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1、第1章 生化分离工程概论Chapter 1 Overview of Bioseperation Process概论目录n1 概 论n2 生物技术的总论n3 生化分离工程在生物技术中的地位n4 生化分离工程的特点n5 生化分离工程的原则n6 生化分离工程的工艺流程n7 生化分离工程的单元操作汇总n8 生化分离加工过程的发展趋势1 概 论知识点：l 生化分离工程在生物技术中的地位l 传统生化产品和基因工程产品分离方法的比较l 生化分离工程的特点l 生化分离工程的一般流程和单元操作l 生化分离工程的发展趋势 重点： 掌握生化分离工程的概念、特点及其操作的常规程 序 了解生化分离工程的地位及其发展趋势
2、 难点： 不同种类的产品分离纯化的一般流程和单元操作conception of biotechnology（1）Biotechnology（2）Bioengineering（3）Biochemical Engineering（4）Bioprocess（5）Bioseparation Engineeringconception of biotechnologynGenic EngineeringnCell EngineeringnEnzyme EngineeringnFermentation EngineeringnProtein EngineeringnBiochemical Engineer
3、ing天然产物研究研发平台n生物碱产品：n有机酸产品:n黄酮产品：n皂苷产品：n活性多糖产品：n天然色素产品：n现代分离组合技术和集成技术：“银杏叶综合利用技术”项目银杏叶黄酮银杏内酯银杏酸聚戊烯醇“柚子全组分综合利用技术”项目“枇杷全组分综合利用技术”项目不同蛋白质的溶解度与硫酸铵浓度关系2 生物技术的总论 2.1 生物技术树2.2 生物技术所涉及的行业种类2.3 美国生物技术产品销售预测2.4 美国工业化生物技术研究与发展基金分布图2.5 生物技术的概念2.6 生物技术(biotechnology)的定义与分类 2.1 生物技术树生物科学与生物技术及其产业的关系生物技术多学科性2.2 生物
4、技术所涉及的行业种类2.3 美国生物技术产品销售预测2.4 美国工业化生物技术研究与发展基金分布图2.5 生物技术的基本概念（1）Biotechnology（2）Bioengineering（3）Biochemical Engineering（4）Bioprocess（5）Bioseparation Engineering2.6 生物技术分类 nGenic EngineeringnCell EngineeringnEnzyme EngineeringnFermentation EngineeringnProtein EngineeringnBiochemical Engineering传统发酵
5、与现代发酵比较生物技术各分类间关系生物技术发展简史传统传统生物技术技术4000年前 中国、埃及、两河流域 酿酒造醋 初期生物技术1680年 荷兰Leenwen hoek 显微镜1857年 法国Pasteur 酒精发酵 灭菌法1897年 德国Buchner 酶 近代生物技术1943年 美英 青霉素 深层发酵 现代生物技术1953年 美Watson、英Crick DNA双螺旋结构3 生化分离工程在生物技术中的地位 n生物技术、生物工程的重要组成n生化产品制备的关键步骤n单位操作同化学工程 3.1 生物技术的最新进展 (1) 基因工程方面 试管婴儿、细胞融合、蛋白质序列分析，人参培 养(2) 生物反
6、应器 连续式，柱式、固定化酶、固定化细胞反应器 (3) 发酵技术如：固定化酶、固定化细胞技术 3.2 生化分离工程的重要性传统发酵工业 占60%基因产品 占8090%3.3 生化分离工程的研究现状 生物领域瓶颈产业化制约技术4 生化分离工程的特点系统多相性非牛顿性流体低浓度稳定差生物变异性大5 生化分离工程的原则 n时间短n温度低npH适中（生物物质的稳定性问题）n勤洗消毒n三废处理（BOD和COD问题）n生物安全问题(对基因工程产品)，n防止菌体扩散6 生化分离工程的工艺流程7 生化分离工程的单元操作汇总 离交 蒸馏 萃取 结晶 吸附 沉淀 浓缩 干燥 膜分离2.发酵液的预处理和固液分离 预
7、处理的目的预处理的方法预处理的设备常用的凝聚剂n无机盐类n金属无机盐类n聚合无机盐类n阳离子对负电荷的胶粒凝聚能力次序1.聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）衍生物：2.苯乙烯类衍生物及其无机高分子聚合物絮凝剂3.天然有机高分子絮凝剂常用絮凝剂的种类悬浮液的分离过程和分类2.细胞破碎技术 破碎原理：破碎方法：生产设备：分离方法：各种微生物细胞壁的结构与组成 backback细胞破碎机理图微生物细胞的破碎技术细胞破碎主要方法 u机械法：u物理处理法：u化学法：u酶解法：u干燥法：机械破碎法与非机械法比较 破碎技术的未来发展方向多种破碎方法相结合：与上游过程相结合：与下游过程相结合：破碎方法
8、选择原则(1)仅破坏或破碎存在目标生化物质的位置周围：(2)选择性溶解目标生化物质：3.沉淀法（蛋白质） （1）盐析法 （2）等电点沉淀法 （3）有机溶剂沉淀法 （4）非离子型聚合物沉淀法 （5）聚电解质沉淀法 （6）金属离子沉淀法（7）典型实例 （扁桃酸脱氢酶、环氧化物水解酶）4.离子交换法（抗生素） n原理n技术要点n典型实例 （卡那霉素、扁桃酸）5.溶剂萃取法（药用植物）n原理n技术要点n典型实例 （银杏叶提取物、荷叶碱）6.超滤 n原理n技术要点n典型实例（大豆蛋白、红曲色素） n浓差极化n膜污染7.层析 n原理n技术要点n典型实例 （扁桃酸脱氢酶、苦瓜肽）8.结晶 n原理n技术要点n典型实例 （卡那霉素、扁桃酸）9 .生化分离加工过程的发展趋势 1、膜分离技术的推广使用 2、亲和技术的推广使用 3、优质层析介质的研究 4、上游技术对生化分离过程的影响 5、发酵于提取相结和：生物反应器方面 作业 n名词解释：生物技术，生化工程，生化反应 工程，生化分离工程，热源，微生物工程。n生化分离工程的一般工艺流程和所包括的单 元操作及其适用范围？n那些单元操作适用于生物小分子物质的提取?n那些单元操作适用于生物大分子物质的提取?n生物分离工程的发展趋势。n说出世界上十家生物工程方面的大公司的名 称。
