发酵工程综述

1、.：.；发酵工程综述发酵工程的内容是随着科学技术的开展而不断扩展和充实的。现代的发酵工程不仅包括菌体消费和代谢产物的发酵消费，还包括微生物机能的利用。其主要内容包括消费菌种的选育，发酵条件的优化与控制，反响器的设计及产物的分别、提取与精制等。 1 发酵类型目前知具有消费价值的发酵类型有以下五种：1.1 微生物菌体发酵这是以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。比较传统的菌体发酵工业，有用于面包制造的酵母发酵及用于人类食品或动物饲料的微生物菌体蛋青丝酵两种类型。新的菌体发酵可用来消费一些药用真菌，如香菇类、依赖虫蛹而生存的冬虫夏草菌、与天麻共生的密环菌、以及从多孔菌科的茯苓菌获得的名贵中药茯苓和担

2、子菌的灵芝等。这些药用真菌可以经过发酵培育的手段来产生与天然产品具有同等疗效的产物。有的微生物菌体还可用作生物防治剂，可制成新型的微生物杀虫剂，并用于农业消费中。因此菌体发酵工业还包括微生物杀虫剂的发酵。1.2 微生物酶发酵酶普遍存在于动物、植物和微生物中。最初，人们都是从动、植物组织中提取酶，但目前工业运用的酶大多微生物发酵，由于微生物具有种类多、产酶种类多、消费容易和本钱低等特点。微生物酶制剂有广泛的用途，多用于食品工业和轻工业中，如微生物消费的淀粉酶和糖化酶用于消费葡萄糖，氨基酰化酶用于拆分D、L-氨基酸等。1.3 微生物代谢产物发酵微生物代谢产物的种类很多，知的有37个大类。在菌体对数

3、生长期所产生的产物，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、糖类等，是菌体生长繁衍所必需的，这些产物叫做初级代谢产物。许多初级代谢产物在经济上具有相当的重要性，分别构成了各种不同的发酵工业。在菌体生长静止期，某些菌体能合成一些具有特定功能的产物，如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等。这些产物与菌体生长繁衍无明显关系，叫做次级代谢产物。次级代谢产物多为低分子量化合物，但其化学构造类型多种多样，据不完全统计多达47类。其中抗生素按其构造类型类似性，可分为14类。由于抗生素不仅具有广泛的抗菌作用，而且还有抗病毒、抗癌和其他生理活性，因此得到了大力开展，已成为发酵工业的重要支柱。1.4 微生物的转化发酵

4、微生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶，把一种化合物转变成构造相关的更有经济价值的产物。可进展的转化反响包括：脱氢反响、氧化反响、脱水反响、缩合反响、脱羧反响、氨化反响、脱氨反响和异构化反响等。最古老的生物转化，就是利用菌体将乙醇转化成乙酸的醋酸发酵。生物转化还可用于把异丙醇转化成丙醇；甘油转化成二羟基丙酮；葡萄糖转化成葡萄糖酸，进而转化成2酮基葡萄糖酸或5酮基葡萄糖酸；以及将山梨醇转变成L山梨糖等。此外，微生物转化发酵还包括甾类转化。1.5 生物工程细胞的发酵这是指利用生物工程技术所获得的细胞，如DNA重组的“工程菌以及细胞交融所得的“杂交细胞等进展培育的新型发酵，其产物多种多样。用基因工

5、程菌消费的有胰岛素、干扰素、青霉素酰化酶等，用杂交瘤细胞消费的用于治疗和诊断的各种单克隆抗体等。2 发酵技术的特点微生物种类繁多、繁衍速度快、代谢才干强，容易经过人工诱变获得有益的突变株；微生物酶的种类很多，能催化各种生物化学反响；微生物可以利用有机物、无机物等各种营养源；可以用简易的设备来消费多种多样的产品；不受气候、季节等自然条件的限制等优点。所以源于酒、酱、醋等酿造技术的发酵技术开展非常迅速，并具有以下特点：发酵过程以生命体的自动调理方式进展，数十个反响过程可以在发酵设备中一次完成；反响通常在常温常压下进展，条件温暖，能耗少，设备较简单；原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，可以是农副产

