分离工程
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分离工程分离方法
工程分离是将一个大型工程项目拆分为多个小块,每个小块由不同的团队或个人负责开发和维护。
工程分离的方法可以根据具体情况选择不同的策略,以下是一些常见的分离方法:
1. 模块化分离:将工程项目按照功能或模块进行拆分,每个模块独立开发和维护。
这种方法可以提高开发效率,使开发团队更加专注于各个模块的开发工作。
2. 微服务分离:将工程项目拆分为多个独立的服务,每个服务负责一个特定的业务功能。
这种方法可以实现业务逻辑的解耦,并且每个服务可以独立部署和扩展,提高系统的可维护性和可伸缩性。
3. 分层分离:将工程项目按照不同的层次进行分离,如数据层、业务逻辑层、展示层等。
每个层次可以独立开发和测试,减少不同层次之间的耦合。
这种方法可以提高代码的可重用性和可测试性。
4. 并行开发分离:将工程项目拆分为多个独立的子项目,在不同的团队或个人同时进行开发。
每个子项目可以独立测试和集成,加快开发和交付的速度。
这种方法可以实现并行开发,提高整体项目的交付效率。
在选择工程分离的方法时,需要根据项目的规模、复杂度和团队协作的情况进行综合考虑。
可以结合使用不同的分离方法,根据具体需求进行灵活调整和组合。
化工分离工程 011. 引言化工分离工程是化工领域的重要分支之一,它涉及到物质的分离、净化和纯化等工艺过程。
本文将介绍化工分离工程的基本概念、分类、应用领域、工艺流程以及一些常用的分离技术。
2. 分离工程的基本概念分离工程是指根据物质的物理性质、化学性质或者两者的组合,将混合物中的组分进行分离的过程。
分离工程的基本任务是提高混合物中目标组分的纯度,并且尽可能地提高分离效率。
3. 分离工程的分类分离工程可以按照不同的分类标准来进行分类。
根据物质的性质,分离工程可以分为物理分离和化学分离两大类。
物理分离是根据物质的物理性质进行分离,包括蒸馏、吸附、萃取等技术;化学分离是根据物质的化学性质进行分离,如化学反应、化学析出等技术。
4. 分离工程的应用领域4.1 化工生产中的应用化工分离工程在化工生产中起着至关重要的作用。
通过分离工程,可以将原材料中的有用组分与杂质分离开来,从而提高产品的质量和产量。
例如,在石油炼制过程中,通过蒸馏工艺可以将原油中的轻质烃类和重质烃类分离出来,得到汽油、柴油等产品。
4.2 环境保护中的应用分离工程也广泛应用于环境保护领域。
例如,在废水处理过程中,可以通过吸附、离子交换等分离技术,将废水中的污染物与清水进行分离,从而净化废水,保护环境。
4.3 生物医药领域的应用化工分离工程在生物医药领域也有广泛的应用。
例如,在药物研发过程中,可以通过分离工程将混合物中的有效药物分离出来,提高药物的纯度和活性,从而提高药物的疗效。
5. 分离工程的工艺流程分离工程一般包括前处理、主分离和后处理等环节。
前处理是指对混合物进行预处理,如去除杂质、调整溶剂比例等;主分离是指将混合物中的目标组分与杂质分离开来;后处理是指对分离后的产物进行处理,如晶体过滤、溶剂回收等。
不同的分离工程可以采用不同的工艺流程,具体的流程可以根据混合物的特性和目标要求进行设计。
6. 常用的分离技术6.1 蒸馏蒸馏是一种基于组分的挥发性差异进行分离的技术。
分离工程知识点总结一、分离工程概述1.1 分离工程的定义分离工程是指利用特定的设备和工艺将混合物中的不同组分分离出来,以实现材料的纯化、浓缩或者提取等目的的工程过程。
分离工程广泛应用于化工、制药、食品等行业中,是一项重要的工业过程。
1.2 分离工程的分类根据不同的分离原理和分离过程,分离工程可以分为物理分离和化学分离两大类。
物理分离包括过滤、离心、蒸馏、结晶等;化学分离包括萃取、吸附、电泳、凝聚等。
1.3 分离工程的应用分离工程在化工生产中扮演着重要的角色,比如原料的提取、产品的纯化、废水的处理等都离不开分离工程。
此外,分离工程也被广泛应用于制药、食品、环保等领域。
二、分离工程的原理与设备2.1 过滤过滤是利用过滤介质将混合物中的固体颗粒分离出来的物理分离方法。
常见的过滤设备包括板框压滤机、真空过滤机、滤筒式过滤器等。
2.2 离心离心是利用离心力将混合物中的不同密度的组分分离出来的物理分离方法。
离心设备有离心机、离心沉降机等。
2.3 蒸馏蒸馏是利用液体的沸点差异将混合物中的不同组分分离的方法。
蒸馏设备包括塔式蒸馏装置、蒸馏锅、蒸馏塔等。
2.4 结晶结晶是利用物质溶解度的差异将混合物中的组分分离的物理分离方法。
结晶设备包括结晶器、结晶槽等。
2.5 萃取萃取是利用溶解度的差异将混合物中的组分分离的化学分离方法。
萃取设备包括萃取塔、萃取槽等。
2.6 吸附吸附是利用吸附剂将混合物中的组分吸附的化学分离方法。
常用的吸附剂有活性炭、沸石等。
2.7 电泳电泳是利用电场作用将混合物中的带电粒子分离的化学分离方法。
2.8 凝聚凝聚是利用沉淀剂将混合物中的悬浮物分离出来的方法。
三、分离工程的工艺流程3.1 分离工程的基本流程分离工程的基本流程包括进料、分离、收集和处理废物四个步骤。
进料是将混合物送入分离设备,分离是利用特定的原理将混合物中的组分分离,收集是将分离出来的组分进行收集,处理废物是处理分离工程产生的废弃物。
高等分离工程主要内容
1. 高等分离工程啊,那可包含了各种奇妙的分离方法哟!就像厨师把一堆食材巧妙地分离开来一样,咱们要把不同的物质分开。
比如说从石油里把各种有用的成分提炼出来,这多神奇呀!
