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第六章：过滤与离心分离设备分析

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《化工原理》教案

《化工原理》教案

《化工原理》教案第一章：绪论1.1 课程介绍解释化工原理的概念和重要性概述课程的目标和内容1.2 化工过程的基本类型介绍化工过程的四个基本类型：单元操作、单元过程、化学反应和物理变化解释每种类型的特点和应用1.3 化工工艺流程图介绍化工工艺流程图的符号和表示方法分析一个简单的化工工艺流程图1.4 化工生产中的安全和环保强调化工生产中的安全措施和注意事项讨论环保在化工生产中的重要性第二章：流体力学基础2.1 流体的性质介绍流体的定义和分类解释流体的密度、粘度和表面张力等基本性质2.2 流体力学方程介绍流体力学的基本方程，如质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程解释这些方程在化工中的应用2.3 流体的流动讨论流体的层流和湍流流动分析流速、流量和流阻等概念2.4 泵与风机的原理及应用介绍泵和风机的分类和工作原理讨论泵和风机在化工生产中的应用和选择第三章：热力学基础3.1 热力学基本概念介绍热力学的定义和基本术语，如系统、状态、过程和能量解释热力学第一定律和第二定律3.2 热力学方程介绍热力学方程，如状态方程、焓方程和熵方程分析这些方程在化工中的应用3.3 相平衡讨论相平衡的基本原理和相图解释单组分系统和多组分系统的相平衡条件3.4 热传递介绍热传递的类型和方式，如导热、对流和辐射分析热传递的数学表达式和计算方法第四章：化学平衡与反应工程4.1 化学平衡的基本概念介绍化学平衡的定义和基本原理解释化学平衡常数和勒夏特列原理4.2 化学平衡的计算介绍化学平衡的计算方法和步骤分析化学平衡计算中的限制条件和优化问题4.3 反应动力学介绍反应动力学的定义和基本方程解释零级反应、一级反应和二级反应的特点和计算方法4.4 反应器设计介绍反应器的类型和设计原则分析反应器的操作条件、效率和优化问题第五章：分离工程5.1 分离方法概述介绍分离工程的概念和重要性概述常见的分离方法，如过滤、离心、吸附和蒸馏5.2 过滤原理与设备介绍过滤原理和过滤介质的选择分析过滤设备的设计和操作条件5.3 离心分离原理与设备解释离心力产生的原理和离心分离的适用范围讨论离心分离设备的设计和操作条件5.4 蒸馏原理与设备介绍蒸馏原理和蒸馏塔的设计分析蒸馏操作的条件和蒸馏效率的优化第六章：膜分离技术6.1 膜分离原理介绍膜分离技术的定义和基本原理解释膜的筛选作用和选择性分离机制6.2 膜材料的类型及选择讨论膜材料的种类，如聚合物膜、陶瓷膜和生物膜分析膜材料的选择依据和应用领域6.3 膜分离过程及设备介绍常见的膜分离过程，如微滤、超滤、纳滤和反渗透分析膜分离设备的设计和操作条件6.4 膜污染与清洗讨论膜污染的类型和影响因素介绍膜清洗的方法和技术第七章：吸附工程7.1 吸附原理介绍吸附的概念和吸附等温线解释吸附剂的选择和吸附过程的类型7.2 吸附平衡与动力学分析吸附平衡的数学表达式和影响因素讨论吸附动力学的基本方程和特点7.3 吸附塔的设计与操作介绍吸附塔的类型和设计原则分析吸附塔的操作条件、效率和优化7.4 吸附应用实例探讨吸附技术在化工、环境保护等领域的应用实例第八章：离子交换与电解8.1 离子交换原理介绍离子交换的定义和基本原理解释离子交换树脂的选择和离子交换过程的类型8.2 离子交换设备及操作介绍离子交换设备的类型和操作条件分析离子交换效率和优化问题8.3 电解原理与设备解释电解的概念和电解池的类型讨论电解设备的设计和操作条件8.4 电解应用实例探讨电解技术在化工、能源等领域的应用实例第九章：热泵与制冷工程9.1 热泵原理与分类介绍热泵的概念和分类，如空气源热泵、水源热泵和地源热泵解释热泵的工作原理和性能评价指标9.2 热泵系统的设计与运行介绍热泵系统的设计方法和运行条件分析热泵系统的能效比和优化问题9.3 制冷原理与设备解释制冷的概念和制冷循环的类型讨论制冷设备的设计和操作条件9.4 制冷应用实例探讨制冷技术在空调、食品保鲜等领域的应用实例第十章：化工过程控制与优化10.1 过程控制的基本概念介绍过程控制的目标和基本原理解释控制器、传感器和执行机构等基本组成部分10.2 常用过程控制策略讨论常用的过程控制策略，如比例-积分-微分控制（PID控制）和模糊控制分析这些策略在化工过程中的应用10.3 过程优化方法介绍过程优化的基本方法和算法，如线性规划、非线性规划和小肠曲线法解释这些方法在化工过程中的应用和效果10.4 过程控制与优化的案例分析探讨实际化工过程中过程控制与优化的案例，分析其效果和经济效益第十一章：化工过程强化的途径11.1 过程强化的意义强调过程强化在提高化工生产效率和降低成本中的重要性讨论过程强化的目标和方法11.2 反应工程强化技术介绍反应工程中常用的强化技术，如微反应器、固定床反应器和流动床反应器分析这些技术在提高反应速率和选择性方面的应用11.3 分离工程强化技术讨论分离工程中常用的强化技术，如膜分离、吸附和离子交换分析这些技术在提高分离效率和降低能耗方面的应用11.4 能量工程强化技术介绍能量工程中常用的强化技术，如热泵、热交换器和制冷循环分析这些技术在提高能源利用效率和降低运行成本方面的应用第十二章：化工过程中的节能与减排12.1 节能的意义与途径强调节能对于化工生产的重要性讨论节能的途径和方法，如过程优化、设备改进和能源管理12.2 减排的意义与途径强调减排对于环境保护的重要性讨论减排的途径和方法，如废物利用、污染物控制和清洁生产12.3 节能减排技术的应用介绍节能减排技术在化工生产中的应用实例分析这些技术的经济效益和环境效益12.4 节能减排的政策与法规讨论国家和地方关于节能减排的政策和法规分析遵守这些政策和法规的重要性及应对措施第十三章：化工过程中的危险与防护13.1 危险源识别与风险评价介绍危险源识别和风险评价的方法和步骤分析化工过程中可能遇到的危险和风险13.2 安全技术与措施介绍化工过程中常用的安全技术和措施，如泄压装置、防火防爆设施和紧急停车系统分析这些技术和措施在防止事故发生和减轻事故损失方面的作用13.3 职业健康与防护强调职业健康在化工生产中的重要性讨论化工过程中职业病的类型和防护方法13.4 应急预案与救援介绍应急预案的编制和实施分析化工事故应急救援的方法和措施第十四章：化工企业的管理与组织14.1 企业管理的基本原理介绍企业管理的基本原理和方法，如目标管理、绩效评价和组织结构设计分析这些原理在化工企业中的应用和效果14.2 企业战略与规划强调企业战略和规划在化工企业发展中的重要性讨论企业战略的类型和制定方法14.3 企业技术创新与管理介绍企业技术创新的途径和方法分析企业技术创新在提高竞争优势和适应市场需求方面的作用14.4 企业文化建设与员工培训强调企业文化建设在提高员工凝聚力和促进企业发展中的重要性讨论员工培训的方法和内容第十五章：化工行业的现状与展望15.1 化工行业的现状分析全球化工行业的总体状况和发展趋势讨论我国化工行业的发展现状和存在问题15.2 化工行业的挑战与机遇强调化工行业面临的挑战和机遇分析应对这些挑战和机遇的方法和策略15.3 化工行业的发展方向介绍化工行业未来发展的趋势和方向分析低碳经济、绿色化学和可持续发展在化工行业发展中的重要性15.4 化工行业的技术创新与人才培养强调技术创新和人才培养在推动化工行业发展中的重要性讨论技术创新和人才培养的途径和方法重点和难点解析重点：1. 化工过程的基本类型和特点2. 流体力学、热力学和化学平衡的基础知识3. 常见单元操作和单元过程的原理和应用4. 泵与风机、膜分离技术、吸附工程、离子交换与电解、热泵与制冷工程的基本原理和设备设计5. 过程控制与优化的基本概念和方法6. 化工过程强化的途径、节能与减排的措施和技术7. 化工过程中的危险与防护、管理与组织、行业的现状与展望难点：1. 流体力学方程在复杂情况下的应用2. 热力学第二定律和熵的概念理解3. 化学平衡的计算和反应工程的优化4. 分离工程中膜污染和清洗的技术5. 吸附工程中吸附等温线和动力学的分析6. 离子交换与电解设备的设计和操作7. 过程控制中的PID控制和优化算法8. 化工过程强化、节能减排技术的实际应用和效果评估9. 化工企业管理和组织结构的优化10. 化工行业面临的挑战和机遇，以及低碳经济和可持续发展的实践这些重点和难点涵盖了教案《化工原理》的主要内容，学生在学习和理解这些知识点时，需要充分的实践和老师的指导。

