扩张床吸附（Expanded Bed Adsorption,EBA）技术是二十世纪九十年代开发的一种新型生化分离技术,最大特点是可以从含有固体生物质颗粒（如细胞、细胞碎片）的料液中直接捕获目标物,集固液分离、浓缩和初期纯化于一个单元操作之中,可以缩短分离步骤、减少活性物质损失、提高产品收率、节省分离成本,体现了生物分离过程的集成化优势。论文在综述扩张床吸附原理、特点和操作方式的基础上,集中讨论了固体生物质颗粒对扩张床吸附的影响,以及借鉴胶体化学的zeta电位概念来描述静电相互作用的设想,阐明了扩张床吸附过程设计的特殊性和重要性,提出了本论文的研究思路——建立并完善固体生物质颗粒影响的评价手段,形成合理的扩张床吸附过程设计策略,并采用实例证明该策略的合理性和实用性。 扩张床在吸附过程中必须保持稳定分级的流态化,这是扩张床吸附得以实现的关键。细胞或细胞碎片与扩张床吸附剂间的相互作用,必然影响扩张床的稳定性,因此论文首先针对扩张床吸附过程的特殊性,采用特殊的示踪剂,测定含有固体生物质颗粒进料时的停留时间分布（RTD）,以正确评价扩张床在真实进料中的稳定性。论文选择特殊离子（Li⁺和Br^-）作为RTD示踪物,选用离子选择性电极实时测定流动相中特殊离子浓度,建立了数据采集和分析系统,考察了离子选择性电极的工作范围、响应时间、流速、固体生物质颗粒浓度、脉冲离子浓度和脉冲量的影响,确定了适宜的测定条件。以面包酵母为模型生物质、基因重组E.coli匀浆液为实际应用对象,证明了本论文建立的离子选择性电极法可以很好进行含有固体生物质颗粒进料时的RTD测定,是一种可以评价真实操作条件下扩张床稳定性的有效手段。 “离子选择性电极RTD分析法”的使用中发现一些局限性,如原料消耗液量大、测定周期较长、需要特殊电极等,有必要建立一个更为简便的测定方法来评价固体生物质颗粒与吸附介质间相互作用,并对固体生物质颗粒的影响进行定量表征,以简化扩张床吸附的过程设计。本论文完善了“生物质脉冲响应法”,对其适用范围和精确度进行了系统考察,包括生物质脉冲浓度、脉冲量和床层膨胀率等因素,确定了合适的测定条件:生物质脉冲的OD₆₀₀值在0.5-0.6之间,生物质脉冲量为床层沉降体积的80%,膨胀率为2.5。随后,确定了生物质穿透指数（BTI）为指标,表征固体生物质颗粒在扩张床内的吸附状况。结果表明,“生物质脉冲响应法”的稳定性好,数据偏差小,重复性好,BTI值可以量化表征固体生物质颗粒与吸附介质间的相互作用。论文进一步把“生物质脉冲响应法”应