42膜材料及其特性47

421膜材料47

422膜的結構47

423水通量49

43膜組件50

431管式膜組件50

432平板式膜組件50

433螺旋卷式膜組件50

434中空纖維(毛細管)式膜組件50

44操作特性52

441濃度極化模型52

442超濾膜的分子截留作用53

45影響膜分離速度的主要因素54

451操作形式54

452流速54

453壓力55

454料液濃度55

46膜分離過程56

461分離操作56

462錯流過濾過程的流體力學59

47膜的污染與清洗60

48應用62

481菌體分離62

482小分子發酵產物的回收62

483蛋白質的回收、濃縮與純化62

484膜生物反應器63

49本章總結64

習題64

參考文獻65

5萃取66

51基本概念66

511萃取66

512反萃取67

513物理萃取和化學萃取67

52分配定律與分配平衡68

53有機溶劑萃取69

531弱電解質的分配平衡70

532化學萃取平衡71

533溶劑萃取操作72

54液液萃取操作75

541混合澄清式萃取75

542多級錯流接觸萃取76

543多級逆流接觸萃取77

544分餾萃取77

545微分萃取78

55雙水相萃取84

551雙水相系統85

552雙水相中的分配平衡86

553影響分配係數的各種因素89

554雙水相萃取操作91

56液膜萃取95

561液膜的種類95

562液膜萃取機理96

563液膜萃取操作98

57反膠團萃取102

571反膠團及其基本性質102

572反膠團的溶解作用104

573反膠團萃取操作106

58液固萃取(浸取)110

581液固萃取操作及設備111

582浸取劑111

59超臨界流體萃取112

591超臨界流體的性質112

592超臨界流體萃取操作114

593應用114

510本章總結115

習題116

參考文獻117

6吸附分離技術和理論基礎119

61吸附分離介質119

611吸附劑119

612離子交換劑121

62吸附平衡124

621吸附等溫線124

622離子交換的計量置換模型127

623空間質量作用模型130

63吸附過程傳質動力學131

631液相擴散131

632固相擴散133

64固定床吸附136

65固定床吸附過程理論139

651表面吸附速率控制140

652液膜擴散速率控制141

653內擴散速率控制141

66其他吸附操作141

661膨脹床吸附141

662移動床和模擬移動床吸附144

663攪拌釜吸附145

67本章總結146

習題146

參考文獻147

7色譜149

71色譜原理與分類149

711原理149

712分類149

72色譜過程理論基礎151

721平衡模型151

722理論板模型153

723傳質速率模型154

73分離度156

74凝膠過濾色譜158

741原理與操作158

742凝膠過濾色譜介質159

743影響分離的因素161

744凝膠過濾色譜的應用164

745凝膠過濾色譜的特點164

75離子交換色譜165

751原理與操作165

752線性梯度洗脫色譜167

753逐次洗脫色譜170

754離子交換色譜的應用及特點171

76疏水性相互作用色譜171

761原理171

762疏水性吸附劑172

763色譜操作173

764疏水性相互作用色譜的特點174

77色譜聚焦174

771原理與操作174

772多緩衝劑與多緩衝離子交換劑175

773色譜聚焦的應用175

78反相色譜175

79羥基磷灰石色譜176

710流通色譜177

711置換色譜178

712本章總結181

習題181

參考文獻182

8親和色譜184

81生物親和作用184

811親和作用的本質184

812影響親和作用的因素186

813親和作用體系187

82親和色譜原理188

83親和色譜介質189

831親和配基189

832親和吸附劑及其製備方法192

833間隔臂的作用195

84親和吸附平衡196

841親和吸附等溫線196

842色素親和吸附平衡196

85親和色譜過程和應用197

851親和色譜過程197

852親和色譜的應用199

86親和膜色譜205

861原理和特點205

862應用207

87本章總結208

習題209

參考文獻209

9蛋白質復性211

91包含體的形成和性質211

911包含體的形成211

912包含體的性質212

913包含體的胞內抑制213

92包含體的純化和溶解213

921包含體的分離純化213

922包含體的溶解214

93蛋白質復性214

931稀釋復性215

932輔助因子的作用217

933分子伴侶和人工分子伴侶218

934復性色譜219

935反膠團溶解復性222

936荷電粒子促進同電荷蛋白質

復性222

94本章總結223

習題223

參考文獻223

10結晶226

101結晶原理226

1011溶解度226

1012過飽和溶液與介穩區227

1013成核228

102結晶的生長230

1021生長速率230

1022ΔL定律232

103結晶過程設計基礎232

1031晶體粒度分佈232

1032粒數衡算方程234

104結晶器240

1041冷卻結晶器240

1042蒸髮結晶器241

105結晶操作及其應用243

1051結晶操作特性243

1052應用246

106本章總結248

習題249

參考文獻249

11乾燥250

111乾燥速度250

1111傳導乾燥250

1112對流乾燥251

112濕空氣和物料中水分的性質252

1121濕空氣的性質252

1122物料中的水分253

113乾燥過程254

1131盤架傳導乾燥255

1132球形粒子對流乾燥256

114乾燥設備及其應用258

1141盤架乾燥器258

1142冷凍乾燥器258

1143傳送帶式乾燥器258

1144轉筒乾燥器259

1145氣流乾燥器259

1146流化床乾燥器259

1147噴霧乾燥器259

115本章總結260

習題261

參考文獻261

部分習題答案262