6、品、工业废水或可再生资源(如植物秸秆、木屑等)，微生物本身能有选择地摄取所需物质；容易消费复杂的高分子化合物，能高度选择地在复杂化合物的特定部位进展氧化、复原、官能团引入或去除等反响；发酵过程中需求防止杂菌污染，大多情况下设备需求进展严厉的冲洗、灭菌，空气需求过滤等。3 发酵技术的运用发酵过程的上述特点表达了发酵工程的种种优点。在目前能源、资源紧张，人口、粮食及污染问题日益严重的情况下，发酵工程作为现代生物技术的重要组成部分之一，得到越来越广泛的运用：医药工业，用于消费抗生素、维生素等常用药物和人胰岛素、乙肝疫苗、干扰素、透明质酸等新药；食品工业，用于微生物蛋白、氨基酸、新糖源、饮料、酒类和一

7、些食品添加剂(柠檬酸、乳酸、天然色素等)的消费；能源工业，经过微生物发酵，可将绿色植物的秸秆、木屑以及工农业消费中的纤维素、半纤维素、木质素等废弃物转化为液体或气体燃料(酒精或沼气)，还可利用微生物采油、产氢以及制成微生物电池；化学工业，用于消费可降解的生物塑料、化工原料(乙醇、丙酮、丁醇、癸二酸等)和一些生物外表活性剂及生物凝集剂；冶金工业，微生物可用于黄金开采和铜、铀等金属的浸提；农业，用于生物固氮和消费生物杀虫剂及微生物饲料，为农业和畜牧业的增产发扬了宏大作用；环境维护，可用微生物来净化有毒的高分子化合物，降解海上浮油，去除有毒气体和恶臭物质以及处置有机废水、废渣等等。4 微生物发酵过程

8、微生物发酵过程即微生物反响过程，是指由微生物在生长繁衍过程中所引起的牛化反响的过程。根据微生物的种类不同(好氧、厌氧、兼性厌氧)，微生物发酵过程可以分为好氧性发酵过程和厌氧性发酵过程两大类。(1)好氧性发酵 在发酵过程中需求不断地通人一定量的无菌空气，如利用黑曲霉进展的柠檬酸发酵，利用棒状杆菌进展的谷氨酸发酵，利用黄单孢菌进展的多糖发酵等。(2)厌氧性发酵 在发酵时不需求供应空气，如乳酸杆菌引起的乳酸发酵，梭状芽孢杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。此外，酵母菌是兼性厌氧微生物，它在缺氧条件下进展厌氧性发酵积累酒精而在有氧即通气条件下那么进展好氧性发酵，大量繁衍菌体细胞，因此称为兼性发酵。根据培育基形

9、状的不同(固体或液体)，微生物发酵可分为固体发酵和液体发酵。假设按照发酵设备来分，又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。其中深层发酵法是指在液体培育基内部(不仅仅在外表)进展的微生物培育过程。液体深层发酵是在青霉素等抗生素的消费中开展起来的技术。同其他发酵方法相比，它具有很多优点：液体悬浮形状是很多微生物的最适生长环境；在液体中，菌体及营养物、产物(包括热量)易于分散，使发酵可在均质或拟均质条件下进展，便于控制，易于扩展消费规模；液体保送方便，易于机械化操作；厂房面积小，消费效率高，易进展自动化控制，产质量量稳定；产品易于提取、精制等。因此液体深层发酵在发酵工业中被广泛运用。4.1

10、发酵工业中的常用微生物微生物资源非常丰富，广布于土壤、水和空气中，尤以土壤中为多。有的微生物从自然界中分别出来就可以被利用，有的需求对分别到的野生菌株进展人工诱变，得到突变株才干被利用。当前发酵工业所用菌种的总趋势是从野生菌转向变异菌，从自然选育转向代谢控制育种，从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。发酵工业消费上常用的微生物主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌，由于发酵工程本身的开展以及遗传工程的介入，藻类、病毒等也正在逐渐地成为发酵工业中采用的微生物。4.2 培育基4.2.1 培育基的种类培育基是人们提供微生物生长繁衍和生物合成各种代谢产物需求的多种营养物质的混合物。培育基的成分和配比，对微生

11、物的生长、发育、代谢及产物积累，甚至对发酵工业的消费工艺都有很大的影响。根据其在消费中的用途，可将培育基分成孢子培育基、种子培育基和发酵培育基等。4.2.2 发酵培育基的组成发酵培育基的组成和配比由于菌种不同、设备和工艺不同以及原料来源和质量不同而有所差别。因此，需求根据不同要求思索所用培育基的成分与配比。但是综合所用培育基的营养成分，不外乎是碳源(包括用作消泡剂的油类)、氮源、无机盐类(包括微量元素)、生长因子等几类。4.2.3 菌种在进展发酵消费之前，必需从自然界分别得到能产生所需产物的菌种，并经分别、纯化及选育后或是经基因工程改造后“工程菌，才干供应发酵运用。为了能坚持和获得稳定的高产菌

