第五章生物精细化工产品
第一节生物化学工程基本知识
生物化工产品的发展：
第一代生物化工产品：酿酒、制醋、面团发酵是人类最早掌握的生物技术。从
19世纪80年代起到20世纪30年代末为止，不少发酵产品，
如乳酸、面包酵母、乙醇、甘油、丙酮、正丁醇、柠檬酸等
相继投入生产。
第二代生物化工产品：在20世纪40年代随着抗生素工业的兴起而出现的，青霉
素、链霉素、氯霉素先后投产。
第三代生物化工产品：1974年以后，，生物学取得了以重组DNA（脱氧核糖核
酸）技术和细胞融合技术为代表的一系列新的成就，如用
DNA重组体菌种生产的胰岛素、干扰素、疫苗以及用杂交
瘤技术生产的单克隆抗体等。
基本知识准备：
一、生物化学工程的定义及特点
生物反应过程是利用生物催化剂，即游离或固定化的活细胞或酶从事生物化工产品的生产过程。
发酵过程--当采用活细胞催化剂(主要是整体的微生物细胞)。
酶反应过程--利用从细胞中提取得到的酶为催化剂。
生物反应过程包括4个组成部分：
（1）原料预处理即底物或培养基的制备过程，包括原料的物理、化学加工和灭菌过程。
（2）生物催化剂的制备生物催化剂是指游离或固定化的活细胞或酶，微生物是最常用的活细胞催化剂，酶催化剂则是从细胞中提取出来的，只在经济合理时才被应用。不同菌株和不同酶的催化专一性、活力及稳定性有很大差异，因此有关菌种分离、筛选、选育是不可缺少的。
（3）生物反应的主体设备即生物反应器，凡反应中采用整体微生物细胞时，反应器则称发酵罐；凡采用酶催化剂时，则称为酶反应器。
（4）生物化工产品的分离和精制这一部分常称下游加工，是生化分离工
程的主要内容。
特点：
A：由于采用生物催化剂，可在常温常压下进行反应，但生物催化剂易于失活，易受环境影响和污染，一般采用分批操作；
B：可采用再生性的生物资源为原料，且来源丰富，价格低廉，过程中产生的废料危害性较小，但往往形成原料成分不易控制，对生产控制和产品质量带来影响；
C：生产设备较为简单，能量消耗较少，但由于反应液的底物和产物浓度不能太高，造成反应器体积很大；
D：酶反应的专一性强、转化率高，但成本较高；发酵过程应用面广、成本较低，但反应机理复杂，难以控制，产物中常含有杂质，给提取带来困难。二、生物催化剂
广义上讲：指由生物产生用于自身新陈代谢，维持其生物活动的各种催化剂。工业上：指游离或固定化的酶或活细胞的总称。
包括：
A::从生物体，主要是微生物细胞中提取出来的游离酶或经固定化技术加工后的固定化酶；对应的过程为：酶反应过程
B：统称为活细胞催化剂的游离的、以整体微生物为主的活细胞及固定化活细胞。对应的过程为：发酵过程。
特点：
能在常温常压下反应，反应速率快，催化作用专一、价格较低等优点，缺点是易受热、受某些化学物质的及杂菌的破坏而失活，稳定性较差，反应时的温度和pH值范围要求较严格，用作固定化酶或固定化活细胞时，使用寿命一般不少于30批，否则经济上不合理。
在生物反应过程中，生物催化剂的选择应从技术上的可能性和经济上的合理性作全面比较：
1、活细胞催化剂
目前，工业上用作活细胞催化剂的几乎都是活体微生物细胞，统称为工业微生物，包括多种细菌、放线菌、酵母菌、霉菌等。
微生物个体虽小，但它是一个能在特殊条件下生活及具有某些特性的独立的生命体，有完整的酶系统，代谢能力和繁殖能力都很强，对环境有很大的适应性，对营养要求一般不高。微生物还有易于改变遗传性能，包括改变其对环境的适应性、代谢途径等性能的特点，且可利用重组DNA技术及细胞融合技术对生产菌种作更深入的改造。
工业微生物主要应用于有机溶剂、有机酸、抗生素、氨基酸、酶制剂、维生素C、单细胞蛋白等生物化工产品的生产，同一产品可用不同的微生物进行生产；有时一种微生物在不同条件下能产生不同产物，为此，根据不同情况合理选择菌种是十分重要的。
2、酶催化剂
酶是一类由生物体产生的具有高效专一催化功能的蛋白质。
生物体内：酶参与催化几乎所有的物质的转化过程，与生命活动有密切关系。生物体外：可作为催化剂用于工业生产。
特点：
1）很高的催化效率
温和条件下，其催化效率是一般非生物催化剂的109—1013倍
2）选择性极高
一种酶通常只能催化一种或一类反应，而且只能催化一种或一类反应物的转
化，包括立体化学结构上的选择性。
与活细胞催化剂相比：
它的催化作用专一，无副反应，便于过程的控制和产品的分离。
提取方法及应用形式：
来源：主要从微生物发酵获得
提取方法：将细胞破碎，取得含酶的浆液；胞外酶则直接从发酵液中提取，如用色谱法、分级沉淀法等。对于不同的用途，有不同的纯度要求。
状态：常见的酶制剂是粉状或浓缩液状态。
工业应用范围：
酶催化剂广泛应用于食品工业、纺织工业、皮革业、农业、制药业、轻工、化工等行业的生产；在精细化工方面，用于生产氨基酸、半合成抗生素、助消化药、消炎药、抑制肿瘤药、以及用固定化酶制造人工脏器等。在利用资源和能源开发方面，生物催化剂有极为广阔的前景。
三、生物反应器
生物反应器是易活细胞或酶为生物催化剂进行的细胞增殖或生化反应提供适宜环境的设备。生物反应过程中的关键设备。
包括：发酵罐、酶反应器、动植物细胞培养装置
1、发酵罐
发酵罐若根据其使用对象可分为嫌气发酵罐
好气发酵罐
污水生物处理装置等。
其中嫌气发酵罐最为简单，生产中不必导入空气，仅为立式或卧式的筒形容器，可借助发酵中产生的CO：气体搅拌液体。若以操作方式区分，有分批操作和连续操作两种。前者一般用釜式反应器，后者可用连续搅拌式反应器或管式及塔式反应器。
好气发酵罐按其能量输入方式或作用原理区分，可有如下几种：
(1)具有机械搅拌器和空气分布器的发酵罐
这类发酵罐应用最普遍，称为通用式发酵罐。所用的搅拌器一般为使罐内物料产生径向流动的六平叶涡轮搅拌器，它的作用为破碎上升的空气泡和混合罐内的物料。若利用上下都装有蔽板的搅拌叶轮，搅拌时在叶轮中心产生局部真空，可吸入外界的空气，则称为自吸式机械搅拌发酵罐。
(2)循环泵发酵罐用离心浆料泵将料液从罐中引出，通过外循环管返入罐内。在循环管顶端再接上液体喷嘴，使之能吸入外界空气的，称为喷射自吸发酵罐。
(3)鼓泡塔式发酵罐以压缩空气为动力进行液体搅拌，同时进行通气的气升式发酵罐。
2．酶反应器
酶反应器分为游离酶反应器及固定化酶反应器两大类。
(1)游离酶反应器酶以水溶液状态与底物反应。若用分批釜式反应器，酶就不能回收；
(2)固定化酶反应器除了和化学反应器类似的固定床反应器和流化床反应器外，还有多种特殊设计。
3．生物反应器的特点
生物反应器与一般化学过程的反应器相比，其基本原理和结构是相近的，但有如下特点：
①在常温常压下操作，但要求能耐受蒸汽灭菌，设备制作应严密无隙以防染菌，且用对微生物或酶无毒害的材质制作；
②当用微生物作催化剂时，催化剂本身是在发酵罐中产生的(开始时需接入菌种)，为防止杂菌污染和活性衰退，一般采用分批釜式反应器；
③酶常因底物的浓度过高发生抑制作用，微生物细胞因胞内外渗透压平衡问题，要求底物浓度也不能太高，因而反应器体积相当庞大；
④在发酵过程中，生化反应机理和途径相当复杂，反应时又常是气、液、固三相并存，有的反应液粘度大，流变学性质复杂，给反应器中物料的混合和传递带来不利，使采用化学反应工程的原理和方法解决生物反应器的设计放大问题遇到较大困难。
四、发酵过程
发酵过程是指在活细胞催化剂作用下所进行的系列串联反应过程，以生产生物化工产品。一般采用分批操作的方式。
发酵过程是生物反应过程的一个基本过程。
1．发酵过程分类
按发酵产品的不同可将发酵过程分为4个主要类型：
①以获得微生物细胞为产品的过程；
②以获得微生物酶为产品的过程；
③以获得微生物代谢产物的过程，代谢产物包括分解代谢产物和合成代谢
产物，分解代谢产物是指菌体利用基质。
④以获得微生物进行生物转化后产物的过程，即利用微生物细胞内专一性酶
将一种化合物转化为结构上与之相关的另一种产物的过程。
比较：
按操作过程发酵过程可分为分批培养、连续培养和半连续培养法。按培养基的性质发酵过程还可分为固体培养和液体培养，后者又可分为表面培养和深层培养。大多数发酵产品，目前是采用分批深层培养法。嫌气性微生物分解代谢产物，如丙酮—丁醇、乙醇等发酵生产，采用连续培养法。
2．发酵工艺流程
发酵法生产生物化工产品，其工艺流程可分成6个基本组成部分：
①供菌体生长和产物形成所用培养基的制备；
②培养基、发酵罐和附属设备的灭菌；
⑧供发酵生产用的种子制备；
④在发酵罐中提供最佳条件，以使菌体生长和形成产物；
⑤产品的提炼和纯化；
⑥生产中所产生的废物的处理。
3．发酵过程的控制
为了使细菌的生长和产物的形成能沿着所要求的方向进行，必须对发酵过程中的生物、化学和物理变量，即有关发酵参数进行检测和控制。
可被检测或控制的工艺参数如下表：
参数检测尽可能采用能置于发酵罐内、可耐蒸汽灭菌的传感器，或采用与罐连通的测量装置通过在线控制仪表显示或记录。对过程的控制可以通过手控、常规控制仪表或计算机控制进行。
五、酶反应过程
酶反应过程是指利用酶催化剂所具有的特异催化性能，借助供医学手段和生物反应器装置来生产所需的生物化工产品的过程。
特点：
与发酵过程相比，它采用了反应专一性的酶为催化剂，无副产品，精制过程和产物分离纯化较方便。在生物反应器及操作方式上有较大的选择余地，除分批釜式反应外，可考虑用膜式反应器进行连续操作。在应用固定化酶为催化剂时，更可采用各种固定床和流化床的连续操作反应器。
分类：
以酶为催化剂的酶反应过程，可根据作用于底物的酶性质决定。以单一酶为催化剂的反应称单酶反应；以两个或两个以上酶参与反应的过程称多酶反应；或称多酶串联反应。从化学反应工程角度出发，酶反应过程可分为液相催化反应及多相催化反应，后者以液固相催化反应为主。游离酶的反应属于液相催化反应，而固定酶的反应则属于多相催化反应。
酶反应步骤
