Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 1 - Mở đầu

Bài giảng "Kỹ thuật thu hồi hoàn thiện sản phẩm: Bài 1 - Mở đầu" được biên soạn nhằm giúp các em sinh viên nắm được khái niêm DSP, mục đích quá trình, các khó khăn thách thức, chiến lược, các bước qui trình THHTSP; Trình bày được các kỹ thuật thu nhận SPSH: lắng, lọc, li tâm, trích li, lọc màng, sắc kí, kết tinh, sấy bao gồm nguyên tắc và ứng dụng; Biết cách tính tóan một số thông số của qui trình. Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 1 - Mở đầuKỹ thuật thu hồi và hòan thiện sản phẩm Downstream process (DSP) Lê Thanh Hà Bộ môn CNSHBài 1. MỞ ĐẦU Đề cương môn học• G:2009202116022020BomonDecuongCTDT2017Đê cương chỉnh sửafinalBF4709_Ky thuat thu hoi hoan thien san pham-final-REV1.docx Mục đích của môn học• Hiểu khái niêm DSP, mục đích quá trình, các khó khăn thách thức, chiến lược, các bước qui trình THHTSP• Nắm được các kỹ thuật thu nhận SPSH: lắng, lọc, li tâm, trích li, lọc màng, sắc kí, kết tinh, sấy bao gồm nguyên tắc và ứng dụng• Biết cách tính tóan một số thông số của qui trình I. Các khái niệm về DSP• Quá trình thu hồi và hoàn thiện sản phẩm của quá trình công nghệ sinh học với tác nhân vi sinh vật ở qui mô CN•  các quá trình thu hồi khác như: tách chiết các chất có hoạt tính từ động vật hay thực vật• Qui trình công nghệ sinh học: 3 giai đoạn Qui trình công nghệ sinh học DSPNguyên liệu thôThủy phânTối ưu hóa Phản ứng Thu hồi sản phẩmThanh trùng Phản ứng enzym LắngXúc tác sinh học Lên men Lọc Xúc tác Kết tinhChọn lọc Kết tủaBiến dị Trích liKỹ thuật lai Fermentation Hấp phụCố định USP Sắc kíQui trình SX enzym từ nấm mốcGiống Chuẩn bị giống Lên men Thu hồi enzymATPE - Aqueous two-phase extractionUF- UltrafilstrationDF- DiafiltrationIEX – Ion exchange chromatographyHIC - Hydrophobic interaction chromatography Sản xuất bằng lên menNguyên liệu thô Quá trình phụ trợ Nhiệt Không khí Hơi nước Thùng lên men DSP Sản phẩm Nước Giống Thải Kiểm soát quá trình Upstream process- Quá trình trước lên men• Chủng: – Chọn lọc chủng – Cải thiện chủng – Nhân giống• Môi trường – Nguồn C và N – Nguồn dinh dưỡng ko thể thiếu – Môi trường xác định hay không xác định.... – Tối ưu môi trường lên men Fermentation- Quá trình lên men• Kỹ thuật lên men – Thiết bị lên men – Phương pháp lên men: Fed, Fed-batch, continuous – Kiểm soát điều kiện lên men: pH, nhiệt độ, lượng oxi hòa tan→tối ưu hóa quá trình nuôi cấy: thu lượng sản phẩm trên đơn vị thể tích là lớn nhấtDownstream process (DSP) Tách sản phẩm sinh học từ hỗn hợp •TB VSV •Các thành phần của TB phân hủy •Các thành phần của MT (hòa tan hay ko) •Các SP trao đổi chất (bao gồm cả thành phẩm) Quá trình thu hồi và Hoàn thiện SP là gì?• DSP-Downstream processing: Là quá trình sau lên men• Là bước rất quan trọng bao gồm thu hồi sản phẩm và tinh sạch có thể chiếm 80-90% chi phí của tòan bộ quá trình Ba đặc điểm của sản phẩm sinh học• Có thể có nồng độ thấp: mg/L• Chịu nhiệt kém: sấy nhiệt độ thấp, li tâm lạnh....• Dễ bị phân hủy: dùng chất ức chế protease EDTA→Chi phí cho DSP cao Các bước quá trình THHTSPGiai đoạn Phương pháp1. Separation of insolubles (Tách Lọc, lắng, li tâm, trích li, hấpchất rắn) phụ2. Isolation of Product (Tách sản Phá vỡ TB, Trích li, hấp phụ,phẩm)-giảm thể tích siêu lọc, kết tủa3. Purification (Tinh sạch) Sắc kí, kết tinh, kết tủa phân đoạn, hấp phụ, trích li4. Polishing (Hoàn thiện) Sấy, kết tinh Hoàn thiện sản phẩm• Dạng nước, bột hay cố định• Dạng nước – Cô đặc hay pha loãng – Tác nhân bảo quản và ổn định – Thanh trùng bằng lọc• Dạng bột – Sấy đông khô – Sấy phun hay có lớp bảo vệ Lên men Nội bào Ngoại bào(Áp suất cao, nghiền, hóa học) Phá vỡ tế bào (li tâm/lắng, lọc, trích li) Tách rắn-lỏng Tạo sản phẩm (kết tủa, hấp phụ, bay hơi, siêu lọc, Cô đặc chưng cất) Sản phẩm thô Tinh sạch Sắc kí Tạo sản phẩm (kết tinh, đông khô, sấy phun, lọc vô trùng) Sản phẩm cuối II. Mục đích, chiến lược, khó khăn và thách thức THHTSP➢Mục đích: 4➢Các yếu tố ảnh hưởng: 3➢Chiến lược DSP➢Thách thức 1. Mục đích DSP4 Mục đích: thu sản phẩm đạt các yêu cầu – Hoạt tính cao – Độ tinh sạch cao – Hiệu suất thu hồi cao ...