12、株，还需求定期进展菌种纯化和育种，挑选出高产量和高质量的优良菌株。4.2.4 种子扩展培育将保管在砂土管、冷冻枯燥管或冰箱中处于休眠形状的消费菌种接人试管斜面培育基上活化后，再经过茄子瓶或摇瓶及种子罐逐级扩展培育，获得一定数量和质量的纯种，这个全过程称为种子扩展培育，这些纯种培育物称为种子。发酵产物的产量与废品的质量，与菌种性能以及孢子和种子的制备情况亲密相关。先将储存的菌种进展生长繁衍，以获得良好的孢子，再用所得的孢子制备足够量的菌丝体，供发酵罐发酵运用。种子制备有不同的方式，有的从摇瓶培育开场，将所得摇瓶种子液接人到种子罐进展逐级扩展培育，称为菌丝进罐培育；有的将孢子直接接人种子罐进展扩展

13、培育，称为孢子进罐培育。采用哪种方式和多少培育级数，取决于菌种的性质、消费规模的大小和消费工艺的特点。种子制备普通运用种子罐，扩展培育级数通常为二级。对于不产孢子的菌种，经试管培育直接得到菌体，再经摇瓶培育后即可作为种子罐种子。4.2.5 发酵发酵是在无菌形状下对微生物进展纯种培育，本阶段微生物合成大量的产物是整个发酵工程的中心环节。因此，所用的培育基和培育设备都必需经过灭菌，通人的空气或中途的补料都是无菌的，转移种子也要采用无菌接种技术。通常利用饱和蒸汽对培育基进展灭菌，灭菌条件是在120(约01 MPa表压)维持2030 min。空气除菌那么采用介质过滤的方法，可用定期灭菌的枯燥介质来阻截

14、流过的空气中所含的微生物，从而制得无菌空气。发酵罐内部的代谢变化(菌丝形状、菌浓度、糖含量、氮含量、pH、溶氧浓度和产物浓度等)是比较复杂的，特别是次级代谢产物发酵就更为复杂，受许多要素控制。4.2.6 下游处置发酵终了后，要对发酵液或微生物细胞进展分别和提取精制，将发酵产物制成符合要求的废品。5 液体深层发酵5.1 发酵的操作方式根据操作方式的不同，液体深层发酵主要有分零售酵、延续发酵和补料分零售酵三种类型。5.2 分零售酵营养物和菌种一次参与进展培育，直到终了放罐，中间除了空气进入和尾气排出，与外部没有物料交换。传统的生物产品发酵多用此过程，它除了控制温度和pH及通气以外，不进展任何其他控

15、制，操作简单。但从细胞所处的环境来看，那么有明显改动，发酵初期营养物过多，能够抑制微生物的生长，而发酵的中后期又能够由于营养物减少而降低培育效率；从细胞的增殖来说，初期细胞浓度低，增长慢，后期细胞浓度虽高，但营养物浓度过低也生长不快，总的消费才干不是很高。迄今为止，分零售酵仍是常用的发酵方法，广泛用于多种发酵过程。5.3 延续发酵所谓延续发酵，是指以一定的速度向发酵罐内添加新颖培育基，同时以一样的速度流出培育液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，微生物在稳定形状下生长。稳定形状可以有效地延伸分批培育中的对数期。在稳定的形状下，微生物所处的环境条件，如营养物浓度、产物浓度、pH等都能坚持相对恒定，微

16、生物细胞的浓度及其比生长速率也可维持不变，甚至还可以根据需求来调理生长速度。与分零售酵相比，延续发酵有着较多优点，但目前主要用于研讨任务中，如发酵动力学参数的测定，过程条件的优化实验等。而在工业消费中的运用还不多，目前主要用于面包酵母和饲料酵母的消费，以及有机废水的活性污泥处置等。另外，酒精延续发酵消费技术在前苏联也已获得胜利的运用。而新近开展的一种培育方法那么是把固定化细胞技术和延续培育方法结合起来，用于消费丙酮、丁醇、正丁醇、异丙醇等重要工业溶剂。5.4 补料分零售酵补料分零售酵又称半延续发酵，是介于分零售酵和延续发酵之间的一种发酵技术，是指在微生物分零售酵中，以某种方式向培育系统补加一定

