生物分離工程-發(fā)酵液預處理和固液分離

生物分離工程-發(fā)酵液預處理和固液分離匯報人：AA2024-01-25發(fā)酵液預處理固液分離方法過濾技術(shù)在固液分離中應用沉降技術(shù)在固液分離中應用離心技術(shù)在固液分離中應用其他固液分離方法及新技術(shù)展望目錄01發(fā)酵液預處理通過去除發(fā)酵液中的雜質(zhì)和有害物質(zhì)，提高后續(xù)分離純化過程中產(chǎn)品的純度和質(zhì)量。提高產(chǎn)品質(zhì)量保護設(shè)備優(yōu)化工藝減少雜質(zhì)對設(shè)備的磨損和腐蝕，延長設(shè)備使用壽命。調(diào)整發(fā)酵液的pH值、濃度等參數(shù)，使其更適合后續(xù)的分離純化操作。030201預處理目的通過濾布、濾紙等過濾材料去除發(fā)酵液中的固體顆粒和懸浮物。過濾利用離心力將發(fā)酵液中的固體顆粒和懸浮物分離出來。離心使用活性炭、硅膠等吸附劑吸附發(fā)酵液中的色素、異味等雜質(zhì)。吸附去除雜質(zhì)根據(jù)發(fā)酵液的pH值，適量加入酸或堿進行調(diào)整，使其達到后續(xù)操作所需的pH范圍。加酸或加堿使用緩沖溶液穩(wěn)定發(fā)酵液的pH值，避免在后續(xù)操作中因pH值波動而影響產(chǎn)品質(zhì)量。緩沖溶液調(diào)整pH值濃縮通過蒸發(fā)、膜分離等方法將發(fā)酵液中的水分去除，提高有效成分的濃度。稀釋向發(fā)酵液中加入適量溶劑或水，降低有效成分的濃度，以便于后續(xù)操作。濃縮與稀釋02固液分離方法利用過濾介質(zhì)（如濾紙、濾布、燒結(jié)金屬等）的孔隙，使液體通過而固體顆粒被截留，從而實現(xiàn)固液分離。過濾原理根據(jù)過濾推動力不同，可分為重力過濾、加壓過濾和真空過濾等。過濾類型板框壓濾機、葉濾機、轉(zhuǎn)鼓真空過濾機等。過濾設(shè)備過濾法利用固體顆粒與液體的密度差異，在重力作用下使固體顆粒自然沉降，從而實現(xiàn)固液分離。沉降原理根據(jù)操作方式不同，可分為間歇式沉降和連續(xù)式沉降。沉降類型沉降槽、濃縮機等。沉降設(shè)備沉降法

離心法離心原理利用離心力場的作用，使固體顆粒與液體產(chǎn)生不同的徑向速度，從而實現(xiàn)固液分離。離心類型根據(jù)離心機結(jié)構(gòu)和工作原理不同，可分為過濾式離心機、沉降式離心機和分離式離心機等。離心設(shè)備三足式離心機、臥式刮刀卸料離心機、碟片式分離機等。萃取法01利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來。電滲析法02在外加直流電場作用下，利用離子交換膜對溶液中離子的選擇透過性，使溶液中陰、陽離子發(fā)生離子遷移，分別通過陰、陽離子交換膜而達到除鹽或濃縮的目的。膜分離法03利用膜的選擇性分離實現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程。其他方法03過濾技術(shù)在固液分離中應用利用多孔介質(zhì)（濾料）攔截固體顆粒，實現(xiàn)固液分離的過程。板框壓濾機、真空過濾機、葉濾機等。過濾原理及設(shè)備過濾設(shè)備過濾原理濾餅形成固體顆粒在過濾介質(zhì)上逐漸堆積形成濾餅的過程。濾餅特性濾餅的厚度、密度、滲透率等特性影響過濾效果。濾餅形成與特性溫度控制溫度影響濾液粘度和固體顆粒的聚集狀態(tài)，需根據(jù)物料性質(zhì)調(diào)整溫度。操作壓力適當提高操作壓力可增大過濾速率，但需注意設(shè)備耐壓能力。過濾介質(zhì)選擇根據(jù)固體顆粒大小和形狀選擇合適的過濾介質(zhì)，提高過濾效率。過濾操作條件優(yōu)化03交叉流過濾技術(shù)使料液與過濾介質(zhì)呈交叉流動，降低濾餅厚度，提高過濾速度。01膜過濾技術(shù)利用微孔膜作為過濾介質(zhì)，實現(xiàn)高精度固液分離，如微濾、超濾等。02動態(tài)過濾技術(shù)在過濾過程中引入振動、攪拌等動態(tài)因素，防止濾餅堵塞，提高過濾效率。新型過濾技術(shù)04沉降技術(shù)在固液分離中應用利用重力作用使懸浮顆粒在液體中沉降，實現(xiàn)固液分離。沉降原理包括沉淀池、濃縮池、澄清池等。