生物工程下游技术思考题答案

生物工程下游技术思考题答案

一．绪论1、从某一动物培养的细胞中分离某一抗体(一蛋白的代表）的一般工艺过程。

答：生物工程下游技术的一般工艺过程（p12）2、分离纯化某一酶制剂的主要步骤和结果如下表：（（2）亲和层析的原理是什么？3、产品的分离提取工艺应考虑那些因素？答：生物分离过纯化过程的选择准则（P16）①步聚少，成本低②次序合理③产品规格（注射，非注射）④生产规模⑤物料组成⑥产品形式固体：适当结晶，液体：适当浓缩⑦产品稳定性⑧物性溶解度，分子电荷，分子大小，功能团，稳定性，挥发性⑨危害性⑩废水处理第二章发酵液预处理1．沉降速度离心的原理。

（p15）答：沉降速度法：主要用于分离沉降系数不同的物质。

2．沉降平衡离心的原理。

（p15）答：沉降平衡法：用于分离密度不同的物质。

如梯度密度离心。

3．差速离心的概念。

（p15）答：采用不同的转速将沉降系数不同的物质分开的方法。

4． rpm与RCF的换算关系。

5.已知某一离心机的转子半径为25cm，转速为1200r/min，计算相对离心力为多大？第三章细胞破碎1除去发酵液杂蛋白质的常用方法有那些？答：杂蛋白质的除去（p6）(1) 沉淀法：蛋白质是两性物质，在酸性溶液中，能与一些阴离子（三氯乙酸盐、水扬酸盐）形成沉淀；在碱性溶液中，能与一些阳离子（Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe3+等）形成沉淀。

(2) 变性法：使蛋白质变性的方法很多，如：加热，调节pH，有机溶剂，表面活性剂等。

其中最常用的是加热法。

(3) 吸附法：加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。

2产品的分离提取工艺应考虑那些因素？答：(1) 是胞内产物还是胞外产物；(2) 原料中产物和主要杂质浓度；(3) 产物和主要杂质的物理化学特性及差异；(4) 产品用途和质量标准；(5) 产品的市场价格；(6) 废液的处理方法等。