17、物料的培育技术。经过向培育系统中补充物料，可以使培育液中的营养物浓度较长时间地坚持在一定范围内，既保证微生物的生长需求，又不呵斥不利影响，从而到达提高产率的目的。补料在发酵过程中的运用，是发酵技术上一个划时代的提高。补料技术本身也由少次多量、少量多次，逐渐改为流加，近年又实现了流加补料的微机控制。但是，发酵过程中的补料量或补料率，目前在消费中还只是凭阅历确定，或者根据一、两个一次检测的静态参数(如基质残留量、pH、溶解氧浓度等)设定控制点，带有一定的盲目性，很难同步地满足微生物生长和产物合成的需求，也不能够完全防止基质的调控反响。因此如今的研讨重点在于如何实现补料的优化控制。补料分零售酵可以分

18、为两种类型：单一补料分零售酵和反复补料分零售酵。补料分零售酵作为分零售酵向延续发酵的过渡，兼有两者之优点，而且抑制了两者之缺陷。同传统的分零售酵相比，补料分零售酵的优越性是明显的。首先，它可以解除营养物基质的抑制、产物反响抑制和葡萄糖分解阻遏效应。其次，对于好氧发酵，它可以防止在分零售酵中因一次性投入糖过多呵斥细胞大量生长，耗氧过多，以致通风搅拌设备不能匹配的情况。第三，它还可以在某些情况下减少菌体生成量，提高有用产物的转化率。在真菌培育中，菌丝的减少可以降低发酵液的黏度，便于物料保送及后处置。与延续发酵相比，它不会产生菌种老化和变异问题，其适用范围也比延续发酵广。目前，运用补料分零售酵技术进

19、展消费和研讨的范围非常广泛，包括单细胞蛋白、氨基酸、生长激素、抗生素、维生素、酶制剂、有机溶剂、有机酸、核苷酸、高聚物等，几乎普及整个发酵行业。它不仅被广泛用于液体发酵中，在固体发酵及混合培育中也有运用。随着研讨任务的深化及微机在发酵过程自动控制中的运用，补料分零售酵技术将日益发扬出其宏大的优势。6 发酵工艺控制发酵过程中，为了能对消费过程进展必要的控制，需求对有关工艺参数进展定期取样测定或进展延续丈量。反映发酵过程变化的参数可以分为两类。一类是可以直接采用特定的传感器检测的参数，它们包括反映物理环境和化学环境变化的参数，如温度、压力、搅拌功率、转速、泡沫、发酵液黏度、浊度、pH、离子浓度、溶

20、解氧、基质浓度等，称为直接参数。另一类是至今尚难于用传感器来检测的参数，包括细胞生长速率、产物合成速率和呼吸商等。这些参数需求在一些直接参数的根底上，借助于电脑计算和特定的数学模型才干得到，因此被称为间接参数。上述参数中，对发酵过程影响较大的有温度、pH、溶解氧浓度等。6.1温度温度对发酵过程的影响是多方面的，它会影响各种酶反响的速率，改动菌体代谢产物的合成方向，影响微生物的代谢调控机制。除这些直接影响外，温度还对发酵液的理化性质产生影响，如发酵液的黏度、基质和氧在发酵液中的溶解度和传送速率、某些基质的分解和吸收速率等，进而影响发酵的动力学特性和产物的生物合成。最适发酵温度是既适宜菌体的生长，

21、又适宜代谢产物合成的温度，它随菌种、培育基成分、培育条件和菌体生长阶段不同而改动。实际上，整个发酵过程中不应只选一个培育温度，而应根据发酵的不同阶段，选择不同的培育温度。但实践消费中，由于发酵液的体积很大，升降温度都比较困难，所以在整个发酵过程中，往往采用一个比较适宜的培育温度，使得到的产物产量最高，或者在能够的条件下进展适当的调整。发酵温度可经过温度计或自动记录仪表进展检测，经过向发酵罐的夹套或蛇形管中通人冷水、热水或蒸汽进展调理。工业消费上，所用的大发酵罐在发酵过程中普通不需求加热，由于发酵中会释放大量的发酵热，在这种情况下通常还需求加以冷却，利用自动控制或手动调整的阀门，将冷却水通人夹套

22、或蛇形管中，经过热交换来降温，坚持恒温发酵。6.2 pHpH对微生物的生长繁衍和产物合成的影响有以下几个方面：影响酶的活性，当pH抑制菌体中某些酶的活性时，会妨碍菌体的新陈代谢；影响微生物细胞膜所带电荷的形状，改动细胞膜的通透性，影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的排泄；影响培育基中某些组分和中间代谢产物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用；PH不同，往往引起菌体代谢过程的不同，使代谢产物的质量和比例发生改动。另外，pH还会影响某些霉菌的形状。发酵过程中，pH的变化取决于所用的菌种、培育基的成分和培育条件。培育基中的营养物质的代谢，是引起pH变化的重要缘由，发酵液的pH变化乃是菌体产酸和产

