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1、下游技术的理论基础,第二章,下游技术就是根据生物物质（如蛋白质、氨基酸、抗生素、脂类、糖类等)与其他杂质性质上的差异，使其在分离操作中具有不同的传质速率或平衡状态，从而达到分离纯化的目的。,下游技术的本质,物理性质 化学性质 生物性质,下游技术的理论基础,下游技术中的生物学过程,下游技术中的化学过程,下游技术中的物理学过程,下游技术的理论基础,下游技术中的物理学过程,按物理学过程为基础可将下游技术分为三类：,平衡分离操作 拟平衡分离操作 非平衡分离操作,平衡分离:,以相平衡作为极限，利用物性差异进行分离的过程。eg.CO、CO2的分离 采用变压吸附技术,下游技术中的物理学过程,下游技术中的物理
2、学过程,表1 平衡分离操作,平衡分离操作的理论基础是平衡论，内容包括：相平衡基础F=C-P+2气液平衡拉乌尔定律,下游技术中的物理学过程,溶解度亨利定律高压气体中的溶解度增大液液平衡分配平衡吸附平衡Langmuir方程,平衡分离操作实质上是一个非平衡过程趋于达到平衡的操作，这个过程包含多种传递现象。,下游技术中的物理学过程,传递通量（三传）：动量、热量、质量固相内分子传递（扩散）：Fick定律多孔体内的扩散：努森扩散、毛细管凝结填充床层中的物质扩散膜内传质,下游技术中的物理学过程,表2 拟平衡分离操作,下游技术中的物理学过程,表3 非平衡分离操作,下游技术中的化学过程,化学反应,化学性分子识别
3、,下游技术中的化学过程,化学性分子识别：1.分子间相互作用 范德华力、氢键、疏水力等2.分子识别 分子间专一性结合的基础,下游技术中的化学过程,图1 环状糊精的构造,化学反应：eg.柠檬酸工业常用CaCO3与柠檬酸作用生成柠檬酸钙沉淀，从而达到分离的目的。,下游技术中的化学过程,许多分离过程利用了生物亲和力，如：酶底物、抗原抗体、凝集素结合蛋白等。,下游技术中的生物学过程,图2 存在于酶分子上的各种结合部位,一个典型的例子就是亲和色谱，这是一种利用了生物物质间的特异的亲和力进行选择性分离的色谱技术。,下游技术中的生物学过程,载体,B,A,配体,接枝手臂,图3 亲和色谱分离原理示意图,说明,利用目标产物与其他杂质之间的性质差异进行的分离过程，可以是单一因素单独作用(如：超离心、亲和层析、萃取)的结果，也可以是两种以上因素共同作用(如：离子交换层析)的结果。,基础理论研究的重要性,研究非理想溶液中溶质与添加物料之间的选择性反应机理，以及系统外物理因子对选择性的影响效应，从而研制高选择性的分离剂，改善对溶质的选择性；,研究界面区的结构、控制界面现象和探求界面现象对传质机理的影响，从而指导改善具体单元操作及过程速度；下游加工过程数学模型的建立。,思考:1、平衡、非平衡、拟平衡过程的区别是什么？2、平衡论的主要内容包括哪些？3、什么是生物亲和力？,
