生化分离工程化学原理生物化学工程的一个组成部分

生物化工产品系通过发酵过程、酶反应过程或动植物细胞大量培养获得

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(downstream pro-cessing)，它由一些化学工程的单元操作组成, 但由于生物物质的特性，有其特殊要求，而且某些单元操作在一般化学工业中应用较少

培养液是复杂的多相系统，其中所含欲提取的生物物质浓度很低，而杂质含量却很高，特别是基因工程产生的许多新的蛋白质常常伴有大量性质相似的杂质蛋白质，使分离、精制工作非常困难

同时在总成本中，下游加工费用常占很大比例，在50%～70%之间，因此无论从技术、还是从经济方面，生化分离工程都引起重视

下游加工过程的一般步骤(见图)包括提取和精制

提取观察实验包括培养液（如发酵液）的预处理和细胞的破碎和分离

培养液的预处理培养液预处理的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、阴性和阳性的絮凝剂

高聚物的分子量对絮凝效果有很大影响

由于细胞表面常带负电，因此处理培养液常用阳离子絮凝剂，但有时细胞表面也可以吸咐阳离子变成带正电的

还可在生物活性物质稳定性的范围内，利用酸化、加热、加入助滤剂，或把几种方法结合起来，能使过滤速度大大加快

一种新的过滤方法，是利用超过滤膜进行错流过滤，此时无滤饼形成，对细菌悬浮液，滤速可达 67～1181/(m·h)

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

大规模生产中常用高压匀浆器和珠磨机

前者利用液相剪切力和与固定表面撞击所产生的应力；后者利用固相剪切力，两者机理不同，可相互补充

细胞碎片分离通常用离心分离的方法，但非常困难，因为颗粒减小，密度差也减小，同时有高聚物分泌出来，使粘度增加

一种新的办法是双水相萃取法

由于高分子聚合物的不相容性，使两种高聚物的水溶液（含盐或不含盐）可以分成两相甚至多相，例如聚乙二醇与葡聚糖等的水溶液

细胞颗粒或蛋白质分子可在两相间进行分配

影响分配系数的因素有高聚物的种类和浓度、高聚物的分子量、离子的种类、离子强度、pH值和温度等

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