称为膜组件(membrane module)或膜装置。膜组件的结构根据膜的形式而异，目前市售商品膜组件主要有管式、平板式、螺旋卷式和中空纤维(毛细管)式等四种，其中管式和中空纤维式膜组件根据操作方式不同，又分为内压式和外压式。 5. 操作特性
截留率的概念：截留率(rejection coefficent)表示膜对溶质的截留能力，可用小数或百分数表示。在实际膜分离过程中，由于存在浓度极化现象，真实截留率为
实际膜分离过程中影响截留率(表观截留率)的因素很多，除相对分子质量外，主要有如下几个方面：
(1)分子特性(2)其他高分子溶质的影响(3)操作条件 膜的污染与清洗
膜分离过程中遇到的最大问题是膜污染(membrane fouling)，膜污染的主要原因来自以下几个方面。
凝胶极化引起的凝胶层，阻力为Rg 。 溶质在膜表面的吸附层，阻力为Ras 。 膜孔堵塞，阻力为Rμ
膜孔内的溶质吸附，阻力为Rsp
第五章（第一部分） 溶 剂 萃 取 1.萃取定义：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法称为萃取。 2.反萃取(Back extraction)：当萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下步分离操作，往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取。 3.物理萃取：溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反应。 4.化学萃取：用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相的分配。萃取剂与溶质之间的化学反应，包括离子交换和络合反应等。 有机溶剂的影响
1.分离因子(分离物质的脂溶性大小)
2.有机溶剂的选择：根据相似相溶的原理(最重要参数：介电常数，极性)，选择与目标产物性质相近的萃取剂，可以得到较大分配系数。 有机溶剂还应满足以下要求： 1) 价廉易得； 2) 与水相不互溶；
3) 与水相有较大的密度差，并且粘度小，表面张力适中，相分散和相分离较容易； 4) 容易回收和再利用；
5) 毒性低，腐蚀性小，闪点低，使用安全； 6) 不与目标产物发生反应。 5.乳化现象 乳化：水或有机溶剂以微小液滴形式分散于有机相或水相中的现象。常常发生在实际发酵产物的萃取操作中。产生乳化后使有机相和水相分层困难，出现两种夹带： ①发酵液中夹带有机溶剂微滴，使目标产物受到损失； ②有机溶剂中夹带发酵液给后处理操作带来困难。
产生原因：是发酵液中存在的蛋白质和固体颗粒等物质，这些物质具有表面活剂性的作用，使有机溶剂和水的表面张力降低，水易于以微小液滴的形式分散于油相称为油包水型W/O乳浊液；相反，为O/W型乳浊液。 乳化处理：
1) 在操作前，对发酵液进行过滤或絮凝沉淀处理，可除去 大部分蛋白质及固体微粒，防止乳化现象的发生。
2) 乳化产生后，采取适当的破乳手段。
A 、如果乳化现象不严重，可采用过滤或离心沉降的方法。
B、 对于O/W型乳浊液，加入亲油性表面活性剂，可使乳浊液从O/W型转变成W/O型，但由于溶液条件不允许W/O型乳浊液的形成，即乳浊液不能存在，从而达到破坏的目的。 C、 相反，对于W/O型乳浊液，加入亲水性表面活性剂，如SDS可达到破乳的目的。 6.双水相萃取：通过溶质在两水相之间分配系数的差异而进行萃取的技术。 两水相体系类型（1） 高聚物-高聚物（2）高聚物-盐 7.两水相体系形成：
当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时，由于相对分子质量较大，分子间的相互排斥作用与混合过程的熵增加相比占主导地位，一种聚合物分子的周围将聚集同种分子而排斥异种分子，当达到平衡时，即形成分别富含不同聚合物的两相。这种含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相容性。 8.相图 双水相形成后，高分子、高分子、水形成平衡系统，为便于讨论，用两相相图表示。 双结点线[这样一条曲线就是双结线]；上相（T，轻相）;下相（B，重相）; 均相区; [双结点线以下区域，不能分相]；两相区; [双结点线以上区域，分相] 结点; [双结点线上每个点]；系线;[两个结点的连线，系线上每个点的上相组成与T点相同，下相组成与B点相同]；临界点; [系线的长度是衡量两相组成的相对差别的尺度，系线越长，两相间组成差别越大，反之越小]
系线的作用 [在系线上，每个点的的组成相同，但体积不同，体积变化服从杠杆定律：即
9.影响双水相萃取的综合因素
1) 成相聚合物浓度和M（分配系数）：
高聚物的种类：不同聚合物对待分离物质所产生的作用力不同，静电力、疏水力、亲和力不同，导致分配系数不同