23、碱的代谢反响的综合结果。每一类微生物都有其最适的和能耐受的pH范围，大多数细菌生长的最适pH为6375，霉菌和酵母菌为36，放线菌为 78。而且微生物生长阶段和产物合成阶段的最适pH往往不一样，需求根据实验结果来确定。为了确保发酵的顺利进展，必需使其各个阶段经常处于最适pH范围之内，这就需求在发酵过程中不断地调理和控制pH。首先需求思索和实验发酵培育基的根底配方，使它们有个适当的配比，使发酵过程中的pH变化在适宜的范围内。假设达不到要求，还可在发酵过程中补加酸或碱。过去是直接参与酸(如 H2SO4)或碱(如NalOH)来控制，如今常用的是以生理酸性物质如(NH4)2SO4和生理碱性物质如氨水来

24、控制，它们不仅可以调理pH，还可以补充氮源。此外，用补料的方式来调理pH也比较有效。最胜利的例子就是青霉素发酵的补料工艺，利用控制葡萄糖的补加速率来控制pH，其青霉素产量比用恒定的加糖速率和加酸或碱来控制PH的产量高25。目前已试制胜利适宜于发酵过程监测pH的电极，能延续测定并记录pH的变化，将信号输入pH控制器来指令加糖、加酸或加碱，使发酵液的pH控制在预定的数值。6.3溶解氧浓度对于好氧发酵，溶解氧浓度是最重要的参数之一。好氧性微生物在进展深层培育时，需求适量的溶解氧以维持其呼吸代谢和某些产物的合成，氧的缺乏会呵斥代谢异常，产量降低。如今可采用复膜氧电极来检测发酵液中的溶解氧浓度。要维持一

25、定的溶氧程度，需从供氧和需氧两方面着手。在供氧方面，主要是设左提高氧传送的推进力和氧传送系数，可以经过调理搅拌转速或通气速率来控制司时要有适当的工艺条件来控制需氧量，使菌体的生长和产物构成对氧的需求量不超越设备的供氧才干。知发酵液的需氧量，受菌体浓度、基质的种类和浓度以受培育条件等要素的影响，其中以菌浓的影响最为明显。发酵液的摄氧率随菌浓曾大而增大，但氧的传送速率随菌浓的对数关系减少。因此可以控制适宜的菌体在度，使得产物的比消费速率维持在最大值，又不会导致需氧大于供氧。这可以经过控制基质的浓度来实现，如控制补糖速率。除控制补料速度外，在工业上，还可采用调理温度(降低培育温度可提高溶氧浓度)、液

26、化培育基、中间补水、添加外表活性剂等工艺措施，来改善溶氧程度。发酵过程中各参数的控制很重要，目前发酵工艺控制的方向是转向自动化控制，因此希望能开发出更多更有效的传感器用于过程参数的检测。此外，对于发酵终点的判别也同样重要。消费不能只单纯追求高消费力，而不顾及产品的本钱，必需把二者结合起来。合理的放罐时间是经过实验来确定的，就是根据不同的发酵时间所得的产物产量计算出发酵罐的消费力和产品本钱，采用消费力高而本钱又低的时间，作为放罐时间。确定放罐的目的有：发酵产物的产量，发酵液的过滤速度，发酵液中氨基氮的含量，菌丝的形状，发酵液的PH、外观和黏度等。发酵终点确实定，需求综合思索这些要素。7 发酵设备

27、进展微生物深层培育的设备统称发酵罐。一个优良的发酵安装应具有严密的构造，良好的液体混和性能，较高的传质、传热速率，同时还应具有配套而又可靠的检测及控制仪表。由于微生物有好氧与厌氧之分，所以其培育安装也相应地分为好氧发酵设备与厌氧发酵设备。7.1 好氧发酵设备 对于好氧微生物，发酵罐通常采用通气和搅拌来添加氧的溶解，以满足其代谢需求。根据搅拌方式的不同，好氧发酵设备又可分为机械搅拌式发酵罐和通风搅拌式发酵罐。 7.1.1 机械搅拌式发酵罐机械搅拌式发酵罐是发酵工厂常用的类型之一。它是利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合，促进氧的溶解，以保证供应微生物生长繁衍和代谢所需的溶解氧。比较典型的

