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第二篇 总结
第一章
过滤 离心 膜分离设备
一、发酵液预处理的方法
1、加热：最常用，可使蛋白质变性，粘度低
2、凝聚和絮凝：加凝/絮剂破坏胶体稳定性.凝聚用于细小菌体且较高粘度发酵液，在中性盐作用下双电层排斥，电位降低，使胶体不稳定；
絮凝用高分子聚合物，通过静电引力、分子间力或氢键作用，吸附在胶粒表面，形成架桥，常用聚丙烯酰胺，用量由试验确定。聚合铝盐、聚合铁盐或天然有机高分子海藻酸钠、明胶、骨胶、壳聚糖。
3、加入盐类：用某些盐可除去高价无机离子.除Ca2+可用草酸钠；三聚磷酸钠除Mg2+、Ca2+、黄血盐可除Fe3+；
4、调节发酵液的pH值：Pr属两性物质,pH等电点Pr析出。
5、加入助滤剂：活性炭、纤维素改变滤饼结构,有利于过滤
二、固液分离的方法。过滤：依靠介质进行过滤； 离心：分离心沉降、离心过滤；
重力沉降：在沉降槽中利用重力作用沉降固体颗粒； 浮选：在浮选罐中鼓入气泡，颗粒附于气泡表面而除去；
悬液分离：悬浮液以高速切线进入悬液分离器，因离心力大小不同而离固体颗粒。
三、过滤设备类型及选择
按推动力分：常压～、加压～、真空～。常压（重力式）：啤酒生产的过滤槽； 加压式~：硅藻土过滤机、板框压滤机等
真空式~：真空带式~、转鼓~、水平翻盘式~、圆盘式~、叶片式的~等。
1、按滤饼形成特性、固形物含量及沉淀特性将过滤液分五类：
A】固形物含量＞20%，数秒内可形成50mm滤饼，且搅拌器也不能使其保持悬浮，可用内部给料式真空转鼓过滤机、带式过滤机、水平翻斗式~； B】固形物10~20%：能在30s形成50mm滤饼，可用真空转鼓~、水平翻盘式、圆盘式、叶片式过滤机.C】固形物1 ~10%：在5min内形成3mm滤饼，可用转鼓~、叶片机、板框~ D】固形物0.1 ~1%：不能连续排除滤渣，可用预涂助滤剂的间歇过滤设备
eg硅藻土过滤机
E】固形物＜0.1%：属于澄清过滤（添加固体作过滤层或截留、吸附颗粒）。
2、生产规模：规模大用连续式，规模小用间歇
3、操作条件、要求以及设备材质要求。
四、离心分离设备原理、离心分离因数
离心分离有离心沉降和离心分离两种，沉降原理是在高速旋转的转鼓中，藉惯性离心力的作用，澄清悬浮液；离心过滤是利用滤布作过滤介质截留固体颗粒。离心分离因数指离心力与重力的比值或离心加速度与重力～的比值。它是反映离心机分离能力的重要指标。f=Fp/mg=（mrn2/90）/mg=n2r/900
五、膜分离设备特点及类型。
设备简单、能耗低、效率高、不涉及相变化，易控制等优点，能除去1μ以下的粒子，尤其适于热敏性物质
膜分离的实质：小分子物质透过膜，大分子物质或固体粒子被阻挡。分离推动力：浓度差、压力差、电位差等多种。
1．膜分离过程不发生相变化，能耗低。2．膜分离过程在常温下进行。3．不仅适用于有机物，无机物和病毒、细菌分离，还适用于一些共沸物或近沸物的分离。
4.能耗低，效率高，设备简单。
类型：微滤、超滤、纳滤、反渗透，其中反渗透膜孔径最小，但能耗也最大。使用最广的形式螺旋卷绕式。
六、浓差极化及消除方法？
浓差极化现象：料液透过膜后，被截流的溶质在膜一侧积累，呈凝胶层，阻碍溶剂向膜表面扩散。使通量下降到一个恒定数值。加大压力解决渗透压问题，例反渗透；
搅拌、震动过滤或错流、加大流速、切向流解决浓差极化；升高温度、降低粘度；定期清洗膜表面。第二章
萃取与离交吸附色谱分离设备
根据被萃取的原料，萃取分溶剂萃取法：化学工业广泛用于小分子物质的提取；
双水相萃取法：常用于蛋白质等大分子物质提取
3、萃取有关计算[理论萃取率] 多级错流萃取理论收率： 1－ Ø n =｛ [E＋1]n－1 ｝/[E＋1]n 多级逆流萃取理理论收率：1－ Ø n＝[En+1－E]/[En+1－1] 萃取因数E ：在萃取相中的溶质数量与在萃余相中的溶质数量的比值 ； 分配系数K：即萃取相中溶质浓度与萃余相中溶质浓度的比值。
即多级错流萃取比单级优越，同级逆流萃取比错流萃取优越。多级逆流萃取，与相同级数的错流萃取相比，在使用相同的萃取剂条件下，逆流萃取可获得更高的收得率。逆流萃取更经济适用。
4、影响萃取操作的因素。