3发酵液过滤与分离的困难的原因及解决方法。

答：第一节发酵液过滤特性的改变微生物发酵液的特性可归纳为： (P3)①发酵产物浓度较低，大多为1％一10％，悬浮液中大部分是水；②悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大；③固体粒子可压缩性大；④液相粘度大，大多为非牛顿型流体；⑤性质不稳定，随时间变化，如易受空气氧化、微生物污染、蛋白酶水解等作用的影响。

过滤离心机工作原理

过滤离心机工作原理

过滤离心机工作原理
离心机是一种常见的工业设备，其工作原理是利用离心力将物料进行分离或者精炼。

离心机的主要组成部分包括电机、转子、离心筐等。

当离心机启动时，电机会带动转子高速旋转。

转子上通常安装有离心筐，物料通过进料口被注入到离心筐内。

随着转子的高速旋转，离心力便会产生。

离心力的作用下，物料的密度不同，会被分离开来。

整个过程中，离心筐的转速通常是可调的，可以根据物料的不同需求进行调整。

物料在离心力作用下，会被分成不同层次，重的物料会向离心筐的外壁移动，轻的物料则会集中在离心筐的中心。

通过不同的出料口，分离出的物料可以进行收集和进一步处理。

离心机的工作原理是基于离心力的应用。

离心力是由于转子高速旋转而产生的一种力，具有使物体朝离开转子中心的方向运动的趋势。

而离心机利用了离心力的特性，使得物料在被离心作用下实现分离，从而实现了物料的提纯或处理。

总的来说，离心机的工作原理是通过调节转子的转速和离心筐的设计，利用离心力将物料进行分离，达到提纯和处理的目的。

它在化工、制药、食品等各个领域都有广泛的应用，为生产过程提供了高效、可靠的物料分离解决方案。

离心式过滤器原理

离心式过滤器原理

离心式过滤器原理
离心式过滤器是一种常见的固液分离设备，它利用离心力将悬浮在液体中的固体颗粒分离出来。

它的原理基于物料受到离心力作用后，固体颗粒受到离心力的作用被甩到容器的壁面上，而液相则通过筛孔排出。

具体的工作流程如下：
1. 原料液体从输入口进入离心式过滤器的内部容器中。

2. 内部容器以高速旋转，产生强大的离心力。

离心力的大小取决于旋转速度以及过滤器的设计参数。

3. 在离心力的作用下，固体颗粒受到离心力的作用向外移动，并被甩到容器的壁面上。

4. 固体颗粒在容器壁面上形成过滤膜，阻挡液体通过并将固体颗粒分离出来。

5. 分离后的液体通过过滤器的出口排出，而固体颗粒则留在容器中。

6. 当固体颗粒聚积到一定程度时，可以停止旋转并清除固体颗粒。

离心式过滤器的优点包括分离效率高、操作简单、适用于多种颗粒大小及浓度的溶液等。

它常被应用于化工、制药等领域中的固液分离过程中。

离心式过滤器工作原理

离心式过滤器工作原理

离心式过滤器工作原理
离心式过滤器是一种常见的工业设备，它通过离心力将固体颗粒从液体中分离
出来。

它的工作原理非常简单，但却非常有效。

在离心式过滤器中，液体混合物被注入到旋转的圆筒内部，随着圆筒的旋转，离心力将固体颗粒分离出来，而液体则被留在圆筒内部。

离心式过滤器的工作原理可以用一个简单的实验来说明。

我们可以将一些沙子
和水混合在一起，然后将这个混合物倒入一个旋转的圆筒中。

当圆筒开始旋转时，由于离心力的作用，沙子会被甩到圆筒的外部，而水则会被留在圆筒内部。

这样，我们就实现了固体和液体的分离。

离心式过滤器在工业生产中有着广泛的应用。

它可以用来处理各种液体混合物，如油水混合物、固体颗粒悬浮液等。

在石油工业中，离心式过滤器常常被用来将原油中的杂质分离出来；在制药工业中，它可以用来提取药物中的固体颗粒；在食品加工中，它可以用来过滤果汁和酒精等液体。

总之，离心式过滤器在各个领域都发挥着重要的作用。

除了工业应用外，离心式过滤器在实验室中也有着重要的地位。

它常常被用来
分离和提纯实验室中的化学试剂，以及制备实验室中需要的各种溶液。

在生物技术领域，离心式过滤器也被广泛应用于细胞分离和蛋白质纯化等方面。

总之，离心式过滤器的工作原理简单而有效，它在工业生产和实验室研究中发
挥着重要的作用。

通过利用离心力将固体和液体分离，离心式过滤器为我们提供了一种快速、高效的分离方法，极大地提高了生产效率和实验效果。

希望本文对离心式过滤器的工作原理有所了解。

中药药剂学第六章浸提、分离、精制、浓缩与干燥PPT课件

中药药剂学第六章浸提、分离、精制、浓缩与干燥PPT课件

解吸与溶解阶段
• 解吸阶段：溶剂渗入药材时，必须解除成分相互 之间或与细胞壁之间因为亲和性产生的相互吸附 作用
• 溶解阶段：一些有效成分以分子离子或胶体离子 等形式或状态分散于溶剂中
• 成分能否被溶解，取决于成分的结构和溶剂的性 质是否遵循相似相容原理
• 解吸与溶解是两个紧密相连的阶段，其快慢主要 取决于对有效成分的亲和力大小。
• 特点：专一性、可降 解性、高效性；反应 条件温和；减少化学 品的使用及残留等
