天津科技⼤学-⽣物分离⼯程总结⽣物分离⼯程复习资料⼀、绪论从发酵液、反应液和培养液中分离、精制有关产品的过程称为⽣物分离⼯程（Bio-Separations Engineering）亦称下游技术（Downstream Processing）⽣物产品的成本构成传统液体混合物产品（分离成本约10%）啤酒、葡萄酒等发酵饮料（简单固液分离和⽆菌处理）⼩分⼦⽣物产品（分离成本约30%，分离、精制部分的投资占整个投资的60% ）酒精，丙酮，丁醇，抗⽣素，有机酸，核酸，酶制剂，单细胞蛋⽩)⽣物活性产品（分离成本约占整个⽣产费⽤的80%-90%）动物细胞培养植物细胞培养基因⼯程发酵产品如：疫苗、单克隆抗体（规模⼩，纯度要求⾼）原料及产品特性：成分复杂（细胞、代谢物、培养基残余物）⽬标产物浓度低（1%---10%，杂质含量⾼）收率低易失活不稳定性收率计算：由于起始浓度低，杂质多，⽽产品要求纯度⾼，因此常需好⼏步操作，其结果使得⽣物产品的收率较低。
例：假设每步操作的收率为90%，若包含3步操作，则总收率为（）=%，若包含6步操作，则总收率真为%。
⽣物安全（bio-safety）问题，要在密闭状态下将菌体排放到指定位置防⽌菌体扩散。
⽣物下游技术的⼀般操作流程：发酵液→预处理→固液分离→固：细胞（液：发酵液）→细胞破碎→细胞碎⽚分离→初步纯化→⾼度纯化（精制）→成品加⼯⼯业应⽤的⽣物分离技术回收技术: 絮凝，离⼼，过滤，微过滤。
细胞破碎技术: 球磨，⾼压匀浆，化学破碎技术超声波酶初步纯化技术: 沉淀，离⼦交换，萃取，膜分离技术，盐析法，有机溶剂沉淀^成品加⼯喷雾⼲燥，⽓流⼲燥，沸腾⼲燥，冷冻⼲燥，结晶细胞碎⽚的分离（与细胞液⽐重相差不⼤，故较难分离）：膜分离、梯度离⼼、双⽔相萃取提取⽅法：吸附、沉淀、萃取、超滤、结晶精制⽅法：重结晶、离⼦交换、⾊谱分离、膜分离成品加⼯⽅法：浓缩、⼲燥、⽆菌过滤、成型分离效率的评价：评价⼀个分离过程的效率主要有三个标准。
《生物分离工程》课程笔记第一章绪论一、生物分离工程的历史及应用1. 历史生物分离工程的历史可以追溯到古代酿酒和面包制作时期，但作为一个独立领域的发展始于20世纪。
早期的生物分离技术主要依靠自然现象，如沉淀、结晶等。
随着科技的发展，尤其是生物技术的崛起，生物分离工程逐渐形成一门独立的学科，并得到了迅速发展。
2. 应用生物分离技术在医药、食品、农业、环境保护等领域有广泛的应用。
例如，在疫苗生产中，需要从细胞培养液中分离出病毒或细菌；在抗生素提取中，需要从发酵液中提取抗生素；在蛋白质纯化中，需要从混合蛋白质中分离出目标蛋白质；在果汁澄清中，需要去除果汁中的悬浮固体等。
二、生物分离过程的特点1. 复杂性生物分离过程涉及生物大分子（如蛋白质、核酸、多糖等）的分离和纯化，这些生物大分子在结构和性质上具有很高的复杂性，因此生物分离过程也具有较高的复杂性。
2. 多样性生物分离过程中，针对不同的生物大分子和混合物，需要采用不同的分离方法和工艺，因此生物分离过程具有很高的多样性。
3. 灵敏度生物大分子在分离过程中容易受到外界因素的影响，如温度、pH值、离子强度等，因此生物分离过程需要严格控制条件，具有很高的灵敏度。
4. 易失活性生物大分子在分离过程中容易发生变性、降解等失活现象，因此生物分离过程需要尽量减少这些失活现象的发生。
5. 高价值生物大分子往往具有很高的经济价值，如药物、生物制品等，因此生物分离过程需要高效、高收率地分离目标物质，以满足市场需求。
第二章过滤一、过滤基本概念及预处理1. 过滤基本概念过滤是一种基于孔径大小实现固体与流体分离的技术。
在生物分离工程中，过滤技术被广泛应用于细胞培养液、发酵液、酶反应液等混合物的初步分离和纯化。
过滤过程中，混合物通过过滤介质（如滤纸、滤膜等），固体颗粒被拦截在过滤介质上，而流体则通过过滤介质流出，从而实现分离。
2. 预处理为了提高过滤效率，通常需要对混合物进行预处理。