以工业生产为目的的酶反应过程可由以下5个步骤所组成：
①产生酶的微生物发酵过程；
②胞内酶的微生物细胞破碎过程、可用机械研磨、高压匀浆器进行破碎，
也可用加入溶菌酶的方法，或用超声波、反复冻融的物理方法处理；
⑧酶的分离纯化过程，根据酶分子与其他蛋白质之间的性质差异(如分子大
小、溶解度的不同)，用盐析法、有机溶媒沉淀法、电渗析法、离子交换
色谱和电泳法等技术，将酶进行分离纯化；
④为了提高酶的催化性能，将酶固定在载体上的固定化过程；
⑤酶反应器的设计和酶反应控制对于游离酶反应，通常采用分批搅拌槽式反
应器；对于固定化酶反应，则常用连续柱式反应器。
2．酶反应工艺流程
利用酶反应来生产所需的生物化工产品，其工艺流程可分为单酶反应和多酶反应两种。
(1)单酶反应具有操作稳定、分离简便、收率高、成本低等优点。
(2)多酶反应
六、生化分离工程
生化分离工程是生物化学工程的一个组成部分。生物化工产品是通过发酵过程、酶反应过程或动植物细胞大量培养获得的，从上述培养液或反应液中分离、精制有关产品的过程即称为生化分离工程或称下游加工过程。
培养液是复杂的多相系统，生化分离过程的一般步骤包括提取和精制，
1．提取
提取包括培养液(如发酵液)的预处理和细胞的破碎与分离两部分。
(1)培养液的预处理
目的在于改变培养液的性质，使其便于过滤和提取。
一种有效的方法是加入絮凝剂，使细胞或溶解的大分子化合物聚结成较大的颗粒。无机絮凝剂有硫酸铝、氯化钙、氯化铁、碱式氯化铝等。
有机絮凝剂有聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚季铵酯等中性、阴离子型和阳离子型的絮凝剂。高聚物的相对分子质量对絮凝效果有很大的影响。由于细胞表面常带负电，因此处理培养液常用阳离子型絮凝剂。
(2)细胞的破碎和分离细胞破碎的方法有机械、生物和化学等各种方法。生产中常用高压匀浆器和珠磨机，
2．精制
生化产品精制的方法常用沉淀、萃取、吸附和离子交换以及超滤等，简要介绍如下。
(1)沉淀法
溶解的蛋白质由于表面电荷或极性基团所形成的水化层而达到稳定，加入高浓度的无机盐，如硫酸铵，可使蛋白质沉淀。
(2)萃取法
(3)吸附和离子交换
广泛用于抗生素和氨基酸提取。
(4)超滤法
主要用于胞外酶的浓缩和去除低相对分子质量的杂质。
(5)色谱分离
几个前沿技术简介：
一、重组DNA技术
重组DNA技术，也称基因工程或遗传工程，是一种于20世纪70年代在分子遗传学、细胞生物学基础上发展起来的新技术，利用这种技术可以按照人们的设计改造和组建生物品种，包括进行菌种性能改良。
二、细胞融合技术
细胞融合技术是一种新的获得杂交细胞以改变细胞性能的技术。
细胞融合可以在分类学上亲缘关系较远的生物之间进行，因此它不但是菌种改良的重要手段，而且是动植物品种改良的一种有潜力的方法。
生物化工产品，按产品性质分：
大宗生物化工产品，如乙醇、丙醇、甘油、乳酸等
精细生物化工产品，如各种氨基酸、酶制剂、各种抗生素、生物农药等。
现代生物技术产品，如干扰素、单克隆抗体、新型疫苗等。
第二节酶制剂
酶是由细胞产生的具有催化活性的特殊蛋白质，广泛地存在于动植物和微生物中。作为一类生物催化剂，它参与生物体内的一系列代谢反应，如果没有酶，就没有生物体的新陈代谢，也就没有生命活动。酶作为催化剂与一般化学催化剂相比，具有专一性强、催化效率高，反应条件温和、环境污染少和能耗少等特点。
目前，生物界发现的酶已有3000多种，其中大多数来自动物，但工业上大量生产的20多种酶主要来自微生物。
一、酶的基本概念
酶是活细胞成分之一，有活细胞产生，它是一种具有催化活性的蛋白质，其功能与化学催化剂相似。酶虽然是由活细胞产生的，但并非只能在细胞内才起作用。在一定的条件下，酶可以离开机体而发挥催化作用，这对酶的产生和应用有重要意义。
酶的化学本质是蛋白质，所以酶的性质、组成及结构都与蛋白质完全一致。
1．酶的组成
酶是大分子，相对分子质量在一万至数百万之间，酶的元素组成有C、N、H、O外，还有少量的S、P、Fe和其他元素。酶按其组成可分为单成分酶和多成分酶，单成分酶一般仅由蛋白质分子组成，多成分酶的组成除了蛋白质部分（称蛋白酶）外，还有非蛋白的部分。双成分酶中只有两个部分都存在时，酶才具有催化活性，双成分酶又称为全酶。
2．酶的结构
蛋白质根据其空间结构的不同可分为蛋白质的一级结构、二级结构、三级结构、四级结构，酶的分子结构也与蛋白质一样，具有四种结构。
3．酶的蛋白质性质
自然界中一切生物均含有蛋白质。蛋白质是一类复杂的含氮的高分子化合物，它是由氨基酸构成。蛋白质是极为重要的活性物质，它在生物体内的生物功能是多种多样的。
酶是一类大量普遍存在的具有催化功能的蛋白质，它几乎催化着机体一切化学反应，酶所具有的性质和蛋白质完全一样，它在水溶液中显示蛋白质的两性性质、胶体性质、显色反应、变性等所有性质。
(1)两性性质酶是两性介质，这是因为酶是蛋白质组成的，蛋白质的分子链两端含有自由的羧基和氨基，故既可酸性离解也可碱性离解，既是酸又是碱，当pH值达到某一值时，酸碱离解相等，这就达到了蛋白质的等电点，此时蛋白质易沉淀。
(2)胶体性质酶具有胶体性质，如存在着表面作用、吸附力等。在酶颗粒表面分布着许多亲水基，这些亲水基吸附着许多水分子，在表面形成一层水膜，这些水膜在热量的作用下失水干燥，干燥后又能吸水膨胀和溶解，利用这种性质，常将酶干燥成粉末状后使用。
(3)显色反应组成酶的氨基酸所含的基团能和某些化学试剂作用，产生某
种颜色，所以具有显色反应。
(4)变性当受到加热、振荡、放射线或紫外线照射、超声波处理、产生泡沫、强酸、强碱、氧化剂、还原剂、表面活性剂、有机溶剂、胍、尿素、重金属盐等作用时，酶的分子结构发生变化，性质也随之改变，这种现象叫变性，变性可导致酶的溶解度下降和一些理化性质显著改变。
4．酶的活性中心
酶的活性中心是指酶蛋白分子中直接与底物结合，形成酶—底物复合物的特殊部位。酶的活性部位可分为结合部位和催化部位，前者的作用是直接和底物结合，后者的作用是催化底物进行特定的化学反应。
5．酶的分类
现在已分离得到的酶有2000多种，酶的分类方法也很多，为了避免混乱，国际生化联合会规定将酶按所催化的类型，分为如下6大类。
（1）氧化还原酶类氧化还原酶是指催化氧化还原反应的酶类，如葡萄糖氧化酶等。氧化还原酶催化反应的通式为：
（2）转移酶类转移酶类是催化一种化合物分子上的基团，转移到另一种化合物分子上，如谷丙转氨酶等。催化反应通式为：
（3）水解酶类水解酶是催化大分子物质加水分解成小分子物质，其催化反应通式为：
这类酶大多属于细胞外酶，在生物体分布最广，数量也多，应用也最广泛，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、果胶酶、核糖核酸酶及纤维素酶等。
（4）裂解酶类裂解酶类催化一个化合物分解成几个化合物，反应是可逆的，如脱羧酶等。其催化反应通式为：
（5）异构酶类此类酶催化同分异构化合物相互转化，如葡萄糖异构酶等。其催化反应通式：
（6）连接酶类连接酶也称合成酶，系指能将两种物质合成一种物质，并必须与腺苷三磷酸（ATP)的分解相偶联的酶，这类酶关系着许多重要生命物质的合成，如蛋白质、核酸等；反应通式为：
6、酶在细胞内的分布
通常按酶的活动部位将酶分成胞外酶和胞内酶两大类。胞外酶是指由细胞产生后分泌于细胞外面进行作用的酶，这种酶主要包括水解酶类；而胞内酶是由细胞产生并在细胞内部起作用的酶，这类酶的种类很多，如氧化还原酶、转移酶、裂
解酶、异构酶和合成酶等。
7、酶的性质与催化反应
酶是生物催化剂，它具有催化剂的共性，但他也具有不同于一般催化剂的如下特点：
（1）一般催化剂为小分子，而酶却为大分子，具有大分子的各种性质。
（2）酶本身是蛋白质，具有蛋白质的共性，在较高温度或过大过小酸碱度下容易变性失活，酶反应在温和条件下进行不需要高温、高压或强酸强碱的反应条件。
（3）酶对反应物及反应有专一性，一种酶只对一类或一种底物(受酶作用的物质)发生特定的催化作用。
（4）酶催化的反应所需活化能极低，故反应率较高，比一般催化剂高109--1013倍。
（5）酶反应可以受到各种因素(温度、pH、酶与底物浓度、抑制剂与激活剂等)的调节或控制。
二、工业酶制剂的生产
酶按其来源可分为动物酶、植物酶或微生物酶三类，而微生物是工业酶的主要来源。
1．微生物酶的培养
微生物酶的生产方法，通常是筛选合适的微生物后，采用固体或液体深层培养方法，用一定组成的培养基，在一定温度、pH、通气量下培养适当时间，待酶产量达高峰时，停止培养而用适当方法来提取酶。
固体培养是利用麸皮，或再添加适量米糠、豆粕、玉米粉及微量元素，加50％一60％水拌匀后，蒸热、冷却到30C左右，接种微生物菌种后，置浅盘(1～2cm厚)中，在相对湿度80％～90％下培养，或将接种后的培养基，在通风池中或制曲机中，通入一定湿度与温度的净化空气进行培养，此法生产效率较高，占地面积少。
深层培养法是工业酶制剂生产的主要手段，采用发酵罐培养。培养是在一定的温度和强烈搅拌，并通入无菌空气下进行的，发酵罐的容积一般为10～20m3，也有大到50～200m’的，深层培养法设备占地面积少，生产效率高，但动力消耗大，技术管理要求严格，特别是防止染菌是生产成败的关键。
工业上生产酶的微生物主要是芽孢杆菌和真菌。用于工业酶生产的微生物，
不仅要求菌种的遗传性稳定、酶的产量高，还必须考虑菌种的安全性，应当是非致病性的，不产生毒素和抗生素、激素等生理活性物质。一个新菌种在用于工业生产前必须通过一系列毒性试验以证明其安全性后方可允许使用。
2．酶的提取
工业酶根据用途不同对酶纯度要求各异，有些酶不必提纯，含酶的材料直接可以作为酶来使用；有些胞内酶在制成无细胞酶制剂时，必须先将细胞破碎，以利酶的抽提，常用的破碎细胞的方法有机械法如研磨法、压力破碎法和超声波法等。工业上大规模破碎细胞常用细胞擂碎器或高压匀浆泵处理。