2. 还有那些复杂的分离设备呢,多像超级英雄的装备呀!比如精馏塔,它就像一个大力士,能把不同沸点的物质稳稳地分开呢。
你能想象它有多厉害吗?
3. 分离过程的优化,哇,这可太重要了!就如同给车子找最顺畅的路线一样,我们要找到分离的最佳途径呀。
像改进一个分离工艺,让它效果更好,是不是很有成就感呢!
4. 高等分离工程对纯度的要求可高啦,简直就像是在追求极致的完美!比如说要得到超级纯的某种物质,那得下多大功夫呀,这不是很有挑战性吗?
5. 不同的材料要用不同的分离方法,这就好比不同的病人要用不同的药一样。
比如分离蛋白质和分离金属离子,那方法可是完全不一样的呀!
6. 分离效率也是关键呀,可不能慢吞吞的。
这就如同跑步比赛,要快快快!想办法提高效率,节省时间和成本,这多棒呀!
7. 质量传递在高等分离工程里也很重要哦!就好像信息的传递一样,要准确又快速。
比如研究物质在不同相中的传递规律,很有意思吧?
8. 高等分离工程的应用那可广泛了,几乎无处不在呀!从化工到制药,从食品到环保,哪里不需要分离呀?所以呀,一定要好好学这门课,它真的超级有用!
我的观点结论:高等分离工程充满了挑战与机遇,值得我们深入学习和探索,它的重要性不言而喻,能为各个领域带来巨大的价值。
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。
增加装珠量或延长破碎时间或增加转速均可提高破碎率,但同时能量消耗和产热增加,提高了制冷费和总能源消耗量。
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。
生物分离工程与日常生活的关系
生物分离工程是一门应用于生物工程领域的技术,主要用于分离、纯化和提取生物大分子、生物活性物质及其他相关物质。
它在很多领域都有广泛的应用,与日常生活也有一定的关系。
以下是生物分离工程与日常生活的一些关系:
1. 食品加工:生物分离工程在食品加工中起着重要的作用。
例如,通过分离技术可以提取食品中的营养成分、调味品、色素等,不仅提高了食品的品质和口感,还能增加食品的营养价值。
2. 药物开发:生物分离工程在药物开发领域有着重要的应用。
通过分离和纯化技术,可以获得药物原料和活性成分,从而制备出高纯度的药物,并提高药物的生物利用度和疗效。
3. 环境保护:生物分离工程也被用于环境保护领域。
例如,通过生物分离技术可以对废水、废气等进行处理,去除其中的有害物质,净化环境,保护生态系统。
4. 能源开发:生物分离工程在生物能源开发领域也有应用。
例如,通过分离技术可以提取生物质能源中的有用物质,用于生物燃料的制备和利用。
5. 医学诊断:生物分离工程在医学诊断中也有重要作用。
例如,通过分离和纯化技术可以获得高纯度的诊断试剂,用于疾病的检测和诊断。
总之,生物分离工程在日常生活中的应用相当广泛,涉及到食品、药物、环境、能源等多个方面,为我们的生活和健康带来了很多好处。
生物分离工程生物分离工程是指采用物理、化学和生物学方法将生物体或其组成部分从混合物中分离出来,并纯化得到目标物质的一种工程领域。
该领域涉及到许多专业知识,包括生物学、生化学、物理化学等多个学科的理论和技术,应用广泛。
生物分离工程的目的是将生物体中的目标物分离出来,以便进行药物发现、分析化学以及生命科学研究等方面的应用。
生物分离工程包括生物分离过程、分离器设备及工艺控制等多个方面。
生物分离过程是将混合物中的目标物通过特定的工艺流程进行分离,得到纯化的目标物质。
一般包括以下几个步骤:(1)前处理:对样品进行初步处理,如细胞破碎、离心、过滤等。
(2)初步分离:将混合溶液通过某些技术方法进行初步分离,如各种色谱技术、电泳分离、凝胶柱分离等。
(3)中间分离:在初步分离的基础上,对样品进一步处理,如双向电泳、反渗透膜分离、超重力分离等。
(4)终极分离:最后通过某些技术,将目标物质从混合物中完全分离出来,如聚集素层析、反转移层析、凝胶电泳等。
分离器设备是指在生物分离过程中使用的各种设备,根据不同的分离过程,分离器设备也有所不同。
例如,在分离蛋白质时,最常用的分离器设备是各种色谱技术和电泳分离设备,而在分离细胞时,采用的设备则主要是离心机、过滤器等。
工艺控制是指对生物分离工程中各个步骤进行控制和调节,以确保分离工艺的有效性和纯化度的提高。
常用的工艺控制手段包括调节温度、压力、流量等系列参数的控制,并且可以采用自动化操作,进一步提高生物分离工程的自动化程度。
生物分离工程的应用非常广泛,包括生命科学研究、药物研发、食品工业以及纯化工程、环境保护等方面。
例如,在药物研发中,生物分离工程用于分离制备药物,提高药物纯度和效果;在食品工业中,生物分离工程用于提高食品的品质和安全性;在环境保护中,生物分离工程可用于处理污水和有害气体等。