28、是通用式发酵罐和自吸式发酵罐。7.1.2 通风搅拌式发酵罐在通风搅拌式发酵罐中，通风的目的不仅是供应微生物所需求的氧，同时还利用通人发酵罐的空气，替代搅拌器使发酵液均匀混合。常用的有循环式通风发酵罐和高位塔式发酵罐。7.2厌氧发酵设备厌氧发酵也称静止培育，因其不需供氧，所以设备和工艺都较好氧发酵简单。严厉的厌氧液体深层发酵的主要特征是排除发酵罐中的氧。罐内的发酵液应尽量装满，以便减少上层相的影响，有时还需充人无氧气体。发酵罐的排气口要安装水封安装，培育基应预先复原。此外，厌氧发酵需运用大剂量接种(普通接种量为总操作体积的10-20)，使菌体迅速生长，减少其对外部氧渗人的敏感性。酒精、丙酮、丁醇

29、、乳酸和啤酒等都是采用液体厌氧发酵工艺消费的。具有代表性的厌氧发酵设备如酒精发酵罐和用于啤酒消费的锥底立式发酵罐。8 下游加工过程从发酵液中分别、精制有关产品的过程称为发酵消费的下游加工过程。发酵液是含有细胞、代谢产物和剩余培育基等多组分的多相系统，黏度通常很大，从中分别固体物质很困难；发酵产品在发酵液中浓度很低，且经常与代谢产物、营养物质等大量杂质共存于细胞内或细胞外，构成复杂的混合物；欲提取的产品通常很不稳定，遇热、极端pH、有机溶剂会分解或失活；另外，由于发酵是分批操作，生物变异性大，各零售酵液不尽一样，这就要求下游加工有一定弹性，特别是对染菌的批号也要可以处置。发酵的最后产品纯度要求较

30、高，上述种种缘由使得下游加工过程成为许多发酵消费中最重要、本钱费用最高的环节，如抗生素、乙醇、柠檬酸等的分别和精制占整个工厂投资的60左右，而且还有继续添加的趋势。发酵消费中因缺乏适宜的、经济的下游处置方法而不能投入消费的例子是很多的。因此下游加工技术愈来愈引起人们的注重。下游加工过程由许多化工单元操作组成，通常可分为发酵液预处置和固液分别、提取、精制以及废品加工四个阶段。发酵液性质，以利于固液分别，常用酸化、加热、加絮凝剂等方法。固液分别那么常用到过滤、离心等方法。假设欲提取的产物存在于细胞内，还需先对细胞进展破碎，细胞破碎方法有机械、生物和化学法，大规模消费中常用高压匀浆器和球磨机。细胞碎

31、片的分别通常用离心、两水相萃取等方法。8.1提取经上述步骤处置后，活性物质存在于滤液或离心上清液中，液体的体积很大，浓度很低。接下来要进展提取，提取的目的主要是浓缩，也有一些纯化作用。常用的方法有吸附法、离子交换法、沉淀法、萃取法、超滤法8.2精制经提取过程初步纯化后，液体的体积大大减少，但纯度提高不多，需求进一步精制。初步纯化中的某些操作，如沉淀、超滤等也可运用于精制。大分子(蛋白质)精制依赖于层析分别，层析分别是利用物质在固定相和挪动相间分配情况不同，进而在层析柱中的运动速度不同，而到达分别的目的。根据分配机制的不同，分为凝胶层析、离子交换层析、聚焦层析、疏水层析、亲和层析等几种类型。层析

32、分别中的主要困难之一是层析介质的机械强度差，研讨消费优质层析介质是下游加工的重要义务之一。小分子物质的精制那么可利用结晶操作。9 废品加工经提取和精制后，根据产品运用要求，有时还需求浓缩、无菌过滤和去热原、枯燥、加稳定剂等加工步骤。浓缩可采用升膜或降膜式的薄膜蒸发或者采用膜过滤的方法，对热敏性物质可用离心薄膜蒸发进展浓缩，对大分子溶液可用超滤膜过滤、小分子溶液可用反浸透膜过滤进展浓缩。用截断相对分子质量10000的超滤膜可除去相对分子质量在1000以内的产品中的热原，同时也到达了过滤除菌的目的。假设最后要求的是结晶性产品，那么上述浓缩、无菌过滤等步骤应放于结晶之前，而枯燥那么通常是固体产品加工的最后一道工序。枯燥方法根据物料性质、物料