生物分离工程复习笔记生物分离工程内容：1.生物分离工程概念、特点、操作流程等；2.生物分离中常用到的分离操作方法，其概念、原理、特征、适用对象、注意事项、优缺点、使用实例等；3.常用方法的比较；基本知识点（一）一．生物分离工程概述1，生物分离工程（P1）生物分离工程是指从发酵液、反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。
它描述了生物产品分离、纯化过程的原理、方法和设备，又称为生物工程下游技术。
特征：应用面广;种类繁多，结构功能复杂，生物活性各异;目的产物在初始物料中的含量低;原料中目标产物浓度越低，所需能耗越高，分离过程成本越大;始物料成分复杂,常需多个步骤,产品总收率低;易变质、易失活、易变性，对温度、pH值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感；产品的质量要求高，尤其是药品等2.传统生化产品和基因工程产品在提取和精制上的差异（P1）（了解）1）传统生化产品都为小分子(工业用酶除外，但它们对纯度要求不高、提取方法较简单)．其理化性能(如平衡关系等)数据都为已知，因此放大比较有根据；基因工程产品大多为大分子，必要数据缺乏，放大多凭经验。
3）大分子(蛋白质)的分离主要困难在于杂蛋白的分离，由于蛋白质都内氨基酸所构成，所以性质相似，分离主要依靠高分辨力的精制方法，如色谱分离等。
3.生物技术下游加工过程的一般流程和单元操作（P4）1）一般工艺流程一般来说，下游加工过程含培养液（发酵液）的预处理和固液分离；初步纯化（提取）；高度纯化（精制）；最后纯化。
第1 页共1 页生物分离工程2）具体过程1发酵液预处理和固液分离○过滤和离心是预处理最基本的单元操作。
一．生物分离工程在生物技术中的地位1．对于生物新产品，分离工程所占成本最大。
A 类：液体或固体混合物产品。
下游加工占总成本10~20% B 类：小分子生物产品、非活性大分子产品和细胞产品（即传统发酵工厂产品）。
投资占60%左右，下游过程成本占30%左右，能源消耗占60~80%C 类；生物活性物质产品。
下游过程成本占80~95% 2．分离工程的落后阻碍生物技术的发展。
a.许多生物工程上游技术的新成果由于没有合适的提取与精制方法而不能转化为生产力。
b.由于提取和精制方法的落后，使某些生物产品收率低、成本高，缺乏竟争力。
二．生物分离工程的特点；①成分复杂，固液分离困难；②浓度低，分离能耗大③收率低；④易失活；⑤不稳定性。
三．生物分离工程的发展方向。
1新型分离方法的研究与开发①膜分离技术完善与推广应用。
②亲和技术。
③色谱分离技术。
④吸附技术。
⑤新型萃取技术。
⑥复合（集成）分离技术的研究.2上游技术对下游过程的影响，①将胞内产物变为胞外产物，②选择便于产品分离的培养基，③通过代谢工程和基因工程的方法，减少影响目标产物分离的副产物的形成 3 原位分离技术研究——发酵培养与产品分离耦合技术，（1）避免或减少产物反馈抑制作用（2）减少生物活性物质产品的失活损失四．精制产品分离纯化一般流程 1．胞外产品：发酵液→预处理→目的产物尽量进液相→→固液分离→收集液相 后→提取与精制 2．胞内产品：发酵液 →预处理→除杂、改变液相性质→ 固－液分离→ 收集细胞或菌体 →细胞破碎 →目的产物进液相→ 固－液分离→ 收集液相 →后提取与精制五．生物悬浮液的特性：①悬浮物颗粒小，比重与液相相差不大；②固体粒子可压缩性大；③粘度大，含有蛋白质、多糖等胶体物质，大多为非牛顿型流体。
改性的目的：降低滤饼比阻，提高过滤与分离的速率。
六．凝聚：指在电解质作用下，由于胶粒间双电层排斥电位的降低，而使胶体体系不稳定的现象。
凝聚作用机理：加入电解质→电解质中的高价阳离子→对胶体周围离子的影响→双电层电位↓→胶体稳定性↓→发生凝聚阳离子对带负电荷的发酵液胶体粒子凝聚能力的次序为： Al3+>Fe3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>Li+七．絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。
生物分离工程部分知识点生物分离效率三个指标：分离纯化浓缩程度，纯化倍数，回收率。
