預處理及固液分離課件

第二章發(fā)酵液的預處理和固液分離第一節(jié)發(fā)酵液的預處理主要內(nèi)容、發(fā)酵液的特點二、發(fā)酵液預處理的目的三、發(fā)酵液預處理的方法生物技術(shù)下游加工過程的一般步驟胞外產(chǎn)物胞內(nèi)產(chǎn)物發(fā)昏液十處墨十座分一→經(jīng)裝暮一組泡片分離→初步純北一度北→皮品復工加熱」沉降勻化離心分離機淀層折無過選躅心分離研蘑萃吸著蘺子交換超說絮/過2音胞過崑取親和冷凍干榘勞流過濾巖流過超籃愷承噴霧干澡吸常結(jié)晶發(fā)酵液的基本特性熹目標產(chǎn)物濃度較低,大多為1-10%懸浮物顆粒小<105cm,固液懸浮分散體系,細胞密度與培養(yǎng)液相似:液相粘度大,大多為非牛頓型流體,不易過濾;奈含有高價無機離子(0a2+,Mg2t+,Fe3+,成分復雜(菌絲體、菌種代謝物和剩余培養(yǎng)基)懸浮狀態(tài)穩(wěn)定:雙電層、水化膜、布朗運動固液分離方法主要是過濾和離心對于細菌及某些放線菌,菌體細小,液體粘度大,不能直接過濾;若用高速離心,能耗很大,設(shè)備昂貴◎若用膜分離技術(shù)(如微濾)易產(chǎn)生膜污染,通量降低?！虬l(fā)酵液中由于菌體自溶,核酸、蛋白質(zhì)及其它有機粘性物質(zhì)的存在也會影響固液分離。尋找一種經(jīng)濟有效的方法來提高固液分離速度顯得十分必要。預處理是生化物質(zhì)分離純化過程中必不可少的首要步驟二、發(fā)酵液預處理的目的促進從懸浮液中分離固形物的速度,提高固液分離的效率(1)改變發(fā)酵液的物理性質(zhì),包括增大懸浮液中固體粒子的尺寸,降低液體黏度,促進從懸浮液中分離固形物的速度,提高固液分離器的效率;(2)相對純化,去除發(fā)酵液中的部分雜質(zhì)(高價無機離子、雜蛋白質(zhì)、及色素、熱原質(zhì)、毒性物質(zhì)等有機物質(zhì)),以利于后續(xù)各步操作;(3)盡可能使產(chǎn)物轉(zhuǎn)入便于后處理的一相中(多數(shù)是液相)。發(fā)酵液預處理的方法1.加熱法(Heating)2.調(diào)節(jié)懸浮液的pH值(RegulationofpH)3.助濾劑和反應劑(Filteraidsandreactant)4.雜蛋白的去除(Removalofuselessprotein高價無機離子的去除(Removalofinorganicion)6.凝聚和絮凝(Coagulationandflocculation)(一)預處理-加熱加熱是發(fā)酵液預處理最簡單最常用的方法。加熱能改善發(fā)酵液的操作特性1)加熱降低液體粘度加酒花的12麥芽汁黏中潤,含漂2◆流體力學原理過濾速率與液體的粘度成反比,降低液體粘度1.D(加水稀釋法和加熱法等)可有效提高過濾速率◆液體黏度是溫度的指數(shù)函數(shù),麥芽汁的黏度溫度曲線升溫是降低黏度的有效措施。2)加熱使蛋白質(zhì)變性凝固,去除雜蛋白●變性蛋白質(zhì)的溶解度小?！裨跈幟仕岬纳a(chǎn)過程中,將發(fā)酵液加熱到80℃可以使蛋白質(zhì)變性凝固,降低發(fā)酵液的粘度,在除去雜蛋白的同時,過濾速度也得到了提高●加熱處理只適用于對熱較穩(wěn)定的產(chǎn)物。注意加熱溫度與時間,不影響產(chǎn)物活性和細胞的完整性。●有時加熱會增加發(fā)酵液的顏色增加后處理的難度。(二)預處理調(diào)節(jié)pHpH值直接影響發(fā)酵液中某些物質(zhì)的電荷性質(zhì),適當調(diào)節(jié)pH值可改善其過濾特性?！艏毎?碎片)及某些膠體物質(zhì)在某個pH值下也可能趨于聚集成為較大顆粒,有利于過濾的進行?！粽{(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH到蛋白質(zhì)的