生物工业下游技术第二章发酵液的预处理

1、第二章第二章 发酵液的预处理发酵液的预处理谢谢 虹虹预处理的目的：预处理的目的： 不仅在于分离菌体和其他悬浮颗粒，还着不仅在于分离菌体和其他悬浮颗粒，还着眼于除去部分可溶性杂质和改变滤液的性眼于除去部分可溶性杂质和改变滤液的性质，以利于提取和精制后继各工序的顺序质，以利于提取和精制后继各工序的顺序进行。进行。发酵液的成分：发酵液的成分：微生物菌体、残存的固体培养基、未被完全微生物菌体、残存的固体培养基、未被完全利用的糖类、无机盐、蛋白质、微生物的各利用的糖类、无机盐、蛋白质、微生物的各种代谢产物。种代谢产物。第一节第一节 发酵液过滤特性的改变发酵液过滤特性的改变微生物发酵的特性微生物发酵的特性

2、： 发酵产物浓度低，悬浮液大部分是水；发酵产物浓度低，悬浮液大部分是水； 悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差小；悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差小； 固体粒子可压缩性大；固体粒子可压缩性大； 液相黏度大，大多为非牛顿型流体；液相黏度大，大多为非牛顿型流体； 性质不稳定随时间变化，如易受空气氧化、性质不稳定随时间变化，如易受空气氧化、微生物污染、蛋白酶水解等影响。微生物污染、蛋白酶水解等影响。非牛顿型流体非牛顿型流体 不服从牛顿摩擦定律的流体。一般粘性不服从牛顿摩擦定律的流体。一般粘性较大，且随着流动速度而变化。例如石较大，且随着流动速度而变化。例如石灰乳、泥浆、污水和许多高分子溶液等。灰乳、泥浆

3、、污水和许多高分子溶液等。 分离过程做到分离过程做到 迅速加工，缩短停留时间；迅速加工，缩短停留时间； 控制好操作温度和控制好操作温度和pHpH值；值； 减少或避免与空气接触受污染的机会；减少或避免与空气接触受污染的机会； 设计好各组分的分离顺序。设计好各组分的分离顺序。一、降低液体黏度一、降低液体黏度 黏度：黏度：液体在压力、重力、剪切力等外力的液体在压力、重力、剪切力等外力的作用下，分子间相互作用而产生阻碍分子间作用下，分子间相互作用而产生阻碍分子间相对运动的能力，即相对运动的能力，即液体流动的阻力液体流动的阻力。 滤液通过滤饼的滤液通过滤饼的速率速率与液体的与液体的黏度黏度成成反比反比，

4、降低黏度可有效提高过滤速率。降低黏度可有效提高过滤速率。 方法：方法：加加水稀释水稀释和和加热法加热法一、降低液体黏度一、降低液体黏度 水稀释法水稀释法注意事项：注意事项：稀释后过滤速度提高的百分比必须大于加水稀释后过滤速度提高的百分比必须大于加水比。比。(即加水一倍，稀释后液体的黏度必须下降即加水一倍，稀释后液体的黏度必须下降50%以上才能有效提高过滤速度以上才能有效提高过滤速度。)一、降低液体黏度一、降低液体黏度 加热法加热法注意事项：注意事项：加热可以降低液体黏度；适当温度和受热时加热可以降低液体黏度；适当温度和受热时间下使蛋白凝聚，形成大的凝聚物。间下使蛋白凝聚，形成大的凝聚物。 如：

5、链霉素发酵液，调酸至如：链霉素发酵液，调酸至pH3pH3后，加热后，加热7070，黏，黏度下降至度下降至1/61/6，过滤速度可增加，过滤速度可增加1010100100倍。倍。加热法必须严格控制加热温度与时间。加热法必须严格控制加热温度与时间。二、调整二、调整pH 对于提取蛋白质、氨基酸等目的产物常用对于提取蛋白质、氨基酸等目的产物常用的方法；的方法； 对于提取小分子物质，可以利用等电点方对于提取小分子物质，可以利用等电点方法去除蛋白质等杂质；法去除蛋白质等杂质； 在膜过滤中，减少堵塞和污染；在膜过滤中，减少堵塞和污染； 细胞、细胞碎片和一些胶体物质絮凝成为细胞、细胞碎片和一些胶体物质絮凝成为

6、大颗粒，利于过滤。大颗粒，利于过滤。三、凝聚与絮凝三、凝聚与絮凝 凝聚：凝聚：在电解质作用下，由于胶粒之在电解质作用下，由于胶粒之间双电层电排斥作用降低，电位下降，间双电层电排斥作用降低，电位下降，使胶体体系不稳定。使胶体体系不稳定。 絮凝：絮凝：在某些高分子絮凝剂作用下，在某些高分子絮凝剂作用下，基于桥架作用，使胶粒形成较大絮凝团基于桥架作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。的过程。三、凝聚与絮凝三、凝聚与絮凝 凝聚与絮凝的目的：凝聚与絮凝的目的：能有效改变细胞、细胞碎片及溶能有效改变细胞、细胞碎片及溶解大分子物质的分散状态，使其解大分子物质的分散状态，使其聚结成较大的颗粒，便于提高过聚结成较大