3．酶制刑的制备
大多数的工业酶制剂是液体酶，是滤去菌体等固态物的发酵液或组织抽提液，采用薄膜蒸发、超滤等方法浓缩后添加稳定剂与防腐剂而成。
粉状干燥的酶制剂的制备主要采用溶剂沉淀法和盐析法。
溶剂沉淀法：先向酶液添加一定比例的与水可互溶的溶剂如丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇以及这些溶剂的混合物，在一定pH下，使酶蛋白沉淀而同酶液中大量杂蛋白及其他杂质相分离。溶剂与酶液的质量比例，若是丙酮则为(0．5～1．5) ：l，若为乙醇则是(2．5～4．0) ：l，为节省溶剂，酶液宜先经超滤浓缩。酶在溶剂水溶液中很不稳定，故操作时宜在0～10C下进行，时间愈短愈好，通常只有几分钟。将沉淀的酶，在加有硅藻土为助滤剂下，用板框压滤机或用离心机进行固液分离。工业上离心机可采用管式高速离心机，含溶剂的酶泥可在20～50‘C温度下真空干燥，然后磨粉，测活力，标准化和包装。
盐析法：向澄清浓缩的酶液，添加硫酸铵或硫酸钠至一定浓度，使杂蛋白和酶沉淀而析出。为了制取高纯度之酶，可采用分级沉淀法，向酶液先添加硫酸铵至一定浓度，使大部分杂蛋白盐析沉淀除去后，继续加硫酸铵到所需浓度，使酶充分沉淀，这样的酶纯度较高。
制备纯度更高的酶，应采用其他手段，一切用于蛋白质提纯的手段都可以用在酶的提纯上，例如分级沉淀法、离子交换法、吸附法、凝胶过滤法、亲和色谱法等都是提纯酶的常用方法。
4．酶制剂的稳定化
酶制剂的稳定化是制备酶制剂的重要环节，酶制剂的配方中，根据情况应含有稳定剂、活化剂、防腐剂与缓冲剂等物质以利酶的长久贮存。
通常添加于酶制剂中的pH缓冲剂有磷酸盐、柠檬酸盐及其他有机酸与无机
酸，防腐剂有苯甲酸盐、苯甲酸酯、山梨酸盐，稳定剂则有氯化钠、甘油、山梨醇、丙二醇、蔗糖等，此外柠檬酸盐、乙二胺四乙酸等金属螯合剂常用来作为对重金属有敏感的酶的稳定剂。酶的活化剂有钙盐、亚硫酸盐、镁盐、钴盐等。
为了将酶稀释到一定活性，酶制剂中常用的填料有高岭土、乳糖、乳清粉、木屑、淀粉、硅藻土、食盐、甘露醇，当然水也是液体酶的主要稀释剂。
5．重要酶制剂
工业酶的主要应用对象：食品工业占58％、洗涤剂工业占25％、纤维工业5％、其他12％，预计今后酶在食品与洗涤剂工业以外领域中的应用将得到显著发展。有重要工业价值的酶简介如下。
(1)淀粉酶
(2)蛋白酶
①碱性蛋白酶
②中性蛋白酶
③酸性蛋白酶
(3)葡萄糖异构酶
三、固定化酶
固定化酶是指那些被完全地或严格地限制于一定空间活动，而保持着它们的催化活力，并能稳定地重复使用的酶。酶在体外应用时的种种弱点可依赖酶的固定化而消除，这是应用酶学的新发展。
酶固定化的方法:
固定化方法是将酶和载体结合起来的手段。可用物理和化学的方法将酶结合在载体上，或包埋在载体内。众多固定化方法按原理大致可分为四大类：吸附法、联法、共价法和包埋法。
(1)、吸附法
吸附法是将酶吸附在不溶性固体载体表面，含酶的水溶液接触一定时间，经过滤和洗涤除去不吸附的蛋白质，便制得固定化酶。按吸附原理又可分为物理吸附和离子吸附。物理吸附法是基于白土、膨润土、氧化铝和多孔玻璃等载体和酶之间的疏水作用结合。此类载体结合能力很低，lg吸附剂结合的蛋白量少于1mg。离子吸附法主要依靠离子交换剂和蛋白质分子间的盐键等次级键相互作用制备固定化酶。常用的载体有纤维素、葡聚糖凝胶、大孔阳离子树脂和阴离子树脂等。
吸附法的优点是操作简便、价廉、条件温和，酶活力损失少，但缺点是酶结
合不牢，条件变化时酶易脱落。
(2)交联法交联法是利用双功能基团或多功能基团的试剂，将酶的各分子间交联，凝集成“网状”结构。常用的交联剂是戊二醛。该法操作简便，但在较剧烈条件下进行，一般固定化酶活性不高，形成的固定化酶颗粒太细，不易掌握。
(3)共价法共价法是酶蛋白分子功能团与载体物表面反应基团之间形成化学共价键连接的方法。常用的载体有多孔玻璃和陶瓷以及合成高聚物等。共价法优点是酶与载体之间的连接键很牢固，使用过程中不会发生酶的脱落，稳定性较好。缺点是形成共价键时发生的化学反应可能会导致酶部分失去活性，并且成本较高。
(4)包埋法利用物理方法将酶包埋在高聚物内的方法是一种不包含化学修饰酶蛋白的聚合反应，反应条件温和，酶蛋白结构极少受改变的固定化方法。而且固定化时保护剂的存在不影响酶的包埋产率。此方法对大多数酶。粗酶制剂甚至完整的微生物细胞都是适用的。包埋法又可分为凝胶包埋法和微囊包埋法两种。凝胶包埋法是将个别的酶分子包在高聚物的微细空格内，包埋的凝胶很多，尤以聚丙烯凝胶包埋的效果最好。微囊化法是将酶溶液包埋在超薄半透膜的微胶囊内，使酶存在于类似天然细胞内的环境，又阻止了酶的脱落或直接与微囊外环境接触。小分子底物则能透过膜与酶作用，产物又能扩散出来。不同类型、不同浓度的酶，细胞抽提液或细胞可以用不同组成和含量的膜外壳包裹构成“人工细胞”。作为膜材料的高聚物有硝酸纤维素、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等。包埋法仅适用于小分子底物和产物的酶，而且由于底物和产物扩散受阻，酶的反应速度可能受到影响。
以上方法各有特点，具体选用哪种方法主要取决于这种方法如何影响酶的催化活性。如果固定化酶十分稳定，在反应器中能长期有效运转，而活性保持良好，那么，它在经济上的竞争力是很强的。其次还要考虑固定化方法的成本。
四、微生物细胞固定化技术
第三节精细生物化工产品工艺
一、有机酸及其发酵工艺
糖、淀粉、醇、石油等经过微生物的作用，可以生成数十种有机酸，如醋酸、乳酸、柠檬酸、葡萄糖酸、长链二羧酸、曲酸、次甲基丁二酸、没食子酸、o—酮戊二酸、水杨酸等，在食品、医药、香料等方面的应用广泛。
1．次甲基丁二酸
次甲基丁二酸又名衣康酸，可以由柠檬酸加热分解得到。生物合成是由葡萄糖生成柠檬酸后，经顺乌头酸，脱羧而得。
衣康酸的工业生产菌种主要是土曲霉和衣康酸曲霉，可用蔗糖、葡萄糖或用高糖蜜、糖蜜作发酵原料，也可用木屑水解液作发酵原料。土曲霉深层发酵是现在工业上最流行、最经济的衣康酸生产方法，简要介绍如下。
(1)接种材料的制备
(2)发酵培养基的制备
(3)发酵过程及控制
(4)提取和精制
由于衣康酸有腐蚀性，接触衣康酸的容器和设备都应该使用不锈钢材料制作。衣康酸及其酯类是制造合成树脂、合成纤维、塑料、橡胶、离子交换树脂、表面活性剂和高分子螯合剂等的良好添加剂和单体原料。
2．羟基丁二酸
羟基丁二酸，又名苹果酸，是一种白色晶状固体。苹果酸在生物体中普遍存在，它作为三羧酸循环的一员而参与细胞代谢。它具有明显的呈味作用，其酸味柔和别致，解渴爽口，是安全食用酸。苹果酸广泛用于食品、医药、烟草加工、日用化工等领域；它的质地稳定，在水中溶解度大，各种医药片剂、糖浆配以苹果酸可以呈水果味，并有利于在体内吸收、扩散。
二、氨基酸及其发酵工艺
1、谷氨酸
2、赖氨酸
3、亮氨酸
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十二烷基苯磺酸钠的综述 --种精细化学品的概述 【摘要】精细化学品化学合成始于1856年,由Perkin第一次合成出精细化学品苯胺紫。目前世界上人工合成化合物约1000万种以上。专用化学品是化工产品精细化后的最终产品,专用化技术是精细化工最重要的标志,专用化学品的附加值要比精细化学品高得多,可以通过多种多样的专用化技术,如:分离纯化、复配增效和剂型改造等技术。现代精细化工是生产精细化学品和专用化学品工业的总称;随着现代工业的发展及人们越来越大的需求，精细化学品变得越来越重要。本文通过对一种精细化学品--十二烷基苯磺酸钠的结构、合成方法及用途进行综述，让人们更具体的了解精细化工的重要作用。 【关键词】精细化学品十二烷基苯磺酸钠合成发展趋势 近年来，随着科学技术的发展，人们越来越注重精细化学品的应用。表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。因此，表面活性剂在精细化学品中扮演者越来越重要的角色。十二烷基苯磺酸钠属于表面活性剂的一种，主要应用于洗涤方面，对人们的生活起着不可忽视的作用。 一、精细化学品的定义及分类 1.1 国内外许多学者的专著对“精细化工”( Fine Chemical Indust ry ) 和“精细化学品”( Fine Chemicals) 的定义都有论述, 并且不断地补充新的内涵, 它是发展的, 逐步趋于完善的。兹把各家论述的要点综述如下: （1）多品种、小批量; （2）采取分批方式间歇生产; （3）产品具有特定功能和特殊指标; 高纯度; 配方技术可以规定产品性能; 大量采用复配技术; （4）生产规模小, 适宜柔性生产线; （5）高附加值, 商品性能强; （6）多数为终端产品, 直接用于生产、生活和消费; （7）投资小, 见效快, 利润大; （8）技术密集度高, 竞争激烈。生产精细化学品的行业, 通称精细化工工业, 简称精细化工。凡能增进或赋予一种产品以特定功能, 或本身拥有特定功能的小批量、高纯度的化学品, 称为精细化学品, 这是国内较为一致的意见 1.2 中国精细化工产品包括11个产品类别: 1.农药； 2.染料； 3.涂料（包括油漆和油墨）； 4.颜料； 5.试剂和高纯物质； 6.信息用化学品（包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品）； 7.食品和饲料添加剂； 8.粘合剂； 9.催化剂和各种助剂；10.（化工系统生产的）化学药品（原料药）和日用化学品；11.高分子聚合物中的功能高分子材料（包
