生化分离工程概论课件

第1章生化分离工程概论

Chapter1OverviewofBioseperationProcess

第1章生化分离工程概论

Chapter11概论目录1概论2生物技术的总论3生化分离工程在生物技术中的地位4生化分离工程的特点5生化分离工程的原则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8生化分离加工过程的发展趋势概论目录1概论21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难点：

√不同种类的产品分离纯化的一般流程和单元操作1概论知识点：3conceptionofbiotechnology（1）Biotechnology（2）Bioengineering（3）BiochemicalEngineering（4）Bioprocess

（5）BioseparationEngineeringconceptionofbiotechnology（4conceptionofbiotechnologyGenicEngineeringCellEngineeringEnzymeEngineeringFermentationEngineeringProteinEngineeringBiochemicalEngineeringconceptionofbiotechnologyGen5天然产物研究研发平台生物碱产品：有机酸产品:黄酮产品：皂苷产品：活性多糖产品：天然色素产品：现代分离组合技术和集成技术：天然产物研究研发平台生物碱产品：6①“银杏叶综合利用技术”项目①“银杏叶综合利用技术”项目7银杏叶黄酮银杏叶黄酮8银杏内酯银杏内酯9银杏酸银杏酸10聚戊烯醇聚戊烯醇11②“柚子全组分综合利用技术”项目②“柚子全组分综合利用技术”项目12③“枇杷全组分综合利用技术”项目③“枇杷全组分综合利用技术”项目13不同蛋白质的溶解度与硫酸铵浓度关系不同蛋白质的溶解度与硫酸铵浓度关系142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生物技术的总论2.1生物技术树152.1生物技术树2.1生物技术树16生物科学与生物技术及其产业的关系生物科学与生物技术及其产业的关系17生物技术多学科性生物技术多学科性182.2生物技术所涉及的行业种类2.2生物技术所涉及的行业种类192.3美国生物技术产品销售预测2.3美国生物技术产品销售预测202.4美国工业化生物技术研究与发展基金分布图2.4美国工业化生物技术研究与发展基金分布图212.5生物技术的基本概念

（1）Biotechnology（2）Bioengineering（3）BiochemicalEngineering（4）Bioprocess

（5）BioseparationEngineering2.5生物技术的基本概念222.6生物技术分类

GenicEngineeringCellEngineeringEnzymeEngineeringFermentationEngineeringProteinEngineeringBiochemicalEngineering2.6生物技术分类GenicEngineering23传统发酵与现代发酵比较传统发酵与现代发酵比较24生物技术各分类间关系生物技术各分类间关系25生物技术发展简史传统生物技术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Leenwenhoek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CrickDNA双螺旋结构生物技术发展简史传统生物技术26生化分离工程概论课件27生化分离工程概论课件28生化分离工程概论课件29生化分离工程概论课件30生化分离工程概论课件31生化分离工程概论课件323生化分离工程在生物技术中的地位

生物技术、生物工程的重要组成生化产品制备的关键步骤单位操作同化学工程

3生化分离工程在生物技术中的地位生物技术、生物工程的重要333.1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

3.1生物技术的最新进展(1)基因工程方面343.2生化分离工程的重要性传统发酵工业占60%基因产品占80~90%3.2生化分离工程的重要性传统发酵工业占60%353.3生化分离工程的研究现状

生物领域瓶颈产业化制约技术3.3生化分离工程的研究现状生物领域瓶颈364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4生化分离工程的特点系统多相性37生化分离工程概论课件385生化分离工程的原则

时间短温度低pH适中（生物物质的稳定性问题）勤洗消毒三废处理（BOD和COD问题）生物安全问题(对基因工程产品)，防止菌体扩散5生化分离工程的原则时间短396生化分离工程的工艺流程6生化分离工程的工艺流程407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7生化分离工程的单元操作汇总离交41

42生化分离工程概论课件43生化分离工程概论课件44生化分离工程概论课件45生化分离工程概论课件46生化分离工程概论课件47生化分离工程概论课件48生化分离工程概论课件49生化分离工程概论课件502.发酵液的预处理和固液分离

预处理的目的预处理的方法预处理的设备2.发酵液的预处理和固液分离51常用的凝聚剂①无机盐类②金属无机盐类③聚合无机盐类阳离子对负电荷的胶粒凝聚能力次序

常用的凝聚剂521.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1.聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）衍生物：常用絮53悬浮液的分离过程和分类悬浮液的分离过程和分类542.细胞破碎技术

破碎原理：破碎方法：生产设备：分离方法：2.细胞破碎技术55生化分离工程概论课件56各种微生物细胞壁的结构与组成

各种微生物细胞壁的结构与组成57backback58backback59细胞破碎机理图细胞破碎机理图60微生物细胞的破碎技术

微生物细胞的破碎技术61细胞破碎主要方法

机械法：物理处理法：化学法：酶解法：干燥法：

细胞破碎主要方法机械法：62机械破碎法与非机械法比较

机械破碎法与非机械法比较63破碎技术的未来发展方向①多种破碎方法相结合：②与上游过程相结合：③与下游过程相结合：破碎技术的未来发展方向64破碎方法选择原则(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：破碎方法选择原则653.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）

3.沉淀法（蛋白质）664.离子交换法（抗生素）

原理技术要点典型实例（卡那霉素、扁桃酸）4.离子交换法（抗生素）675.溶剂萃取法（药用植物）原理技术要点典型实例（银杏叶提取物、荷叶碱）5.溶剂萃取法（药用植物）686.超滤

