生物化工工艺学实习报告

1、 教 学 实 习 报 告院系班级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 实习单位： 2012年5月30日 目录 一、 目录(2)二、 发展历程(3)三、 现存问题(3)四、 国际先进仪器设备(4)五、 本次参观仪器设备(5)六、 我国生物化工发展(5)生物化工是利用生物体( 酶、微生物、细胞及细胞组织 )结合化学和工程系原理进行化学品的加工或提供相应的社会服务( 如环境治理 )。生物化工有时又称为生物加工过程，生物化工生产的产品有以下几类：精细化学品如维生素、色素等；生物材料如生物可降解材料聚乳酸、壳聚糖及手性化合物等；医药及生物制剂如青霉素、头孢、干扰素等；农用化学品如生物农药、微生物肥料等；功

2、能性食品及食品、饲料添加剂。一、生物化工发展历程生物化工发展至今经历了一个多世纪, 它的发展大致概括为3个时期：从19世纪80年代起到20世纪30年代末, 不少发酵产品, 如乳酸、面包酵母、乙醇、柠檬酸等相继投入生产, 这是属于第一代生物化工产品。这一时期的特点是工业生产是实验室规模的简单放大, 人们着重于工艺的研究, 而未形成严格的工程学科。第二代的生物化工产品从20世纪40年代随着抗生素工业的兴起而出现的。在这一时期, 在具有通气搅拌装置的发酵罐中大量培养青霉素产生菌的方法出现了, 代替了原来用上千个瓶子进行表面培养的产生方法。这一时期, 化工工程师成功地解决了好气性微生物的大规模培养中的

3、氧供应、培养基和空气的灭菌以及产品提取中的关键技术和设备问题, 并从中建立了发酵过程中的搅拌通气、培养基和空气灭菌等单元操作, 为生物化学工程的建立奠定了初步的理论基础。从20 世纪70年代末起, 随着现代生物技术的兴起, 生物化工又为利用重组微生物、动植物细胞大规模培养以生产药用多肽及蛋白质、疫苗、单克隆抗体等服务, 从而出现了第三代生物化工产品。如用DNA 重组体菌种生产的胰岛素、干扰素等。这些产品及其生产过程特点，进一步要求生物化学工程开拓新的生物反应器以及新的单元操作。目前全球已拥有年销售额大于10亿美元的生物技术产品数10个。到本世纪末，全球生物化工工业产品销售额可达1000亿美元。

4、仅美国从事生物技术制品生产的公司约1300多家，其中较大的生物制药公司有225家，年工业投资达350亿美元。90年代初，日本生物技术产业总产值占国民经济总值的5以上，计划至2005年，生物技术创造的产值将是国民经济总产值的10左右。二、目前存在的问题作为一个正在蓬勃发展的新产业，与传统化学工业相比，生物化工产业的优势是显而易见的，比如：反应条件温和，多为常温、常压、能耗低、选择性好、效率高的生产过程；环境污染较少；能生产目前不能生产的或用化学法生产较困难的性能优异的产品。但另一方面，我们也因该看到生物化工的发展还远没有成熟，还存在诸多急需我们解决的问题。新产品的开发成本大、周期长。一种新的生物

5、药物或疫苗的上市，从开始开发到最终上报审核往往要花费数年甚至十数年的时间。在这数年时间里开发公司必须不断的投入大量的资金，以维持研究的进行。而且这种投资始终是冒着零回报的风险的，没人可以确保开发出来的新药一定能通过药品审核部门的审核。目前生物化工产品的安全性遭到消费者质疑。关于转基因药物与转基因作物的安全性问题一直是社会争论的热点问题，一直没有定论，消费者无法安心购买这类产品。这严重的影响了生化产业的发展。现有的生物催化剂催化效率低，无法满足高速发展的生化产业的需要。三、国际先进仪器设备闪式提取器闪式提取器基于组织破碎原理，将物料快速破碎至适当粒度，同时伴有高速搅拌、超强振动、负压渗滤等作用实