总之,生物分离工程是一项复杂、细致的研究领域,在各个行业都有广泛的应用。
随着科技的发展和人们对生命科学研究的不断深入,生物分离工程将会越来越得到关注和重视,为人们的生活和健康做出更大的贡献。
生物分离工程的趋势生物分离工程是一门综合应用了生物学、化学、生物化工等学科理论与方法的工程学科,主要研究如何利用各种分离方式与技术,将混合物中的生物体或生物产物从其他成分中分离出来。
随着科学技术的不断进步和工程应用的推广,生物分离工程也在不断发展和壮大。
本文将从技术创新、设备改进以及应用拓展等方面介绍生物分离工程的趋势。
1. 技术创新随着生物学、分子生物学等领域的不断突破和发展,一些新的技术和方法也被应用到生物分离工程中。
例如,基于高效液相色谱技术的生物分离、膜分离技术和离子交换层析技术等,不仅能提高分离效率和纯度,还能节省工艺流程和能源消耗。
此外,生物分离工程中的仿生技术、纳米技术、微流控技术等也将不断创新和完善,以更好地满足不同的分离需求。
2. 设备改进随着生物分离工程的发展,分离设备也在不断创新与改进。
例如,现代分离技术中使用的离心机、过滤设备、分离柱等都在不断升级和优化,以提高效率、减少损失,并降低操作难度。
此外,一些新型的设备,如超临界流体萃取设备、逆渗透装置等也逐渐在生物分离工程中得到应用,使分离工艺更加可行和经济。
3. 应用拓展生物分离工程的应用领域也在不断拓展和延伸,尤其是在生物制药、生物能源、农业生产等领域。
例如,生物制药中的提纯工艺、配方改进等都需要生物分离工程的支持与发展。
另外,生物能源领域的生物质分离、生物能源的利用与回收等方面也需要生物分离工程的技术支持。
农业生产中,生物分离工程可以帮助提取农产品中的有用成分,优化生产流程与方法,提高农产品的附加值与市场竞争力。
4. 环保技术随着环境保护意识的增强,生物分离工程也在朝着绿色环保方向发展。
例如,采用可再生材料制造分离设备,减少对环境的污染;使用低能耗技术,降低能源消耗和废弃物产生;推广废物再生利用技术,降低生物制造过程中的废物处理难度和成本等。
绿色环保技术的发展将为生物分离工程的可持续发展提供更加坚实的基础。
总而言之,生物分离工程是一个多学科交叉与融合的工程学科,其发展前景广阔且应用领域广泛。
化工分离工程正文绪论一:分离工程在工业生产中的地位和作用:1.分离工程定义:将混合物分成组成互不相同的两种或几种产品的操作 2.化工生产装置:反应器+分离设备+辅助设备(换热器、泵) 3.分离工程重要性:(1)纯化原料:清除对反应或催化剂有害的杂质,减少副反应、提高收率。
(2)纯化产品:使未反应物质循环。
(3)环境治理工程:去除污染物。
4.分离工程发展现状:5.分离过程在清洁生产中的地位和作用:废物减少(分离系统有效分离和再循环)废物直接再循环+进料提纯+除去分离过程中加入的附加物质+附加分离与再循环系统二:传质与分离过程的分类和特征: 1.过程:(1)机械分离:两相以上的混合物分离(过滤、沉降、离心分离、旋风分离、静电分离)(2)传质分离:均相混合物分离(精镏、吸收、结晶、膜分离、场分离、萃取、干燥、浸取、升华)△平衡分离过程:分离媒介(热、溶剂、吸附剂)使均相混合物变为两相体系,再以混合物中各组分在处于平衡的两相分配关系的差异实现分离。
(精镏、吸收、结晶、萃取、干燥、浸取、升华)△速率分离过程:推动力(浓度差、压力差、温度差、电位差),组分选择性透过膜,各组分扩散速度的差异实现分离(膜分离、场分离)三:分离过程的集成化:新型1.反应过程与分离过程的耦合:化学吸收、化学萃取、催化精镏、膜反应器2.分离过程与分离过程的耦合:萃取结晶、吸附蒸馏、电泳萃取3.过程的集成:传统分离过程的集成(共沸精镏—萃取、共沸精镏—萃取精镏)传统分离过程与膜分离的集成(渗透蒸发—吸附、渗透蒸发—吸收、渗透蒸发—催化精镏)膜过程集成(微滤—超滤—纳滤—反渗透)第一章蒸馏与精馏§1—1 概述一:蒸馏定义和特点:1.定义:混合物中各组分挥发度差异进行分离提纯。
2.特点:工艺流程短、使用范围广、工艺成熟;但能耗大(汽相再冷凝)二:分类:1.蒸馏方式:闪蒸、简单蒸馏、精馏、特殊精馏、反应精馏 2.操作压力:加压蒸馏、常压蒸馏、真空蒸馏 3.混合物组分:两组分精馏、多祖分精馏 4.操作流程:间歇蒸馏、连续蒸馏三:精馏操作流程:精馏段精馏段提馏段图:连续精馏操作流程图:间歇精馏操作流程1—精镏塔 2—再沸器 3—冷凝器 1—精镏塔 2—再沸器 3—全凝器 4—观察罩 5—贮槽§1—2 简单蒸馏和闪蒸组分挥发度相差较大、分离要求低——预分离一:工艺流程:图:简单蒸馏图:平衡蒸馏(闪蒸)1—蒸馏釜 2—冷凝器 3—接受器 1—加热器 2—节流阀 3—分离器1.简单蒸馏:一次进料,馏出液连续出料(出料浓度逐渐降低),釜残液一次排放——压力恒定、温度变化 2.平衡蒸馏:连续进料,连续出料(出料浓度恒定)——压力、温度恒定混合液→加热器→温度>料液泡点(分离器压力下)→节流阀(降压)→分离器→料液部分汽化、并在分离器中汽液分离(相平衡)二:原理:1.前提条件:理想物系——液相为理想溶液(拉乌尔定律);汽相为理想气体(道尔顿分压定律) 2.原理:汽液共存区饱和蒸汽线(露点线)过热蒸汽区饱和液体线(泡点线)液相区图:苯—甲苯混合液的t—x—y图图:苯—甲苯混合液的x—y图图:简单蒸馏t—x—y图图:平衡蒸馏t—x—y图(1)简单蒸馏:任何瞬间,蒸汽与液相处于平衡。