原理技术要点典型实例（大豆蛋白、红曲色素）

浓差极化膜污染6.超滤原理697.层析

原理技术要点典型实例（扁桃酸脱氢酶、苦瓜肽）7.层析708.结晶

原理技术要点典型实例（卡那霉素、扁桃酸）8.结晶719.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9.生化分离加工过程的发展趋势1、膜分离技术的推广使72作业

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。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？那些单元操作适用于生物小分子物质的提取?那些单元操作适用于生物大分子物质的提取?生物分离工程的发展趋势。说出世界上十家生物工程方面的大公司的名称。

作业名词解释：生物技术，生化工程，生化反应工程，生化分离工73第1章生化分离工程概论

Chapter1OverviewofBioseperationProcess

第1章生化分离工程概论

Chapter174概论目录1概论2生物技术的总论3生化分离工程在生物技术中的地位4生化分离工程的特点5生化分离工程的原则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8生化分离加工过程的发展趋势概论目录1概论751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难点：

√不同种类的产品分离纯化的一般流程和单元操作1概论知识点：76conceptionofbiotechnology（1）Biotechnology（2）Bioengineering（3）BiochemicalEngineering（4）Bioprocess

（5）BioseparationEngineeringconceptionofbiotechnology（77conceptionofbiotechnologyGenicEngineeringCellEngineeringEnzymeEngineeringFermentationEngineeringProteinEngineeringBiochemicalEngineeringconceptionofbiotechnologyGen78天然产物研究研发平台生物碱产品：有机酸产品:黄酮产品：皂苷产品：活性多糖产品：天然色素产品：现代分离组合技术和集成技术：天然产物研究研发平台生物碱产品：79①“银杏叶综合利用技术”项目①“银杏叶综合利用技术”项目80银杏叶黄酮银杏叶黄酮81银杏内酯银杏内酯82银杏酸银杏酸83聚戊烯醇聚戊烯醇84②“柚子全组分综合利用技术”项目②“柚子全组分综合利用技术”项目85③“枇杷全组分综合利用技术”项目③“枇杷全组分综合利用技术”项目86不同蛋白质的溶解度与硫酸铵浓度关系不同蛋白质的溶解度与硫酸铵浓度关系872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生物技术的总论2.1生物技术树882.1生物技术树2.1生物技术树89生物科学与生物技术及其产业的关系生物科学与生物技术及其产业的关系90生物技术多学科性生物技术多学科性912.2生物技术所涉及的行业种类2.2生物技术所涉及的行业种类922.3美国生物技术产品销售预测2.3美国生物技术产品销售预测932.4美国工业化生物技术研究与发展基金分布图2.4美国工业化生物技术研究与发展基金分布图942.5生物技术的基本概念

（1）Biotechnology（2）Bioengineering（3）BiochemicalEngineering（4）Bioprocess

（5）BioseparationEngineering2.5生物技术的基本概念952.6生物技术分类

GenicEngineeringCellEngineeringEnzymeEngineeringFermentationEngineeringProteinEngineeringBiochemicalEngineering2.6生物技术分类GenicEngineering96传统发酵与现代发酵比较传统发酵与现代发酵比较97生物技术各分类间关系生物技术各分类间关系98生物技术发展简史传统生物技术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Leenwenhoek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CrickDNA双螺旋结构生物技术发展简史传统生物技术99生化分离工程概论课件100生化分离工程概论课件101生化分离工程概论课件102生化分离工程概论课件103生化分离工程概论课件104生化分离工程概论课件1053生化分离工程在生物技术中的地位

生物技术、生物工程的重要组成生化产品制备的关键步骤单位操作同化学工程

3生化分离工程在生物技术中的地位生物技术、生物工程的重要1063.1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

3.1生物技术的最新进展(1)基因工程方面1073.2生化分离工程的重要性传统发酵工业占60%基因产品占80~90%3.2生化分离工程的重要性传统发酵工业占60%1083.3生化分离工程的研究现状

生物领域瓶颈产业化制约技术3.3生化分离工程的研究现状生物领域瓶颈1094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4生化分离工程的特点系统多相性110生化分离工程概论课件1115生化分离工程的原则

时间短温度低pH适中（生物物质的稳定性问题）勤洗消毒三废处理（BOD和COD问题）生物安全问题(对基因工程产品)，防止菌体扩散5生化分离工程的原则时间短1126生化分离工程的工艺流程6生化分离工程的工艺流程1137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7生化分离工程的单元操作汇总离交114

115生化分离工程概论课件116生化分离工程概论课件117生化分离工程概论课件118生化分离工程概论课件119生化分离工程概论课件120生化分离工程概论课件121生化分离工程概论课件122生化分离工程概论课件1232.发酵液的预处理和固液分离

预处理的目的预处理的方法预处理的设备2.发酵液的预处理和固液分离124常用的凝聚剂①无机盐类②金属无机盐类③聚合无机盐类阳离子对负电荷的胶粒凝聚能力次序

常用的凝聚剂1251.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1.聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）衍生物：常用絮126悬浮液的分离过程和分类悬浮液的分离过程和分类1272.细胞破碎技术

破碎原理：破碎方法：生产设备：分离方法：2.细胞破碎技术128生化分离工程概论课件129各种微生物细胞壁的结构与组成

各种微生物细胞壁的结构与组成130backback131backback132细胞破碎机理图细胞破碎机理图133微生物细胞的破碎技术

微生物细胞的破碎技术134细胞破碎主要方法

机械法：物理处理法：化学法：酶解法：干燥法：

细胞破碎主要方法机械法：135机械破碎法与非机械法比较

机械破碎法与非机械法