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分离工程（Separation Engineering）课程代码：13410101学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：32 实验学时：0 上机学时：0 课程实践学时：0 ）先修课程：数学、物理化学、化工原理、化工热力学、传质过程原理、计算机技术适用专业：化学工程与工艺教材：《化工分离过程》，陈洪钫、刘家祺，化学工业出版社，2014年第二版。
一、课程性质和课程目标（一）课程性质本课程是高等学校本科化学工程与工艺专业的一门必修课，是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学等技术基础知识后的一门专业主干课。
化工分离工程是研究过程工业中物质分离和纯化的工程技术学科。
本课程讲授传质与分离工程的原理和应用，以及化工分离过程中一些主要分离单元操作和分离工程领域的研究进展。
它利用前期课程中介绍的有关相平衡、热力学等知识，以及三种传递的理论来研究化工生产实际中复杂物系的分离和提纯技术。
（二）课程目标通过本课程的理论教学与训练，使学生具备下列能力：课程目标1：掌握各种常用分离过程的基本理论，操作特点并能够识别和判断复杂化学工程问题的关键环节；课程目标2：掌握各种常用分离过程的简捷和严格的计算方法和强化改进操作的途径，并能够将其应用于解决具体的化学工程问题；课程目标3：能运用单级和多级平衡分离过程中的基本理论去证实解决复杂化工工程问题方案的合理性。
（三）、课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点2-1、2-3、2-4。
1.毕业要求2-1：能运用所学的科学原理，识别和判断复杂化学工程问题的关键环节。
2.毕业要求2-3：能认识到解决工程问题有多种可选择方案，并能研究文献寻找可替代的解决方案。
3.毕业要求2-4：能运用基本原理，证实解决复杂工程问题方案的合理性并得到有效结论。
课程目标课程目标1 课程目标2 课程目标3 毕业要求指标点毕业要求2-1 ✓毕业要求2-3 ✓毕业要求2-4 ✓二、课程内容与教学要求第一章绪论（一）课程内容1. 分离操作在化工生产中的重要性；2. 传质分离过程的分类和特征A. 平衡分离过程包括精馏、吸收、萃取、干燥等；B. 速率分离过程包括超滤、反渗透、渗析等。
生物分离工程复习纲要--裴武第一章绪论1.生物分离工程在生物技术中的地位？答: 生物技术的重要目的是运用培养微生物、动物细胞、植物细胞来生产对人有用的产品, 而分离纯化过程是生物产品工程的重要环节。
因此, 生物分离工程是生物技术的重要组成部分, 是生物技术转化为生产力所不可缺少的重要环节, 在生物技术研究和产业发展中发挥着重要作用, 其技术进步限度对于保持和提高各国在生物技术领域内的经济竞争力有至关重要的作用。
2.生物分离工程的特点是什么？答: 生物分离是从生物材料、微生物的发酵液、生物反映液或动植物细胞的培养液中分离并纯化有关产品（如具有药理活性作用的蛋白质等）的过程, 又称为下游加工过程。
生物工程的重要特点是生物制品多种多样; 常无固定操作方法可循;生物材料组成非常复杂, 分离操作环节多, 不易获得高收率; 培养液（或发酵液）中所含目的物浓度很低, 而杂质含量却很高; 分离进程必须保护化合物的生理活性; 生物活性成分离开生物体后, 易变性、破坏。
3.生物分离工程可分为几大部分, 分别涉及哪些单元操作？答: 生物分离工程可分为可分为不溶物的去除、产物分离、产品的纯化及产品的精制四大部分。
不溶物的去除涉及过滤、离心和细胞破碎, 通过这些单元操作使产物浓度和质量得到了提高。
产物分离涉及离子互换吸附、萃取等。
其中萃取又分为溶剂萃取、反微团萃取、超临界流体萃取和双水相萃取等。
以上分离过程不具有特异性, 只是进行初分可提高产物浓度和质量。
产品的纯化涉及色谱、电泳、沉淀等单元操作, 这些技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。
产品的精制涉及结晶及干燥等单元操作。