分离工程1 分离技术的诞生与发展 最早的分离技术可以追朔到中国夏,商朝的酿酒业中的蒸酒技术;古人制糖和盐 掌握了蒸发浓缩和结晶技术;用蒸馏方法从煤焦油中提取油品。
十八世纪英国工业革 命,使化学工业这个巨人真正诞生和发展起来,随之分离工程也诞生并发展起来。
1901 年英国学者戴维斯在其著作《化学工程手册》中首先确定了分离操作的概念, 1923 年美国学者刘易斯和麦克亚当斯合著出版了《化工原理》,从而确立了分离工程 理论。
2 分离工程简介 分离工程就是使混合物得以分离成为二种或 二种以上的较纯物质的—门工程技术、 它是化学工 程学科的一个重要分支。
分离过程可分为机械分离 和传质分离两大类。
2.1 机械分离 机 械分 离过程 的对 象都是 两相 或两相 以上 的 非均相混合物,只要用简单的机械方法就可将两相分离,而两相间并无物质传递现象 发生常见的机械分离有过滤、沉降、离心分离等。
过滤:用滤纸或其他多孔材料分离悬浮在液体或气体中固体颗粒、有害物质的一 种方法。
2.2 传质分离 传质分离过程的特点是相间传质,可以 在均相中进行,也可以在非均相中进行。
传 质分离可分为: 1)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系 统变成两相系统,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。
精馏:一种利用回流使液体混合物得到 高纯度分离的蒸馏方法,是工业上应用最广的液体混合物分离操作,广泛用于石油、 化工、轻工、食品、冶金等部门 吸收:物质从一种介质相进入另一种介质相的现象。
萃取:利用化合物在两种互不相溶 (或微溶 )的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使 化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中而提取出来的过程。
物理吸附吸附:当流体与多孔 固体接触时, 流体中某一 组 分 或 多 个 组 分 在 固 体表 面处产生积蓄, 此现象称 为 吸 附 。
吸 附 方 式 有 物理 吸附和化学吸附。
分离工程概念总结什么是分离工程分离工程是一种软件开发中的概念,指的是将不同的功能或模块分开,以便更好地管理和维护代码。
通过将不同功能的代码分离开来,可以使代码更易读、易理解,同时也方便进行单元测试和重用。
分离工程的优势分离工程具有以下几个主要优势:1. 模块化通过将不同的功能或模块分开,可以使代码更加模块化。
每个模块可以独立开发、测试和维护,降低了代码耦合度,提高了代码的可维护性和可重用性。
2. 可测试性分离工程可以提高代码的可测试性。
每个模块可以独立进行单元测试,方便进行测试覆盖率和代码质量的控制。
同时,通过使用依赖注入等技术,可以更方便地进行模拟和测试。
3. 并行开发通过分离工程,可以实现并行开发。
不同的开发人员可以同时开发不同的模块,提高了开发效率。
而且由于模块之间的接口清晰,开发人员之间的协同工作更加容易。
4. 可维护性分离工程可以提高代码的可维护性。
当需要修改某个功能时,只需要修改对应模块的代码,而不需要修改其他模块的代码。
这样可以降低代码改动带来的风险,并且减少了对其他模块的依赖。
5. 可重用性分离工程可以提高代码的可重用性。
通过将通用的功能或模块抽象成独立的库或包,可以在不同的项目中进行复用,减少了开发重复的工作。
这样不仅可以提高开发效率,还可以提高代码的质量和可靠性。
分离工程的实践实践分离工程有多种方法和技术,下面介绍一些常见的实践方法:1. 模块化开发模块化开发是一种将功能划分成独立模块的方法。
每个模块可以有自己的接口和实现,可以独立进行开发、测试和维护。
模块之间通过接口进行通信,遵循接口定义的规则。
常见的模块化开发方式包括使用面向对象编程中的类和接口、使用函数和闭包等。
2. 依赖管理依赖管理是一种管理代码之间依赖关系的方法。
通过明确定义模块之间的依赖关系,可以更好地管理和控制代码的组织结构。
常见的依赖管理方式包括使用依赖注入、使用依赖关系图和使用包管理工具等。
