生物工业下游技术

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1、生物工业卜*游技术=第一章绪论1、对生物工业生产过程屮获得的生物原料，经提取分离，加工并精制口的成分，最终使成为产品的技术，通常称为下游技术。2、下游技术的一般工艺过程：发酵液一预处理一细胞分离一细胞破壁（胞内产物）一碎片分离一提取一精制一成品制作按生产过程可简单归纳为①预处理和固液分离②提取（初步分离）③精制（高度纯化）④成沾制作第三章发酵液的预处理1、发酵液的过滤特性的改变.•①降低液体粘度②调整PH③凝聚与絮凝④加入助滤剂⑤加入反应剂2、杂蛋0的去除方法：沉淀法变性法吸附法3、固液分离设备①碟片式离心机工作原理：悬浮液由轴中

2、心加入，其中的固体颗粒在离心力的作用卜*沿最卜*足的通道滑移到碟片边缘处，G转鼓壁排浙I」引出，清液则沿着碟片向轴心方向移动，自环形清液口排出，从血达到固液分离的目的。适用范围：细南，酵母尚，放线尚等多种微生物细胞悬浮液及细胞碎片悬浮的分②管式离心机悬浮液在加压情况下由下部送入，经挡板作用分散于转鼓底部，受到高速离心力作用而旋转向上，清液位于转鼓中央，呈螺旋形运转向上移动，重液（或固体）靠近鼓樓，至分离盘靠近中心处为清液出口孔，靠近转鼓壁处为重液出口处适用范ffl:—般离心机难以分离而固形物含量＜1%的发酵液③倾析式分离机工作原理

3、：悬浮液从由料管径进料口进入高速旋转的转鼓内，在离心力作用卜固体颗粒发生沉降分离，沉积在转鼓内壁上。堆积在转鼓内壁上的固相靠螺旋推向转鼓的锥形部分，从排渣口排出。与固相分离后的液相，径液和冋流管从转鼓大端的溢流空溢出。适用范ffl:适合于含固形物较多的悬浮液的分离，不适合于细菌，酵母菌等微小微生物悬浮液的分离④分离因数：离心力与重力的比值，衡量离心程度的参数⑤根据过滤机理的不同，过滤操作可分为澄清过滤和滤饼过滤两种澄清过滤：固体含量少于O.lg/lOOml.胶粒直径在5-100Pm的悬浮液，过滤介质起主要过滤作用。滤饼过滤：固体

4、含量＜0.1g/ml悬浮液本身形成的滤饼起着主要的过滤作用。第四章微生物细胞破碎1、破碎率的测定方法：（1）、直接测定法：利用适当的方法计数破碎前后的细胞数即可直接计算其破碎率。破碎前的细胞利用显微镜或电子微粒计数器直接计数，破碎后需采用染色的方法区分破碎细胞和完整细胞。（2）、目的产物测定法：通过测定破碎液屮的目的产物的释放量来估算破碎率。测定上清液中目的产物的含量或活性，并与100%破碎率所获得的标准数值比较。（3）、导电率测定法：利用破碎前后导电率的变化来测定破碎程度。导电率随破碎率的增加而呈线性增加，预先采用其他方法制定标

5、准曲线。2、细胞破碎方法分类：一、机械法：1、珠磨法：固体剪切作用、可达到较高的破碎率，可较大规模的操作，大分子目的产物易失活，浆液分离困难。2、高压匀浆法：液体剪切作用、可达较高破碎率、可大规模操作，不适合丝状菌和革兰氏阳性菌。3、超声波朴素法：液体剪切作用、对酵母菌的作用较差，破碎过程升温剧烈，不适合大规模操作。4、X-Press法：固体剪切作用、破碎率高，适性保留率高，对冷冻敏感0的产物不适应。二、非机械法：1、酶溶法：酶分解作用、具有高度专一性，条件温和，浆液易分离，溶酶的价格高，通用性差。2、化学渗透法：改变细胞膜的渗透

6、性、具冇一定的选择性，浆液易分离，但释放率较低，通用性较差。3、渗透压法：渗透压剧烈改变、破碎率较低，常与其他方法结合使用。4、冻结融化法：反复冻结融化、破碎率低，不适合对冷冻敏感的目的产物。5、干燥法：改变细胞膜渗透性、条件剧烈变化，易引起大分子物质失活。第五章溶剂萃取和侵取1、萃取：是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中FI的产物的分离纯化操作。2、“相似相溶”原理：分子结构相似、能量相似3、分配系数K=萃取相溶度/萃余和溶度=C1/C25、工业萃取操作的三个步骤：混合、分离、溶剂回收6、单级萃取溶质在萃取相与萃余相中的数量的

7、比值E=CsVs/CFVF=KVs/Vf=K/mK分配系数Vf料液体积Vs萃取剂体积m浓缩比7、多级萃取多级错流萃取：每级均加新鲜溶剂，故溶剂消耗量大，得到的萃取液产物平均浓度较稀，但萃取较完全。多级逆流萃取：料液走M和萃取剂走M相反，只在最后一级中加入萃取剂，萃取剂消耗少，萃取液产物平均浓度高。工业一般采用这个。8、乳化：一种液体（分散相）分散在另一种不相浞溶的液体（连续相）屮的现象。破乳化的方法：过滤或离心分离法、化学法（加电解质屮和离子型乳浊液的电荷）、物理法（加热、稀释、吸附等）、顶替法、转型法。9、浸取：用某种溶剂把宥用

8、的物质从固体原料中提取到溶液中的过程称为浸取。浸取的一般步骤：（1）溶剂从溶剂主体传递到固体颗粒的表面（2）溶剂扩散渗入固体内部和内部微孔隙内（3）溶质溶解进入溶剂（4）通过固体微孔隙通道中的溶液扩散至固体表面并进一步进入溶剂主体10、浸取需要考虑