• 酶的种类： • 果胶酶、半纤维素酶
、多酶复合体
微波提取法
• 微波提取（MAE）利用微 波对中药与适当的溶剂的 混合物进行辐照处理，从 而在短时间内提取中药有 效成分的一种新的萃取方 法
• 特点： • ①时间短，收率高；②物
有机溶剂
• 其他有机溶剂（应尽量少用），用于某些有效成 分纯化精制
浸提辅助剂
酸
• 加酸目的：a、促进生物碱的浸出；b、提高部分 生物碱的稳定性；c、便于用有机溶济浸提；d、 除去酸不容性杂质。
• 过量酸会引起不需要的水解或其他不良反应
碱
• 加碱目的：增加有效成分的溶解度和稳定性（防 水解）。如碱性水溶液可溶解内酯、蒽醌及其苷 、香豆精、有机酸、某些酚性成分。
• 热浸渍法：置入特质罐内，加 定量溶剂，水浴或蒸汽加热 缩 短浸渍时间。酒剂常用。
• 浸出液冷却后有沉淀析出 • 重浸渍法：多次浸渍法，减少
药渣吸附浸出液所引起的药材 成分损失
• 特点： • 粘性药材、无组织结构的药材
、新鲜及易于膨胀的药材、芳 香性药材——适用 • 贵重药材、毒性药材、高浓度 制剂——不适用 • 原因：溶剂用量大，处于静止 状态，利用率低，有效成分浸 出不完全。所需时间较长不宜 用水作溶剂，常用乙醇或白酒 。浸渍过程中密闭防止溶剂挥 发损失。 • 静态浸出，溶剂利用率低，有 效成分浸出不完全。 • 提取效率：重浸渍法 >热浸渍法 >冷浸渍法

生物分离工程 教学大纲

生物分离工程 教学大纲

《生物分离工程》教学大纲英文名称：Bioseparations Engineering学分：2.5学分学时：50学时先修课程：生物化学、化工原理、微生物学教学对象：生物工程、制药工程、药物制剂、食品工程、生物技术专业的本科生教学目的：本课程主要讲授各种生物活性物质中各种杂质的去除、分离、纯化和精制技术，是生物工程中不可缺少的组成部分，通过对本课程的学习，能使学生针对不同产品的特性，较好地运用各种分离技术来设计合理的提取、精制的工艺路线，并能从理论上解释各种现象，提高分析问题和解决问题的能力，是一门理论和实践密切结合的课程。

教学基本要求:本课程的教学与学习要侧重于准确理解生物活性物质分离过程的特点和基本规律，本课程将生物分离过程分成不溶物的去除、提取、分离与精制四大部分。

要求学生对重要的公式要会推导，明确公式的物理意义，结合课后的习题练习学会熟练运用公式进行一些生物分离过程的计算，加深对生物分离过程基本原理的理解，并学会正确选择各种分离设备的型号，使学生能顺利学习后续如发酵工厂设计等专业课，提高自学与更新本专业知识的能力。

教学内容：第一章绪论（2学时）1. 生物分离工程的历史及应用2. 生物分离过程的特点基本要求掌握生物分离工程在生物工程领域的地位，生物分离过程的特点以及生物分离过程的分类。

重点：准确理解生物分离过程的特点。

难点：正确理解生物分离过程与普通化工产品分离的区别，准确理解生物分离过程的特点。

第一部分不溶物的去除第二章过滤（4学时）1. 过滤的基本概念过滤前物料的预处理方法、关于过滤过程的基本理论及方法、理想不可压缩滤饼及可压缩滤饼过滤过程方程。

2. 连续旋转式真空抽滤机的操作原理连续旋转式真空抽滤过程的三个步骤即滤饼的形成、滤饼的洗涤、滤饼的去除过程的分析与计算。

3. 过滤的设备及其结构过滤设备的分类、设备的选择、过滤介质的特征以及典型过滤设备的种类和结构。

基本要求：掌握过滤前物料预处理的基本方法，过滤的基本理论及相关方程，了解连续旋转式真空抽滤机的操作原理与过程，以及过滤设备的基本结构及选择原则。

离心过滤机工作原理

离心过滤机工作原理

离心过滤机工作原理
离心过滤机是一种利用离心力将悬浮在流体中的固体颗粒分离出来的设备。

它的工作原理基于离心力在旋转过程中对固体颗粒和液体的不同作用。

离心过滤机通常由一个旋转的碟片和一个空心轴组成。

流体被注入设备的中心，并沿着轴向流动。

当离心过滤机开始旋转时，液体和固体颗粒会受到离心力的作用。

离心力根据物体的质量和旋转半径大小的关系，使得质量较大的固体颗粒向离心机的外部壁面移动，而质量较小的液体则向离心机的中心聚集。

固体颗粒通过离心力的作用，被迫沉降到离心过滤机壁面上，并形成一个固体层。

这个固体层阻挡了流体的通过，而清洁的流体则从离心机的中心空腔中流出。

一旦固体层达到一定的厚度，或者设备中固体的含量达到一定的浓度，离心过滤机就需要停机并清理固体层。

清理过程通常涉及手动移除固体层，并进行进一步的处理或回收。

通过离心过滤机，可以有效地将悬浮在流体中的固体颗粒分离出来，从而达到液体的过滤目的。

离心过滤机广泛应用于各种工业领域，如化工、制药、食品等，以实现液体的纯净化和固体颗粒的回收或处理。

生化分离工程知识点总结归纳

生化分离工程知识点总结归纳

生化分离工程知识点归纳第一章绪论1、生物物质分离工程：在工业规模上，通过适当的分离纯化技术与装备并消耗一定的能量和分离介质来实现生物物质（产品）制备的过程，是生物产业的一个重要组成部分。