3. 测试驱动开发测试驱动开发是一种以测试为驱动的开发方法。
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。
它描述了生物产品分类里、纯化过程的原理、方法和设备。
因为它处于整个生物产品过程的后端,所以也称为生物工程下游技术。
2.生物分离工程的一般流程:(1)发酵液的预处理:主要采用凝聚和絮凝等技术来加速固相、液相分离,提高过滤速度。
过滤和离心是发酵液预处理最基本的单元操作。
(2)产物的提取:可采用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作。
(3)产物的精制:(高度纯化)主要是除去与目标物性质相近的杂质。
这一阶段的单元操作涉及色谱分离技术有层析(包括柱层析和薄层层析)、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱。
(4)成品的加工处理:单元操作主要由浓缩、结晶和干燥。
3.生物分离过程的体系特殊:(1)原料液的特点:生物分离与纯化处理的原料液体系十分复杂,含有为生物细胞、菌体、代谢产物、未耗用的培养基以及各种降解目标产物的杂质;原料液中常存在与目标分子在结构等理化性质上及其相似的分子及异构体,形成用普通方法难于分离的混合物;除少数特定的生化反应系统,原料液是产物浓度很低的水溶液;原料液低于环境变化(热、pH药物等)的能力差,溶液发生活性降低甚至丧失(变性失活)。
(2)对产物的要求:在分离纯化过程中必须保持目标物的生物活性;粗产物的纯度较低,而最终产品要求的纯度却极高;用作医药、食品和化妆品的生物产物与人类生命息息相关,要求最终产品的质量必须符合药典、试剂标准和食品规范等国家标准。
4.发酵液预处理的方法:按预处理的目的分为:提高过滤速度的方法(凝集和絮凝)、改变发酵液性质的方法(调节pH法)和杂质去除的方法三类。
其具体的方法有凝集和絮凝、加热法、调节pH法、加水稀释法、加入助滤剂法、加吸附剂法或加盐法、高价态无机离子去除的方法、可溶性杂蛋白质去除的方法、色素及其他杂质去除的方法等。
5.凝集:是指在投加的化学物质(如水解的凝集剂,铝、铁的盐类或石灰等)作用下,发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。
分离工程课程分离工程课程是工程类专业中的一门重要课程,它主要通过理论与实践相结合的方式,培养学生对分离工程技术的理解和应用能力。
本文将从课程的目标、内容、教学方法和实践应用等方面进行介绍和分析。
一、课程目标分离工程课程旨在培养学生掌握分离工程的基本理论和技术,具备分离工程设计、操作、优化和控制的能力。
通过该课程的学习,学生应能熟悉分离工程的基本原理和常用设备,了解不同分离工程技术的特点和适用范围,能够分析和解决工程实际问题。
二、课程内容分离工程课程的内容主要包括分离工程的基本原理、分离设备的分类和工作原理、分离过程的控制与优化、分离工程的设计方法等。
具体而言,课程将涉及蒸馏、吸收、萃取、析出、结晶、脱水等分离工程技术的原理和应用。
学生将学习如何选择合适的分离设备、进行设备的设计和操作参数的调整,以达到预期的分离效果。
三、教学方法在教学方法上,分离工程课程将采用理论与实践相结合的教学方式。
通过理论讲解、案例分析、实验操作等多种形式,使学生能够理解和掌握分离工程的基本原理和技术。
同时,学生还将参与实验操作和实际工程项目的模拟练习,提高他们的实际操作能力和问题解决能力。
四、实践应用分离工程课程的实践应用主要体现在以下几个方面:1. 工程实习:学生将有机会在实际工程项目中参与分离工程的设计、操作和优化,锻炼他们的实践能力和团队合作精神。
2. 案例分析:通过分析真实的工程案例,学生可以了解分离工程在实际中的应用和问题,培养他们解决实际问题的能力。
3. 科研项目:学生还可以参与相关的科研项目,深入了解分离工程的前沿技术和发展动态,为工程的创新和进步做出贡献。
分离工程课程是工程类专业中的重要课程,它通过理论与实践相结合的方式,培养学生对分离工程技术的理解和应用能力。
通过该课程的学习,学生将掌握分离工程的基本理论和技术,具备分离工程设计、操作、优化和控制的能力。
此外,课程还注重实践应用,通过工程实习、案例分析和科研项目等形式,培养学生的实践能力和问题解决能力。
分离⼯程II复习题.答案1. 简述分离⼯程的定义分离⼯程是⼀门提供⼀定的原理及⽅法将混合物加以提纯或分离的学科。
2. 分离在⼯业过程中有什么作⽤?环境保护,能源开发与利⽤,冶⾦⾏业,⾷品⼯业,核⼯业,⽣化⾏业。
3. 什么是分离因⼦,其数学表达式是什么?影响分离因⼦的主要因素是什么?定义:任何⼀种分离过程中任意两组分间能够达到的分离程度称为分离因⼦或分离因数。
