发酵工程 下游工程技术知识点VIP免费

发酵产物的提取与精制属于发酵工程的下游加工技术。下游加工亦称发酵后处理，是指从发酵液或酶反应中分离纯化目的产物并加工成成品的过程。在多数情况下是从稀的发酵液中回收目的产物，整个过程有多项单元操作组成，其中有许多是经典的化工单元操作。菌种生培加工提游Y加工发酵工程主产产品的流程简图r从匚黙界分膜的菌种非牛顿強体诱姿育种基阖工捉细胞上段微生物菌坤黄谢产物产护天培菲\接种发醴条弊控制第十二章发酵工程下游工程技术第一节发酵液的预处理与固-液分离1.1概述一、下游加工过程的重要性1.获得商业产品的关键环节。2.促进发酵工程上游加工技术或工艺的改进。3.拥有市场竞争力的重要保证。二、下游加工过程的特点1.发酵液是复杂的多相系统，属非牛顿液体，从中分离所需产品困难大。2.发酵产品在培养液中具有浓度低，稳定性差，对酸碱等外界环境十分敏感，容易失活。3.下游加工过程代价昂贵，产品回收率不是很高。4.发酵过程复杂，要求下游加工工艺应具有相当的适应性，以确保最终产品的纯度和质量。三、下游加工的原则和要求原则：1）短时间内处理2）分离时尽量低温3）选择生物物质稳定的pH4）要程序化进行清洗，消毒，包括厂房，设备，管路成品加工「破碎细腕细腿分离发酵液细胞分离胞外产物爭内产物离心或过滤离心或过滤离心或过滤细诫破碎T含产1干燥的清1离心或过产物提取、分离废物纯化、精制干燥产物要求：1）达到所需的纯度2）成本要低，得率高3）工艺过程要简便，对分离物质特性清楚4）废弃物要易处理，能够做到综合利用（零排放；清洁生产）5）实验室产品能够放大生产四、下游加工工程的一般流程1.粗分离阶段（1）发酵液的预处理和固-液分离。（2）产物的初分离。2.纯化精制阶段（3）产物的高度纯化（4）成品加工。胞外产物加热沉降均化离心分离沉淀层析无菌过滤调pH离心分离研磨萃取吸附离子交换浓缩絮凝过滤溶胞超滤萃取亲和超滤膜分离双水相萃取超滤憎水冷冻干燥吸附喷雾干燥电泳结晶操作步骤减至最少，并尽可能提高各步骤的收率1.2发酵液的预处理与固-液分离一、发酵液的一般特征1.含水量高，一般可达90%〜99%,处理体积大。2.产品浓度低。3.悬浮物颗粒小，密度与液体相差不大。4.固体粒子可压缩性大，一压缩就变形。5.液体黏度大，大多为非牛顿型流体。易吸附在滤布上。6.产物性质不稳定，不耐热、酸碱敏感、易被氧化、易被微生物污染及酶分解。二、发酵液预处理的目的和要求1.预处理的目的（1）改变发酵液的物理性质，促进悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效率（2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液体）；发酵碎片分离（3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。2.发酵液预处理的要求:（1）菌体的分离（2）固体悬浮物的去除（3）蛋白质的去除（4）重金属离子的去除（5）色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除（6）改变发酵液的性质（7）调节适宜pH值和温度三、发酵液预处理的方法1.降低液体的黏度2.絮凝法3.重力法4.等电点法5.加入助滤剂6.加入反应剂1降低液体黏度（1）加水稀释法采用加水稀释法虽然能降低液体黏度，但是会增加发酵液的体积，因此加大后续过程的处理量。稀释后过滤速率提高的百分比必须大于加水比才算真正有效，即若加水一倍，则稀释后液体的黏度必须下降50%以上，才能有效提高过滤效率。（2）加热法升高温度可以降低悬浮液的黏度，除去某些杂蛋白，降低悬浮物的最终体积，破坏凝胶状结构、增加滤饼的空隙度，提高过滤效率。不适用热敏性的物质，而且要防止加热导致细胞溶解，胞内物质外溢。（3）添加酶制剂比如：加酶将多糖转化为单糖2.凝聚和絮凝法凝聚和絮凝的概念:凝聚是在高价无机盐作用下，由于双电层排斥电位的降低，而使胶体体系不稳定的现象。絮凝是指在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成粗大的絮凝团的过程，是一种以物理的集合为主的过程。凝聚原理：电解质将胶体粒子表面上的电荷中和，减少存在于胶体粒子间的静电斥力，使范德华力占优势，这样胶体就会凝聚成较大、较密实的粒子。常用的凝聚方法：在稀溶液中加入电解质以促进凝聚。试剂包括酸、碱、简单电解质和合成的...