游技術(shù)的理論基礎(chǔ)

1、下游技術(shù)的理論基礎(chǔ),下游技術(shù)就是根據(jù)生物物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、氨基酸、抗生素、脂類、糖類等)與其他雜質(zhì)性質(zhì)上的差異，使其在分離操作中具有不同的傳質(zhì)速率或平衡狀態(tài)，從而達(dá)到分離純化的目的,下游技術(shù)的本質(zhì),物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 生物性質(zhì),下游技術(shù)的理論基礎(chǔ),下游技術(shù)中的 生物學(xué)過程,下游技術(shù)中的 化學(xué)過程,下游技術(shù)中的 物理學(xué)過程,下游技術(shù)的理論基礎(chǔ),下游技術(shù)中的物理學(xué)過程,按物理學(xué)過程為基礎(chǔ)可將下游技術(shù)分為三類,平衡分離操作 擬平衡分離操作 非平衡分離操作,平衡分離,以相平衡作為極限，利用物性差異進(jìn)行分離的過程。 eg. CO、CO2的分離 采用變壓吸附技術(shù),下游技術(shù)中的物理學(xué)過程,下游技術(shù)中的物理學(xué)過

2、程,表1 平衡分離操作,平衡分離操作的理論基礎(chǔ)是平衡論，內(nèi)容包括： 相平衡基礎(chǔ)F=C-P+2 氣液平衡拉烏爾定律,下游技術(shù)中的物理學(xué)過程,溶解度亨利定律 高壓氣體中的溶解度增大 液液平衡分配平衡 吸附平衡Langmuir方程,平衡分離操作實(shí)質(zhì)上是一個(gè)非平衡過程趨于達(dá)到平衡的操作，這個(gè)過程包含多種傳遞現(xiàn)象,下游技術(shù)中的物理學(xué)過程,傳遞通量（三傳）：動量、熱量、質(zhì)量 固相內(nèi)分子傳遞（擴(kuò)散）： Fick定律 多孔體內(nèi)的擴(kuò)散：努森擴(kuò)散、毛細(xì)管凝結(jié) 填充床層中的物質(zhì)擴(kuò)散 膜內(nèi)傳質(zhì),下游技術(shù)中的物理學(xué)過程,表2 擬平衡分離操作,下游技術(shù)中的物理學(xué)過程,表3 非平衡分離操作,下游技術(shù)中的化學(xué)過程,化學(xué)反應(yīng),

3、化學(xué)性分子識別,下游技術(shù)中的化學(xué)過程,化學(xué)性分子識別： 1.分子間相互作用 范德華力、氫鍵、疏水力等 2.分子識別 分子間專一性結(jié)合的基礎(chǔ),下游技術(shù)中的化學(xué)過程,圖1 環(huán)狀糊精的構(gòu)造,化學(xué)反應(yīng)： eg. 檸檬酸工業(yè)常用CaCO3與檸檬酸作用生成檸檬酸鈣沉淀，從而達(dá)到分離的目的,下游技術(shù)中的化學(xué)過程,許多分離過程利用了生物親和力，如：酶底物、抗原抗體、凝集素結(jié)合蛋白等,下游技術(shù)中的生物學(xué)過程,圖2 存在于酶分子上的各種結(jié)合部位,一個(gè)典型的例子就是親和色譜，這是一種利用了生物物質(zhì)間的特異的親和力進(jìn)行選擇性分離的色譜技術(shù),下游技術(shù)中的生物學(xué)過程,載體,B,A,配體,接枝手臂,圖3 親和色譜分離原理示意圖,說明,利用目標(biāo)產(chǎn)物與其他雜質(zhì)之間的性質(zhì)差異進(jìn)行的分離過程，可以是單一因素單獨(dú)作用(如：超離心、親和層析、萃取)的結(jié)果，也可以是兩種以上因素共同作用(如：離子交換層析)的結(jié)果,基礎(chǔ)理論研究的重要性,研究非理想溶液中溶質(zhì)與添加物料之間的選擇性反應(yīng)機(jī)理，以及系統(tǒng)外物理因子對選擇性的影響效應(yīng)，從而研制高選擇性的分離劑，改善對溶質(zhì)的選擇性,研究界面區(qū)的結(jié)構(gòu)、控制界面現(xiàn)象和探求界面現(xiàn)象對傳質(zhì)機(jī)理的影響，從而指導(dǎo)改善具體單元操作及過程速度； 下游加工過程數(shù)