精细化学品合成－－酒精蒸馏 精细化学品化学是系统阐述各类精细化学品的定义、分类、制备方法、构成关系等理论和方法的一门学科。涉及有有机合成、无机材料、物理化学、分析分离技术、生物学、材料学等诸多学科专业，学科的交叉及目标产品的商品化两大特征体现的尤其明显，精细化学品已成为衡量一个国家化学工业技术水平高低的重要指标。 一、设计题目 乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计 二、任务要求 提取高浓度乙醇 三、主要设计内容 1.设计方案的选择及流程说明 2.工艺计算 3.主要设.备工艺尺寸设计 （1）塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高 4.设计结果汇总 5.工艺流程图及精馏塔工艺条件图 四、工业流程 实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。 1.2精馏塔对塔设备的要求 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的
精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下： 1生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。2效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。 3流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。 4有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。 5结构简单，造价低，安装检修方便。 6能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。 常用板式塔类型有很多，如：筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。而浮阀塔具有很多优点，且加工方便，故有关浮阀塔板的研究开发远较其他形式的塔板广泛，是目前新型塔板研开发的主要方向。近年来与浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，浮阀塔多用不锈钢板或合金。实际操作表明，浮阀在一定程度的漏夜状态下，使其操作板效率明显下降，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的塔其操作弹性仍可达到满意的程度。浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两者的优点。所以在此我们使用浮阀塔，浮阀塔的突出优点是结构简单，造价低，制造方便；塔板开孔率大，生产能力大等。 乙醇与水的分离是正常物系的分离，精馏的意义重大，在化工生产中应用非常广泛，对于提纯物质有非常重要的意义。 1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。 2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。 3．塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。 4．气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。
精细化工行业产业链分析 一、精细化工定义及特点 一、精细化工定义 精细化工，是生产精细化学品工业的通称。 精细化工具有品种多，更新换代快；产量小，大多以间歇方式生产；具有功能性或最终使用性：许多为复配性产品，配方等技术决定产品性能；产品质量要求高；商品性强，多数以商品名销售；技术密集高，要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究，重视技术服务；设备投资较小；附加价值率高等特点。 二、精细化工特点 （一）行业周期性较强 我国精细化工行业是受经济波动以及政策影响较大、周期性较强的行业，行业的周期性与经济增长的周期性保持较大的相关性，2008年以来，精细化工行业经历了2008年金融危机的大风大浪以及09年国家政策的扶持，2010年开始恢复其正常的发展态势，需求逐渐恢复、行业的景气程度缓慢回升，虽然2012年我国经济开始步入结构性调整，求质量、轻速度，精细化工行业在保持周期性的同时，行业发展步伐以及表现仍然要优于整个经济的表现。 （二）发展依赖科技创新 《石油和化学工业“十二五”发展指南》首次提出把培育壮大战略性新兴产业列为主要任务，争取到“十二五”末期形成一批以战略性新兴产业为主导的增长点，把精细和专用化学品率提高到45%以上。与此相关，化工新材料、高端专用化学品、生物质能源、生物化工和生物基高分子材料、新型煤化工等都被《指南》列入了发展方向。精细化工行业具备较高的技术壁垒，要求企业具有较强的新技术开发能力、技术升级能力和技术储备。企业核心技术及持续的研发能力是保证其高速成长的源泉。传统型精细化工产品向高新型精细化工产品转型的关键的桥梁就是技术，所以说科技创新是精细化工行业的重要生产力。 （三）“资源环境压力”和“市场需求潜力”使行业发展面临两难选择 中投顾问在《2016-2020年中国精细化工行业投资分析及前景预测报告》中指出，精细化工化学工业大多数是传统的“高能耗、高污染”行业，截至2012年，化工行业排放废水、废气、固体废弃物数量分别占全国工业“三废”排放总量的16%、7%和5%，位居第1、4、5位，和国外比，我国精细化工行业单位产品能耗水平明显偏高，而排放物处理率明显偏低，行业快速发展势必会带来资源环境问题。例如，我国农药实际使用药效只有35%，其余的65%均以污染源的形式排放到环境中。 市场需求潜力要求行业加快发展。近年来，发达国家大规模向外转移重化工业，造成相关产品的供求出现局部紧张，为我国发展精细化工行业带来机遇，日益增长的内需也为精细
《精细化工生产技术》考核要求 一、考核形式： 大作业 二、考核要求 1．学生自拟题目，结合课程相关领域的理论知识，查阅资料，联系自身学习和工作实际，撰写大作业。 2．论文字数3000-5000字。要求结合课程理论、联系实际、论述清楚、逻辑清晰、有理有据，鼓励创新性的论点。 三、答题说明 从所给的几个选题中任选一个题目，理论联系实际撰写大论文或调研报告，具体的论文名称可自拟，要求结合精细化工生产领域，运用精细化工相关的基本知识理论。 1．大论文要求论述清楚、逻辑清晰、联系实际、有理有据，鼓励创新性的论点。 2．调研报告前言：调查的起因或目的、时间和地点、对象或范围、经过与方法，以及人员组成等调查本身的情况要数据充分、明确；主体：调查研究的基本情况、做法、经验，以及分析调查研究所得材料中得出的各种具体认识、观点和基本结论，结论：提出解决问题的方法、对策或下一步改进工作的建议正确。 3．论文或调研报告字数3000-5000字左右。 4．备选题目：
（1）题目一：请自拟题目，谈谈绿色精细化工的未来发展。 例如，“节能环保、可持续发展等方面论述或开展相关调研 要求：结合“环境友好精细化工和人文关怀”等相关理论知识，结合具体实际展开论述。 （2）题目二：请自拟题目，化妆品领域。 例如，“谈谈我国化妆品生产的现状和未来的发展展望”等等的认识 要求：请结合化妆品生产销售领域等相关理论和地方实际展开论述或调研。 （3）题目三：请自拟题目，助剂（各种助剂如食品添加剂、表面活性剂、涂料助剂等）领域。 例如，“谈谈我国助剂生产的现状和未来的发展展望”等的认识 要求：请结合助剂领域等相关知识和实际问题展开论述。 （4）题目四：请自拟题目，围绕粘合剂领域，撰写论文或开展调研报告进行撰写。 要求：请结合粘合剂领域组成、配方设计等相关理论和实际问题展开论述。 （5）题目五：请自拟题目，围绕自己感兴趣的任何与精细化工领域的相关话题展开论述。如精细化工产品生产、销售和配方研制等。 要求：结合本课程所学相关理论和实际调研情况展开论述或调研。 5．评分标准
一、精细化工的定义及其特征，精细化率， 精细化工：生产精细化学品（fine chemicals）的工业 1．具有特定功能： 2、大量采用复配技术 3．小批量多品种 4．技术密集 5、附加值高 精细化工产值率（精细化率）=精细化学产品的总值/化学产品的总值×100% 二、精细化工的现状和发展方向 二十一世纪精细化工的发展现状： 20世纪人们合成和分离了2285万种新化合物，新药物、新材料的合成技术大幅度提高，典型的单元操作日趋成熟，这主要当归属于精细化工的长足发展和贡献。21 世纪科技界三大技术，即纳米技术、信息技术和生物技术，实际上都与精细化工紧密相关。 精细化工还将继续在社会发展中发挥其核心作用，并被新兴的信息、生命、新材料、能源、航天等高科技产业赋予新时代的内容和特征。 发展方向： 1 高尖端、高技术、功能化、专用化，与快速发展的高科技时代接轨。 2 绿色化发展方向，与“全球变化科学”和现行政策接轨。 3 开发新能源，与日趋紧张的能源形势接轨。 4 开发新方法、新路线，完善传统化工产品生产中存在的问题。 三、涂料用合成树脂种类，形成涂料的哪五大系列。 合成树脂占主导地位：形成了醇酸、丙烯酸、乙烯、环氧、聚氨酯为主的五大系列。 四、涂料分类：按形态分粉末涂料、液体涂料（溶剂、分散型、水性）， 按使用层次（作用）：底漆、腻子、二道底漆、面漆， 1．按形态分：粉末涂料、液体涂料（溶剂、分散型、水性） 2．按成膜机理分：非转化型（挥发型、热熔型、水乳型等） 转化型（热固性、氧化聚合、辐射固化） 3．按施工方法：刷漆、辊漆、喷漆、烘漆、电脉漆、流化床 4．按使用层次（作用）：底漆、腻子、二道底漆、面漆 5．按用途：建筑用漆、船舶漆、汽车漆、绝缘漆、皮革涂料、防锈漆、 耐高温漆、可剥离漆。 五、涂料的组成，命名。 答：组成：成膜物质、颜料、溶剂和助剂 命名：（1）全名=颜色名称+成膜物质名称+基本名称如铁红醇酸防锈漆 （2）对特殊用产品，必要时在成膜物质加以说明，如白硝基外用漆。 型号分三部分如C04-02 F53—33 铁红酚醛防锈漆 C—成膜物质（醇酸）04—基本名称（瓷漆）02—序号（用来区分同一类型的不同品种，表示油在树脂中所占的比例） 六、催干剂的种类主要有那些 答：Co、Mn、Pb、Zr、Zn、Ca等金属的有机酸皂类，同作制造催干剂的有机酸主要有环烷酸，辛酸、植物油酸等
