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发酵液的分离最新课件,14.发酵液的预处理和固液分离,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,影响发酵液后处理的主要因素 粘度,杂蛋白 影响树脂对产物的吸附能力; 在萃取操作中,易产生乳化,不利 于两相的分离; 污染滤膜,降低滤速 高价无机离子 当采用离子交换法提取产物时,影响树脂对生化物质的交换容量,14.1发酵液的预处理,降低发酵液粘度 去除杂蛋白,发酵液的分离最新课件,14.1.1 凝聚和絮凝技术 这两项技术能有效地改变细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态、使之聚集,增大体积,利于过滤,常用于菌体细小且粘度大的发酵液预处理中。,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,凝 聚,定义: 在中性盐作用下,由于双电层排斥电位的降低,而使胶体体系不稳定的现象,称凝聚。 s d 电位:可测,发酵液的分离最新课件,电位: 电位与扩散层厚度和电动电荷密度q成正比。扩散成厚度又与溶液的离子强度I有关。高价阳离子的存在,可压缩扩散层厚度,使电位迅速降低。,发酵液的分离最新课件,常用凝聚剂高价阳离子 凝聚能力的次序为: Al3+Fe3+H+Ca2+Mg2+K+Na+Li+ 常用电解质: Al2(SO4)318H2O、AlCl36H2O、FeCl3、ZnSO4、MgSO4,发酵液的分离最新课件,絮 凝,定义: 是指在某些高分子絮凝剂存在下,基于架桥作用,使细胞聚集形成粗大的絮凝团的过程。,发酵液的分离最新课件,常用絮凝剂: 人工高分子聚合物:聚丙烯酰胺、聚苯乙烯,聚乙稀亚胺的衍生物 无机高分子聚合物:聚合铝盐、聚合铁盐 天然有机高分子絮凝剂:壳聚糖、葡聚糖、明胶、骨胶 微生物絮凝剂:糖蛋白,粘多糖,纤维素,核酸,发酵液的分离最新课件,聚丙烯酰胺絮凝剂,发酵液的分离最新课件,影响絮凝的因素,絮凝剂的加量 絮凝剂的分子量 溶液的pH 搅拌速度 搅拌时间,发酵液的分离最新课件,14.1.2 杂蛋白的其他去除方法 变性沉淀 热变性:适于热稳定物质 大幅度调整pH:根据产物特性反向调节, 加有机溶剂 等电点沉淀,发酵液的分离最新课件,化合法沉淀 在酸性溶液中,蛋白质与阴离子形成沉淀,如:三氯乙酸,水杨酸盐,钨酸盐,苦味酸盐,鞣酸盐,过氯酸盐等 在碱性溶液中,与阳离子形成沉淀,如:Ag+,Cu2+,Zn2+,Fe3+,Pb2+等,发酵液的分离最新课件,14.1.3 高价无机离子的去除,Ga2+:加入草酸和草酸盐,生成草酸钙;加入磷酸盐,生成磷酸钙 Mg2+:加入草酸;加入磷酸盐,生成磷酸镁;三聚磷酸钠(Na5P3O10),生成可溶性络合物 Fe3+:加入黄血盐,生成普鲁士兰沉淀,发酵液的分离最新课件,14.2 发酵液的固液分离,14.2.1 影响固液分离的因素 14.2.2 过滤 定义: 在一定的压力差下,利用多孔性介质截留固液悬浮液中的固体粒子,进行固液分离的方法称为过滤。,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,过滤介质,无定形颗粒:无烟煤、砂、颗粒活性炭、铁矿砂等 成形颗粒:烧结金属、烧结塑料以及用合成树脂粘结的硅砂、塑料颗粒等,做成圆筒形或板状。 非金属织补棉:化学纤维、玻璃纤维织品、长纤维滤布、短纤维滤布。 金属织布:不锈钢丝或铁丝等的织布。 无纺品:纸、毡、石棉板、合成纤维无纺布等。,发酵液的分离最新课件,过滤设备选择的依据,被过滤液体的特性 固形物含量1-10是采用连续式过滤机的极限。 生产规模:大规模连续式 小规模间歇式 操作条件 操作要求 过滤机的材料:食品和药品工业聚丙烯或聚酯,发酵液的分离最新课件,过滤设备,板框过滤机 优点: 结构简单、装配紧凑、过滤面积大、允许采用较大的操作压力,辅助设备少,动力消耗小,过滤和洗涤质量好,对固形物含量要求低,材料选择范围广。 缺点: 设备笨重、占地面积多、辅助时间长生产效率低。,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,板框过滤机,发酵液的分离最新课件,真空转鼓过滤机 优点: 真空转鼓过滤机具有自动化程度高、操作连续、处理量大。特别适合固体含量大(10)的悬浮液的分离,在发酵工业中广泛用于霉菌、放线菌和酵母发酵液或细胞悬浮液的过滤分离。 缺点: 由于受真空度的限制,不适于菌体较小和粘度较大的细菌发酵液的过滤,且过滤所得固相的干度不如加压过滤。,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,真空转鼓过滤机,发酵液的分离最新课件,14.2.3 离 心,定义: 借助离心机旋转所产生的离心力的作用,促使不同大小,不同密度的粒子分离的技术。,发酵液的分离最新课件,离心力(单位质量),分离因数,发酵液的分离最新课件,粒子的重力沉降速度 Stokes 定律: 粒子的离心沉降速度,发酵液的分离最新课件,离心分离方法,差速离心工业上最常用的离心分离方法,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,区带离心多用于生化研究 事先在离心管中用某种低分子溶质调配好密度梯度,在密度梯度之上加待处理的料液后进行离心。 常用密度梯度物质: 蔗糖、CsCl、NaBr,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,实验室常用的转子,发酵液的分离最新课件,碟片式离心机 是传统离心机,为目前工业上应用最广泛的离心机。分离因数可达1000-20000,最大处理量达到300m3/h,常用于大规模的分离过程。 适用范围 细菌、酵母菌、放线菌、细胞碎片,离心分离设备,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,管式离心机 管式离心机是一种分离效率很高的离心分离设备,其转鼓细长,可在15000-50000的高转速下工作,分离因数可达104-6105。它设备简单、操作稳定。 适用范围 细胞、细胞碎片、细胞器、病毒、蛋白质、核酸等。特别适合一般分离机难以分离的固形物含量1% 发酵液的分离。,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,倾析式分离机 是一种靠离心力和螺旋的推动力作用自动连续排渣的离心机。具操作连续、适应性强、结构紧凑和维修方便的优点。分离因数为1500-3000。 适用范围 特别适合固形物含量较多的悬浮液的分离。,发酵液的分离最新课件,14.3 全发酵液提取,全发酵液的提取:从悬浮液中直接提取生化物质 膜技术 双水相萃取 扩张床(膨胀床):expended bed adsorption,发酵液的分离最新课件,发酵液的分离最新课件,膨胀床操作过程,发酵液的分离最新课件,全发酵液萃取装置,发酵液的分离最新课件,思考题:,1.为什么要进行发酵液预处理? 2.絮凝和凝聚的定义和区别。常用的絮凝剂 3.发酵液分离的主要方法. 4.分离和过滤的主要设备有哪些?,发酵液的分离最新课件,5,滤饼的比阻: 8.23X1014cm/g,
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