沉降設(shè)備沉降原理及設(shè)備自由沉降與區(qū)域沉降自由沉降顆粒在無限大液體中自由沉降，不受其他顆粒影響。區(qū)域沉降顆粒在有限區(qū)域內(nèi)沉降，受到其他顆粒和邊界影響。顆粒性質(zhì)顆粒大小、形狀、密度等。液體性質(zhì)液體密度、粘度、表面張力等。操作條件溫度、壓力、pH值等。影響沉降效果因素123通過添加絮凝劑使懸浮顆粒聚集成較大顆粒，加快沉降速度。添加絮凝劑調(diào)整液體密度、粘度等性質(zhì)，提高沉降效果。改變液體性質(zhì)如斜板沉淀池、高效濃縮機等，提高沉降效率。采用高效沉降設(shè)備強化沉降技術(shù)05離心技術(shù)在固液分離中應用利用離心力場使懸浮液中的固相與液相分離。當懸浮液在離心機中高速旋轉(zhuǎn)時，由于固相和液相的密度差異，固相受到的離心力大于液相，從而被甩向器壁形成沉渣，而液相則留在中心部位，實現(xiàn)固液分離。離心原理主要包括離心機、轉(zhuǎn)鼓、螺旋輸送器等。其中，離心機是核心設(shè)備，根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理可分為過濾式、沉降式和分離式三類。離心設(shè)備離心原理及設(shè)備適用于含固量較少、粒度較細的懸浮液。具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、分離效果好等優(yōu)點，但易堵塞濾網(wǎng)，需定期清洗。過濾式離心機適用于含固量較高、粒度較粗的懸浮液。具有處理量大、連續(xù)操作、自動化程度高等優(yōu)點，但對物料適應性差，分離效果受物料性質(zhì)影響較大。沉降式離心機綜合了過濾式和沉降式的優(yōu)點，適用于各種不同類型的懸浮液。具有分離效果好、操作靈活、適應性強等優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)復雜、造價高。分離式離心機不同類型離心機特點比較轉(zhuǎn)速越高，離心力越大，分離效果越好。但過高的轉(zhuǎn)速可能導致設(shè)備振動、噪音增大等問題。轉(zhuǎn)速溫度對物料粘度和密度有影響，進而影響離心效果。一般來說，溫度升高會降低物料粘度和密度差，有利于固液分離。溫度物料的粒度、密度、粘度等性質(zhì)對離心效果有很大影響。粒度越細、密度差越小、粘度越大，分離難度越大。物料性質(zhì)操作條件對離心效果影響設(shè)備大型化隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，對離心機的處理能力提出了更高要求。未來離心機將向大型化方向發(fā)展，提高單機處理能力和生產(chǎn)效率。智能化引入先進的控制技術(shù)和傳感器技術(shù)，實現(xiàn)離心機的自動化和智能化操作，提高操作精度和效率。綠色環(huán)保針對離心過程中產(chǎn)生的噪音、振動和廢渣等問題，加強環(huán)保措施和技術(shù)創(chuàng)新，降低對環(huán)境的影響。離心技術(shù)發(fā)展趨勢06其他固液分離方法及新技術(shù)展望電泳法利用電場力使帶電顆粒在電場中移動，實現(xiàn)固液分離。該方法適用于微小顆粒和生物大分子的分離。電滲析法通過電場作用下的離子遷移和滲透現(xiàn)象，將溶液中的離子與固體顆粒分離。此方法常用于處理含鹽溶液和廢水處理。電場作用下固液分離方法VS利用磁場對磁性顆粒的吸引力，將磁性固體顆粒從液體中分離出來。該方法廣泛應用于礦物分選、廢水處理等領(lǐng)域。高梯度磁選法通過產(chǎn)生高梯度磁場，增強對磁性顆粒的捕獲能力，提高固液分離效率。此方法適用于處理含有弱磁性顆粒的溶液。磁選法磁場作用下固液分離方法利用微孔濾膜截留固體顆粒，實現(xiàn)固液分離。微濾膜具有孔徑均勻、過濾精度高等優(yōu)點，廣泛應用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。采用超濾膜技術(shù)，通過膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對溶液中的大分子物質(zhì)進行截留，達到固液分離的目的。超濾膜在廢水處理、蛋白質(zhì)分離等領(lǐng)域有廣泛應用。微濾膜超濾膜膜分離技術(shù)在固液分離中應用利用超聲波的空化效應和機械振動作用，強化固液界面的相互