生物分离工程：从发酵液、酶反应液或动/植物细胞培养液中将目标产物提取、浓缩、分离、纯化和成品化的过程。
机械破碎法：固体剪切法(珠磨法、压榨法、撞击法) 液体剪切法（高压匀浆法、超声波破碎）工业常用方法：高压匀浆法、高速珠磨法。
优缺点：高压匀浆优点是细胞经历了高速造成的剪切、碰撞、高压到常压的变化，从而造成细胞破碎。
缺点是较容易造成堵塞的丝状真菌、放线菌以及较小的G+菌不适合用本法。
高压匀浆一般需多级循环操作，每次循环前需要进行级间冷却。
主要能耗是高压和维持低温操作能量消耗。
高速珠磨破碎法：破碎率与能耗成正比。
当破碎率≥80%，能耗急剧增加。
超声波破碎：有效能量利用率低，冷却要求苛刻。
①常用的蛋白质沉淀方法有：盐析沉淀（硫酸铵，低温）、等电点沉淀、有机溶剂沉淀（丙酮/乙醇等有机溶剂）及热沉淀法等。
②有机溶剂沉淀蛋白质的机理是：向蛋白质溶液中加入有机溶剂，水的活度降低。
随着有机溶剂溶度的增大，水对蛋白质分子表面荷电基团的水化程度降低，液体的介电常数下降，蛋白质分子间的静电引力增大，从而凝聚和沉淀。
盐析的主要因素有无机盐的种类，浓度，温度和pH值。
lgS=-β—KsI。
盐的种类影响KS值，离子半径小而带电荷较多的阴离子盐析效果好。
温度和pH值影响β，在高离子强度溶液中，温度上升，有利于某些蛋白质失水，因此温度升高，蛋白质溶解度下降。
pH值接近蛋白质等电点有利于提高盐析效果。
水相pH值对弱电解质分配系数具有显著影响。
物理萃取时，弱酸性电解质的分配系数随pH值降低而增大，弱碱性电解质随pH值降低而减少。
弱电解质在水相中发生不完全解离，仅仅是游离酸或游离碱在两相产生分配平衡，而酸根或碱基不能进入有机相，所以萃取达到平衡状态时，一方面弱电解质在水相中达到解离平衡，另一方面，未解离的游离电解质在两相中达到分配平衡。
生物分离知识点总结一、生物分离的基本原理1. 生物分离的基本概念生物分离是指将生物体内的不同生物体或生物体内的不同成分分离开来，以便进行后续的研究和应用。
生物分离的基本原理是利用生物体或生物体内的不同成分在物理、化学性质上的差异，通过适当的方法将它们分离出来，得到纯净的目标物质。
生物分离技术能够解决样品杂质多、目标物质含量低、组分相似等问题，对于分子生物学、药物研发、蛋白质纯化及生物资源开发等领域起到了关键作用。
2. 生物分离的基本原理生物分离的基本原理包括物理性质分离和化学性质分离两种方式。
物理性质分离是利用生物体内目标成分的物理性质差异进行分离，包括重力、离心、过滤、蒸馏、萃取等技术；化学性质分离是利用生物体内目标成分的化学性质差异进行分离，包括凝胶电泳、离子交换层析、亲和层析、逆相层析等技术。
生物分离技术通常是通过多种手段的组合应用来实现目标成分的纯化和分离。
3. 生物分离的关键技术生物分离的关键技术包括样品预处理、样品分离、样品检测等环节。
样品预处理是对生物样品进行提取、浓缩、净化等处理，以保证后续分离过程中的稳定性和准确性；样品分离是利用不同的分离技术将目标成分从混合体系中分离出来，包括生化分离技术、物理分离技术等；样品检测是对分离后的目标成分进行鉴别、检测和定量分析，以确保获得纯净的目标物质。
二、常用的生物分离技术及其应用1. 凝胶电泳凝胶电泳是一种常用的生物分离技术，它利用生物体内目标成分的电荷特性进行分离。
凝胶电泳通常包括聚丙烯酰胺凝胶电泳、琼脂糖凝胶电泳、蛋白质凝胶电泳等多种技术。
凝胶电泳广泛应用于分子生物学研究、疾病诊断、蛋白质纯化及药物研发等领域，是生物分离技术中的重要手段。
2. 蛋白质层析蛋白质层析是一种常用的生物分离技术，它利用生物体内蛋白质的亲和性与目标物质进行分离。
蛋白质层析包括离子交换层析、亲和层析、逆相层析等多种技术。
蛋白质层析广泛应用于生物制药、酶工程、分子诊断、食品工业等领域，为纯化和分离目标蛋白质提供了重要手段。
生物分离工程第一章(绪论)生物分离工程的定义和过程生物分离工程定义（名词解释）：为提取生物产品时所需的原理、方法、技术及相关硬件设备的总称，指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程。