高聚物的浓度：成相物质的总浓度越高，系线越长，蛋白质越容易分配于其中的某一相。 2）盐 3) pH value：A、pH>pI，带负电，在上相为正，下相为负的系统中，易分配于上相；其它情况依此类推。B、 交错分配法(cross partitioning)C、pH影响磷酸盐解离 4) T温度
第六章 吸附与离子交换（第一部分） 1.吸附(adsorption)：溶质从液相或气相转移到固相的现象。是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。[分离的关键在于物质的吸附和脱附作用的差异。] 2.吸附的类型与特性 物理吸附：基于吸附剂与溶质之间的分子间力。溶质在吸附剂上吸附与否或吸附量的多少取决于溶质与吸附剂极性的相似性和溶剂的极性。可通过改变温度、pH值和盐浓度等物理条
件脱附。
化学吸附：吸附剂表面活性点与溶质之间发生化学键合、产生电子转移现象，吸附稳定，不易脱附。采用破坏化学键合的化学试剂洗脱剂脱附。
离子交换：所用吸附剂称为离子交换剂，表面键合离子基团或可离子化基团，通过静电引力吸附带有相反电荷的离子，吸附过程发生电荷转移。一般通过提高离子强度或调节pH值的方法洗脱。
3.吸附等温线：当温度一定时，吸附量与浓度之间的函数关系称为吸附等温线。 4.大孔吸附剂吸附规律
（1）非极性吸附剂从极性溶剂中吸附非极性物质 （2）高极性吸附剂从非极性溶剂中吸附极性物质 （3）中等极性吸附剂对两种情况均有吸附能力
（4）水溶液中，同族化合物分子量大，极性弱易吸附 （5）无机盐促进吸附
（6）孔径与比表面（孔径6倍于分子直径） （7）pH 值
5.大孔吸附剂解吸规律
（1) 低级醇，酮或其水溶液（a 溶胀聚合物，b 溶解吸附物） （2）弱酸性物质用碱解吸 （3）弱碱性物用酸解吸 （4）高盐吸附时用水解吸
（5）易挥发溶质用热水或蒸汽解吸 （6）流速 （空间速度，线速度） （7）树脂高径比（3:1） 6.吸附操作技术 1固定床吸附操作 固定床：在吸附颗粒确定以后，床层的膨胀与通过床层液体的表观流速U有关。当U不大时，颗粒之间仍保持静止并互相接解，这为固定床。 2流化床吸附操作
流化床：当U增大至起始流态化速度Umf，颗粒不再相互支撑，开始悬浮在液体中；进一步提高U，床层随之膨胀，床层的压力降几乎不变，但床层中颗粒的运动加剧，这时 的床层为流化床。 3膨胀床吸附操作 膨胀床：综合固定床和流化床的优点，使吸附颗粒按自身的物理性质相对稳定地处在床层中的一定层次上实现稳定分级，而流体保持以平推流的形式流过床层，同时吸附颗粒间有较大的空隙，使料液中的固体颗粒能顺利通过床层。 4模拟/移动床吸附操作： 1）移动床(moving bed)
2）模拟移动床(simulated bed) 在逆流模拟移动床的色谱分离系统中，可将固定相设想为是逆向于流体移动方向运动。待分离混合物在分离工作区中部的某一点被连续输入。选定双向流速比率，料液自入口处就分离成相互双向流动的两部分。以进料入口为参考点，吸附介质似乎吸附了产品向上移动，因此称“模拟移动床(Simulation Moving Bed, 简称SMB)”。在进料点以上的位置越高，产品纯度就越高，而副产品却是在相反方向富集。 5搅拌釜吸附操作：1) 单釜吸附 2) 多级吸附 3) 多级逆流吸附 6.离子交换：利用离子交换剂分离生物物质的方法
7.工作交换容量：达到穿透点时，即出水中开始出现需要脱除的离子时，交换树脂所能达到的实际交换容量。工作交换容量一般为全交换容量的60～70％。 8.影响交换速度的因素
? 颗粒大小：愈小越快
? 交联度：交联度小，交换速度快 ? 温度：越高越快
? 离子化合价：化合价与高，交换越快 ? 离子大小：越小越快
? 搅拌速度：在一定程度上，越大越快
? 溶液浓度：当交换速度为外扩散控制时，浓度越大，交换速度越快 9.离子交换的选择性
? 离子水化半径 ? 离子化合价 ? 溶液的酸碱度 ? 交联度，膨胀 ? 辅助力 ? 有机溶剂
10.树脂操作条件的选择与应用 （1） 离解产生离子基团
（2） 强碱性目标物质应用弱酸性树脂 （3） 弱碱性目标物质应强酸性树脂 （4） 强酸性目标物质应用弱碱性树脂 （5） 弱酸性目标物质应用强碱性树脂 （6） 不影响交换容量的前提下提高交联度
（7） pH (a目标物稳定; b 解离; c 树脂离子化） (8) 树脂的型式 11.洗脱原则
（1） 与吸附条件相反（2） 缓冲液（3） 缓和酸碱（4） 有机溶剂 （5）充分洗涤（水，稀酸，盐） 12.主要的多糖基离子交换树脂
? 离子交换纤维素： 树脂骨架为纤维素，根据活性基团的性质可分为阳离子交换纤维
素和阴离子交换纤维素两类
常用的离子交换纤维素有：甲基磺酸纤维素、羧甲基纤维素、二乙基氨基乙基纤维素
? 葡聚糖凝胶离子交换树脂：骨架为葡聚糖凝胶，如sepharose、sephadex，根据功
能基团的不同，亦可分为阳离子交换和阴离子交换树脂