2、生物工程下游加工过程的特点：（1）成分复杂：固体成分、液体成分（2）悬液中的目标产物浓度低（3）稳定性差：化学（温度和pH值）或微生物引起的降解（4）生物产品质量要求高：纯度、卫生、生物活性3、下游加工过程的一般流程（4个阶段）：发酵液的预处理与固液分离、初步纯化（提取）、高度纯化（精制）、成品加工。

4、某一具体产品的分离提取工艺设计中应考虑的问题：①产物本身的性质；②是胞内产物还是胞外产物；③原料中产物和主要杂质浓度；④产物和主要杂质的理化特性及差异；⑤产品用途和质量标准；⑥产品的市场价格；⑦不同分离方法的技术经济比较及废液的处理方法等。

第二章发酵液的预处理与过滤1、发酵液的预处理发酵液的预处理的方法：（1）加热：最简单、最经济的预处理方法是加热，降低料液黏度，也可以对其进行灭菌。

但加热变性的方法只适合于对热稳定性的产物。

（2）调节料液的pH值：促进全细胞聚集。

（3）凝聚和絮凝：凝聚是指通过加入简单电解质降低了胶体粒子间的排斥电位，从而使得范德华引力起主导作用，聚合成较大的胶粒，粒子的密度越大，越易分离。

常用凝聚剂多为阳离子型如明矾、三氯化铁。

絮凝是指预处理时加入絮凝剂（通常指天然或合成的生物大分子聚电解质）既能降低排斥电位，又吸附了周围的微粒，形成桥架作用，促使胶粒形成粗大，密度低的絮凝团。

这些絮凝团很容易被过滤得到。

主要絮凝剂：聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、多聚胺衍生物。

（4）使用惰性助滤剂：硅藻土、珍珠岩。

2、真空过滤器的优点：连续自动操作,节省人力，生产能力大。

真空过滤器的缺点：附属设备多，投资费用高，推动力小适用于量大易过滤的料液。

3、压滤器的优点：过滤推动力大，过滤面积大。

压滤器的：缺点：板框压滤机劳动强度大，投资、维护费用高。

沈阳化工大学《生物物质分离工程》课程教学大纲

沈阳化工大学《生物物质分离工程》课程教学大纲

《生物物质分离工程》课程教学大纲一、课程的地位、性质和任务《生物物质分离工程》是生物工程专业学生必修的一门主要专业课程。

其主要任务是讲授生物工程产品的分离纯化基本原理，典型工艺、设备计算方法，培养学生具有一定的分析和解决生化分离单元操作中遇到的实际问题的能力。

此外，对培养学生具有正确的认识观和唯物辩证思想方法也有重要作用。

二、大纲编写依据根据学院专业课程教学要求及兄弟院校的教学大纲，参照有关教材编写。

三、大纲适用范围本大纲适用于生物工程专业本科学生。

四、大纲本文第一章绪论1.1生物分离工程的历史及其应用1.2 生物分离工程的特点1.3 生物分离方法简述及发展动向第二章发酵液的预处理2.1 发酵液的特点2.2 发酵液的预处理2.3 发酵液的相对纯化2.4 固-液分离过程第三章细胞的破碎与分离3.1 概述3.2 细胞壁的结构及组成3.3 细胞壁的破碎3.4 包涵体的分离及蛋白质的复性第四章萃取4.1 萃取基本概念4.2 分配定律与分配平衡4.3 溶剂萃取4.4 反胶团萃取4.5 双水相萃取4.6 超临界萃取第五章沉淀5.1 蛋白质表面特性5.2 盐析沉淀5.3 等电点沉淀5.4 有机溶剂沉淀5.5 其它沉淀方法第六章吸附和离子交换6.1 吸附剂与离子交换剂6.2 吸附平衡6.3 离子交换平衡及离子交换动力学6.4 固定床吸附操作6.5 膨胀床吸附操作6.6 流化床吸附操作第七章层析7.1 层析原理与分类7.2 层析过程理论基础7.3 离子交换层折7.4 凝胶过滤层析7.5 疏水性相互作用层析7.6 其它层析方法第八章膜分离8.1基本概念8.2 超滤和微滤8.3 反渗透第九章电泳9.1基本理论9.2等电点聚焦9.3等速电泳第十章干燥10.1 干燥速度10.2 干燥过程10.3干燥设备及应用五、学时分配（总学时数：48学时，其中讲课学时48学时，实验学时：0学时）六、各章基本要求第一章绪论了解《生化分离工程》的研究内容、研究方法、课程体系及研究进展。

第六章机械分离萃取与浸出设备

第六章机械分离萃取与浸出设备

过滤过程的机理
滤饼过滤(表面过滤)：过滤介质为织物、 多孔材料或膜等，孔径可大于最小颗粒 的粒径。过滤初期，部分小颗粒可以进 入或穿过介质的小孔，后因颗粒的架桥 作用使介质的孔径缩小形成有效的阻挡。
被截留在介质表面的颗粒形成滤渣层（滤饼），透过滤饼层的 则是被净化了的滤液。 随着滤饼的形成，真正起过滤介质作用的是滤饼，而非过滤介 质本身，故称作滤饼过滤。 滤饼过滤主要用于含固量较大（>1%）的场合。
转筒真空过滤机
过滤操作：转筒旋转一周，每一个扇形过滤室依次完成真空 过滤、洗涤、脱水、吸干滤饼和压缩空气吹松、刮刀卸料、 反吹清洗表面等全部操作，相应分为过滤区、洗涤脱水区、 卸料区和表面再生区等几个不同的工作区域。
转筒转速多在0.1～3 r/min，浸入悬浮液中的吸滤面积约占总 表面的30～40%。滤加压送入或借真空泵进 行抽吸，滤液穿过滤布进入丝网构成的 中空部分并汇集于下部总管流出，颗粒 则沉积在滤布上形成滤饼，当滤饼达到 一定厚度时停止过滤。视悬浮液的性质 和操作压强的大小，滤饼厚度通常在 5~35mm之间。
滤浆
3
1
滤液 2
淤泥
过滤结束后，根据要求可通入洗涤液对滤饼进行洗涤，洗涤 液的行程和流通面积与过滤终了时滤液的行程和流通面积相 同，在洗涤液与滤液的性质接近的情况下，洗涤速率约为过 滤终了时速率。可用振动或压缩空气及清水等反吹卸滤渣。
板框压滤机的操作压强一般在0.3~1.0Mpa之间。 优点：结构简单紧凑，过滤面积大并可承受较高的压差。
缺点：间歇式操作，所费的装、折、清洗时间较长，劳动强 度大，生产效率较低。
板框式压滤机主要用于含固量较多的悬浮液过滤。
板框压滤机
XAZ /2000-UB系列