过程：目标产物捕获目标产物初步纯化(萃取、沉淀、吸附等方法)目标产物高度纯化和精制细胞分离三种手段：重力沉降离心沉降过滤第二章离心分离原理和方法：原理：离心沉降是在离心力的作用下发生的。
单位质量的物质所受到的离心力：式中：r为离心半径，即从旋转轴心到沉降颗粒的距离；ω为旋转角速度；N为离心机的转数，s－1方法：（1）差速离心分级（2）区带离心（差速区带离心、平衡区带离心）离心分离设备：离心力（转速)的大小：低速离心机、高速离心机、超离心机按用途：分析性、制备性按工业应用：管式离心机、碟片式离心机实验室用以离心管式转子离心机，离心操作为间歇式悬浮液的预处理方法和目的：方法：1.加热：最简单和最廉价的处理方法。
黏度、促凝聚、固体成分体积、破坏凝胶结构、增加空隙率调pH值：方法简单有效、成本低廉2.凝聚：在凝聚剂(如铝盐、铁盐、石灰和NaCl)作用下，细胞蛋白质等胶体去稳定，并聚集成1mm大小的凝聚块的过程。
（机理：破坏双电层，水解后胶体吸附，氢键结合等）3.絮凝：在絮凝剂高分子聚合电解质的作用下，胶体颗粒和聚合电解质交连成网，形成10mm大小的絮凝团过程。
（机理：絮凝剂主要起中和电荷、桥架和网络作用）4.惰性助滤剂：一种颗粒均匀、质地坚硬的粒状物质，用于扩大过滤表面的适应范围，减轻细小颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。
（使用方法：预涂层；按一定比率混合。
助滤剂种类：硅藻土、纤维素、未活化的炭、炉渣、重质碳酸钙等。
）目的：提高过滤速度和过滤质量是过滤操作的目标。
各种细胞破碎技术原理和优缺点：原理：许多生物产物在细胞培养过程中保留在细胞内，需破碎细胞，使目标产物选择性地释放到液相。
第一章1、什么是生物分离工程？对于由生物界自然生产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业过程获得的生物原料，经过提取分离、加工并精制目的成分，最终使其成为产品的技术。
2、生物分离工程特点：1).发酵液的特性；2).发酵液是多组分的混合液；3).目的产物的稳定性差；4).对最终产品的质量要求高。
3、生物分离过程的一般流程及各流程所包含单元操作。
①发酵液的预处理与固液分离（离心，过滤）②初步纯化（产物提取）（沉淀，吸附，萃取，超滤）③高度纯化（产物精制）（层析，离子交换，亲和色谱，吸附色谱，电色谱）④成品加工（浓缩，结晶，干燥）第二章1、发酵液的基本特征：1).发酵产物的浓度低，基本是水；2).悬浮物小，密度与液体相差不大；3).固体粒子的可压缩性大；4).液相粘度大；5).性质不稳定。
2、发酵液为什么要预处理（目的）？有哪些方法？目的：A、促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离的效率：⑴改变发酵液的物理性质降低液体黏度；⑵相对纯化，去除发酵液中的部分杂质以利于后续各步操作；⑶尽可能使产物转入便于后处理的一相中方法：1）加热法: a）加热降低液体粘度；b）加热使蛋白质变性凝固，去除杂蛋白2）调节悬浮液的pH值: pH值直接影响发酵液中某些物质的电荷性质，适当调节pH值可改善其过滤特性。
3）加入惰性助滤剂:4）加入反应剂: 加入某些不影响目标产物的反应剂，可消除发酵液中的一些杂质对过滤的影响，从而提高过滤速度。
5）发酵液的相对纯化：A高价无机离子（Ca2+、Mg2+、Fe2+）Ca2+ ——草酸、草酸钠→形成草酸钙沉淀（注意回收草酸）；Mg2+——三聚磷酸钠→形成三聚磷酸钠镁可溶性络合物；Fe2+ ——黄血盐，→普鲁士兰沉淀；B杂蛋白：沉淀法；变性法；吸附法6）凝聚和絮凝：2、什么是凝集和絮凝的概念？原理？概念：①凝聚：胶体粒子在中性盐促进下脱稳相互聚集成大粒子（1mm）大小块状凝聚体的过程。
生物分离工程思考题第一章一、凝聚、絮凝的概念凝聚作用：向胶体悬浮液中加某种电解质，使胶粒双电层电位降低，排斥作用降低，使胶体体系不稳定，胶体间相互碰撞产生凝聚的现象。
