10发酵产物的下游加工概论(精品)

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,10.1,概述,10.2,下游加工的特点,10.3,下游加工过程的一般流程和单元操作,10.4,生物技术下游技术发展动态,10.,发酵产物的下游加工概论,10.1,概述,一、下游技术的发展历程,1、古代酿造业,2、第一代生物技术时期,主要是近代分离技术，如过滤、蒸馏、精溜等。,3、第二代生物技术时期,产品的多样性决定了分离产品的多样性，,沉淀、萃取、吸附等技术开始广泛的应用。,4,、,第三代生物技术时期,研究热点主要是活性多糖、活性蛋白、活性质脂、特殊复合物，广泛应用层析技术。,10.2,下游加工的特点,一、发酵液和发酵产物的的一般特性,1、,含水量高，有些达到90-99%。,2、发酵液中产物浓度低。抗生素25,g/L，,氨基酸100,g/L,，酶20,g/L,，蛋白质10,g/L,。,3、固形物主要是菌体和蛋白质胶体物,粘度大，不利于过滤。,4,、产物稳定性较低。,5,、杂质多，包括培养基中的各种成分；,6,、有少量难分离的结构相似的副产物；,7,、含有有害的有机杂质，,如色素、细菌内毒素等。,8,、对最终产品的质量要求高。,例如青霉素引起过敏的物质含量在1.510,-6,，对于蛋白质药物一般要求杂蛋白浓度小于2，重组胰岛素要求小于0.01。,因此，产物的浓度及提取成本是和产品价格成正比。,二、下游加工过程遵循的原则,1.时间尽量短；,2.温度低；,3.,pH,适中，控制在适合产物的范围内。,4.严格清洗消毒生产环境和设备,。,10.3,下游加工过程的一般流程和单元操作,一、一般流程,1、下游加工考虑的因素,1）是胞内产物还是胞外产物,2）原料中产物和主要杂质浓度,3）产物和主要杂质的物理化学性质及差异,4）产品用途和质量标准,5）产品的市场价格,6）废液的处理方法,2、生产工艺,下游技术大致可分为4个阶段：,预处理和固液分离、初步分离（提取）、高度纯化（精制）、成品加工。,3、工艺过程中的控制,1）首先要控制产品的收率和质量。,2）尽量减少分离提取的步骤，减少损失，提高总收率。,例如:有6步，每步收率为90%，总收率只有53.1%，每步收率为95%，总收率只有73.5%。,3）在条件允许的情况下，尽可能重复提取,。,例如谷氨酸一步等电点结晶收率为75%，结晶母液经过离子交换提取，二步收率为65%，则总收率,75%+（1-75%)65%=91.2%,4）采用步骤的次序要相对合理,。,10.4,生物技术下游技术发展动态,成本、质量、环境保护将是生物下游技术永久的发展方向和推动力。,一、传统技术的提高和完善,蒸馏、蒸发、过滤、离心、结晶和离子交换等传统技术的提高和完善。,二、新技术的研究和开发,1、新型分离介质的研究和开发,膜、树脂和凝胶是目前主要的新型分离介质,。,2、,新型分离技术的开发,各种分离纯化技术互相结合、交叉、渗透形成新的分离技术。膜蒸馏及渗透蒸发，离子交换色谱等。,3、发酵和下游工程的结合,。,