6、现提取之目的，最大限度保留植物有效成分不会受热破坏，溶剂用量小，提取时间短，效率高。特点：常温提取：避免任何成分受热破坏。使用广泛：适用于软硬动、植物材料；适合于多种有机溶剂；能提取各种天然活性成分。快速提取：数秒钟内可将有效成分快速转移到溶剂内，工作效率是传统方法的百倍以上。超声波循环提取机超声波具有“空化现象”、“机械振动”、“、“热效应”等特性，“空化现象”可产生瞬间几千个压力，使提取介质中的微小气泡压缩、爆裂，破碎被提取原料和细胞壁，加速天然药用成份的溶出，“机械振动”和“热效应”进一步强化了溶出成份的扩散，使药用成份在提取介质中快速达到浓度平衡，可大大缩短提取成本，提高产品质量，是当

7、前浸出提取中最具前途的提取技术。循环超声提取机提取效率是常规提取的几倍到几十倍，单位物料处理量能耗较常规方法降低50%以上，并且最大限度地保持了中药材及其它天然产物中原有的各种有效成份，有效成份的提取率得到了很大的提高，可大大地降低提取的成本、提高提取质量。这种新型提取装置可广泛适用于挥发性和非挥发性提取介质，自动化程度高、操作简便，是对提取车间进行技术改造和新建提取车间理想的装置。二氧化碳超临界萃取装置超临界流体萃取技术是近代化工分离中的一种新型分离技术，超临界CO2萃取是采用CO2作溶剂，超临界状态下的CO2流体密度和介电常数较大，对物质溶解度很大，并随压力和温度的变化而急剧变化，因此，不

8、仅对某些物质的溶解度有选择性，且溶剂和萃取物非常容易分离。四、本次参观的仪器设备（1）超临界萃取装置 HA121-50-02 2L/50MPa 由南通华安超临界萃取有限公司生产超临界流体萃取技术是近代化工分离中的一种新型分离技术，超临界CO2萃取是采用CO2作溶剂，超临界状态下的CO2流体密度和介电常数较大，对物质溶解度很大，并随压力和温度的变化而急剧变化，因此，不仅对某些物质的溶解度有选择性，且溶剂和萃取物非常容易分离。超临界CO2萃取特别适用于脂溶性，高沸点，热敏性物质的提取，同时也适用于不同组分的精细分离，即超临界精镏。超临界流体萃取技术常用于医药、食品、化学、化妆品及香料等工业。医药工

9、业中药有效成份的提取，药品原料的浓缩、精制，脱溶，脂质混合物的分离精制食品工业啤酒花、咖啡豆脱咖啡因，植物动物油提纯，植物色素的提取化妆品、香料工业天然香料、合成香料的分离、精制、烟草脱碱，化妆品原料的萃取化学工业烃的分离，有机化合成原料的精制，共沸混合物的分离，反应的原料的回收，有机溶剂的的水溶剂脱水，水氧化其它超导，半导体、陶瓷、石油岩心洗油，酶催化反应，超细粒子，超临界反应（2）机械搅拌通风发酵罐 FXNR0.1 公升容量：100L发酵罐广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业，厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。用于好气发酵(如生产抗生素、氨基酸、有机酸、

10、维生素等)的发酵罐因需。（3）清酒罐 BHH0.1 升容量：100L清酒罐主要以清理啤酒为主，自酿啤酒设备、啤酒罐，目前较多地应用于啤酒行业，制酒行业的一种清理罐一般都统称为暂存罐，大型暂存罐目前有5T/容积。小型地也在1-2T/容积。清酒罐适用于乳品、饮料、医药、酒厂、化工及生物工程等行业。五、我国生物化工工艺发展我国的生物技术在70年代中期开始起步，已经走过20年左右的历程。国内许多研究单位也相继开展基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程的研究，为我国生物技术的发展奠定了基础。这个阶段，我国生物技术发展的特点是全面学习、跟踪国外；发展水平以基因工程为例，还处于“国外元件，国内组装”的阶段。1986年以后这10多年是我国生物技术发展的黄金时期。从“七五”开始连续3个五年计划，生物技术都被列为国家科技攻关项目；从1986年开始生物技术被列入国家高技术计划；国家自然科学基金也重点支持生物技术的重要基础研究；国家计委和国家科委又支持建立一批生物技术的国家重点开放实验室。我国已形成了医药生物技术、农业生物技术、生物化工技术、海洋生物技术等上、中、下游结合，门类齐全的生物技术研究、开发、生产的体系。我国生物化工产业在生物技术产业中占有相当地位，而且发展速度很快，生物化工在生物技术产业销售额的比重由1985年的38提高到1996年的68.3，而此期间生