过滤设备_1

过滤设备_1

7.刮刀
转筒真空过滤机流程图

转筒真空过滤机的过滤面积有1、5、 20m2及40m2等不同规格。 滤饼厚度一般保持在40mm以内， 对于难于过滤的胶状料液，厚度可小于 10mm。


转筒真空过滤机可吸滤、洗涤、卸 饼、再生连续化操作，生产能力大，劳 动强度小，但辅助设备多，投资大。
除真空转筒过滤机外，还有转盘真 空过滤机，真空翻斗式过滤机等。
带式真空过滤机工作原理
a-带盘机前进
b-带盘机后退
c-带盘横截面
DI型连续水平带式真空过滤机工 艺流程图
A.加料装置 B.洗涤装置 C.纠偏装置 D.洗布装置 E.切换阀 F.排液分离器 G.返水泵 H.真空泵
带式真空过滤机
特点
1、进料→过滤→滤饼洗涤→吸干→卸料→ 滤布清洗连续进行，配有PLC控制，自动化程 度高。 2、真空过滤盘分段设计，可满足不同物料 过滤、洗涤、吸干的工艺要求，滤带运行速 度采用变频无级调速，对不同物料有广泛的 适应性。 3、在同一设备上可采用多次逆流洗涤得到 高浓度的滤液，也可采用并流洗涤或顺流洗 涤获得高纯度的滤饼。
滤液流出的方式分明流和暗流。
明流过滤：一旦某个滤室的滤布失
效，即关闭该水阀，停止该滤室的 工作，而不影响其他滤室的正常工 作。 暗流过滤：滤液收集是封闭的。 滤饼洗涤：有明流双向洗涤和单向 洗涤、暗流双向洗涤和单向洗涤。
板框压滤机的最大操作压力可达
10×105 Pa，通常使用压力为3～ 5×105Pa。
V W a
式中 W——压滤机的平均生产能力，m3/s； τa——为洗涤、卸饼、组装等辅助操作 时间，s； V——为每批可获得滤液量，m3。
二、真空过滤机
真空过滤设备以大气与真空之间的压

离心机知识详解

离心机知识详解

离心机知识详解摘要：离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。

所以需要利用离心机产生强大的离心力，才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。

概括离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。

离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油)；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。

离心机大量应用于化工、石油、食品、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。

选择离心机须根据悬浮液(或乳浊液)中固体颗粒的大小和浓度、固体与液体(或两种液体)的密度差、液体粘度、滤渣(或沉渣)的特性。

价格国产的离心机和进口的离心机差别不是很大，国内已撑握离心机的核心技术。

同等档次的离心机相互之间的价格差别不是很大，主要区分在性能和配置方面。

主机的差别是在性能方面，带冷冻的离心机要比普通的贵很多，有的离心机还有加热功能，控制程序越多的离心机价格越高。

差别较大是配置方面，有时候往往附件的价格会比主机的价格还高。

选购时要注意，除主机外，选择的转子(数量和种类)，再加上必要的离心管、管套，特殊的离心瓶或者血袋，所有这些加起来才是一个完整的离心机的价格。

离心原理当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时，由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。

粒子越重，下沉越快，反之密度比液体小的粒子就会上浮。

微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关，并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。

象红血球大小的颗粒，直径为数微米，就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。

此外，物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。

扩散是无条件的绝对的。

膜分离过程第六章UF.

膜分离过程第六章UF.

3.MF在饮料工业中的应用 以澄清和生物稳定(除菌)为目的
传统方法： 深度吸附介质过滤（硅藻土和纤维素） 巴氏灭菌 巴氏灭菌—亦称“低温消毒法”，在62
度下加热30分钟，以杀死物质中的微生物， 一般用于消毒牛奶、啤酒和酿酒原汁等。 法国巴斯德首创，故得名。 MF分离对象：
啤酒 白酒 冷饮 瓶装水 果汁 矿 泉水
•6.8 UF膜的性能参数 水通量 在0.1-0.2MPa 压力25度纯水测定.
截留分子量
用标准物质测定 常用标准物质: 球蛋白 牛血清蛋白 细胞色素C 聚乙二醇 6.9 UF膜的结构
6.10 UF的应用 UF技术在工业生产、医药、环境保护和生 活等各个领域得到了广泛的应用，对象繁 多，目的各有不同。但UF应用可以归结为 三个方面：净化 浓缩 分离 6.10.1 净化 1.作为RO的预处理 ①海水淡化 海水中悬浮物、微粒、胶体物质、细菌、 海藻等杂物用常规的预处理方法难以完全 除去，采用超滤工艺可将细菌和海藻几乎 全部除掉： 海水→灭菌→ 絮凝→ 双介质过滤→ 活性 炭过滤→ 精密过滤→ 超滤
6.11 微滤 Micro filtration 6.11.1 概述
RO NF 与MF都属于压力推动力模型,其中 数MF应用最为广泛。
΢ ÂË ·´ Éø ͸ ³¬ ÂË µç Éø Îö Æø Ìå ·Ö Àë Ѫ Òº ͸ Îö Æä Ëû
微滤最大的应用是将液体（或气体）中大于
0.1μm的微粒分离出来。（被截留） 微滤膜的性能特点：
②果酒、啤酒中沉淀物的去除 类似白酒的处理（略）
在酒类的处理中，可以选择的膜材料有： 聚砜（PS） 聚丙烯氢（PAN） 截留分子量范围：10000-100000
③茶汁净化制备速溶茶 选用50000-100000截留分子量的超滤膜， 去除固体杂质→反渗透浓缩成浓缩茶汁→ 喷雾干燥成茶粉