4.在设计下游分离过程前, 必须考虑哪些问题方能保证我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？答: 在设计下游分离过程前, 通常要注意以下几个问题:1)生物材料的组成成分非常复杂, 有数百种甚至更多, 各种化合物的形状、大小、相对分子质量和理化性质都各不相同, 有的迄今还是未知物, 并且这些化合物在分离时仍在不断的代谢变化中。
一、教学目的：通过本课程教学，使学生典型分离技术的基本内容，掌握多组分精馏和吸收、吸附、膜分离等单元操作的原理和有关计算；能进行典型化工单元操作的工艺计算。
二、时间安排：60学时1、绪论2学时2、精馏12学时3、特殊精馏8学时3、吸收12学时4、吸附14学时5、膜分离技术10学时6、复习2学时7、合计60学时三、重点与难点1、重点：精馏、吸收2、难点：吸附、膜分离四、授课1．2节（一）引入：《化工原理》课中，我们学习了双组分物料分离的单元操作。
但是自然界存在的绝大多数物质，多数是以多种成分的混合物形式存在，当我们需要其中的某一组分物质时，往往需要对多组分混合物重新进行混合和分离，如选矿、冶炼、食盐的制取、石油的分馏等，所以，在工程上，多组分分离更具有实际意义，为此，特开设分离工程课程以满足工程需要。
（二）授课：第一章绪论第一节概况一、分离工程的作用、意义和分类：1、概括化工生产过程：1）原料的预处理（粉碎、加热、分离）；2）经预处理的原料通过化学反应而生成产物（包括中间品、产品）；3）产物的分离和提纯。
4）物料的输送5）化工过程可概括为：化学反应、分离、加热（冷）等预处理、输送------产生学科：反应工程、分离工程、传热、流体（粉体）的输送。
2、关于分离过程1）物质(组分)的混合为自发的自然过程，并拌有熵增大，也是所谓的无序程度的增加。
相反，将混合物分离则不是自发过程，需要消耗一定能量。
2）如果被分离的混合物存在两个或多个互不溶的相，一般先利用机械方法分离各相，如利用重力场、离心力常或电场等予以分离。
随后对每相采用适当的分离技术分离之。
3）对于均相混合物（气相、液相或固相），通常是产生或加入一个与其不互溶的另一相物质，而实现混合物的分离的。
此不互溶的物质可以利用能量分离剂)(MSA加入。
(ESA产生，或作为质量分离剂) 4）能量分离剂包括热、压力、电、磁、离心运动、辐射等；质量分离剂指过滤介质、吸收剂、表面活性剂、吸附剂、离子交换树脂、膜材料等。
《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。
《分离工程》复习提要第一章绪论1、质分离过程的分类：机械分离过程、传质分离过程（分为平衡分离过程和速率分离过程）2平衡分离过程——借助分离媒介（如热能、溶剂和吸附剂），使均相混合物系统变成两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡中不等同的分配为依据而实现分离。
分离媒介分为：能量媒介ESA和物质媒介MSA。
3、分离因子、固有分离因子的定义第二章多组分分离基础（一）设计变量1、概念设计变量-——在计算前，必须由设计者赋值的变量。
固定设计变量N x 描述进料物流的变量设计变量数N i 系统压力可调设计变量N aN x是指描述进料物流的变量（如进料组成、流量、温度和压力等）及系统压力。
事实上已被给定或最常被给定的量。
N a则是由设计者来决定的。
2、单元的设计变量.（会用下法求单设计变量）单元的设计变量N i = N v– N c（1）独立变量数N vN v可由①出入系统的各物流的独立变量数；②系统和环境进行能量交换的情况决定。
1）物流的独立变量数任一单相物流N v = f + 1＝c + 22）当系统和环境有能量交换时，N v应加上描述能量交换的变量数。
（2）约束关系数N c的确定约束关系包括：1）物料平衡式数目等于组分数c；2）能量平衡式每个系统只有一个；3） 相平衡关系式 有c （π- 1）个； 4）化学平衡式 一般不予考虑；5）内在关系式 指约定关系，如物流间温差、压力.N a e== N i e- N x e3、装置的设计变量（会确定分离装置的设计变量数） 步骤：（1）按每一单相物流有c+ 2个变量，计算进料物流所确定的固定设计变量数；（2）确定装置中具有不同压力的数目（压力等级数），当忽略由于摩擦阻力而引起的微小压力降时，装置内共有几个操作压力；（3）上两项之和即为固定设计变量数N x u；（4）将①串级单元的数目；②分配器的数目；③侧线采出单元的数目；④传热单元的数目相加，便是整个装置的可调设计变量数N a u。