7、的颗粒，便于提高过滤速度；滤速度；还能有效除去杂蛋白质和固体杂还能有效除去杂蛋白质和固体杂质，提高滤液质量。质，提高滤液质量。1.凝聚凝聚 发酵液中的细胞、菌体或蛋白质等胶粒表面发酵液中的细胞、菌体或蛋白质等胶粒表面一般都带电荷；一般都带电荷； 在生理条件下，发酵液的菌体或蛋白质常带在生理条件下，发酵液的菌体或蛋白质常带负电荷，会吸引溶液中的阳离子，形成双电负电荷，会吸引溶液中的阳离子，形成双电子层。双电子层电位越高，胶体粒子的分散子层。双电子层电位越高，胶体粒子的分散程度高；程度高； 加入某种电解质，由于异电粒子作用，双电加入某种电解质，由于异电粒子作用，双电位降低，胶体粒子间因碰撞产生凝集

8、位降低，胶体粒子间因碰撞产生凝集 现象。现象。1.凝聚凝聚 凝聚值凝聚值使胶粒发生凝聚作用的最小电解使胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度（质浓度（mmol/L） 常用的凝聚电解质常用的凝聚电解质：硫酸铝：硫酸铝Al2(SO4)318H2O、氯化铝氯化铝AlCl36H2O、三氯化铁、三氯化铁FeCl36H2O、硫酸亚铁硫酸亚铁FeSO47H2O、石灰、硫酸锌、石灰、硫酸锌ZnSO4 、MgCO3等。等。 阳离子对负电荷的凝聚力：阳离子对负电荷的凝聚力： Al 3+ Fe 3+ H+Ca2+Mg2+K+Na+Li+2.絮凝絮凝l絮凝剂：絮凝剂：水溶性、高分子聚合物、长链状、水溶性、高分子聚合物、长链

9、状、链节上含有官能团（阳离子、阴离子、非离子链节上含有官能团（阳离子、阴离子、非离子型基团）。型基团）。l原理：原理：通过静电引力、范德华力或氢键的作通过静电引力、范德华力或氢键的作用，强烈吸附在胶粒的表面，当一个高分子聚用，强烈吸附在胶粒的表面，当一个高分子聚合物的许多链接分别吸附在不同的胶粒表面。合物的许多链接分别吸附在不同的胶粒表面。2.絮凝絮凝l絮凝剂：絮凝剂：水溶性、高分子聚合物、长链状、水溶性、高分子聚合物、长链状、链节上含有官能团（阳离子、阴离子、非链节上含有官能团（阳离子、阴离子、非离子型基团）。离子型基团）。l絮凝剂的化学结构：絮凝剂的化学结构： 含有相当多的活性基团；具有长

10、链的线性结构。含有相当多的活性基团；具有长链的线性结构。l分类：分类： 非离子型、阴离子型、阳离子型。非离子型、阴离子型、阳离子型。工业上使用的絮凝剂工业上使用的絮凝剂 有机高分子聚合物，例如：聚丙烯酰胺有机高分子聚合物，例如：聚丙烯酰胺类衍生物；类衍生物； 无机高分子聚合物，例如：聚合铝盐；无机高分子聚合物，例如：聚合铝盐； 天然有机高分子絮凝剂，如：聚糖类胶天然有机高分子絮凝剂，如：聚糖类胶粘剂、海藻酸钠、明胶、骨胶等。粘剂、海藻酸钠、明胶、骨胶等。u海藻酸钠海藻酸钠(C6H7O8Na)n(C6H7O8Na)n主要由海藻酸的钠盐组成，主要由海藻酸的钠盐组成，由由-L-L-甘露糖醛酸甘露糖醛

11、酸(M(M单元单元) )与与-D-D-古罗糖醛酸古罗糖醛酸(G(G单元单元) )依靠依靠1,4-1,4-糖苷键连接并由不同糖苷键连接并由不同GGGMMMGGGMMM片片段组成的共聚物。段组成的共聚物。u一种天然多糖，具有药物制剂辅料所需的稳定一种天然多糖，具有药物制剂辅料所需的稳定性、溶解性、粘性和安全性。性、溶解性、粘性和安全性。海藻酸钠海藻酸钠u18811881年，英国化学家年，英国化学家E.C.StanfordE.C.Stanford首先对褐色首先对褐色海藻中的海藻酸盐提取物进行科学研究。海藻中的海藻酸盐提取物进行科学研究。u他发现该褐藻酸的提取物具有几种很有趣的特他发现该褐藻酸的提取物