精细化学品在中国的应用 摘要：精细化工与人们的日常生活紧密联系在一起，它与粮食生产地位一样重要，关系到国家的安全。因此精细化工是中国的支柱产业之一。在新世纪之初，精细化工就被国家经贸委列入发展重点之一。精细化工是当今化学工业中最具活力的新兴领域之一，是新材料的重要组成部分。精细化工产品种类多、附加值高、用途广、产业关联度大，直接服务于国民经济的诸多行业和高新技术产业的各个领域。大力发展精细化工已成为我国调整化学工业结构、提升化学工业产业能级和扩大经济效益的战略重点。 关键词：精细化学品；应用；发展 1 精细化学品的形成和发展 精细化学品十九世纪以前即已有，如药物、油漆、肥皂、农药等等。天然物为原料。在20世纪初，随着石油化工的发展，以合成化学品为原料的精细化学品产生了第一次飞跃。在20世纪中叶，随着高分子化学的发展和高分子材料的大量出现，为精细化学品带来了第二次飞跃，其特征之一是部分老行业更新换代，如合成洗涤剂的出现，油漆扩展为涂料；其另一特征是新生行业崛起如合成聚合物胶粘剂、合成材料用助剂、信息化学品、功能高分子等。 进入本世纪，精细化学品发展的基本特征是以高新技术为依托，为全球经济和人民生活提供高质量、多品种、专用或多功能的精细化学品。 同时，伴随着人们对环保的认识，对可持续发展的共识，人们认识到：传统的化学工业必须变革，以适应可持续发展的要求。精细化学品工业也必须朝着低污染甚至无污染的“绿色”方向发展，并且应该成为整个化学工业的典范。除“绿色”外，近年来，精细化工已经向追求更高功能化方向发展。 精细化率=（精细化工产品的总值÷化工产品的总值）*100% 目前世界上主要发达国家的精细化工率已超过50％以上，如日本的精细化工率已超过60％，而我国还处于较低的水平，需要进一步的发展。 2 具体应用 所谓精细化工产品（即精细化学品）是指那些具有特定的应用功能，技术密集，商品性强，产品附加值较高的化工产品。生产精细化学品的化工企业，通称精细化学工业，简称精细化工。
精细化学品生产技术习题集及答案 一、选择题 1、下列属于精细化学品的是（） A、发烟硫酸 B、乙烯 C、环氧乙烷 D、丁基羟基茴香醚 2、酶制剂具有新陈代谢能力、生长激素具有刺激生长作用，它们反映出精细化工的（）特点 A、多品种、小批量 B、商业性强 C、功能性和专用性 D、技术密集 3、精细化工过程开发的方法不包括（） A、经验放大法 B、相似放大法 C、数学模拟放大法 D、满足物理、化学相似要求的放大法 二、判断题 1、精细化工过程开发包括精细化学品的开发和生产过程的开发。（） 2、GMP技术，也称GMP制度，即药品生产和质量管理规范，GMP认为，任何药品质量的形成是设计和生产 出来的，而非检验出来的。（） 三、填空题 1、在精细化工生产中，除常用的结晶、吸附、过滤、离子交换、精馏、萃取等以外，还用到一些特殊的分 离技术如_____________和_____________。 2、附加价值是指扣除产品产值中的原材料、税金、厂房及设备折旧费后剩余部分的价值，包括____、_____________、___________、____________等费用。 四、简答题 1、我国对精细化学品是如何定义的？ 答：凡能增进或赋予一种（类）产品以特定功能，或自身就具有
某种特定功能的小批量、高纯度、深加工、 附加价值和利润率较高的化学品称为精细化学品，有时也称精细化工产品或专用化学品。 2、目前我国精细化学品分为哪几类？ 答：分为以下几类：农药；染料；涂料（含油漆和油墨）；颜料；信息用化学品（包含感光材料，磁性材料 等能接收电磁波的化学品）；食品和饲料添加剂；黏合剂；催化剂和各种助剂；化学原药和日用化学品；功 能高分子材料（包括功能膜，偏光材料等）。 3、什么叫精细化工产值率（精细化工率）？ 答：精细化工率又称精细化工产值率，是精细化学品总产值与化学工业产品的总产值之比： 精细化工产值率（精细化工率）精细化工产品的总值100% 化学工业产品的总值 4、精细化工有何特点？ 答：具有以下特点：产品的功能性和专用性；多品种、小批量；综合性生产流程与多功能生产装置；技术 密集；大量采用复配技术；高附加价值；商业性强； 5、精细化工的特殊技术分别是什么？ 答：特殊技术分别是：模块式多功能集成生产技术；特殊反应技术；特殊分离技术；极限技术；GMP技术。 6、一种精细化学品的开发和生产过程主要包括哪些步骤？ 答：、精细化工过程开发的一般步骤见下图所示 ： 五、简述题 1、简述精细化工过程开发研究的内容？ 答：（1）原料路线原料路线的选择，应充分考虑原料的利用率、价格和供应等。（2）工艺流程原料路线 和生产方法确定之后，需要进一步研究工艺流程，工艺流程是产
精细化工简介及其发展研究 厦门大学化学化工学院化学系张大乐 20420092201337 【概述】精细化工是当今化学工业中最具活力的新兴领域之一，是新材料的重要组成部分。精细化工产品种类多、附加值高、用途广、产业关联度大，直接服务于国民经济的诸多行业和高新技术产业的各个领域。大力发展精细化工己成为世界各国调整化学工业结构、提升一化学工业产业能级和扩大经济效益的战略重点。 【关键词】精细化工范文分类产品现状前景 一、精细化工简介 （一）概念 精细化工，是生产精细化学品工业的通称。具有品种多，更新换代快；产量小，大多以间歇方式生产；具有功能性或最终使用性：许多为复配性产品，配方等技术决定产品性能；产品质量要求高；商品性强，多数以商品名销售；技术密集高，要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究，重视技术服务；设备投资较小；附加价值率高等特点。 （二）精细化工包括的范围及产品的分类 精细化工包括的范围各国也不甚一致，大体可归纳为：医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、香料与香精、化妆品与盥洗卫生品、肥皂与合成洗涤剂、表面活性剂、印刷油墨及其助剂、粘接剂、感光材料、磁性材料、催化剂、试剂、水处理剂与高分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、合成材料助剂、纺织印染剂及整理剂、食品添加剂、饲料添加剂、动物用药、油田化学品、石油添加剂及炼制助剂、水泥添加剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金属表面处理剂、合成润滑油与润滑油添加剂、汽车用化学品、芳香除臭剂、工业防菌防霉剂、电子化学品及材料、功能性高分子材料、生物化工制品等40多个行业和门类。随着国民经济的发展，精细化学品的开发和应用领域将不断开拓，新的门类将不断增加。精细化学品这个名词，沿用已久，原指产量小、纯度高、价格贵的化工产品，如医药、染料、涂料等。但是，这个含义还没有充分揭示精细化学品的本质。近年来，各国专家对精细化学品的定义有了一些新的见解，欧美一些国家把产量小、按不同化学结构进行生产和销售的化学物质，称为精细化学品(fine chemicals)；把产量小、经过加工配制、具有专门功能或最终使用性能的产品,称为专用化学品(specialty chemicals)。中国、日本等则把这两类产品统称为精细化学品。 精细化工产品的范围十分广泛，如何对精细化工产品进行分类，目前国内外也存在着不同的观点。通常是按照结构分类。由于同一类结构的产品，功能可以完全不同，应用对象也不同，因而按结构分不便应用。也有按照大类属性分为精细无机化工产品、精细有机化工产品、精细高分子化工产品和精细生物化工产品四类。这种分类方法又显得粗糙。目前国内外较为统一的分类原则是以产品的功能来进行分类。据日本《精细化学品年鉴》报道，1985年将精细化学品分为35类，1990年扩大为36类。分别是：医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、粘合剂、香料、化妆品、表面活性剂、肥皂、洗涤剂、印刷油墨、有机橡胶助剂、照相感光材料、催化剂、试剂、高分子絮凝剂、石油添加剂、食品添加剂、兽药、饲料添加剂、、纸及纸浆用化学品、塑料添加剂、金属表面处理剂、芳香消臭剂、汽车用化学品、杀菌防霉剂、脂肪酸、稀土化学品、精密陶瓷、功能性高分子、生化制品、酶、增塑剂、稳定剂、混凝土外加剂、健康食品、有机电子材料等。 （三）精细化学品的特点 精细化学品的品种繁多，有无机化合物、有机化合物、聚合物以及它们的复合物。生产技术上所具有的共同特点是： ①品种多、更新快，需要不断进行产品的技术开发和应用开发，所以研究开发费用很大，
中山职业技术学院课程标准 课程名称：精细化学品生产实训 适用专业：精细化学品生产技术 学时数：112 学分：5 2009年2月