数学表达式:影响因素:液体组成,传递速率,分离设备的结构及流体流动的情况。
4. 说出分离剂的种类并就每类分离剂列举出3个以上的实例。
能量分离剂:氢氧化钠,醇胺类,液氮质量分离剂:阳离⼦交换树脂,⽔蒸⽓,活性炭5. 什么是相平衡,从动⼒学及热⼒学来看,分别是什么状态相平衡:由混合物或溶液形成若⼲相,这些相保持物理平衡⽽共存状态。
热⼒学上看—物系的⾃由焓最⼩动⼒学上看—相间表观传递速率为零6. 理想系与完全理想系的区别⽓相是理想⽓体混合物、液相是理想溶液组成的体系称为完全理想系;⽓相是实际⽓体,但可看作理想溶液,液相是理想溶液所组成的体系叫做理想系。
7. 什么是逸度,如何求取逸度?定义:逸度就是校正过的压⼒理想条件下:逸度等于组分分压⾮理想情况下:逸度=分压X 逸度因⼦8. 什么是活度,如何求取活度?定义:活度就是校正过的摩尔分数理想:活度等于组分摩尔分数⾮理想:活度=摩尔分数X 活度因⼦1122i j s iji j x x a x x9.⽓液相平衡的条件是什么?⽓液相平衡的条件是各相温度、压⼒及任意i组分的化学位均相等。
10.范德华⽅程的参数分别有什么意义?范德华对于内压⼒与 b 的导出都不尽完善,精确测定表明,a 、b 不但与⽓体性质有关,也与温度有关。
甚⾄与拟合导出的算法有关11.维⾥⽅程的系数分别有什么意义?维⾥⽅程后来⽤统计的⽅法得到了证明,成为具有⼀定理论意义的⽅程。
反映了分⼦间的相互作⽤对⽓体pV T 关系的影响。
因此,由宏观pV T 性质测定拟合得出的维⾥系数,可建⽴与微观上分⼦间作⽤势的联系。
生物分离工程的原理是什么生物分离工程是一种利用生物化学和生物技术原理,通过物理、化学和生物学方法对生物体进行分离、提纯和纯化的过程。
它是一门综合性学科,涵盖了许多领域的知识和技术,如生物物理学、生物化学、分子生物学、生物工程等。
其核心原理是基于不同生物体的差异性,通过合适的实验设计和操作步骤,将目标物质从混合物中有效地分离出来。
生物分离工程的主要原理包括:1. 物理分离原理:物理分离是通过物料的物理性质进行分离,常用的方法包括离心、超滤、膜分离等。
离心是利用物料的不同密度和体积进行离心分离,如离心机可以分离细胞沉淀和液体上清。
超滤是利用滤膜的分子筛效应,根据分子尺寸的不同分离物质,常用于分离大分子如蛋白质和脱盐。
膜分离是利用逆渗透、微滤膜等,通过膜孔的大小和物料的压力差分离目标物质。
2. 化学分离原理:化学分离是利用物料的化学性质进行分离,常用的方法包括酸碱沉淀、吸附分离、电泳等。
酸碱沉淀是通过改变溶液pH值,使某些物质在酸或碱条件下形成不溶性沉淀,从而实现分离的目的。
吸附分离是利用物料在吸附介质上的亲和性差异进行分离,如利用离子交换树脂进行蛋白质与离子的吸附分离。
电泳是利用电场对带电物质进行迁移,根据它们的电荷、尺寸和形状的差异进行分离,如凝胶电泳可用于分离核酸。
3. 生物分离原理:生物分离是利用生物体本身的特性进行分离,如利用免疫反应进行分离,常用的方法有免疫吸附分离、免疫磁珠分离等。
免疫吸附分离是利用抗体与特定抗原间的特异性相互作用,将目标物质从混合物中吸附分离出来。
免疫磁珠分离是将磁性微珠与特异性抗体结合,形成抗原-抗体-磁珠复合物,通过外加磁场使复合物在液相中快速沉降,实现目标物质的分离。
此外,生物分离工程还可以应用到各种类型的生物体中,如微生物、植物和动物细胞等。
不同的生物体要素和目标物质的特性决定了最适合使用的分离方法。
生物分离工程在生物工业、医药制造和农业领域具有广泛应用,如制药过程中的药物提取和纯化、农田灌溉水的净化等。
第一章.绪论和吸收1.几种物质混合在一起是自发过程,熵增加的过程。
分离是混合的逆过程,熵减过程,需要在分离设备中添加分离剂,(分为能量分离剂和质量分离剂)。
2.分离因子(根据实际产品组成)是表示任一分离过程所达到的分离程度,a sij =(x i1/x j1)/(x i2/x j2),若其=1表示组分i 和j 之间不能被分离;若>1表示i 富集于1相,j 富集于2相;若<1表示i 富集于2相,j 富集于1相。
固有分离因子(根据气液相平衡组成),a ij =(x i /x j )/(x i /x j )。
气液相物系的最大分离程度又称为理想分离因子。
将实际分离设备所能达到的分离因子和理想分离因子之间的差别用板效率来表示,板效率= a sij / a ij 。
处于气液相平衡状态的分离程度是固有分离因子。
3.分离过程的分类,按照分离过程中有无物质传递现象发生,分为机械分离过程(非均相混合物)和传质分离过程。
传质分离过程按所依据的物理化学原理不同又分为平衡分离和速率分离;平衡分离利用两相平衡组成不等的原理,包括气液、汽液、液液、液固、气固传质分离,并把其它影响归纳于效率中。