特点是凝聚体的颗粒比较小絮凝作用：当一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的胶体表面上，产生架桥联接，形成较大絮凝团的过程，特点是可形成粗大的絮凝体二、影响过滤速度的因素有哪些？如何提高过滤速度？过滤操作一般以压力差为透过推动力，只靠重力很难达到足够大的透过速度透过速度:()L m c dV A Pdt R Rμ∆=+过滤速度与过滤面积，介质两侧压力差，滤液粘度，介质和滤饼阻力有关，适当增加过滤面积，提高介质两侧压力差，加入助滤剂均可提高过滤速度三、什么是分离因素？据此离心机可以分为哪几类？影响分离速度的因素还有哪些？离心设备所能达到的离心力与重力的比值称为分离因素分离因素：224N r Zgπ=根据分离因素可将离心机分为低速离心机，高速离心机和超高速离心机三类分离速度:()2218P S LsLd rVρρωμ-=与颗粒直径、颗粒密度、液体密度和液体粘度有关密度差越大，分离速度越大；密度差存在时，固体颗粒尺寸越大，越容易离心；粘度增大时，不容易离心；颗粒密度与液体密度差异小，固体颗粒不大，粘度很大时，增加离心力能提高离心速率细胞破碎思考题一、试述微生物细胞壁的组成和结构特点？革兰氏阳性菌的细胞壁主要由肽聚糖层组成，细胞壁较厚，约15-50nm，肽聚糖含量占40%-90%革兰氏阴性菌的细胞壁在肽聚糖层的外侧还有分别有脂蛋白和脂多糖及磷脂构成的两层外壁层，肽聚糖层约1.5-2.0nm，外壁层约8-10nm，肽聚糖含量占5%-10%酵母的细胞壁由葡聚糖（30%-40%），甘露聚糖（30%）和蛋白质组成，比革兰氏阳性菌的细胞壁厚霉菌由多聚糖（几丁质+葡聚糖）（80%-90%）构成破碎难度霉菌＞酵母＞革兰氏阳性菌＞革兰氏阴性菌二、常用微生物细胞破碎的方法有哪些？机械法：珠磨法、X-Press法、超声破碎法和高压匀浆法非机械法：溶酶法、化学法、渗透压法和冻结融化法三、选择细胞破碎法的原则一般原则（1）、仅破坏或破碎目标产物的位置周围，当目标产物存在于细胞膜附近时，可采用较温和的方法，如酶溶法（包括自溶法），渗透压冲击法和冻结融化发等，当目标产物存在于细胞质内时，则需采用强烈的机械破碎法（2）、选择性溶解目标产物，当目标产物处于与细胞膜或细胞壁结合的状态时，调节溶液pH值，离子强度或添加与目标产物具有亲和性的试剂如螯合剂，表面活性剂等，使目标产物容易溶解释放，同时，溶液性质应使其他杂质不易溶出，另外，机械法和化学法并用可使操作条件更温和，在相同的目标产物释放率的情况下，降低细胞的破碎程度。
第一章一生物分离工程的特点1 发酵液或培养液是产物浓度很低的水溶液2 培养液是多组分的混合物3 生化产品的稳定性差4 对最终产品的质量要求高二.生物分离工程可分为几大部分分别包括哪些单元操作三. 在设计下游分离过程前必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠1、产品价值2、产品质量3、产物在生产过程中出现的位置4、杂质在生产过程中出现的位置5、产品和主要杂质独特的物化性质是什么6、不同分离方法的技术经济比较第二章 1 如何预处理发酵液1. 高价无机离子的去除方法去除钙离子通常使用草酸。
但由于草酸溶解度较小不适合用量较大的场合。
去除镁离子加入三聚磷酸钠与镁离子形成络合物。
用磷酸盐处理也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。
例如环丝氨酸的提取。
去除铁离子: 加入黄血盐使其形成普鲁士蓝沉淀而除去。
2 凝聚和絮凝的区别凝聚向胶体悬浮液中加入电解质由于双电层电位降低使胶体体系不稳定胶体粒子间因相互碰撞而产生凝集1mm左右的现象。
常用的凝聚剂有Al2SO43.18H2OAlCl3.6H2OFeCl3ZnSO4MgCO3 絮凝指在某些高分子絮凝剂存在下在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大10mm的絮凝团的过程。
其他自己总结 3 滤饼的重量比阻rB 滤饼的重量比阻rB表示单位滤饼厚度的阻力系数是衡量过滤特性的主要指标。
4 了解常用固-液分离设备及其特点1、板框式压滤机国内广泛采用优点结构简单、价格低廉、过滤面积大。
