生物技术产业化-从实验室到工厂到产品 内容简介

本书结合生物化工领域前沿进展，涵盖了工业生物技术工程化或产业化主要单元的共性技术，展示了近年来一些取得重大进展并有重要应用前景的工业生物技术成果及发展趋势。主要内容包括微生物发酵及相关反应器开发，阐述了高压发酵中传氧、传热以及二氧化碳抑制和动力、能量成本的核算理论；从理论阐述到应用实例，展示了平行反应器系统、膨胀床吸附的生物化学工程研究技术；并进而概述了进行微生物发酵代谢流分析的方法和进展。酶催化及酶膜反应器：论述了生物学原理在不对称催化中的应用，比较了不同辅因子再生体系的优缺点，阐述了酶催化的区域选择性和立体选择性，结合Degussa开发的膜反应器概述了其研究进展及应用实例。针对工业生物技术产业下游处理，阐述了厌氧废水处理的工程问题和工艺进展，比较了不同萃取体系用于初级和次级代谢产物分离的进展和发展趋势。
本书可作为分子生物学、生物工程、生物技术以及医学、药学等领域的高等院校和研究院所的教学和科研人员的参考用书。

生物技术产业化-从实验室到工厂到产品 本书特色

本书是关于介绍“生物技术产业化”的专著，书中主要内容包括微生物发酵及相关反应器开发，阐述了高压发酵中传氧、传热以及二氧化碳抑制和动力、能量成本的核算理论；从理论阐述到应用实例，展示了平行反应器系统、膨胀床吸附的生物化学工程研究技术；并进而概述了进行微生物发酵代谢流分析的方法和进展。本书可作为分子生物学、生物工程、生物技术以及医学、药学等领域的高等院校和研究院所的教学和科研人员的参考用书。

生物技术产业化-从实验室到工厂到产品 目录

生物技术产业化-从实验室到工厂到产品 节选

初级和次级代谢产物的提取
2两相体系
通过过滤和离心从培养基中分离出微生物，利用溶剂／萃取剂从不含细胞的培养基中提取产品，在萃取过程中，仅水相进料和有机溶剂／萃取剂两相存在，不形成第三相。
2.1溶剂萃取
在水相介质中培养微生物，在生产过程结束时从培养基中分离微生物，利用有机溶剂从不含细胞的培养基中提取产品。其主要的问题是如何高效地将亲水化合物从水相转移到有机相。已尝试了几种有机溶剂，确定了溶质在水和溶剂中的平衡分配系数。接下来，讨论利用溶剂萃取提取不同代谢产物。
2.1.1酒精
工业酒精以石油化工产品为原料生产，食用酒精则必须通过发酵生产。20世纪70年代，由于能源危机，人们加紧了用可再生原料进行微生物酒精生产的研究。期间，探索了许多方法用于从培养基中分离乙醇和丁醇。通过精馏，从不含细胞的培养基中提取酒精。
在培养过程中，为了获得高产率，乙醇和丁醇的原位脱除是必需的，因为在高浓度的酒精条件下，细胞的生长和产品的生产会被抑制。溶剂萃取被视为可能维持培养基中的低酒精浓度的解决方法。
存在的主要的问题是对酒精有高分配系数的常用有机溶剂对细胞是有害的，而生物相容的溶剂分配系数又低。因此，依据溶剂的分配系数和生物相容性，考察了大量化合物是否宜作为溶剂。Daugulis等考察了1500种化合物是否宜做萃取剂，其他研究小组也测试了大量溶剂，主要的目的是通过减少产物抑制来提高过程的产率。在生产酒精的过程中采用了原位萃取，细胞被膜截流在反应器中，产物从不含细胞的培养基中原位萃取出来，培养基则循环回到反应器内或让细胞和溶剂直接接触。
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