生物分離原理及技術(第3版)（簡體書）

修訂的教材將結合生物分離工程的最新發展以及專業人才培養的實際需要，以培養具有應用基礎性和工程性人才為目標，系統介紹生物分離原理及其應用。本教材保留了初版的基本構架和主要內容，兼顧了應用技術的廣泛性、新穎性、前沿性和實用性，除了對各種分離過程(過濾、離心與沉降、細胞破碎、萃取、吸附與離子交換、色譜分離、沉析、膜分離、結晶、乾燥及輔助操作)基本原理和方法進行全面介紹外，還注重基本概念的闡述、數學工具的應用及放大過程分析，這有助於引導讀者進一步系統、深入地學習和思考生物分離技術所涉及的科學問題。為了便幹讀者閱讀，本書仍然將生物分離的一般過程分為4個步驟，即不溶物的去除、產物粗分離、產物純化及產品精製，將已有的和新近發展起來的新型分離技術進行了分類，以單元操作的方式逐一介紹，並列舉了大量實例。1～11章列出的思維導圖以便於學生對本章知識構架的梳理。
本書可作為高等院校相關專業本科生和研究生的專業課教材，也可作為教師和相關產業工程技術人員的參考書。

歐陽平凱，南京工業大學， 教授 院士。歐陽平凱教授從1985年就已經對本校生物工程專業開始了《生物分離工程及裝備》的教學實踐，在英文教材《Bioseparations》的基礎上，開展了中英文雙語教學先後承擔了教育部《生物技術人才培養體系的探索與實踐》、江蘇省教育廳《探索生物分離工程教學新模式》教改項目，並在日常教學工作中付諸實踐，取得了良好的效果，獲得全國模範教師稱號，1997年由歐陽平凱教授主編的《生物分離原理及技術》一書由化工出版社出版，並在本校生物工程、製藥工程等專業使用，教材內容詳盡、覆蓋面廣、信息量大、結構合理，具有工科專業特色，得到了學生及國內同行的廣泛好評。

1緒論/001
11生物分離工程的歷史及應用002
1.2生物分離與純化技術的研究內容及工藝特點003
1.2.1生物分離與純化技術的研究內容003
1.2.2生物分離與純化技術的工藝特點004

2過濾/005
2.1過濾的基本概念006
2.2關於過濾的一般情況012
2.2.1不可壓縮濾餅012
2.2.2可壓縮濾餅013
2.3連續旋轉式真空抽濾機的操作原理015
2.3.1濾餅的形成015
2.3.2濾餅的洗滌015
2.4過濾的設備及其結構017
2.4.1過濾設備的分類017
2.4.2過濾設備的選擇018
2.4.3過濾介質018
2.4.4典型過濾設備的種類和結構019
習題023

3離心與沉降/025
3.1顆粒的沉降026
3.2重力沉降式固液分離設備028
3.2.1矩形水平流動池028
3.2.2圓形水平流動池029
3.2.3垂直流動式沉降池029
3.2.4斜板式沉降池030
3.3離心式沉降分離設備及其原理030
3.3.1管式離心機032
3.3.2碟片式離心機033
3.4離心分離過程的放大035
3.5離心過濾分離過程分析及其設備037
3.5.1離心過濾分離過程分析037
3.5.2離心過濾設備039
習題041

4細胞破碎/042
4.1細胞壁043
4.2化學破碎法044
4.2.1滲透衝擊法045
4.2.2增溶法045
4.2.3脂溶法046
4.3機械破碎047
4.4其他破碎方法049
習題050

5萃取/051
5.1萃取分離原理052
5.2單級萃取056
5.3多級逆流萃取過程058
5.4微分萃取操作060
5.4.1微分萃取設備簡介060
5.4.2微分萃取過程的解析計算法061
5.5液-液萃取設備與流程063
5.6固體浸取065
5.6.1固體浸取的原理與計算065
5.6.2浸取設備067
5.7超臨界流體萃取069
5.7.1超臨界流體的性質070
5.7.2超臨界流體萃取過程072
5.7.3超臨界流體萃取的應用073
5.8雙水相萃取077
5.8.1雙水相萃取法概述077
5.8.2影響雙水相萃取的因素080
5.8.3雙水相萃取的應用083
5.9反膠團萃取086
5.10絡合萃取087
習題088

6吸附與離子交換/089
6.1吸附類型090
6.1.1物理吸附090
6.1.2化學吸附090
6.1.3交換吸附090
6.2常用吸附劑091
6.2.1活性炭091
6.2.2活性炭纖維092
6.2.3球形炭化樹脂092
6.2.4大孔網狀聚合物吸附劑092
6.3吸附等溫線095
6.4影響吸附的因素096
6.4.1吸附劑的性質096
6.4.2吸附質的性質096
6.4.3溫度097
6.4.4溶液pH值097
6.4.5鹽的濃度097
6.4.6吸附物濃度與吸附劑用量097
6.5親和吸附098
6.5.1親和吸附原理098
6.5.2親和吸附的特點098
6.5.3親和吸附載體099
6.5.4影響吸附劑親和力的因素104
6.6間歇吸附106
6.7連續攪拌吸附107
6.8固定床吸附過程分析108
6.9離子交換112
6.9.1離子交換的基本概念112
6.9.2離子交換樹脂的分類113
6.9.3離子交換樹脂的命名123
6.9.4離子交換樹脂的製備124
6.9.5離子交換樹脂的理化性能128
6.9.6離子交換過程理論131
6.9.7離子交換的選擇性138
6.9.8偶極離子吸附143
6.9.9離子交換操作方法144
6.9.10軟水與無鹽水的製備147
6.9.11離子交換提取蛋白質149
習題152

