1 第十二章 产物的提取与精制
1 第十二章 产物的提取与精制
2 第一节 概论 一、下游加工过程在发酵工程中的地位 1，下游加工过程的定义 发酵产品系通过微生物发酵过程、酶反应过程或 动植物细胞大量培养获得。从上述发酵液、反应 液或培养液中分离、精制有关产品的过程称为下 游加工过程(Down stream processing)。它由一些 化学工程的单几操作组成，但由于生物物质的特 性，有其特殊要求，而且其中某些单元操作一般 化学工业中应用较少
2 第一节 概论 一、下游加工过程在发酵工程中的地位 1，下游加工过程的定义 发酵产品系通过微生物发酵过程、酶反应过程或 动植物细胞大量培养获得。从上述发酵液、反应 液或培养液中分离、精制有关产品的过程称为下 游加工过程(Down stream processing)。它由一些 化学工程的单几操作组成，但由于生物物质的特 性，有其特殊要求，而且其中某些单元操作一般 化学工业中应用较少
3 2，地位 ¾传统发酵工业(如抗生素、乙醇、柠檬 酸)，分离和精制部份占整个工厂投资 费用的60%。 ¾对重组DNA发酵、精制蛋白质的费用可 占整个生产费用的80%~90%
3 2，地位 ¾传统发酵工业(如抗生素、乙醇、柠檬 酸)，分离和精制部份占整个工厂投资 费用的60%。 ¾对重组DNA发酵、精制蛋白质的费用可 占整个生产费用的80%~90%
4 二、发酵下游加工过程的特点 • 培养液 (或发酵液 )是复杂的多相系统，含有细胞、代 谢产物和末用完的培养基等。分散在其中的固体和胶 状物质，具可压缩性，其密度又和液体相近，加上粘 度很大，属非牛顿性液体，使从培养液中分离固体很 困难。 • 培养液中所欲提取的生物物质浓度很低，但杂质含量 却很高，特别是利用基因工程方法产生的蛋白质常常 伴有大量性质相近的杂质蛋白质。 • 另一个特点是欲提取的生物物质通常很不稳定、遇热 、极端pH、有机溶剂会引起失活或分解。 • 发酵或培养都是分批操作、生物变异性大，各批发酵 液不尽相同，要求下游加工有一定的弹性
4 二、发酵下游加工过程的特点 • 培养液 (或发酵液 )是复杂的多相系统，含有细胞、代 谢产物和末用完的培养基等。分散在其中的固体和胶 状物质，具可压缩性，其密度又和液体相近，加上粘 度很大，属非牛顿性液体，使从培养液中分离固体很 困难。 • 培养液中所欲提取的生物物质浓度很低，但杂质含量 却很高，特别是利用基因工程方法产生的蛋白质常常 伴有大量性质相近的杂质蛋白质。 • 另一个特点是欲提取的生物物质通常很不稳定、遇热 、极端pH、有机溶剂会引起失活或分解。 • 发酵或培养都是分批操作、生物变异性大，各批发酵 液不尽相同，要求下游加工有一定的弹性
5 三、分离过程的机理与分离操作 1，物理性质 – 力学性质：重力、离心力、筛分； – 热力学性质：状态变化、相平衡； – 传质性质：粘度、扩散、热扩散； – 电磁性质：电泳、电渗析、磁化；
5 三、分离过程的机理与分离操作 1，物理性质 – 力学性质：重力、离心力、筛分； – 热力学性质：状态变化、相平衡； – 传质性质：粘度、扩散、热扩散； – 电磁性质：电泳、电渗析、磁化；