缺点不能连续操作、劳动强度大、滤液澄清度不高。
2、鼓式真空过滤机主要用于霉菌发酵液的过滤优点能连续操作实现自动化控制适用于处理量大而固体含量较多的滤浆。
缺点压差较小不适用于滤饼阻力较大的物料。
3、错流过滤是一种新的过滤方式与常规过滤的区别在于它的固体悬浮液流动方向与过滤介质平行。
优点过滤速度快缺点固液相的分离不太完全 5 常用的细胞破碎方法了解机械破碎法所用设备高压匀浆珠磨破碎撞击破碎超声破碎机械破碎法化学试剂处理酶溶化学破碎法渗透压寤鞣ǘ辰崛诨 ㄎ锢砥扑榉ㄏ赴 扑榉?高压匀浆器珠磨机撞击破碎器第三章一常用的蛋白质沉淀方法有哪些多价金属离子聚电解质非离子型聚合物特殊沉淀剂热沉淀其他沉淀法有机溶剂沉淀等电点沉淀盐析沉淀沉淀法1、盐析沉淀原理盐析Salting-out 蛋白质在高离子强度溶液中溶解度降低发生沉淀的现象。
1，生物分离工程：是指从发酵液，酶反应液或动植物细胞培养液中分离，纯化生物产品的过程。
它描述了生物产品的分离，纯化过程的原理，方法和设备，因为它处于整个生物产品生产过程的后端，所以也称为生物工程下游技术。
2，凝集：通过加入无机盐，在无机盐作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成块状絮凝体的过程。
3，絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
4，离心分离：是指在离心场的作用下，将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。
5，过滤：发酵液通过一种多孔介质，固体颗粒被截留的过程。
6，滤饼过滤：固体颗粒沉积于过滤介质表面形成滤渣层。
7，深层过滤：固体颗粒进入并沉积于多孔孔道内，溶液经孔道缝隙流过滤渣。
8，细胞破碎：是采用一定的方法，在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质的基础。
9，机械破碎法：通过机械运动产生的剪切力使组织细胞破碎。
10，物理破碎法：通过各种物理因素作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。
生物分离工程（下游加工过程）11，化学破碎法：通过各种化学试剂对细胞膜的作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。
12，通过细胞本身酶系或外加酶催化剂的催化作用，使外层结构破坏。
13，超声破碎法：在超声波作用下，液体发生空化作用，空穴的形成，增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力，使细胞破碎。
14，空化作用：指存在于液体中的微气核空化泡在声波作用下发生变化，声压达到一定值，在声波纵向传插负压区，空泡化增大，在声波传播的正压区，空泡闭合，在反复增大，闭合中，空泡化崩溃，崩溃的瞬间，产生巨大的剪切力。
15，酶解法：利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到破坏后，再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜。
16，酶解—自溶作用：利用生物体自身产生的酶来溶胞，而不需要外加其他酶。
17，自溶作用：改变其生长环境，可诱发产生过剩的这种酶或激发产生其他的自溶酶，以达到自溶作用。
18，包含体：一种蛋白质不溶性聚集体，包括目标蛋白，菌体蛋白等。
目标蛋白的一级结构是正确的但立体结构是错误的，所以没有生物活性。
19，沉淀：是指溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低，生成无定形固体从溶液中析出的过程。
20，盐析法：蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低，以至于从溶液中沉淀出来的方法。
