生物工業(yè)下游技術(shù)復習

1、第一章第一章緒論緒論1下游技術(shù)（工程）：下游技術(shù)（工程）：對于由生物界自然產(chǎn)生的或由微生物菌體發(fā)酵的、動植物細胞組織培養(yǎng)的、酶反應等各種生物工業(yè)生產(chǎn)過程獲得的生物原料，經(jīng)提取分離、加工并精制目的成分，最終使其成為產(chǎn)品的技術(shù)。2發(fā)酵液的特點發(fā)酵液的特點含水多，產(chǎn)物含量低；含菌體蛋白；溶有原來培養(yǎng)基成分；相當多的副產(chǎn)物和色素；易被雜菌污染或使產(chǎn)物進一步分解；易起泡，粘性物質(zhì)多。3整個下游加工過程應遵循下列四個原則整個下游加工過程應遵循下列四

2、個原則時間短；溫度低；pH適中（選擇在生物物質(zhì)的溫度范圍內(nèi)）；嚴格清洗消毒（包括廠房、設備及管路，注意死角），這和傳統(tǒng)產(chǎn)品抗生素的生產(chǎn)是一致的。4生物工業(yè)下游技術(shù)大致可分為以下幾大類：生物工業(yè)下游技術(shù)大致可分為以下幾大類：（1）固液分離技術(shù)（2）細胞破碎技術(shù)（3）初步分離純化（超濾技術(shù)解決了生物大分子對pH、熱、有機溶劑、金屬離子敏感等難題，在生物大分子的分級、濃縮、脫鹽等操作中得到了廣泛的使用。）（4）高度分離純化技術(shù)（5）其他新型分

3、離技術(shù)（超臨界CO2萃取技術(shù)在獲得天然生物物質(zhì)方面有著獨特的優(yōu)勢。）5一般下游加工過程可分為一般下游加工過程可分為4個階段：個階段：a培養(yǎng)液（發(fā)酵液）的預處理和固液分離；b初步純化（提?。?；c高度純化（精制）；d成品加工。6下游加工過程的一般流程下游加工過程的一般流程產(chǎn)品的收得率和質(zhì)量控制應是貫穿下游技術(shù)工藝過程的主線。7單元操作單元操作過濾、離心——固液分離；蒸發(fā)、蒸餾、結(jié)晶——進一步純化；萃取——濃縮或提取液相中的成分；離子交換、層

4、析、膜技術(shù)、超濾；干燥8清潔生產(chǎn)：清潔生產(chǎn)：清潔生產(chǎn)是指將綜合預防的環(huán)境保護策略持續(xù)應用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中，以期減少對人類和環(huán)境的風險。包括三方面內(nèi)容：（1）清潔生產(chǎn)工藝（2）清潔產(chǎn)品（3）清潔能源清潔生產(chǎn)的標準清潔生產(chǎn)的標準：技術(shù)評價、經(jīng)濟評價、環(huán)境評價技術(shù)上可行，符合環(huán)保法規(guī)，經(jīng)濟上有贏利性第二章第二章下游技術(shù)的理論基礎下游技術(shù)的理論基礎分離機理：分離機理：利用目標產(chǎn)物和雜質(zhì)之間物理、化學、生物學性質(zhì)上的差異進行分離。物性差異越大，

5、作為分離基礎的實際利用價值越大。以物理學過程為基礎的分離操作，大致可分為：（沉淀、吸附、萃取、超濾、結(jié)晶）發(fā)酵液初步純化細胞碎片分離細胞破碎細胞分離高度純化成品加工成品加工預處理預處理胞外產(chǎn)物（加熱、調(diào)pH、絮凝）（過濾、離心分離、膜分離)（勻漿、研磨、酶解）（離心分離、雙水相萃取、膜分離）（重結(jié)晶、離子交換、色譜分離、膜分離）（濃縮、無菌過濾、干燥、成型）胞內(nèi)產(chǎn)物提取提取精制精制胞外產(chǎn)物碟片式離心機碟片式離心機是傳統(tǒng)離心機，為目前工業(yè)

6、上應用最廣泛的離心機。分離因數(shù)可達100020000，最大處理量達到300m3h，常用于大規(guī)模的分離過程。適用范圍：細菌、酵母菌、放線菌、細胞碎片GF型(分離型)，用于分離各種乳濁液特別適用于二相相對密度差甚微的液一液分離以及含有少量雜質(zhì)的液一液一固分離。GQ型（澄清型），用于分離各種難于分離的懸浮液。特別適合于濃度小、粘度大，固相顆粒細，固液重度差較小的固液分離。管式離心機管式離心機管式離心機是一種分離效率很高的離心分離設備，其轉(zhuǎn)鼓細

7、長，可在1500050000的高轉(zhuǎn)速下工作，分離因數(shù)可達1046105。它設備簡單、操作穩(wěn)定。適用范圍：細胞、細胞碎片、細胞器、病毒、蛋白質(zhì)、核酸等。特別適合一般分離機難以分離的固形物含量10％）的懸浮液的分離，在發(fā)酵工業(yè)中廣泛用于霉菌、放線菌和酵母發(fā)酵液或細胞懸浮液的過濾分離。由于受真空度的限制，不適于菌體較小和粘度較大的細菌發(fā)酵液的過濾，且過濾所得固相的干度不如加壓過濾。8、過濾：過濾：在一定的壓力差下，利用多孔性介質(zhì)截留固液懸浮液

8、中的固體粒子，進行固液分離的方法稱為過濾。9、澄清過濾澄清過濾：介質(zhì)為硅藻土、砂、顆?；钚蕴?、玻璃珠、塑料顆粒等，當懸浮液通過濾層時，固體顆粒被阻攔或吸附在濾層的顆粒上，使濾液得以澄清，適合于固體含量少于0.1g100ml、顆粒直徑在5100μm的懸浮液的過濾分離，如河水、麥芽汁、酒類和飲料等的澄清。10、濾餅過濾濾餅過濾：過濾介質(zhì)為濾布。當懸浮液通過濾布時，固體顆粒被濾布阻攔而逐漸形成濾餅（濾渣）。當濾餅至一定厚度時即起過濾作用，此時

9、即可獲得澄清的濾液，這種方法叫做濾餅過濾，在濾餅過濾中，懸浮液本身形成的濾餅起著主要的過濾作用，適合于固體含量大于0.1g100ml的懸浮液的過濾分離。11、切向流過濾（切向流過濾（CrossFlowFiltration）又稱錯流過濾）又稱錯流過濾：操作特點是使懸浮液在過濾介質(zhì)表面作切向流動，利用流動的剪切作用將過濾介質(zhì)表面的固體（濾餅）移走。恒壓、高速第4章微生物細胞的破碎微生物細胞的破碎1、細菌細菌破碎的主要阻力來自于肽聚糖的網(wǎng)狀結(jié)