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生物分离工程第二章ppt下载

素材编号:
394247
素材软件:
PowerPoint
素材格式:
.ppt
素材上传:
yangyiner
上传时间:
2020-01-11
蚂蚁彩票第一站_[开户赠金]素材大小:
1 MB
素材类别:
生物课件PPT
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生物分离工程第二章ppt

生物分离工程第二章ppt免费下载是由PPT宝藏(noobwatches.net)会员yangyiner上传推荐的生物课件PPT, 更新时间为2020-01-11,素材编号394247。

这是生物分离工程第二章ppt,包括了生物分离工程在生物技术中的地位,生物工业下游技术的特点,生物下游加工过程的一般步骤,分离效率的评价,生物分离工程的发展方向,生物分离工程的研究方向等内容,欢迎点击下载。

绪论
1.1生物分离工程在生物技术中的地位
1.1.1 定义
生物产品 
①生物界自然产生
②微生物菌体发酵过程——>发酵液     分离
③动植物细胞培养过程——>反应液                生物产品
④酶反应过程            ——> 培养液     精制
生物分离工程
从发酵液、反应液和培养液中分离、精制有关产品的过程称为生物分离工程(Bio-Separations Engineering)亦称下游技术(Downstream Processing)
1.1.2 在生物技术中的地位
生物产品的成本构成
传统液体混合物产品(分离成本约10%)
 啤酒、葡萄酒等发酵饮料 (简单固液分离和无菌处理)
小分子生物产品(分离成本约30%,分离、精制部分的投资占整个投资的60% )
酒精,丙酮,丁醇,抗生素,有机酸,核酸,酶制剂,单细胞蛋白
生物活性产品(分离成本约占整个生产费用的80%-90%)
动物细胞培养
植物细胞培养
基因工程发酵产品
1.1.2 在生物技术中的地位
生物分离工程的落后阻碍生物技术的发展
一方面生物技术(基因工程、细胞工程)的新成果没有合适的提取和精制的方法就不能转化为生产力。
蚂蚁彩票第一站_[开户赠金]另一方面,如果提取和精制方法落后,收率太低,成本太高,其生物产品的竞争力就不强(如甘油、衣康 酸等)。
1.2 生物工业下游技术的特点
1.2.1 原料及产品特性
成分复杂
目标产物浓度低
收率低
易失活
不稳定性
几种典型产品的发酵液的浓度
                  浓度(g/L)       含量(%)
抗生素              25                2.5
氨基酸             100                10
酒精                100                10
有机酸             100                10
酶                    20                  2
R-DNA蛋白质     1                   1
收率计算
         由于起始浓度低,杂质多,而产品要求纯度高,因此常需好几步操作,其结果使得生物产品的收率较低。
蚂蚁彩票第一站_[开户赠金]例:假设每步操作的收率为90%,若包含3步操作,则总收率为72.9%,若包含6步操作,则总收率真为53.1%。
1.2.2 生物分离过程设计的原则
时间短  (放罐后 必须尽快提取)
温度低。
PH适中
清洁卫生,勤清洗消毒。
生物安全(bio-safety)问题,要在密闭状态下 防止菌体扩散。
发酵液放罐后,由于条件改变,会继续按另外的途径进行生物反应,使产物浓度下降或部分失活,特别是杂菌的感染,会引起产品的破坏。因些,对于初级提取或分离设备,往往不能按一天的生产能力来设计。
        例:某生物产品厂,每天发酵3个罐,发酵液总量为90m3,发酵醪成熟后要求在3h内完成初步分离,则该厂初步分离设备的产能力应生≥10 m3/h。
1.2.3 生物分离过程的选择
①(根据)目标产物的分子结构,物理化学特性,分子量大小等。
② 主要杂质的成分与含量
      尤其是分子结构,大小和理论性质与目标产物接近的杂质。
③目标产物在分离中的稳定性
      如耐酸碱性,耐高温,耐有机溶剂。
1.3生物下游加工过程的一般步骤
       工业应用的生物分离技术
蚂蚁彩票第一站_[开户赠金]① 回收技术: 絮凝,离心,过滤,微过滤。
② 细胞破碎技术: 球磨,高压匀浆,化学破
   碎技术
③ 初步纯化技术: 沉淀,离子交换,萃取,膜分离
   技术,盐析法,有机溶剂沉淀
④ 高度纯化技术:离子交换,结晶,重结晶,各类
   层析如:亲和,疏水,聚焦,离子交换,凝胶等
  ⑤ 成品加工 喷雾干燥,气流干燥,沸腾干燥,冷
     冻干燥,结晶
1.4 分离效率的评价
      评价一个分离过程的效率主要有三个标准。即:
 目标产物浓缩程度(concentration factor)
  分离纯化程度(separation factor)
  回收率(recovery rate)
生物反应过程示意图
分离过程评价
C、P、W分别为原料、产品、废料 F为流速
c、T、X分别为浓度、目标产物、杂质
   分离效率评价
1.5生物分离工程的发展方向
1.5.1新型分离方法的研究与开发
    ①膜分离技术完善与推广应用
    ②亲和技术
    ③色谱分离技术
    ④吸附技术
    ⑤新型萃取技术
    ⑥复合(集成)分离技术的研究
1.5生物分离工程的发展方向
1.5.2上游技术对下游过程的影响
    ①将胞内产物变为胞外产物
    ②选择便于产品分离的培养基
    ③通过代谢工程和基因工程的方法,减
     少影响目标产物分离的副产物的形成。
1.5生物分离工程的发展方向
1.5.3原位分离技术研究
        ——发酵培养与产品分离耦合技术
(1)避免或减少产物反馈抑制作用
(2)减少生物活性物质产品的失活损失
生物分离工程的研究方向
(1)基础理论研究
(2)开发新型和经济高效的下游加工技术
(3)工程问题的研究
(4)向清洁生产工艺转变
现代生物分离工程的研究方向与特点
(1)大规模,高选择性(液膜萃取,逆胶束萃取,两水相
            萃取,反渗透,纳米过滤,渗透蒸发,亲和膜过滤,亲和 
            错流过滤, 亲和沉 淀 ,分子模板,分子筛,分子蒸馏)
(2)集成化(扩张床,两水相,液膜分离)
(3)快速分离(贯注层析)
(4)极端条件下分离(超临界,超声波,超重力)
(5)在位分离(边发酵边分离)
(6)环境相容(超临界)
(7)可再生循环(亲和沉淀,可再生两水相)
 

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