21，等电点沉淀法：利用蛋白质在pH等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀。
22，萃取：利用溶质在互不相溶的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。
23，分配定律：在恒温恒压下，溶质在互不相溶的；两相中分配，达到分配平衡后，如果其在两相中的相对分子质量相等，则其在两相中的平衡浓度之比为一常数，称为分配系数k。
k=a/c2=萃取相中的浓度/翠余相的浓度。
24，超临界流体：是指物质处于其临界温度和临界压力以上而形成的一种特殊状态的流体。
25，超临界流体萃取：也叫气体萃取，流体萃取，稠密气体萃取或蒸馏萃取。
作为一种分离过程的开发和应用，是基于一种溶剂对固体和液体的萃取能力和选择性在超临界状态下较之在常温常压下可获得极大的提高。
它是利用超临界流体，即温度和压力略超过或靠近临界温度和临界压力，介于气体和液体之间的流体，作为萃取剂，从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分，以达到分离和纯化的目的。
26，膜分离过程：是具有选择透过性的天然或合成薄膜为分离介质，在膜两侧的推动力作用下，原料液体混合物或气体混合物中的某个或某些组分选择性地透过膜，使混合物达到分离，分级，提纯，富集和浓缩的过程。
28微滤：以压力差为推动力，截留水中粒径在~ 10m之间的颗粒物的膜分离技术。
29，超滤：在压力差的驱动下，用可以阻挡不同大小分子的滤板或滤膜将液体过滤的方法。
30，纳滤：以压力差为推动力，介于反渗透和超滤之间的截留水中粒径为纳米级颗粒物的一种膜分离技术。
31，反渗透：在压力驱动下使溶液中的溶剂(如水)以与自然渗透相反的方向通过半透膜进入膜的低压侧，从而达到有效分离的过程。
32，浓差极化：由于水透过膜而使膜表面的溶质浓度增加，在浓度梯度作用下，溶质与水以相反方向向本体溶液扩散，在达到平衡状态时，膜表面形成一溶质浓度分布边界层，它对水的透过起着阻碍作用。
33，吸附：是指溶质从液相或气相转移到固相的现象。
34，离子交换吸附：简称离子交换，是利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分离组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在树脂上然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，从而达到分离的目的。
35，吸附平衡等温线：当温度一定时，吸附量与溶液中溶质的浓度的函数关系称为吸附平衡等温线。
36，色谱：能用于混合物分离的方法称为色谱。
37，色谱法：是一种基于被分离物质的物理化学及生物学特性的不同，使他们在某种基质中移动速度不同而进行分离和分析的方法。
38，液膜（液体膜）：是从生物膜奇妙的选择性输送功能上得到启发而模仿的一种人工膜。
39，膜膨胀：是一个传递外水相溶液进入内相的过程。
40，反胶团：若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中，并使其浓度超过临界胶束浓度，便会在有机溶剂内形成聚集体，这种聚集体称为反胶团（或反胶束）41，膜分离技术：用人工合成的某种材料作为两相之间的不连接区间实现不同物质分离的技术。
42，配基：在亲和层析中起可逆结合的特异性物质。
43，“Ks”分级盐析法：在一定pH和温度下以改变离子强度进行盐析，常用于提取液的处理。
44，硫酸铵饱和度：指饱和硫酸铵溶液的体积占混合后溶液总体积的百分比。
45，提取：利用一种溶剂对不同物质溶解度的差异，从混合物中分离出一种或几种组分的过程。
46，柱层析：将固定相装于柱内，使样品沿一个方向移动而达分离目的的方法。
47，“β”盐析法：在一定离子强度下仅改变pH和温度进行盐析。
常用于初步纯化。
48，分配系数K：当萃取体系达到平衡时，溶质在两相中的总浓度之比。
49：有机溶剂沉淀法：在含有溶质的水溶液中，加入一定量亲水的有机溶剂，降低溶质溶解度时沉淀析出。