7膜分離/154
7.1概述155
7.2基本的膜分離過程156
7.3膜通量156
7.4滲透壓的計算157
7.5影響膜通量的主要因素160
7.6超濾162
7.6.1超濾膜163
7.6.2超濾裝置167
7.6.3超濾過程分析171
7.6.4超濾的應用173
7.7反滲透174
7.7.1反滲透膜及其分離原理174
7.7.2影響反滲透膜分離性能的因素175
7.7.3反滲透的應用176
7.8納濾176
7.8.1納濾膜及其分離原理176
7.8.2影響納濾膜分離性能的因素177
7.8.3納濾的應用178
習題179

8沉析/180
8.1鹽析181
8.1.1鹽析原理181
8.1.2鹽析用鹽的選擇182
8.1.3影響鹽析的因素184
8.1.4鹽析操作185
8.2有機溶劑沉析186
8.2.1有機溶劑沉析原理186
8.2.2沉析溶劑的選擇187
8.2.3影響有機溶劑沉析的因素188
8.3等電點沉析法189
8.3.1等電點沉析原理189
8.3.2等電點沉析操作190
8.4其他沉析法190
8.4.1水溶性非離子型多聚物沉析劑190
8.4.2生成鹽類複合物的沉析劑191
8.4.3離子型表面活性劑192
8.4.4離子型多聚物沉析劑192
8.4.5氨基酸類沉析劑192
8.4.6分離核酸用沉析劑192
8.4.7分離黏多糖的沉析劑193
8.4.8選擇變性沉析法193
8.5大規模沉析193
8.5.1初步混合194
8.5.2起晶194
8.5.3擴散控制晶體生長階段194
8.5.4對流沉析195
8.5.5絮凝階段196
習題198

9色譜分離法/199
9.1色譜分離法分類200
9.2色譜分離基本概念200
9.2.1分配係數201
9.2.2阻滯因子Rf202
9.2.3洗脫容積Ve202
9.2.4色譜法的塔板理論203
9.2.5色譜分離回收率和純度203
9.3吸附色譜法206
9.3.1吸附色譜法的基本原理206
9.3.2吸附劑207
9.3.3展開劑210
9.3.4應用舉例213
9.4分配色譜法213
9.4.1載體213
9.4.2分配色譜的展開劑選擇214
9.4.3應用舉例214
9.5離子交換色譜法214
9.5.1離子交換色譜法對樹脂的要求215
9.5.2應用舉例215
9.6凝膠色譜法216
9.6.1基本原理216
9.6.2凝膠色譜的特點216
9.6.3凝膠的結構和性質217
9.6.4應用舉例223
9.7紙色譜法224
9.7.1濾紙224
9.7.2展開劑224
9.7.3紙色譜操作方法225
9.8薄層色譜法226
9.8.1薄層色譜法的特點227
9.8.2薄層色譜法的操作228
9.9高壓液相色譜230
9.9.1高壓液相色譜分離方法的原理230
9.9.2製備性高壓液相色譜231
9.10蛋白質分離常用的色譜法232
9.10.1免疫親和色譜法232
9.10.2疏水作用色譜法233
9.10.3金屬螯合色譜法234
9.10.4共價作用色譜法235
9.11柱色譜的工業放大236
9.11.1利用放大準則確定色譜柱的初始規格237
9.11.2凝膠排阻色譜的放大237
習題242

10結晶/243
10.1結晶過程的分析244
10.2過飽和溶液的形成245
10.2.1熱飽和溶液冷卻245
10.2.2部分溶劑蒸發246
10.2.3真空蒸發冷卻法246
10.2.4化學反應結晶方法246
10.2.5鹽析法246
10.3晶核的形成246
10.3.1臨界半徑及形核功247
10.3.2臨界半徑與過冷度248
10.3.3成核速率248
10.3.4工業起晶法249
10.3.5晶種控制250
10.4晶體的生長251
10.4.1晶體生長的擴散學說及速度251
10.4.2影響晶體生長速率的因素252
10.5晶體純度的計算253
10.6晶體大小分佈253
10.6.1晶體群體密度253
10.6.2連續結晶過程的晶群密度分佈254
10.6.3晶體大小255
10.7間歇結晶過程分析259
10.8提高晶體質量的方法261
10.8.1晶體大小261
10.8.2晶體形狀262
10.8.3晶體純度263
10.8.4晶體結塊263
10.8.5重結晶264
習題265

11乾燥/266
11.1乾燥的基本概念267
11.1.1乾燥操作的流程267
11.1.2物料內所含水分的種類267
11.2乾燥過程分析269
11.2.1乾燥曲線269
11.2.2乾燥速率曲線269
11.2.3恒速乾燥階段270
11.2.4降速乾燥階段270
11.3乾燥過程基本計算270
11.3.1水分蒸發量271
11.3.2乾燥空氣用量的計算272
11.4乾燥的副作用274
11.5乾燥設備的分類與選擇原則275
11.5.1乾燥設備分類的目的275
11.5.2乾燥裝置的不同分類法275
11.5.3乾燥設備選擇的原則276
11.6乾燥設備278
11.6.1箱式乾燥設備278
11.6.2氣流乾燥設備279
11.6.3噴霧乾燥設備281
11.6.4流化床乾燥設備282
11.6.5紅外線乾燥283
11.6.6微波乾燥283
11.6.7噴動床乾燥設備284
11.6.8冷凍乾燥器285
11.6.9適用於膏糊狀物料乾燥的設備287

12輔助操作/290
12.1水質及熱原的去除290
12.1.1水質與供水290
12.1.2熱原及其去除方法292
12.2溶劑回收294
12.3廢物處理294
12.4生物安全性295

參考文獻296