速率分离(同相)利用溶液中不同组分在某种推动力作用下经过某种介质时的传质速率差异而实现分离,包括膜分离、场分离。
平稳分离的过程是(吸收,萃取)。
4.分离工程研究内容:研究和处理传质分离过程的开发和设计中遇到的工程问题,包括适宜的分离方法的选择,分离流程和操作条件的确定和优化。
5.绿色分离工程是指分离过程绿色化的工程实现,通过对传统分离过程进行改进、优化,使过程对环境的影响最小甚至没有等途径,也要利用开发及使用新型的分离技术,如超临界技术、膜分离技术等。
6.分离过程的开发方法有逐级经验放大法、数学模型法等。
7.在计算吸收设备时,需要对吸收组分作气、液两相的物料衡算,所得出在气、液相浓度的关系式称为操作线方程。
另外还须求得两相的相平衡方程式。
把操作线方程的斜率与相平衡方程的斜率之比定义为吸收因子,其值反映吸收过程的难易程度。
对于一个四块板的吸收塔,总吸收量的80%是在塔顶釜两块板完成的。
吸收剂的再生常采用的是:用蒸汽或惰性气体的蒸出塔、用再沸器的蒸出塔、用蒸馏塔。
8.吸收过程发生的条件为溶质由气相溶于液相P i >P i *,y i >y i *,用于吸收过程的相平衡关系可表示为L = AV ,在温度降低、压力升高操作下有利于吸收,吸收过程在塔釜的限度为iN xiK iN y ,,1≥+,它决定了吸收液的该组分的最大浓度。
吸收过程在塔顶的限度为i xi K iy ,0,1≤,它决定了吸收剂中自身夹带。
吸收过程只有在贫气吸收的条件下,才能视为恒摩尔流。
吸收过程计算各板的温度采用热量衡算来计算,而其流率分布则用简捷计算来计算。
对多组分吸收,当吸收气体中关键组分为重组分时,可采用吸收蒸出塔的流程。
吸收有1个关键组分,因为是单向传质;精馏有b 个关键组分,因为是双向传质。
解吸收因子定义为S’= VK / L,由于吸收过程的相平衡关系为V = SL 。
吸收剂的再生:用蒸汽或惰性气体的蒸出塔、用再沸器的蒸出塔、用蒸馏塔。
在板式塔的吸收中,平衡常数小的组分是(易)吸收组分,主要在塔内(底)板被吸收;平衡数大的组分是(难)吸收组分,主要在塔内(顶)板被吸收。
9.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数,假定条件为(三组分物系中,x A 与x S 的比值与共沸物中组分A 与组分B 的相对量一样),因此可得出(αAB ,αSB )的结论。
10.吸附负荷曲线是以(距床层入口的距离)横坐标,以(吸附剂中吸附质的浓度)为纵坐标绘制而成的,是分析(吸附剂)得到的。
吸附特点:吸附溶量小、吸附剂用量大,设备比较庞大;吸附剂的运输、装料、卸料较困难;吸附剂不容易找到,吸附理论不完善。
第二章.多组分分离基础1.设计变量数Nv :设计过程需要指定的变量数,等于独立变量总数与约束数的差。
独立变量数Ni :描述一个过程所需的独立变量的总数。
约束数Nc :变量之间可以建立的方程的数目及已知的条件数目。
Ni=Nv-Nc 。
设计变量分为固定设计变量与可调设计变量,回流比是可调设计变量。
2.相平衡:混合物所形成的若干相保持物理平衡而共存的状态。
热力学上看——物系的自由焓最小,动力学来看——相间表观速率为零。
相平衡条件(准则):各相的温度、压力相同, 每一组分各相的化学位、逸度相等(热平衡、机械平衡、物理化学平衡)。
汽液相平衡是处理汽液传质分离过程的基础。
相图主要用来表示两元或三元系统的相平衡关系,包括恒压下的 t -x 图和 y -x 图,恒温下的 p -x 图。
相平衡关系表示方法有:相平衡关系法、相平衡常数法(状态方程法和活度系数法)、相对挥发度法。
3.根据相平衡条件得出汽液平衡关系:,为把逸度和实测压力、温度、组成等物理量联系起来,引入逸度系数和活度系数。
还定义了相平衡常数:K i =y i /x i 。
定义了相对挥发度:。
当混合物在一定的温度、压力下,满足(1,1∑>∑>iii i K z z K )条件即处于两相区,可通过(物料平衡和相平衡)计算求出其平衡汽液相组成。
4.五类汽-液平衡系统:完全理想系(气相为理想气体,液相为理想溶液)、(气相为理想气体,液相为非理想溶液)、理想系(气相为理想溶液,液相为理想溶液)、(气相为理想溶液,液相为非理想溶液)、完全非理想系(气相为实际气体,液相为非理想溶液)。
5.泡点温度(压力):在恒压(温)下加热液体混合物,当液体混合物开始气化出现第一个气泡时的温度(压力), 简称泡点。
露点温度(压力):在恒压(温)下冷却气体混合物,当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴时的温度(压力), 简称露点。
精馏塔塔顶温度即为对应塔顶汽相组成的露点。