第六章 酶的分离纯化-3

第六章 酶的分离纯化-3
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FLASH
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2）电泳
带电粒子在电场中向 着与其本身所带电荷 相反的电极移动的过 程称为电泳。 程称为电泳。
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3）等电聚焦电泳
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4、利用生物分子专一性结合的 分离方法
定义：利用蛋白质分子对其配体分子特有 定义 的识别能力
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原理：把待纯化的某一蛋白质的特异配 原理 体通过适当的化学反应共价的连接到像琼 脂糖凝胶一类表面的功能基，当蛋白质混 合物加到填有亲和介质的层析柱时，待纯 化的某一蛋白质则被吸附在含配体的琼脂 糖颗粒表面上时，而其它的蛋白质则因对 该配体无特异的结合部位而不被吸附，它 们通过洗涤可除去，被特异结合蛋白质可 用含游离的相应配体溶液把它从柱上洗脱 下来。
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有机溶剂之 所以能使酶 沉淀析出。 主要是由于 有机溶剂的 存在会使溶 液的介电常 数降低
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优缺点： 优缺点： 优点： 优点： 1）分辨率比盐析法高 2） 沉淀不需脱盐 溶剂易蒸发， 3）溶剂易蒸发，沉淀易离心 缺点： 缺点： 1）容易引起蛋白质变性失活 2)有机溶剂易燃 易爆， 有机溶剂易燃、 2)有机溶剂易燃、易爆，对安全要 求较高。 求较高。
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盐提取（ 盐提取（改变离子强度）
基本原理（盐溶和盐析） 基本原理（盐溶和盐析）
向蛋白质或酶的水溶液中加入中性盐， 向蛋白质或酶的水溶液中加入中性盐，可产生两 种现象： 种现象： 1) 盐溶（salting in） ： 盐溶（ ） 低浓度的中性盐增加蛋白质的溶解度。 低浓度的中性盐增加蛋白质的溶解度。
大多数蛋白类酶都溶于水，而 且在低浓度的盐存在的条件下， 酶的溶解度随盐浓度的升高而 增加，这称为盐溶现象 盐溶现象。 盐溶现象
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2) 盐析（salting out） ： 盐析（ ） 高浓度的中性盐降低蛋白质的溶解度。 高浓度的中性盐降低蛋白质的溶解度。

水污染控制技术-离心

水污染控制技术-离心

二、分离理论
离心
（一）离心分离
离心分离的基本原理是利用悬浮粒子与周围液体间存在的密度差进行的。
（二）离心过滤
离心过滤形成的滤饼是由固体颗粒组成。离心操作都是以滤饼过滤形式进行的，按照性质分为不可压缩滤饼 （不易变形的固体颗粒）和可压缩滤饼（絮凝团和附聚团的细小颗粒）。
（三）离心沉降
颗粒在离心沉降主要有层流、过渡流和湍流三种流型。在离心机转鼓内进行颗粒的离心沉降分离时，存在自 由沉降与干扰沉降两种过程。
离心
（二）离心机设备
沉降式离心机是实现离心沉降分离的专用设备。本课介绍连续式离心机即螺旋卸料沉降离心机。 它具有以下优点： ①操作自动连续； ②分离性能好； ③适应性强，操作维修费用低，适合现代化大生产的要求。
四、旋液分离
离心
（一）旋液分离器 旋液分离器是利用离心力进行分离或分级
的。其结构：由圆筒体，圆锥体、进料口、底流 口、和溢流口等组成。 （二）工作原理
污水的物理处理技术 ——离心
一、概述
离心
离心分离和旋液分离都是利用离心惯性力实现物料中固－液相或液－液相的分离操作。分离操作的设备称为离心机和旋 液分离器。 （1）离心分离：转鼓周壁无孔，转数最高，旋转时乳浊液在离心力的作用下分为两层。 （2）离心沉降：转鼓周壁无孔，为沉降式转鼓，适合于固相含量较少，颗粒较细的悬浮液分离。 （浮液分离。
悬浮液由进料口沿切线进入圆筒体部分， 形成旋流，外层为下降气流，内层为上升气流。 下降旋流中的粗颗粒在离心力作用下向器壁方向 运动，并被下降旋流聚集到底流口，形成底流浓 浆排出，细粒部分被上升至内旋流带，经溢流口 排出。内旋流中心为负压的气流，有助于提高分 离效果。
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用于离心实验的实验装置