《精细化学品生产实训》课程标准 一、课程的性质 《精细化学品生产实训》是在学习了《洗涤剂和化妆品生产工艺》和《化工过程与设备》课程后进行的一次重要的实践教学环节。实验的目的：通过本次实验，进一步巩固所学到的有关日用化学品配方和制造的理论知识和化工原理知识，对日用化学品配方、制造和化工设备有一个较全面的了解和认识，以便能更好地将所学到的专业知识应用到实际生产中，为毕业设计和今后工作打下基础。本课程为职业能力课，后续课程有《精细化学品配方设计》《精细化学品分析检测》等课程。 二、设计思路 该课程是依据化工专业工作任务与职业能力分析表中的精细化学品生产工作项目设置的。其总体设计思路是，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程内容，并让学生在完成具体的项目中学会完成相应的工作任务，并构建相关理论知识，发展职业能力。课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，同时又充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要，并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式，通过理论与实践相结合，重点评价学生的职业能力。 三、课程教学目标 《精细化学品生产实训》课程是培养学生具备较强的精细化学品生产实践能力的一门课程。通过本课程的学习，学生从整体上对精细化学品生产工作所需要的知识与技能有明确的认识，培养学生具备一定的工艺生产和产品分析等技能型人才所必需的知识及相关的职业能力，通过项目化教学改革提高学生积极的行动意识和职业规划能力，培养学生的动手能力，为后续课程学习作前期准备，为学生顶岗就业夯实基础。同时使学生具备较强的工作方法能力和社会能力。 职业能力目标： （1）熟练掌握主要日用化学品的配方和配制方法。 （2）熟练掌握日用化学品配制的操作，增强实操能力。 （3）熟练掌握日用化学品生产设备的使用操作。
精细化工论文 国内外精细化工现状及发展趋势 摘要: 概述了国内外精细化工的发展趋势及技术创新，并提出了我国精细化工需要解决的主 要问题和今后的发展。 关键词：精细化工，发展创新，趋势。 Fine chemicalindustry at home and abroad currentsituation and development trend Kong ling wei Abstract: Overview of the fine chemical industry at home and abroad and the development trend of the technology innovation, and put forward China's fine chemical industry need to solve problems and future development. Key words: Fine chemical ，Development and innovation ，Trend. 引言: 化学工业的发展过程是人类利用自然资源逐步深人的过程，即由初级加工逐步向 深度加工发展，即由初级加工逐步向深度加工发展，由一般加工逐步向精细加工发展，由主要生产大批量通用的基础材料逐步向既生产基础材料又生产小批量多品种的专用产品发展的过程。精细化工是以高新技术为基础，以市场需求为导向，以产品具有特定功附加价值高、小批量、多品种、系列化为特点的化学工业。我国的精细化工行业已有较好的基础和一定的生产规模，大部分产品已基本能满足国内市场的需求，有的还有相当数量的出口。但是我国精细化工行业与国外同行业相比，还有很大的差距，还需要不断的开创新的工业技术。 1 世界精细化工总体发展态势 世界精细化工总体发展态势综观近20多年来世界化工发展历程，各国、尤其是美国、欧洲、日本等化学工业发达国家及其著名的跨国化工公司，都十分重视发展精细化工，把精细化工作为调整化工产业结构、提高产品附加值、增强国际竞争力的有效举措，世界精细化工呈现快速发展态势，产业集中度进一步提高[1]。进入21世纪，世界精细化工发展的显著特征是：产业集群化，工艺清洁化、节能化，产品多样化、专用化、高性能化。受损细菌恢复的缺陷，故适用于实验室、生产现场和野外环境工作使用。 1．1 生产现状 国际石化工业以处于技术相对成熟的阶段，生产经营竞争激烈，导致利润明显下降。 国外大型炼化企业从两方面努力追求投资回报。一是致力于生产如千万吨的炼油装置、百万吨级装置规模大型化，乙烯装置、数十万吨级的基本原料装置，以追求规模效益，力求降低成本；二是利用其技术优势，集中力量，加快产品结构调整的步伐在石油化工高度发展的基础上，积极开展石油化工的。1深度加工及裂解产物（C4、C5、 C9、C10等）的综合利用，致力于中小吨位有机原料和精细化学品的生产，依靠技术保持效益。1997年全球化学工业的销售额约15000亿美元，1986年为300亿美元，年均增长率为6﹪。精细化学品产值为 450-500亿美元，比1986年的140亿美元增长近3倍，年均增长率为12%。专业化学品的发展也很快，已由1986年的900亿美元上升到1996年的约2400亿美元,年均增长率约10%。由此可见，精细和专用化学品的生产是国际化学工业发展的重点[2] 。 1.2 发展趋势 以大型石化装置为龙头发展精细化工，在精化工生产成本中，原料所占比例极低。大型石化企业可以对产品进行深加工，生产出下游产品，直接投向市场，另外，对副产品进行综合利
工业品销售：精细化学品的销售步骤 销售的核心是围绕客户需求进行产品价值的开发与推广，分为产品引入、产品评价与改进、产品上机测试与量试、商务谈判和售后巩固关系五个阶段。 1、产品引入阶段 产品引入阶段的工作大概会经历下列几个步骤： 1.1进行市场战略分析与决策，确定细分目标市场（行业分析、行业内目标客户分析）。根据细分目标市场和公司资源，确定目标客户名单，初步收集信息，寻找牵线者、汇总分析后初步排定开拓顺序。 1.2初步接触客户，介绍公司，了解客户需求和采购流程， 拜访前的准备： 继续收集客户信息、大概预测对方的需求点、消费心理和采购流程，确定拜访目标（所需信息见收集样表和沟通效果），准备沟通内容、展示资料。核心就是搞清楚各采购相关者对产品服务的价值评估模式（需求和对应的重要性）和产品服务发挥价值的环境条件与方式，还有这种价值评估模式形成的原因，这样才能真正让产品服务打动客户。
初次拜访： 介绍公司和产品，要求简洁、亮点突出，使对方产生初步的好印象； 引言：最好能介绍三至五分钟内通过引言迅速引起对方对产品/服务的兴趣——根据其组织角色和地位设计引言：相对抽象的核心竞争力描述和成功案例/证据——引出辅助材料让对方阅读； 积极的倾听与需求引导： 要能够刺激起客户的谈兴，促使其充分表达想法，并以此为基础挖掘（弄清客户最根源、本质和注重的需求）和补充客户需求（尤其是能与产品线/系列使用价值相关的，同时向客户传达自身专业和真诚为客户服务的形象）→将需求放大和形象具体化→明晰需求与产品的联系，引起对方兴趣。整个过程中可以将企业内部和对其他客户服务时具有宣传价值的事例等组织成比较生动的小故事，也可将其他客户的正面反馈收集起来，与客户交流时尽量自然的进行传播，减少空洞的标榜。 明白外部市场环境对采购决策的影响因素： ①经营环境：供不应求，生产效率第一，降低成本第二； ②产能过剩，毛利下降时：降低成本会受到关注。 各层次管理人员： ①老板、老总、最高层决策层： l 关心降成本（价格优势） l 关心风险因素-稳定性 l 对产品市场竞争力的影响 需要认真体察高层关注点，因为这些关注都会逐步传递到中下层，由此可以推测
国内外精细化工发展现状趋势精细化工是当今化学工业中最具活力的新兴领域之一，是新材料的重要组成部分。 精细化工产品种类多、附加值高、用途广、产业关联度大，直接服务于国民经济的诸多行业和高新技术产业的各个领域。 大力发展精细化工已成为世界各国调整化学工业结构、提升化学工业产业能级和扩大经济效益的战略重点。 精细化工率(精细化工产值占化工总产值的比例)的高低已经成为衡量一个国家或地区化学工业发达程度和化工科技水平高低的重要标志。 一、世界精细化工总体发展态势综观近20多年来世界化工发展历程，各国、尤其是美国、欧洲、日本等化学工业发达国家及其着名的跨国化工公司，都十分重视发展精细化工，把精细化工作为调整化工产业结构、提高产品附加值、增强国际竞争力的有效举措，世界精细化工呈现快速发展态势，产业集中度进一步提高。 进入21世纪，世界精细化工发展的显着特征是：产业集群化，工艺清洁化、节能化，产品多样化，专用化、高性能化。 1精细化学品销售收入快速增长，精细化率不断提高上世纪九十年代以来，基于世界高度发达的石油化工向深加工发展和高新技术的蓬勃兴起，世界精细化工得到前所未有的快速发展，其增长速度明显高于整个化学工业的发展。
近几年，全世界化工产品年总销售额约为万亿美元，其中精细化学品和专用化学品约为3800亿美元，年均增长率在5～6％，高于化学工业2～3个百分点。 预计至2017年，全球精细化学品市场仍将以6％的年均速度增长。 2017年，世界精细化学品市场规模将达到4500亿美元。 目前，世界精细化学品品种已超过10万种。 精细化率是衡量一个国家和地区化学工业技术水平的重要标志。 美国，西欧和日本等化学工业发达国家，其精细化工也最为发达，代表了当今世界精细化工的发展水平。 目前，这些国家的精细化率已达到60～70％。 近几年，美国精细化学品年销售额约为1250亿美元，居世界首位，欧洲约为1000亿美元，日本约为600亿美元，名列第三。 三者合计约占世界总销售额的75％以上。 2加强技术创新，调整和优化精细化工产品结构加强技术创新，调整和优化精细化工产品结构，重点开发高性能化、专用化、绿色化产品，已成为当前世界精细化工发展的重要特征，也是今后世界精细化工发展的重点方向。 以精细化工发达的日本为例，技术创新对精细化学品的发展起到至关重要的作用。
