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生物工程下游技术Downstream Processing of Bioengineering主讲教师：邹涛黄石理工学院化学与材料学院主要教学用书?毛忠贵，生物工业下游技术，北京：中国轻工业出版社，1999?刘国诠，生物工程下游技术（第二版），北京：化学工业出版社，2003?严希康，生化分离工程，北京：化学工业出版社，2001?孙彦，生物分离工程，北京：化学工业出版社，1998?王湛，膜分离技术基础，北京：化学工业出版社，2000?刘茉娥，膜分离技术，北京：化学工业出版社，2000?郑领英、王学松，膜技术，北京：化学工业出版社，2000?张镜澄，超临界流体萃取，北京：化学工业出版社，2000学习网站?/locate/chroma?/locate/memsci?/locate/supflu?/locate/seppur?/locate/bej?/jpages/0006-3592?/jpages/1615-9306?erscience.wiI/jpages/0268-2575?/servlet/product/productid/SPM第一章绪论_________________________一、 生物工程下游技术的工作领域二、 生物工程下游技术的一般工艺过程三、 生物工程下游技术的发展动态下漩技术：生物技术产品产业化的必经之路对于巾生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物源料，经墀取分离、加王却羯制?的成分 ,最终使其成为产品的技术，通常称为下游技术，也称 为下游工程或下游加工过程。乙；很多工业生物技术产品，包括现代发酵工业产品，其质量的优劣、成本的高低、竞争力的大小，往往与下游技术直接相关。、生物工业下游技术的工作领域（一）技术范畴从“下游技术“的含义上来说，除“物质分离”夕卜， 还涉及到“产品加工”，冃前人们理解的下游技术大多 数属于“物质分离”范畴。分离是混合的逆过程。由热力学第二定律可知，混 合过程是一个墙增加的过程，它是一个自发的过程。而 它的逆过程——分离过程，不能自发进行，需要作功才 能实现，而且需要有专门的过程和设备。例如将酒精与 水分开。实际的工业生产中，目的产物往往与大量的杂质 混合在一起，下游技术的任务就是以最低的投入（物 力、人力、财力）从混合物中分离出目的产物，实现 最高的产出（产物的高产率、高纯度）。与目的产物混合的杂质包括：a. 生物反应过程中的副产物；b. 未消耗完毕的原料；c. 生产过程屮加入的化学试剂；d. 生产设备材料物质。（二）生物工业下游技术的发展历程1?古代酿造业生物技术产业的历史可追溯到古代的酿造业,它包括酿酒、制酱油、醋、酸奶和干酪等。古代的技术比较原始，工场多是作坊式的, 产物基本不经过后处理而直接使用，也就没冇了上下游之分。2.第一代生物技术主要指19世纪60年代到20世纪40年代青霉素等 抗生素出现之前的生物技术产业。发现了发酵的本质，掌握了纯种培养成 就:技术，逐渐形成了微生物发酵工业。产品特点：相对简单，基本上是无活性的小分子。开始引进化学工程中比较成熟的近代工艺特点:分离技术，如过滤、蒸偲、精馅等。3.第二代生物技术以20世纪40年代出现的青霉素产品为代表成 就:无菌空气制备，大型好氧发酵产品品种、类型迅速增多，不仅有初 叫特点： 级代谢产物，也有次级代谢产物；不仅有小分子物质，也有具生命活性的 大分子物质；有些产品产品分子结构 相当复杂。__工艺特点：引进吸收了大量近代化学工业的分离 一 技术4.第三代生物技术以20世纪7 0年代末掘起的DNA重组技术及细胞融合 技术为代表。生物技术在其主要领域：基因工程、酶工程、细胞工 程和微生物发酵工程取得了长足的进步，一批对人类十分 有益的高附加值产品开始面世，如乙肝疫苗、干扰素等。 80年代国际上兴起了对健康有益的生理功能因子的研究， 发现了一大批生理助能性物质，如活性糖质、活性肽、高 度不饱和脂肪酸等，生物技术在深度和广度上都取得了很 大的进展。与此同时，人们注意到了下游技术对发展现代生物 技术及其产业化的重要性，下游技术落后会阻碍生物技 术的发展，特别是当存在其他工业技术与其竞争时。国际上开始召开专门研究下游技术的国际会议。许 多发达国家纷纷加强其研究力量，增设研究机构；一些 生产企业和公司也在下游技术领域展开竞争。(1)固液分离技术发酵液菌体特别是细菌的分离一直是生物工业上的 难题，原因是细菌细胞是高度分散的柔性体，大小仅1傲 米左右，密度又与水相差无几，高速离心机分离法一是投 资巨大，二是运转费用太高，我国国内很少采用。近20年来，将在污水处理、化学工程和选矿工程上广泛使用的絮源技术引入到发酵液的预处理上，研发了菌1IF1!体及悬浮物絮凝技术，改善了发酵