發(fā)酵液的分離 (2)課件

14.發(fā)酵液的預處理和固液分離影響發(fā)酵液后處理的主要因素粘度,雜蛋白影響樹脂對產(chǎn)物的吸附能力；在萃取操作中，易產(chǎn)生乳化，不利于兩相的分離；污染濾膜，降低濾速高價無機離子當采用離子交換法提取產(chǎn)物時，影響樹脂對生化物質(zhì)的交換容量14.1發(fā)酵液的預處理降低發(fā)酵液粘度去除雜蛋白凝聚定義：在中性鹽作用下，由于雙電層排斥電位的降低，而使膠體體系不穩(wěn)定的現(xiàn)象，稱凝聚。φsφdζ電位：可測ζ電位：ζ電位與擴散層厚度δ和電動電荷密度q成正比。擴散成厚度δ又與溶液的離子強度I有關(guān)。高價陽離子的存在，可壓縮擴散層厚度，使電位迅速降低。絮凝定義：是指在某些高分子絮凝劑存在下，基于架橋作用，使細胞聚集形成粗大的絮凝團的過程。常用絮凝劑：人工高分子聚合物：聚丙烯酰胺、聚苯乙烯，聚乙稀亞胺的衍生物無機高分子聚合物：聚合鋁鹽、聚合鐵鹽天然有機高分子絮凝劑：殼聚糖、葡聚糖、明膠、骨膠微生物絮凝劑：糖蛋白，粘多糖，纖維素，核酸聚丙烯酰胺絮凝劑14.1.2雜蛋白的其他去除方法變性沉淀熱變性：適于熱穩(wěn)定物質(zhì)大幅度調(diào)整pH：根據(jù)產(chǎn)物特性反向調(diào)節(jié)，加有機溶劑等電點沉淀化合法沉淀在酸性溶液中，蛋白質(zhì)與陰離子形成沉淀，如：三氯乙酸，水楊酸鹽，鎢酸鹽，苦味酸鹽，鞣酸鹽，過氯酸鹽等在堿性溶液中，與陽離子形成沉淀，如：Ag+，Cu2+，Zn2+，F(xiàn)e3+，Pb2+等14.1.3高價無機離子的去除Ga2+：加入草酸和草酸鹽，生成草酸鈣；加入磷酸鹽，生成磷酸鈣Mg2+：加入草酸；加入磷酸鹽，生成磷酸鎂；三聚磷酸鈉（Na5P3O10），生成可溶性絡(luò)合物Fe3+：加入黃血鹽，生成普魯士蘭沉淀過濾設(shè)備選擇的依據(jù)被過濾液體的特性固形物含量1-10％是采用連續(xù)式過濾機的極限。生產(chǎn)規(guī)模：大規(guī)模——連續(xù)式小規(guī)?！g歇式操作條件操作要求過濾機的材料：食品和藥品工業(yè)—聚丙烯或聚酯過濾設(shè)備板框過濾機優(yōu)點：

結(jié)構(gòu)簡單、裝配緊湊、過濾面積大、允許采用較大的操作壓力，輔助設(shè)備少，動力消耗小，過濾和洗滌質(zhì)量好，對固形物含量要求低，材料選擇范圍廣。缺點：

設(shè)備笨重、占地面積多、輔助時間長生產(chǎn)效率低。真空轉(zhuǎn)鼓過濾機優(yōu)點：

真空轉(zhuǎn)鼓過濾機具有自動化程度高、操作連續(xù)、處理量大。特別適合固體含量大（>10％）的懸浮液的分離，在發(fā)酵工業(yè)中廣泛用于霉菌、放線菌和酵母發(fā)酵液或細胞懸浮液的過濾分離。缺點：

由于受真空度的限制，不適于菌體較小和粘度較大的細菌發(fā)酵液的過濾，且過濾所得固相的干度不如加壓過濾。離心力（單位質(zhì)量）分離因數(shù)粒子的重力沉降速度Stokes定律：

粒子的離心沉降速度離心分離方法差速離心——工業(yè)上最常用的離心分離方法菌體、細胞大小/μm離心力/g實驗室工業(yè)規(guī)模大腸桿菌2-4150013000酵母2-715008000血小板2-45000－紅細胞6-91200－淋巴球7-12500－肝細胞20-30800－區(qū)帶離心——多用于生化研究事先在離心管中用某種低分子溶質(zhì)調(diào)配好密度梯度，在密度梯度之上加待處理的料液后進行離心。常用密度梯度物質(zhì)：

蔗糖、CsCl、NaBr實驗室常用的轉(zhuǎn)子碟片式離心機

是傳統(tǒng)離心機，為目前工業(yè)上應用最廣泛的離心機。分離因數(shù)可達1000-20000，最大處理量達到300m3/h，常用于大規(guī)模的分離過程。適用范圍

細菌、酵母菌、放線菌、細胞碎片離心分離設(shè)備管式離心機

管式離心機是一種分離效率很高的離心分離設(shè)備，其轉(zhuǎn)鼓細長，可在15000-50000的高轉(zhuǎn)速下工作，分離因數(shù)可達104-6×105。它設(shè)備簡單、操作穩(wěn)定。適用范圍

細胞、細胞碎片、細胞器、病毒、蛋白質(zhì)、核酸等。特別適合一般分離機難以分離的固形物含量<1%發(fā)酵液的分離。傾析式分離機

是一種靠離心力和螺旋的推動力作用自動連續(xù)排渣的離心機。具操作連續(xù)、適應性強、結(jié)構(gòu)緊湊和維修方便的優(yōu)點。分離因數(shù)為1500-3000。適用范圍

特別適合固形物含量較多的懸浮液的分離。14.3全發(fā)酵液提取全發(fā)酵液的提取:從懸浮液中直接提取生化物質(zhì)膜技術(shù)雙水相萃取擴張床(膨脹床):expendedbedadsorption

膨脹床操作過程全發(fā)酵液萃取