磁分离技术已经有很多年的发展历史,因分离方法简便快捷、目标性强而广泛应用在生物分离、废水处理等领域中。但是由于该技术难以实现放大和连续化,目前在工业中还尚未推广应用。本文通过将浮选技术耦合到磁分离技术中,发展了新型气助磁分离技术。以3.3μm的磁性聚甲基丙烯酸缩水甘油酯微球(MPNs)用于牛血清白蛋白BSA的分离作为模拟体系,开展了间歇、连续和全流程连续气助磁分离过程的研究,研究内容主要包括下列几个方面:1)采用分散聚合法制备磁性聚甲基丙烯酸缩水甘油酯微球,在微球表面修饰亲和配基,以实现目标蛋白的亲和吸附分离。考察了蛋白质的初始浓度、溶液pH、离子强度等因素对蛋白吸附性能的影响,获得蛋白质的最佳吸附条件。2)在磁性载体的最佳吸附条件下,考察并优化了萃取、洗涤、反萃个单元过程的主要工艺参数。考察了溶液的pH值、气体流速、装载体积等因素对分离效率的影响,对于含磁颗粒浓度为0.72 mg/mL的料液,在pH值为7.2的条件下,装载体积为250 mL,气体流速为60 mL/min,其分离速率为410 mL/min,回收率达98%。其结果表明:间歇条件下,气速能大大加速磁分离过程且能实现磁颗粒的远距离捕获。与单纯的磁分离相比,其对磁场的依赖性大为降低,并且分离过程易于放大。同时也证明该分离过程不会导致蛋白质从磁颗粒表面脱落,也不会引起蛋白质构象的变化。3)在此基础上,进一步开展了连续气助磁分离过程的研究,当气速为250mL/min时,其处理量达24 L/h,95%以上的磁颗粒从上部磁辊流出,底部流出液中磁颗粒的浓度仅为0.0389 mg/m L,整个过程质量基本守恒。该过程顺利实现了生物分离过程中磁性微球的规模化连续分离。4)基于上述各单元过程的研究,将全流程规模化连续气助磁分离中试装置用于蛋白质萃取、洗涤和反萃过程的连续化分离,证明了该过程的可行性和高效性。