A】温度：降低系统的温度可提高效率，分离度相应提高，但易导致μ大，扩散系数小，多维持在室温或稍低。
B】pH的影响：影响选择性及分配系数。酸性产物在酸性条件下萃取到萃取剂中；反之亦然
C】溶媒比（料液量与萃取量之比）：溶媒比大，整个萃取分离效率提高，对要求达到一定分离程度的料液，其分离级数可减少，而级数不变时，可提高产物收得率。
D】盐析、带溶剂、去乳化作用：
盐析剂：硫酸铵等可使产物在水溶液中溶解度降低，有利于产物萃取到萃取剂中 带溶剂：水溶性强、在有机萃取剂中溶解度小的产物，可加入带溶剂和产物形成复合物，再提取分离。
去乳化：〔一种液体分散在另一种不相混合的液体中〕过滤、离心、加热、稀释、加电解质、吸附等可破坏乳化。
5、离子树脂交换：同性等当量进行交换。例某产物带正电荷，只能采用阳离子交换树脂提取。
第三章
蒸发和结晶设备
1、蒸发：去除部分溶剂，使溶液浓度增加，溶质没有发生相变；结晶：从均一的溶液相中析出固相晶体的化工单元操作，其过程比蒸发复杂得多。
2、薄膜式蒸发有升膜式、降膜式及升降膜式蒸发器三种类型。其中降膜式蒸发是料液从上部进料，二次蒸汽与料液方向相反，导热系数较高。
2、真空蒸发流程组成设备有哪些？各有何作用？
蒸发器(加热室，蒸发室)：利用间壁换热加热、蒸发带蒸发的浓缩的料液。
除沫器：在蒸发室内或外分离二次蒸汽夹带的雾沫。
冷凝器：二次蒸汽不被利用时，必须冷凝成水方可排除，同时排除不凝性气体。真空装置：抽出不凝结气体，保证系统的真空度，降低浓缩锅内压力，使料液在低温下沸腾。
3、热敏物料的特点
膜式蒸发器适宜于热敏性物料的蒸发； 其特点是溶液仅通过加热管一次，不作循环，溶液在加热管壁上呈薄膜状，蒸发速度快(几秒至数十秒)，传热效率高。
4、蒸发浓缩有哪些节能措施？
沸点上升是由于溶质的存在导致分子运动阻力增加以及溶液粘滞和液柱高度阻碍溶剂气化和蒸汽的排出所导致。
沸点上升是影响热能重复利用增大能耗的重要原因。解决措施：(一)热能循环利用即多效蒸发
（二）热泵蒸发：利用机械泵或蒸汽喷射泵将低压二次蒸汽压缩成较高压力之后使用。
5、热效率：蒸发操作中，将每千克加热蒸汽所蒸发出的水量称之为热效率。
蒸发器的生产强度（蒸发强度）：定义为单位传热面积的蒸发量。即U=Ve/F6、提高膜式蒸发器生产强度的措施.物料预热至近沸点进料；相差3~4℃
采用合适的温差Δt，加热源与料液沸点温度差不能很大，但也不能干壁； 要有足够的冷凝量，降低真空泵负荷； 合适的真空泵及配套管道，减少管道阻力
7、工业生产中一般采用加晶种的方法进行结晶。结晶设备真空煮晶锅。味精干燥采用流化床干燥法。第四章
干燥设备
1、生物工业制品干燥设备类型及设备选性原则
瞬时快速~（滚筒、气流）、低温干燥~：真空、冷冻、另外有红外和微波干燥 产品质量要求：保持一定活性，避免分解失活； 产品的纯度：无杂质无杂菌，设备要无菌密闭； 物料特性：颗粒状选沸腾、气流；结晶固定床；
产量及劳动条件：浆料产量大选喷雾干燥、粘稠难雾化可选离心或气流干燥，量小可选滚筒； 考虑劳动条件可选连续化、自动化设备等。
3、气流干燥、喷雾干燥、冷冻干燥
气流干燥是利用热空气与粉状或颗粒状湿物料在流动过程中充分接触，气体与固体物料之间进行传热与传质，从而使湿物料达到干燥的目的。气流干燥由空气过滤器、加热器、干燥管组成。
依据干燥管的长度气流干燥分长管式、短管式[4m]、旋风式气流干燥器三种。
喷雾干燥是利用不同的喷雾器将悬浮液和粘滞的液体喷成雾状，形成具有较大表面积的分散微粒同热空气发生强烈的热交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获得干燥。
喷雾干燥的方法有压力喷雾法(机械~)、气流喷雾法、离心喷雾法三种类型。冷冻干燥是将湿物料在较低温度下[-10~-50℃]冷冻成固态，然后在高真空度下，将固态物料水分直接升华为气态而除去的干燥过程。
酒精生产的双塔蒸馏 ：粗馏塔、精馏塔。按进入精塔的料液不同分
气相过塔和 液相过塔两种。
4、下游加工工艺过程以及主要设备；
发酵液--预处理—细胞分离—细胞破碎—碎片分离—提取—精制—蒸发浓缩—干燥
过滤设备（板框、硅藻土等）、离心设备（沉降、分离机）、膜分离设备、萃取设备、结晶设备、真空蒸发浓缩设备、干燥设备（气流干燥、喷雾干燥、低温干燥等）