50离心机：是在高速旋转的转子中，借离心力作用过滤和澄清悬浮液，分离，分析生物大分子或一种相对密度不同而又互不相溶的液体分开的设备。
生物化工产品通过生物发酵过程、酶反应过程或动植物细胞大量培养获得，从上述发酵液、反应液或培养液中分离精制有关产品的过程称为下游加工过程。
2. 传统生化产品和基因工程产品的区别①传统生化产品都为小分子(工业用酶除外，但它们对纯度要求不高、提取方法较简单)．其理化性能(如平衡关系等)数据都为已知，因此放大比较有根据；基因工程产品大多为大分子，必要数据缺乏，放大多凭经验。
②由于第一代基因工程产品都以作为宿主，表达产品处于胞内，提取前需将细胞破碎，细胞内物质释放出来，给提取增加了很多困难；而发酵液中的产物，浓度较低，杂质又多，且一般大分子较小分子不稳定(易失活，如对剪切力)，故提取较困难。
③大分子(蛋白质)的分离主要困难在于杂蛋白的分离，由于蛋白质都内氨基酸所构成，所以性质相似，分离主要依靠高分辨力的精制方法，如色谱分离等。
3.选择依据依据目标蛋白和杂蛋白在物理、化学和生物学方面性质的差异，尤其重要的是表面性质的差异。
例如，表面电荷密度（滴定曲线）、对一些配基的生物学特异性、表面金属离子、糖含量、自由巯基数目、分子大小和形状（相对分子质量）、PH值和稳定性等。
4.下游加工工艺过程的一般流程图1.发酵液预处理概念、方法概念：以细胞培养液或发酵液为出发点，设法使目标产物转移到液相中，同时除去其它悬浮颗粒以及改善滤液性状，利于后续操作，该过程称为预处理。
方法：（1）凝聚和絮凝技术（2）杂蛋白的去除方法①等电点沉淀法②加热③吸附作用④蛋白质沉淀剂（3）高价无机离子的去除方法2.凝聚和絮凝技术概念（混凝）(1)凝聚作用是在某些电解质作用下，如中性盐作用下，使扩散双电层的排斥电位降低，破坏胶体系统的分散状态，而使胶体粒子聚集的过程。
(2)絮凝作用：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生架桥作用，而使粒胶形成粗大的絮凝团的过程，它是一种以物理的集合为主的过程。
(3)混凝：在料液中，先加入无机电解质，使悬浮粒子间的相互排斥能降低，脱稳而凝聚成微粒，而后再加入絮凝剂,凝聚作用为絮凝剂的架桥创造了良好的条件，从而提高了絮凝效果。
这种包括凝聚和絮凝机理的过程，常称为混凝。
3.滤饼质量比阻概念衡量过滤特性的主要指标是滤饼的质量比阻rB (或α).它表示单位滤饼厚度的阻力系数，与滤饼的结构特性有关，rB(或α)越小，则发酵液越易过滤。
①形成滤饼的颗粒直径越大，其比表面积越小，比阻越小。
②颗粒在堆积过程中所形成的颗粒与颗粒的孔隙也就越大，过滤阻力越小；③对于可压缩性滤饼， rB是操作压力差的函数，滤饼的比阻值是随操作压力差的提高而增大的。
④料浆浓度对比阻的影响存在一个临界浓度，当料浆浓度小于临界浓度时，比阻随着浓度的增加而增大，当料浆浓度大于临界浓度时，比阻随浓度的增加而减小；⑤过滤速度的增加会导致滤饼阻力系数的增加和空隙率的减少。
5.草酸调节发酵液PH的作用1、由于大多数蛋白质的pI在酸性范围，所以把pH调到等电点附近，杂蛋白质的溶解度降低而被除去。
提高滤液质量。
2、发酵液酸化后目标产物容易转入到液相。
3、加入草酸钠调pH值，草酸根离子还可以跟钙离子、镁离子结合，形成不溶物，而去除钙离子和镁离子。
4、酸化后的发酵液粘度降低，有助于提高过滤速度。
6.板框过滤的应用条件优点：1）过滤面积大，过滤推动力(压力差)能较大幅度地进行调整，并能耐受较高的压力差，2）适应性强，3) 设备结构简单、价格低、动力消耗少等。
适用范围较广，一般用于滤饼较干的场合，不用于含挥发性有毒物质或有生物危害的场合。
1.高压匀浆，高速珠磨概念与比较比较：①细胞所受到的作用力高压匀浆：液相剪切力高速珠磨：剪切力层之间的碰撞和磨料的滚动高压匀浆：从高压室压出的细胞悬浮液经过阀座的中心孔道从阀座和阀杆之间的小环隙高速喷出，高速喷出的浆液又射到静止的撞击环上，被迫改变方向从出口管流出，细胞在高速造成的剪切力、碰撞力和高压到常压的变化等作用下，造成细胞破碎。