用于离心实验的实验装置

用于离心实验的实验装置离心实验是一种常见的科学研究方法，用于模拟地球重力对物质的影响。

为了进行离心实验，科学家们开发了各种不同类型的离心实验装置。

本文将介绍离心实验的基本原理、不同类型的离心实验装置以及它们在科学研究中的应用。

离心实验的基本原理是利用离心力来模拟物体在地球上受到的重力。

离心力是一种产生于旋转体系的惯性力，它的大小与物体距离旋转中心的距离以及旋转速度有关。

通过调节离心装置的旋转速度和半径，可以模拟不同程度的重力加速度，从而观察物质在不同重力条件下的行为。

一种常见的离心实验装置是离心离析机。

离心离析机通常由一个旋转的转子和几个离心管组成。

将待分离的混合物放入离心管中，通过旋转转子，离心离析机产生离心力，使得不同物质组分在离心管中分层沉降。

这种装置广泛应用于生物学、化学等领域，用于分离细胞、蛋白质、DNA等物质。

另一种常见的离心实验装置是超高速离心机。

超高速离心机可以达到很高的转速，从而产生非常大的离心力。

它通常由一个旋转的转子和密封的离心腔室组成。

超高速离心机常用于分离和纯化生物大分子，如病毒、蛋白质等。

它在生物医学研究和制药工业中有广泛的应用，可以用于疾病诊断、新药研发等领域。

除了离心离析机和超高速离心机，还有其他类型的离心实验装置，如离心式旋转振荡器、离心萃取器等。

这些装置根据不同的实验目的和需求，采用不同的设计和原理。

离心实验装置在科学研究中有着广泛的应用。

例如，在生物学领域，离心实验装置可以用于研究细胞的分离和培养，探索细胞生物学的内部机制。

在化学领域，离心实验装置可以用于合成和分离化合物，探索不同反应条件下化学反应的动力学和机理。

在地球科学领域，离心实验装置可以用于模拟地质过程，研究岩石形成和地球内部结构的演化。

总之，离心实验装置是一种重要的科学研究工具，通过模拟重力环境，可以研究物质的行为和性质。

各种类型的离心实验装置在不同领域的科学研究中发挥着重要的作用，为人类的科学探索和技术创新提供了重要支持。

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四、典型离心机简介
• 离心分离因数 fR2/g • 保留固体式离心澄清机 • 自动分批排渣的离心澄清机 • 喷嘴式离心澄清机 • 离心分离机 • 管式高速离心机 • 卧式螺旋卸渣离心澄清机
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2020/10/21Biblioteka 3二、过滤过程的分类
• 滤饼过滤 • 深层过滤
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三、过滤介质
• 过滤介质种类 1、棉织和合成纤维滤布、多孔复合膜； 2、多孔烧结金属板、金属丝编制物； 3、多孔陶瓷、硅藻土、珍珠岩粉。
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• 过滤介质的技术特性 1、过滤介质所能截留的固体粒子大小。 合成纤维滤布截留的最小粒径，10微米； 硅藻土，1微米； 超滤膜，0.5微米以下。 2、过滤介质的通透性（过滤速度）。 用一定压差下，单位时间内通过单位过滤 面积所获得的滤液体积来表示，升/米2·时。
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二、加压过滤机
• 板框压滤机 • 凹腔板式压滤机 • 自动板框压滤机 • 硅藻土过滤机
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第五节：超过滤
一、基本原理 二、膜 三、超过滤设备
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一、基本原理
类型 一般过滤
项目
F
滤去粒径 10以上
微米
操作压力 0.3~0.5
MPa
介质孔径
微滤 MF 0.2~10
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三、超过滤设备
• 板式膜过滤器 • 管式膜过滤器 • 中空纤维式膜过滤器 • 螺旋卷式膜过滤器
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三、真空过滤机
• 转鼓式真空过滤机 • 滤布循环行进式转鼓真空过滤机
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二、碟式离心机的分离
• 离心分离 • 分离目标为轻液时碟片的开孔位置 • 分离目标为重液时碟片的开孔位置
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三、离心机的临界转速与工作转速
• 离心机产生振动的原因 • 临界转速与工作转速 • 挠性轴与刚性轴
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二、膜
• 材料 有机膜：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、尼 龙等； 无机膜：多孔性陶瓷、多孔性金属等。
• 技术特性 对某一分子量溶质的阻留率；在一定压 力下对水的通透率。
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• 影响超过滤效果的因素 1、增高料液流速； 2、提高操作压力； 3、提高扩散系数； 4、操作时间。
超过滤 UF
0.001~0.2
0.1~0.5 1以下
逐渐减小
反渗透 RO
0.0001以 下
1以上
原理 筛分
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筛分
溶解扩散 溶解扩散 毛细流动 毛细流动
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• 渗透压 • 反渗透 • 超过滤 • 浓差极化
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第四节：离心分离设备
一、碟片式离心机的澄清 二、碟式离心机的分离 三、离心机的临界转速与工作转速 四、典型离心机简介
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一、碟式离心机的澄清
• 碟式离心机与普通离心机 • 离心澄清与连续重力沉降槽 • 重力场中的沉降速度 • 连续重力沉降槽的最大许可生产能力 • 薄层分离 • 碟片间澄清分离
第六章：过滤与离心分离设备
第一节：过滤过程的基本特性和 过滤介质
第二节：过滤速度的强化 第三节：过滤设备 第四节：离心分离设备 第五节：超过滤
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第一节：过滤过程的基本特性和 过滤介质
一、过滤过程的特点 二、过滤过程的分类 三、过滤介质
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一、过滤过程的特点
• 缓慢流动（滞流运动） • 流动阻力不断增大
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第二节：过滤速度的强化
一、滤饼比阻力r0 二、滤饼比阻力的测定方法 三、r0与△p的关系及实验测定方法 四、过滤速度的强化
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第三节：过滤设备
一、常压过滤机 二、加压过滤机 三、真空过滤机
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一、常压过滤机
• 平底筛板啤酒麦汁过滤槽 • 薄糟层过滤单元式过滤槽