生物工程下游技术.ppt

生物工程下游技术;目录;第一章

〔绪论〕;本章要求;一、下游加工过程在生物技术中的地位;二、生物技术下游加工过程的特点;2.整个下游加工过程应遵循以下四个原那么;三、生物工业下游技术的开展历程;以20世纪40年代出现的青霉素产品为代表。

无菌空气制备技术、大型好氧发酵装置开发，一大批通风发酵技术产品相继投入了工业生产，如抗生素〔链霉素〕、氨基酸〔谷氨酸〕、有机酸〔核酸、柠檬酸〕、酶制剂〔淀粉酶〕、微生物多糖和单细胞蛋白等。产品多样性决定了别离方法的多样性。借鉴和引进吸收了大量的近代化学工业的别离技术，如沉淀、离子交换、萃取、结晶等。;以20世纪70年代末崛起的DNA重组技术及细胞融合技术为代表。

生物技术在其主要领域：基因工程、酶工程、细胞工程和微生物发酵工程取得了长足进步，一批高附加值的产品开始面世，如乙肝疫苗、干扰素等。80年代，发现了一大批生理功能性物质，如活性糖质、活性肽、高度不饱和脂肪酸等，生物技术在深度和广度上都取得了很大的进展。1988年，日本由40多家公司组建高度别离系统技术研究联合体，瑞典的Pharmacia，Alfa-Laval等组建了Biolink公司，加强在生物工业下游技术领域的研究开发力量，不断推出新技术、新产品、新装备，以抢占更多的市场。新技术有超临界CO2萃取技术、膜过滤、渗透蒸发技术、各种色谱〔层析〕技术等。;20世纪80年代以来，生物工业下游技术进步很快，出现了很多新概念、新技术、新产品和新装备。大致可分为以下几大类：;〔1〕固液别离技术

〔2〕细胞破碎技术

〔3〕初步别离纯化技术

〔4〕高度别离纯化技术

〔5〕其他新型别离技术;;〔1〕固液别离技术

〔2〕细胞破碎技术

〔3〕初步别离纯化技术

〔4〕高度别离纯化技术

〔5〕其他新型别离技术;〔1〕固液别离技术

〔2〕细胞破碎技术

〔3〕初步别离纯化技术

〔4〕高度别离纯化技术

〔5〕其他新型别离技术;四、生物技术下游加工过程的一般流程和单元操作;2.下游加工过程的一般流程;下游工艺过程决定于产品的性质和要求到达的纯度

如产品为菌体???身，那么工艺比较简单，只需经过滤、得到菌体，再经枯燥就可，如单细胞蛋白的生产。

如可以从发酵液直接提取，那么可省去固液别离步骤。

如为胞外产物那么可省去细胞破碎步骤。;3.单元操作;;;适合于大规模工业化生产的传统技术经过改造提高后，适应面更宽，效率会更高，仍然显示出强劲的生命力。

各种新型高效的过滤机械和离心机械的问世，结晶理论和离子交换技术的新进展，提高了产品的收率、质量和生产效率。;1〕新型别离介质的研究开发

2〕子代别离技术

3〕其他新兴下游技术;3.清洁生产

清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。

包括三方面内容：

〔1〕清洁生产工艺〔节约原材料和能源，淘汰有毒害的原材料，无废和少废技术〕

〔2〕清洁产品〔使用中和使用后对人体和环境无害〕

〔3〕清洁能源〔常规能源清洁利用、可再生能源和新能源的开发利用〕

;作业：;第二章

下游技术的理论根底;生物工业下游技术：尚无一个严格意义上的定义，本课程中所涉及的内容有许多在本质上属于物质别离的范畴。因此，本章及后续内容将会经常使用“别离〞一词。;别离机理与别离操作;第一节下游技术中的物理学过程;;第二节下游技术中的化学过程;环状糊精也有一定的分子识别功能。

它是由6—8个葡萄糖环状结合而成的低聚糖．筒状，内部具空洞结构。;“皇冠醚〞;泡沸石〔无机吸附剂〕;泡沸石;二、下游技术中的化学反响

选择性别离纯化：

如柠檬酸工业中常用钙盐沉淀，以便于与发酵液中残糖及其他可溶性杂质的别离。

利用草酸与Ca2+反响，生成不溶性钙盐可除去杂质Ca2+。

产品制造：

氨基酸或短肽能络合或螯合某些金属离子生产保健产品。补充人体缺乏又不易被人体吸收的钙、铁、锌等微量元素。

山梨醇和木糖醇可以通过葡萄糖和木糖经金属镍催化加氢工艺(高压)获得。;第三节下游技术中的生物学过程;〔一〕可逆性结合作用〔除共价结合外〕;影响蛋白质立体构象的环境因素;

;第三章

发酵液预处理;目的;第一节发酵液的预处理;改善发酵液过滤特性的物理化学方法：

调酸〔等电点〕、热处理、电解质处理、添加凝聚剂、添加外表活性物质、添加反响剂、冷冻-解冻及添加助滤剂等。;1.降低液体粘度

2.调整pH

3.凝聚与絮凝;凝聚——指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层电排斥