生物分离过程与一般化工分离过程的对比。
班级；应化1401
姓名；耿壮彬。
学号；1403030104
一、 定义。
生物分离；从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。也称生物工程下游技术。
实质：是研究如何从混合物中把一种或几种物质分离出来的科学技术。
化工分离；采用化工设备的特有作用，对特有的混合物根据其物理性质和化学性质的差异对其进行分离的过程。
二、 主要内容。
生物分离技术；
1）包括离心分离、过滤分离、泡沫分离、萃取分离、沉淀（析）分离、膜分离、层析（色谱）分离、电泳分离技术以及产品的浓缩、结晶、干燥等技术。
2）每一种分离技术根据操作形式或分离机理的不同，又可以分为若干分离方法。
举例；当蛋白质溶液中逐渐加入中性盐时，会产生两种现象：低盐情况下，随中性盐离子强度的增高，蛋白质溶解度增大，称之为盐溶现象；但是，在高盐浓度时，蛋白质溶解度随之减少，发生了盐析现象。产生盐析的一个原因是由于盐离子与蛋白质分子表面具有反电性的离子基团结合形成离子对，因而盐离子部分中和了蛋白质的电性，是蛋白质分子之间静电排斥作用减弱而能相互靠拢，聚集起来。
盐析作用的另一个原因是由于中性盐的亲水性比蛋白质大，盐离子在水中发生水化而使蛋白质脱去了水化膜，暴露出疏水区域，由于疏水区域的相互作用，使其沉淀。
2.等电点沉淀：不同离子强度下，同种蛋白质的溶解度与ph相关。
两性溶质在等电点及等电点附近仍有相当的溶解度，所以等电点沉淀往往不完全，加上生物分子的等电点比较接近，故很少单独使用等电点沉淀法作为主要的纯化手段，往往与盐析、有机溶剂沉淀等方法联合使用。3.有机沉淀法：
向水溶液中加入一定量的亲水性的有机溶剂，降低溶质的溶解度，使其沉淀析出的分离纯化方法。主要机理：(1)亲水性有机溶剂加入溶液后，水溶性有机溶剂本身较强的水合作用降低了自由水的浓度，即水的活度降低，从而压缩了亲水溶质分子表面原有水化层的厚度，降低了它的亲水性，导致脱水凝聚。
（2）亲水性有机溶剂加入溶液后降低了介质的介电常数，使溶质分子之间的静电排斥力减少，静电引力增加，易于发生凝聚而沉淀。
一般的化工分离；
平衡分离过程：如精馏、吸收、萃取、结晶、吸附等。
借助分离剂使均相混合物变成两相系统，再利用混合物中各组分在处于相平衡的两相中的不等同分配而实现分离。
速率分离过程：如微滤、超滤、反渗透、反渗析等。
在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用下，利用各组分扩散速率的差异实现分离。
举例；1.渗透及渗透压。
渗透现象在自然界是常见的，比如将一根黄瓜放入盐水中，黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如下图所示，如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分，在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。
过一段时间就可以发现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象。盐水液面升高不是无止境的，到了一定高度就会达到一个平衡点。
这时隔膜两端液面差所代表的压力被称为渗透压。渗透压的大小与盐水的浓度直接相关。
三、 基本原理。
生物分离原理；有很多，主要是依据离心力、分子大小（筛分）、浓度差、压力差、电荷效应、吸附作用、静电作用、亲和作用、疏水作用、溶解度、平衡分离等原理对原料或产物进行分离、纯化。
举例；生物工程中，人们较早就开始应用选择性吸附法来分离精致各种产品，如蛋白质、核酸、酶、抗生素、氨基酸等。近年来，随着凝胶类吸附法、大网格聚合物吸附剂的发展和应用，吸附法在生物工程技术中被广泛应用。色层分离（也称色谱分离或层析分离）技术，已成为生物大分子分离和纯化技术中极其重要的组成部分。
层析技术分离纯化的生物技术产品种类包括：干扰素、疫苗、抗凝血因子、生长激素、单克隆抗体、凝血因子等等。
化工分离原理；1机械分离：利用机械力简单的将两相混合物相互分离的过程，对象多是两相混合物，分离时相间无物质传递；2传质分离：①平衡分离：
依据被分离混合物各组分在不互溶的两相平衡分配组成不等的原理进行的分离过程，有能量介入时可分为蒸发和蒸馏等，物质介入时可分为吸收、萃取、吸附、干燥等；②速率控制分离：依据被分离组分在均相中的传递速率差异而进行分离的，包括膜分离；3反应分离：一般情况下可逆反应、不可逆反应、分解反应可考虑用于分离。
举例；加盐萃取精馏是一种新的萃取精馏方法，其理论基础是盐效应理论。所谓盐效应是指盐加入饱和的非电介质水溶液而使其溶解度发生变化，它包括溶解度下降产生的“盐析”和溶解度增加产生的“盐溶”两种现象。目前，盐效应理论有debye—mcaulay静电理论、“范德华力理论”、mcdevit—long内压力理论、黄子卿盐效应机构、pitser电解质溶液理论和定标粒子理论。
其中比较严格和有影响的是debye—mcaulay静电理论和“范德华理论”。“静电理论”主要考虑盐离子与水分子的静电作用，而忽略其它力的作用。它认为在三元溶液中，水分子和非电解质分子有不同的介电常数，在离子的电场信息作用下，具有较高介电常数的分子聚集在离子周围，把具有较低介电常数的分子从离子的附近驱除，这个过程使体系的吉布斯自由能发生变化，因而改变了各组分的活度系数。
“静电理论”是只考虑了静电力，而忽略了其它力的作用，同时在理论推导方面也采用了许多简化的假设。尽管如此，静电理论在盐效应的定性研究方面起了指导作用。“范德华力理论”综考虑了盐与水，盐离子与非极性分子间，以及非极性分子间的相互作用能。
这些相互作用能中属于范德华能的有：①偶极子与偶极子的相互作用———取向能；②偶极子与感生偶极子的相互作用———感生能；③非极性分子与原子间的相互作用能—色散能。在这3种范德华能中色散能是最重要的，尤其是对大盐离子与有机分子间色散力起主要作用。
这一理论可以克服静电理论的不足，但“范德华力”理论仍处于定性阶段。
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