精细化工工艺学知识 点
○精细化工：生产精细化学品的工业称精细化学工业。 ○精细化学品：凡能增进或赋予一种产品特定功能、或本身拥有特定功能的小批量、高纯度化学品。 ○专用化学品(商品化学品)：产量小，经过加工配制，具有专门功能或最终使用性能的产品 ○附加价值：在产值中扣除原材料，税金，设备，厂房的折旧费所剩余部分的价值。它包括工人劳动，利润，动力消耗以及技术开发等费用。 ○精细化工产值率(精细化率)：=(精细化工产品总值／化工产 品总值)×100% ○增塑剂：添加到聚合物体系中能使聚合物的玻璃化温度降低，塑性增加，使之易于加工的物质。 ○氧指数(OI)：试样像蜡烛状持续燃烧时，氮—氧混合气流中所必须的最低氧体积分数，OI = VO2／(VO2+VN2) ○协同效应:助剂并用时，总效应超过各自单独使用效能的加和。 ○相抗效应:助剂并用时，总效应小于各自单独使用效能的加和。 ○塑化效率：以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为标准，将其塑化效 率定为100，达到同一柔软程度时，其他增塑剂用量与DOP用量的比值。 ○ODP(臭氧损耗)值：表示大气中氯氟碳化物质对臭氧破坏的相对能力。以CFC-11为1。 ○老化：高分子材料在加工，贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用，导致结构变化，其性能逐渐变坏，以至最后丧失价值的现象。 ○表面活性剂：加入少量就能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质。 ○临界胶束浓度：表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。 ○亲水亲油平衡值：表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值。HLB=(亲水基分子量／亲水基分子量+憎水基 分子量)×20 ○浊点：表面活性剂溶液升高温度时，透明溶液突然变浑浊时的温度点。(聚乙二醇型非离子型表面活性剂) ○克拉夫特点：表面活性剂溶液升高温度时，溶解度突然增大时的温度点。(离子型表面活性剂) ○乳化：形成双电子层表面，防止液滴相互靠近，使原来的热力学不稳定体系保持为准稳定体系。 ○增溶：由于胶束的存在而使物质溶解度增加的现象。这些物质溶于胶束的亲油基中、插于胶束的分子之间、黏附于胶束的亲水基上，使溶解度增大。 ○ADI(每人每日允许摄入量)：以每公斤体重摄入的毫克数表示，mg/kg。 ○LD50(半数致死量)：经口服，能使一群被试验动物中毒而死 亡一半时所需的最低剂量， mg/kg(体重)。 ○防腐剂：防止由微生物引起的腐败变质、延长食品保藏期的食品添加剂。 ○粘接接头：被粘物通过胶黏剂连接而得到的组件。 ○被粘物：接头中除胶黏剂外的固体材料。 ○固化：通过适当方法使胶层由液态变成固态的过程。 ○结构胶：能传递较大应力，用于受力结构的连接。 ○骨胶：骨胶是一种使用最为广泛的动物类黏结材料。因其外观为珠状也称作珠状骨胶。 ○万能胶：环氧树脂类粘合剂的俗称，胶黏强度高，收缩率小，用途广泛。 ○环氧树脂：分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子。(二酚基丙烷和环氧烷碱性条件缩聚而成双酚A型环氧树脂) ○聚氨酯：主链上含有氨基甲酸酯基(NHCOO—)的胶黏剂。 ○乳液聚合:在水介质中生成的自由基进入由乳化剂或其他方式生成的胶束或乳胶粒中引发其中单体进行聚合的非均相聚合。○热塑性：物质在加热时能发生流动变形，冷却后可以保持一定的形状的性质。 ○热固性：加热时树脂固化，形成网状交联结构，不溶不熔。○涂料：用特定的施工方法,涂覆物体表面，形成连续性膜，具有一定强度、韧性，美观或特殊功能。 ○氨基漆：含有氨基的化合物(尿素，三聚氰胺，苯代三聚氰胺)与醛类(甲醛)经缩聚反应制得的热固性树脂。 ○调和漆：已经调好的可以直接使用的涂料。 ○清漆：不含颜料的透明涂料。 ○磁漆：漆料中含有较多的树脂，并使用了鲜艳的着色颜料，漆膜坚硬耐磨，光亮，美观，好像瓷器。 ○底漆:作为物面打底用的涂料，是面漆与物面之间的中间涂层。 ○烘漆：又称烤漆，烘干漆，必须经过一定温度的烘烤，才能干燥成膜的涂料品种。 ○大漆：由天然生漆精制或改性制成的漆类的统称。 ○腻子：加有大量体质颜料的稠厚浆状涂料。 ○碘值:每100g油脂所能吸收的碘的质量(以克计),判断不饱和性. ○酸值：又称酸价，是指中和1g天然脂肪中的游离酸所需消 耗KOH的毫克数，大小反应了脂肪中游离酸含量的多少。 ○香料：散发出香气香味的原料。 ○香精：调和香料。 ○调香：将多种香料调配成香精的过程称作调香。 ○单离香料：用物理的或化学的方法从天然香料中分离出来的单体香料(单一成分)。 ○香气阈值：嗅觉辨别出该种物质存在的最低浓度。 ○化妆品：涂擦、喷洒等方法散布于人体表面任何部位以达到清洁、护肤、美容、消除不良气味的日用化学工业产品。 ○香波：以一种表面活性剂为主的加香产品，用于洗发，英文为“Shampoo”。 ○冷霜：又称香脂，由于使用时水分挥发带走热量是肌肤有凉爽感，故得名。 ○防晒指数SPF：SPF是英文“Sun Protection Factor”的缩写。SPF值越高，防护功效越长。 △精细化工的特点：①生产特性—小批量、多品种、复配型居多；技术密集度高；采用间歇式多功能生产装置②经济特性—投资效率高、附加价值率高、利润率高③商业特性—独家经营，技术保密；重视市场调研，适应市场需求；配有应用技术和技术服务④产品特性—功能性强 △精细化工目前发展的重点：功能涂料及水性涂料，染料新品种及其产业化技术，重要化工中间体绿色合成技术及新品种，电子化学品，高性能水处理化学品，造纸化学品，油田化学品，功能型食品添加剂，高性能环保型阻燃剂，表面活性剂，高性能橡塑助剂等。 △精细化工发展的趋势:更加精细化，系列化，专业化和功能 化。 △精细化学品的范畴：①农药②染料③涂料④颜料⑤试剂和高 纯物⑥信息用化学品(包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波 的化学品) ⑦食品和饲料添加剂⑧粘合剂⑨催化剂和各种助剂 ⑩化学药品和日用化学品①功能高分子材料。 △精细化学品的特点：产品门类多，有不同的品种牌号，商品 性强，生产工艺精细，有些产品的化学反应与工艺步骤复杂， 附加价值高，投资少，利润大，对市场适应性强，服务性强， 产品更新换代快，技术密集性高，适合中小型厂家生产，商品 富裕竞争性，研究经费较高。 ◇精细化学品与通用化学品的区别？ 精细化学品：初级产品深加工制成，产量小，用途专。增进或 赋予一种产品特定功能、或本身拥有特定功能的小批量、高纯 度化学品，试剂，染料，化妆品，洗涤剂等。通用化学品：初 级加工得到的大吨位产品，产量大，用途广，硫酸，氨，烧 碱，聚氯乙烯，氯乙烯等。 ◇高分子加工助剂应用中需要注意的问题：①与树脂的配伍性 —所用助剂必须能长期，稳定，均匀地存在于树脂中，才能发 挥其应有的功能。有机助剂要求与塑料具有良好的相容性，否 则助剂易析出(即喷霜或渗出)；无机助剂则要求细小，分散性 好②耐久性—助剂的损失主要通过挥发，抽出和迁移三个途 径。挥发性大小取决于助剂本身的性能，抽出与迁移性则与助 剂和聚合物之间的相互溶解度有关③对加工条件的适应性—主 要是耐热性，使之在加工过程中不分解，不易挥发和升华，还 要考虑助剂对成型设备和模具的腐蚀性④制品用途对助剂的制 约—选用助剂必须考虑制品的外观，气味，污染性，耐久性， 电性能，热性能，耐候性，毒性，经济性等各种因素⑤协同效 应—要尽量选用助剂之间具有协同作用的物质，应避免拮抗作 用，以充分发挥助剂在塑料中的作用。 △增塑剂的作用原理：削弱聚合物分子键的次价键，即范德华 力，从而增加聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结 △阻燃剂的作用原理：多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达 到阻燃目的。①覆盖(保护膜)作用—含磷阻燃剂②抑制链反应 —含卤阻燃剂③协同作用—锑—卤体系(P—卤体系，P—N体系) ④吸热作用—Al(OH)3⑤不燃气体稀释作用—卤化物 △常用阻燃剂的分类和特点：①有机卤系使用范围广，阻燃效 率高、用量少，对材料的性能影响小，热裂及燃烧时生成大量 的烟尘及腐蚀性气体②有机磷系无卤阻燃剂，克服含卤阻燃剂 的缺点，具有阻燃、隔热、隔氧功能，生烟量少，不易形成有 毒气体和腐蚀性气体③无机系低毒、低烟、低腐蚀，价格低 廉；但所需添加量较大，限制了其应用 △抗氧剂的作用原理：捕获活性自由基，生成非活性自由基， 终止链反应 △抗氧剂的主要品种：①胺类防老剂—抗氧能力强，易变色， 用于对制品颜色要求不高的材料中②酚类抗氧剂—不变色，品 种多，受阻酚结构使ArO—有高稳定性③二价硫化物和亚磷酸 酯类—分解过氧化物，辅助抗氧剂 ◇五大高分子材料—塑料，橡胶，纤维，涂料，胶黏剂 ◇简述PVC的降解及热稳定剂的作用机理。PVC热加工时， 少量的分子链断裂释放HCl，HCl是加速链断裂反应的催化 剂，导致聚合物降解变黄变脆；加入碱性物质分解HCl则能达 到稳定的目的(①吸收或中和加工使用过程中脱出的HCl，终止 自催化作用②置换分子中活泼的和不稳定的Cl，抑制脱HCl反 应③与聚烯烃双键加成反应，消除或减缓制品变色④防止聚烯 烃结构氧化，中和和钝化树脂中的杂质，催化剂等) ◇热稳定剂的发展与PVC制品密切相关。 △表面活性剂的结构：两亲结构(亲水基团和亲油基团)。 △表面活性剂的特点：①双亲性②表面吸附③界面定向④形成 胶束⑤多功能性。 △表面活性剂的应用性能有：①润湿与渗透：液体迅速浸湿固 体表面②乳化：液—液③分散：固—液④起泡与消泡：气—液 ⑤增溶：提高溶解度⑥洗涤：去油污⑦杀菌 △表面活性剂的分类及其代表品种。离子型表面活性剂：阴离 子表面活性剂(①羧酸盐②磺酸盐③硫酸酯盐④磷酸酯盐)；阳 离子表面活性剂(①伯胺盐②季胺盐③吡啶盐)；两性表面活性 剂(①氨基酸型②甜菜碱型③卵磷脂类)。非离子表面活性剂： ①脂肪醇聚氧乙烯醚R-O-(CH2CH2O)nH②烷基酚聚氧乙烯醚R-(C6H4)- O(C2H4O)nH ③聚氧乙烯烷基酰胺R-CONH(C2H4O)nH④多元醇型Span类(脱水 山梨醇脂肪酸酯)及Tween类(聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯) △磺化与硫酸酯化的异同：在碳原子上引入－SO3H的反应为 磺化反应，(得到的磺酸盐比硫酸酯盐稳定，不易水解，加热也 不易分解)；通过氧原子架桥在疏水链上引入－SO3H的反应为 硫酸化反应，产物为有机物的酸性硫酸脂。 △表面活性剂的复配及CMC的影响因素。①无机盐：降低 CMC,对烃类增溶。胶束斥力减少,降低极性物质的溶解量。对 离子型表面活性剂的影响较小；>0.1mol/L时，使非离子型浊 点降低。②有机物：12碳以下的脂肪醇对烃类增溶。短链醇 （C1~C6）可能破坏胶束的形成，不利于增溶。极性有机物 （如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇）均提高CMC。③水溶性 高分子：能吸附表面活性剂，使CMC升高；胶束形成时，提 高增溶性。能与表面活性剂形成不溶性复合物。④表面活性剂 混合体系：同类型等量混合，体系的表面活性介于两者之间， 对CMC小的组分影响大。阴离子型与聚氧乙烯非离子型混合 体系，当聚氧乙烯数增加时，能发生更强的协同作用，但电解 质会使协同作用减弱。 △合成洗涤剂的洗涤原理：洗涤过程是表面活性剂润湿、渗 透、乳化、分散、增溶、起泡等多种作用的共同结果。被污物 放入洗涤剂溶液中，先经吸附、充分润湿、浸透，使洗涤剂进 入被污物内部，紧紧吸附着油污的胶团在机械力的作用下与基 质分开，然后洗涤剂把脱落下来的污垢乳化，分散于溶液中， 经清水漂洗而去，达到清洗的效果。①阴离子型→极性污垢， 非离子型→油性污垢，阳离子型不宜作洗涤剂②多品种复配性 能通常优于单一品种③软水助剂品种不少(层状结晶二硅酸钠、 EDTA)，但从价格与综合性能来看，还是三聚磷酸钠最好。④ 高pH值洗涤剂的去污效果优于低pH值洗涤剂。 ◇表面活性剂的亲水基团亲油基团主要有哪些并排序—亲油： 脂肪族烃基＞脂肪族侧链芳烃基＞芳烃基＞带弱亲水基的烃 基；亲水：-COO-≈—N+(CH3)3＜—SO3-≤—OSO3-＜＜两性 型＜＜多元醇型≤聚乙二醇型 ◇不同HLB值的表面活性剂应用的适用场合？0—石蜡，2~6 —W/O乳化剂，8~10—润湿剂，(12~14—洗涤剂，16~18—增 溶剂)—O/W乳化剂，20—聚乙二醇。 ◇破乳常用的方法？破乳方法可分为机械法(离心分离法)，物 理法(电沉降法，超声波法，过滤法)和化学法(加入破乳剂)。 ◇简述肥皂的生产原理和生产工艺。皂类产品=皂基(皂化反 应)+配料(松香硅酸钠羧甲基纤维素香料)→加工成型。洗衣 皂：动物油；棕榈油、棉籽油；松香等。透明皂：乙醇、糖、 甘油或其它多元醇。香皂：皂基型(Ⅰ型，皂基含量≥83%)， 复合型(Ⅱ型，含皂基和其它表面活性剂、功能性添加剂、助 剂，皂基含量≥ 53%)。药皂：中药,西药。美容皂：蜂蜜,珍珠, 花粉,磷脂 △阳离子表面活性剂特点：①浮选、防锈②杀菌③抗静电、分 散、乳化④去污能力弱 △阳离子表面活性剂应用注意:与阴离子表面活性剂共用,会沉 淀失效;与荧光染料,硝酸盐,蛋白质,生物碱等会发生作用而失效. ◇非离子表面活性剂中聚乙二醇型的亲水性是由含氧基团(醚 键，羟基)产生的。 △两性离子表面活性剂的离子性溶液的pH值的关系：pH＞ pI，呈阴离子性，pH＜pI，呈阳离子性。 ◇烷基苯磺酸钠的生产工艺：磺化试剂有硫酸、发烟硫酸、三 氧化硫、氯磺酸，有时也用到氨基磺酸、亚硫酸盐。各自特 点：用硫酸作磺化剂时反应生成水，磺化反应的速率与水浓度 的平方成反比。SO3磺化不可逆，SO3反应能力最强，不生成 水，不产生（大量）废酸；反应活性高、速度快、设备生产效 率高；SO3用量少，成本低；产品纯度高，杂质少。用氯磺酸 磺化副反应少、反应温度低、产品纯度很高；氯磺酸价格贵。 磺化能力(反应活性)：三氧化硫＞氯磺酸＞硫酸。脂肪烃上的 磺化方法—烷烃比较稳定，不能直接用硫酸、发烟硫酸、三氧 化硫等磺化剂磺化。需采用特殊方法进行磺化—氯化磺化、氧 化磺化、加成磺化、置换磺化 ◇季铵盐与胺盐表面活性剂的区别？①季铵盐是强碱，无论 pH强弱都能溶解，并离解为阳离子；胺盐为弱碱盐，碱性条 件下游离成不溶于水的胺，而失去表面活性②季铵盐阳离子亲 水性大。足以使表面活性作用所需的疏水端溶入水中③季铵盐 正电荷能牢固地被吸附在带负电荷的表面上。 ◇吐温系列和司盘系列非离子表面活性剂的水溶性如何？Span 类产品为亲油性非离子型乳化剂，HLB值1.8~8.6，可以溶解 于非极性有机溶剂和油脂。Tween类产品为亲水性非离子型乳化 剂， HLB值9.6~16.7，可以溶解或分散于水、醇等极性有机溶 剂。具有乳化、增溶和稳定作用。 △食品添加剂的应用目的(优点)①改善色香味及营养②延长货 架期③方便加工④强化营养(氨基酸、维生素、矿物质)；分 类：(按用途)①保持食品新鲜度：防腐剂、抗氧剂、保鲜剂。 ②改进食品感官质量：着色剂、漂白剂、增味剂、增稠剂、乳 化剂、膨松剂。③方便加工操作：消泡剂、凝固剂、脱模剂。 特点：①一种或多种物质②添加量小③一般不能单独作食品食 用④不是食品原料固有的物质⑤添加量有严格限制；应用要 求：①经过安全评价②不影响感官味道和营养成分③有严格的 质量标准④不得用来掩盖食品缺陷⑤未经允许，婴儿及儿童食 品不得加入食品添加剂。 △防腐剂主要品种①苯甲酸及其钠盐②山梨酸及其钾盐③对羟 基苯甲酸酯④丙酸及其盐类⑤天然防腐剂；作用原理①使微生 物的蛋白质凝固或变性，干扰其生长和繁殖②对微生物细胞 壁、细胞膜产生作用③作用于遗传物质或遗传微粒结构，进而 影响到遗传物质的复制、转录、蛋白质的翻译等④作用于微生 物体内的酶系，抑制酶的活性，干扰其正常代谢。 △抗氧化剂主要品种：合成抗氧化剂①没食子酸丙酯(PG)②丁 基羟基茴香醚(BHA)③二丁基羟基甲苯(BHT)④特丁基对苯二 酚(TBHQ);天然抗氧化剂,水溶性:VC (L-抗坏血酸),植酸;油溶 性:VE(生育酚),黄酮化合物,茶多酚.作用原理①清除自由基 （氢、电子供体）②清除活性氧③抑制氧化酶④鳌合金属离子. △增稠剂主要品种①植物来源(海藻胶(酸钠),果胶,卡拉胶,阿拉 伯胶，琼脂)②微生物来源(黄原胶,β-环糊精)③动物来源(明 胶，壳聚糖)④多糖衍生物(羧甲基纤维素钠，羟丙基淀粉)乳化 剂主要品种①蔗糖脂肪酸酯②单甘酯③山梨醇脂肪酸酯④大豆 磷酯 △味精(L-谷氨酸钠)的作用：补充或增强食品原有风味，不影 响任何其他味觉、刺激，改进食品的可口性；提取方法：等电 点沉淀法，离子交换法，锌盐沉淀法。亚硝酸钠的作用：可以 保持肉类食品颜色鲜艳，亮红，肌纤维膨松，保质。苯甲酸钠 的作用：抑制食品腐败变质、延长食品保藏期。姜黄色素的作 用：使食品呈现出类似橙和芒果汁的颜色。 △酒石黄对健康的影响：造成人体的过敏反应，可能导致儿童 过度活跃，使其难以集中注意力，影响儿童的智力发育。 △大豆磷脂不仅是一种食品，还是一种乳化剂。 ◇山梨酸的合成方法：巴豆醛与乙烯酮缩和法制备CH2=CO+ CH3CH=CHCHO→CH3CH=CHCH=CHCOOH;巴豆醛与丙二酸缩和法 制备HOOCCH2COOH+CH3CH=CHCHO→CH3CH=CHCH=CHCOOH ◇比较丙酸、山梨酸、尼泊金酯和苯甲酸的特点：苯甲酸(9- 15h全从尿中排出，不在体内蓄积，防腐最佳pH是2.5~4.0) 尼 泊金酯(对霉菌抑制作用强，对一些细菌抑制作用较弱；适用 pH值4～8，使用量少，毒性低于苯甲酸，水溶性较差，价格 高) 山梨酸(直接参与体内代谢，公认安全的防腐剂；溶解度 小，常用其钾盐，价格较高；抗菌力强，适用于pH<5.5) 丙酸 (易溶于水，无毒,ADI值不加限制,广泛用于面包及糕点) 安全 性：丙酸>山梨酸>尼泊金酯>苯甲酸综合:尼泊金酯>山梨酸>苯 甲酸≈丙酸 ◇茶多酚的特点—茶多酚具有很强的抗氧化作用，其抗氧化能 力是人工合成抗氧化剂BHT、BHA的4-6倍，是VE的6-7 倍，VC的5-10倍，且用量少，0.01-0.03％即可起作用，而无 合成物的潜在毒副作用；也是天然抗菌防腐剂，抗菌性强，安 全无毒，水溶性好，热稳定性好。 △胶黏剂的组成(基料,固化剂和固化促进剂,稀释剂，填料，偶 联剂，增韧剂等各种助剂)；特点(耐温性，轻质性，粘接无破 坏性)。 △胶接相关的理论及优缺点①机械结合理论(粘接力是由于胶黏 剂渗入被粘物表面的缝隙或凹陷处，经固化后产生啮合连接， 缺点：对非多孔材料黏结无法解释)②吸附理论(第一阶段：布 朗运动，使极性基团或分子链段互相靠近，第二阶段：吸附力 产生。特点：范德华力和氢键力为主，根据粘接功可计算粘接 强度，润湿影响粘接强度。缺点：粘接力强度大于胶粘剂本身 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除