课件--发酵和分离的耦合技术.
《课件--发酵和分离的耦合技术.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课件--发酵和分离的耦合技术.（31页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、发酵和分离的耦合技术发酵和分离的耦合技术发酵过程的发酵过程的瓶颈：瓶颈：普遍存在着产物或副产物的普遍存在着产物或副产物的抑制作用抑制作用第一节第一节 概述概述降低生物催化剂的活力，降低生物催化剂的活力，抑制细胞生长抑制细胞生长制约制约发酵发酵过程过程的的效率效率解决产物抑制的方法：解决产物抑制的方法：利用工程手段及时分离出产物利用工程手段及时分离出产物消除抑制，提高细胞或催化剂的活性消除抑制，提高细胞或催化剂的活性生物反应生物反应-分离耦合过程分离耦合过程生物反应生物反应-分离耦合过程分离耦合过程Integrated bioreaction-separation processin situ
2、product removal定义：定义： 在生物反应发生的同时，选择一种合适在生物反应发生的同时，选择一种合适的分离方法及时地将对生物反应有抑制的分离方法及时地将对生物反应有抑制或毒害作用的产物或副产物选择性地从或毒害作用的产物或副产物选择性地从细胞或生物催化剂细胞或生物催化剂周围移走周围移走的的过程过程生物反应生物反应- -分离耦合过程的种类分离耦合过程的种类选择一种合适的分离技术选择一种合适的分离技术生物反应与分离耦合的关键来实现产物或副产物的移走来实现产物或副产物的移走分离技术的选择依据分离技术的选择依据 充分考虑产物的充分考虑产物的理化特性和生物学特性理化特性和生物学特性以选择最佳的
3、分离技术，要具有较大的分离系数和较好的选择性 分离技术应具备分离技术应具备生物相容性生物相容性即合适的分离技术应对生物反应不造成负面影响，不会造成生物催化剂或细胞的失活、变性和死亡，也不会改变生物反应的代谢和调节机制，同时也不会对产品造成污染 耦合过程环境的耦合过程环境的流体特性流体特性必需关注必需关注因为流体力学性质决定并影响分离过程的传质，从而分离的容量和速度会受到极大的影响，如高粘度的非牛顿型流体就不适合用膜分离技术 分离剂应易于与反应体系分离，产物应易于从分离剂中提出来，分离剂应易于与反应体系分离，产物应易于从分离剂中提出来，再生后的分离剂应可以再生后的分离剂应可以重复利用重复利用 工
4、程及经济因素工程及经济因素理想的分离技术应是操作费用低、性能稳定、工程上易实现、寿命长的技术选择合适的分离技术的前提条件选择合适的分离技术的前提条件充分了解目标产物的理化性质充分了解目标产物的理化性质包括分子量、疏水性、挥发性、荷电性及包括分子量、疏水性、挥发性、荷电性及特异性的亲和力等。特异性的亲和力等。发酵分离耦合过程的发展趋势发酵分离耦合过程的发展趋势 生物反应体系不断广延生物反应体系不断广延研究和应用对象除了初级代谢产物以外，更多地转向高附加值的药物产品研究和应用对象除了初级代谢产物以外，更多地转向高附加值的药物产品(如抗生如抗生素等素等)、食品添加剂、食品添加剂(维生素、色素、香料等
5、维生素、色素、香料等)和一些高分子量的产物和一些高分子量的产物(如酶、治疗用如酶、治疗用的蛋白质、单抗、生物碱等的蛋白质、单抗、生物碱等) 耦合过程的内涵不断深化耦合过程的内涵不断深化有抑制或毒害作用的副产物的选择性分离；选择性地供给营养底物；不可发酵底物有抑制或毒害作用的副产物的选择性分离；选择性地供给营养底物；不可发酵底物或老龄化细胞的分离等。或老龄化细胞的分离等。 新分离技术不断出现新分离技术不断出现如基于分子识别的分离方法如基于分子识别的分离方法 耦合过程的工艺中多种分离技术的集成耦合过程的工艺中多种分离技术的集成常用的发酵分离耦合技术常用的发酵分离耦合技术 透析培养透析培养 膜分离和
6、培养耦合膜分离和培养耦合 发酵与蒸馏耦合发酵与蒸馏耦合 萃取发酵萃取发酵 吸附培养吸附培养透析透析定义：定义：当化学膜的两侧当化学膜的两侧物质浓度存在差异物质浓度存在差异时，物质就会从浓度高的一侧向浓度低的时，物质就会从浓度高的一侧向浓度低的一侧渗透，直到两侧浓度相等。一侧渗透，直到两侧浓度相等。第二节第二节 透析培养透析培养例子：例子：透析培养是人们模拟生活中的某些现象，透析培养是人们模拟生活中的某些现象，采用人工膜进行透析培养来研究它们的机采用人工膜进行透析培养来研究它们的机制。制。比如比如鸡胚的绒毛膜鸡胚的绒毛膜为天然膜，这种浆膜下为天然膜，这种浆膜下层为营养储库，通过膜面不断地提供各种
7、层为营养储库，通过膜面不断地提供各种细胞生长与繁殖的养料细胞生长与繁殖的养料透析透析培养培养定义：指在围有定义：指在围有半透膜半透膜的培养环境中，使的培养环境中，使微生物生长的方法。微生物生长的方法。营养物营养物透过半透膜扩散到透析袋内，微生透过半透膜扩散到透析袋内，微生物利用其营养而生长。物利用其营养而生长。微生物微生物因为不能透过膜而留在透析袋因为不能透过膜而留在透析袋代谢产物代谢产物透过膜扩散到培养基中。透过膜扩散到培养基中。结果使维持生长的培养基被简化，抑制生结果使维持生长的培养基被简化，抑制生长的因子减少，从而达到促进微生物的生长的因子减少，从而达到促进微生物的生长的目的。长的目的。