6.单级平衡:原料经过分离设备后,假设物系在出口处汽、液两相达到了平衡,由于平衡的两相组成不同而实现分离的过程,其分离效果相当于一块理论级。
闪蒸又称平衡蒸馏,是连续、稳态的单级蒸馏过程,该过程使进料混合物经加热、冷却或降压部分汽化或冷凝得到含易挥发组分较多的蒸汽和含难挥发组分较多的液体,即一个平衡级过程。
有等温闪蒸和绝热闪蒸。
普通精馏塔中的平衡级就是一简单绝热闪蒸级。
7.怎样判断混合物在T ,P 下的相态,若为两相区其组成怎样计算? 答:对进料作如下检验。
= 1 B T T = 进料处于泡点,0=νi i Z k ∑ > 1 T>B T 可能为汽液两相区,ν>0< 1 T <B T进料为过冷液体,= 1 D T T = 进料处于露点,1=νiik Z ∑> 1 T <D T 可能为汽液两相区,ν<1< 1 T >D T 进料为过热蒸汽计算时,所指定的温度应在泡露点温度之间,这样才会出现汽液两相,否则只会是单相不必进行等温闪蒸的计算。
只有)(i i k Z ∑> 1和i i Z k ∑< 1时,混合物始处于汽液两相区(0<ν<1),需要进行等温闪蒸的计算。
8.简述绝热闪蒸计算的计算方法。
作图法思路:先假设一个2t (2t 应在B D T T 与之间),这样可按闪蒸来计算产生的汽液两相组成和量,即得出v T-关系,闪蒸曲线,然后再由进出料热焓相等的原则来校核2t ,即等焓平衡线,交点为2t ,v 。
⑴闪蒸曲线(v T -曲线)试差求2P 下的B D T T ,;在B D T T ,之间设22,t t '''…,试差求21,v v …。
⑵等焓平衡线在上述B D T T ,之间所设22,t t '''…下,由求出的ii y x ,并根据22,T P 查出iLiV H H ,,求出LV H H ,,LV L H H H H v --=1*1b 、作*2v T -等焓平衡线,交点即为2t ,v ,由此求出i i y x L V ,,,手算或计算机计算思路:−→−-y HH i i R N TT P L V 122,21,12迭代设结束调整T 29.闪蒸--闪蒸过程计算方程MESH ,M 物料衡算关系;E 相平衡关系;S 摩尔疯子加和式;H 热量平衡式。
流量加合法在求得ijx 后,由(H 相平衡关系)方程求jV ,由(S摩尔分率加和式)方程求jT 。
在多组分精馏中塔顶温度是由(露点)方程求定的;塔底温度是由(泡点)方程求定的。
10.蒸特点:等焓过程,节流后压力降低,发生汽化现象,汽化要吸收热量,由于是绝热过程,只能吸收本身的热量,故体系的温度降低。
在多组分精馏中塔顶温度是由(露点)方程求定的;塔底温度是由(泡点)方程求定的。
第三章.精馏1.精馏是利用混合物中各组分的相对挥发度不同,采用液体多次部分汽化,蒸汽多次部分冷凝等汽液间的传质过程,使汽液相间浓度发生变化,并结合应用塔顶冷凝液部分回流、塔釜溶液部分汽化,还利用再沸器、冷凝器等和精馏塔(精馏段、提馏段)相关的设备,使各组分分离。
2.在设计或操作控制中,有一定分离要求,且在塔顶、塔釜都有一定数量的组分称为关键组分,否则为非关键组分。
轻关键组分(LK )指在塔釜液中该组分的浓度有严格控制,并在进料液中比该组分轻的组分及该组分的绝大部分应该从塔顶采出。
重关键组分(HK)和此相反。
因此精馏塔的任务就是保证:LK 尽量多地进入塔顶镏出液,HK 塔釜。
多组分精馏根据指定设计变量不同可分为(设计)型计算和(操作)型计算。
3.塔顶、塔釜同时出现的组分分为分配组分,只在塔顶或塔釜出现的组分为非分配组分。
关键组分必定是分配组分。
而非关键组分不一定是非分配组分。
在多组分精馏计算中为了给严格计算提供初值,通常用清晰分割或非清晰分割法进行物料预分布。
非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在全回流时分布一致。
清晰分割可以用物料衡算求得塔顶、塔釜物流的量和组成,非清晰分割则需要估算。
精馏塔计算中每块板由于(组成)改变而引起的温度变化,可用(泡露点方程)确定。
4.恒沸精馏是在原溶液中添加恒沸剂S使其与溶液中至少一个组分形成最低(最高)恒沸物,以增大原组分间相对挥发度差的非理想溶液的多元精馏,形成的恒沸物从塔顶(塔釜)采出,塔釜(塔顶)引出较纯产品,最后将恒沸剂与组分分离。
恒沸物是指在一定压力下,气液相组成与沸腾温度始终不变的这一类溶液。
最低沸点恒沸物,压力降低是恒沸组成中汽化潜热(小)的组分增加;压力升高时,恒沸物组成中摩尔气化潜热大的组分增大。
若为最高沸点恒沸物,则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为(∞∞21121γγSPSP)。
恒沸物组成是指在某一定压力下的,不同压力下恒沸物的组成。