生物工業(yè)下游技術(shù)復(fù)習(xí)

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(duì)于由生物界自然產(chǎn)生的或由微生物菌體發(fā)酵的、動(dòng)植物細(xì)胞組織培養(yǎng)的、酶反應(yīng)等各種生物工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(diǎn)發(fā)酵液的特點(diǎn)含水多，產(chǎn)物含量低；含菌體蛋白；溶有原來(lái)培養(yǎng)基成分；相當(dāng)多的副產(chǎn)物和色素；易被雜菌污染或使產(chǎn)物進(jìn)一步分解；易起泡，粘性物質(zhì)多。3整個(gè)下游加工過(guò)程應(yīng)遵循下列四個(gè)原則整個(gè)下游加工過(guò)程應(yīng)遵循下列四

2、個(gè)原則時(shí)間短；溫度低；pH適中（選擇在生物物質(zhì)的溫度范圍內(nèi)）；嚴(yán)格清洗消毒（包括廠房、設(shè)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(lèi)：生物工業(yè)下游技術(shù)大致可分為以下幾大類(lèi)：（1）固液分離技術(shù)（2）細(xì)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(duì)pH、熱、有機(jī)溶劑、金屬離子敏感等難題，在生物大分子的分級(jí)、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(dú)特的優(yōu)勢(shì)。）5一般下游加工過(guò)程可分為一般下游加工過(guò)程可分為4個(gè)階段：個(gè)階段：a培養(yǎng)液（發(fā)酵液）的預(yù)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(guò)程的一般流程下游加工過(guò)程的一般流程產(chǎn)品的收得率和質(zhì)量控制應(yīng)是貫穿下游技術(shù)工藝過(guò)程的主線。7單元操作單元操作過(guò)濾、離心——固液分離；蒸發(fā)、蒸餾、結(jié)晶——進(jìn)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(yù)防的環(huán)境保護(hù)策略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品中，以期減少對(duì)人類(lèi)和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。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(biāo)準(zhǔn)清潔生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)：技術(shù)評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、環(huán)境評(píng)價(jià)技術(shù)上可行，符合環(huán)保法規(guī)，經(jīng)濟(jì)上有贏利性第二章第二章下游技術(shù)的理論基礎(chǔ)下游技術(shù)的理論基礎(chǔ)分離機(jī)理：分離機(jī)理：利用目標(biāo)產(chǎn)物和雜質(zhì)之間物理、化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)上的差異進(jìn)行分離。物性差異越大，

5、作為分離基礎(chǔ)的實(shí)際利用價(jià)值越大。以物理學(xué)過(guò)程為基礎(chǔ)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(xì)胞碎片分離細(xì)胞破碎細(xì)胞分離高度純化成品加工成品加工預(yù)處理預(yù)處理胞外產(chǎn)物（加熱、調(diào)pH、絮凝）（過(guò)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(wú)菌過(guò)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(jī)碟片式離心機(jī)是傳統(tǒng)離心機(jī)，為目前工業(yè)

6、上應(yīng)用最廣泛的離心機(jī)。分離因數(shù)可達(dá)100020000，最大處理量達(dá)到300m3h，常用于大規(guī)模的分離過(guò)程。適用范圍：細(xì)菌、酵母菌、放線菌、細(xì)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(duì)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(xì)，固液重度差較小的固液分離。管式離心機(jī)管式離心機(jī)管式離心機(jī)是一種分離效率很高的離心分離設(shè)備，其轉(zhuǎn)鼓細(xì)

7、長(zhǎng)，可在1500050000的高轉(zhuǎn)速下工作，分離因數(shù)可達(dá)1046105。它設(shè)備簡(jiǎn)單、操作穩(wěn)定。適用范圍：細(xì)胞、細(xì)胞碎片、細(xì)胞器、病毒、蛋白質(zhì)、核酸等。特別適合一般分離機(jī)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(xì)胞懸浮液的過(guò)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(xì)菌發(fā)酵液的過(guò)濾，且過(guò)濾所得固相的干度不如加壓過(guò)濾。8、過(guò)濾：過(guò)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(jìn)行固液分離的方法稱為過(guò)濾。9、澄清過(guò)濾澄清過(guò)濾：介質(zhì)為硅藻土、砂、顆?；钚蕴?、玻璃珠、塑料顆粒等，當(dāng)懸浮液通過(guò)濾層時(shí)，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(guò)濾分離，如河水、麥芽汁、酒類(lèi)和飲料等的澄清。10、濾餅過(guò)濾濾餅過(guò)濾：過(guò)濾介質(zhì)為濾布。當(dāng)懸浮液通過(guò)濾布時(shí)，固體顆粒被濾布阻攔而逐漸形成濾餅（濾渣）。當(dāng)濾餅至一定厚度時(shí)即起過(guò)濾作用，此時(shí)

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