12、具有几种很有趣的特性，它具有浓缩溶液、形成凝胶和成膜的能力。性，它具有浓缩溶液、形成凝胶和成膜的能力。u商业化生产始于商业化生产始于19271927年，现在全世界每年约生年，现在全世界每年约生产产3000030000吨，其中吨，其中3030用于食品工业，剩下的用于食品工业，剩下的用于其它工业，制药业和牙科。用于其它工业，制药业和牙科。 海藻酸钠海藻酸钠絮凝效果絮凝效果 絮凝剂的加量絮凝剂的加量 相对分子质量相对分子质量 类型类型 溶液的溶液的pHpH 搅拌转速和时间搅拌转速和时间a a 絮凝时间絮凝时间10 s (10 s (快搅结束时拍摄快搅结束时拍摄) ) b b 絮凝时间絮凝时间50 s

13、 (50 s (慢搅过程拍摄慢搅过程拍摄) ) c c 絮凝时间絮凝时间180 s (180 s (慢搅过程拍摄慢搅过程拍摄) ) d d 絮凝时间絮凝时间600 s (600 s (慢搅结束时拍摄慢搅结束时拍摄) ) e e 搅拌停止搅拌停止15 s 15 s 后拍摄后拍摄; ; f a f a 图的局部扫描照片图的局部扫描照片3.混凝混凝 包括聚凝和絮凝机理的过程。包括聚凝和絮凝机理的过程。 先加入电解质，使悬浮粒子间的双电层先加入电解质，使悬浮粒子间的双电层电位降低、脱稳，凝聚成微粒；电位降低、脱稳，凝聚成微粒； 再加入絮凝剂絮凝成较大的颗粒。再加入絮凝剂絮凝成较大的颗粒。四、加入助滤剂

14、四、加入助滤剂一种不可压缩的多孔微粒，能使滤饼疏一种不可压缩的多孔微粒，能使滤饼疏松，滤速增大。常用硅藻土。松，滤速增大。常用硅藻土。使用助滤剂后，悬浮液中大量的细微胶使用助滤剂后，悬浮液中大量的细微胶体粒子被吸附到助滤剂表面，体粒子被吸附到助滤剂表面， 从而改变从而改变滤饼结构，它的可压缩性下降，过滤阻滤饼结构，它的可压缩性下降，过滤阻力下降。力下降。四、加入助滤剂四、加入助滤剂u两种加入方法两种加入方法： 在过滤介质表面预涂助滤剂在过滤介质表面预涂助滤剂; 直接加入发酵液。直接加入发酵液。四、加入助滤剂四、加入助滤剂 选择与使用助滤剂的要点：选择与使用助滤剂的要点： 根据目的产物选择：目的

15、产物为液相时，根据目的产物选择：目的产物为液相时，注意是否被助滤剂吸附；目的产物为固注意是否被助滤剂吸附；目的产物为固相时，一般用淀粉、纤维素等不影响产相时，一般用淀粉、纤维素等不影响产品质量的助滤剂。品质量的助滤剂。 四、加入助滤剂四、加入助滤剂 选择与使用助滤剂的要点：选择与使用助滤剂的要点： 根据过滤介质和过滤情况：根据过滤介质和过滤情况： 对于粗目滤网，易泄漏，采用石棉粉、对于粗目滤网，易泄漏，采用石棉粉、纤维素、淀粉等；纤维素、淀粉等； 对于细目滤布，采用细硅藻土；对于细目滤布，采用细硅藻土； 使用烧结或粘结材料，采用纤维素助滤使用烧结或粘结材料，采用纤维素助滤剂。剂。 我国工业标准

16、筛常用我国工业标准筛常用“目目”数表示筛号，即数表示筛号，即以每一英寸以每一英寸(25.4mm) (25.4mm) 长度上的筛孔数目表示。长度上的筛孔数目表示。筛号筛号一号一号筛筛二号二号筛筛三号三号筛筛四号四号筛筛五号五号筛筛六号六号筛筛七号七号筛筛八号八号筛筛九九号号筛筛筛孔平均筛孔平均内径（内径（mm）2000200085085035535525025018018015015012512590907575四、加入助滤剂四、加入助滤剂 选择与使用助滤剂的要点：选择与使用助滤剂的要点： 粒度选择：粒度选择： 当粒度一定时，过滤速度与澄清度成反当粒度一定时，过滤速度与澄清度成反比；比； 助滤剂

17、的粒度必须与悬浮液中固体粒子助滤剂的粒度必须与悬浮液中固体粒子的尺寸相适应。的尺寸相适应。四、加入助滤剂四、加入助滤剂 选择与使用助滤剂的要点：选择与使用助滤剂的要点： 使用量的选择：使用量的选择： 当采用预涂助滤剂时，助滤剂的厚度当采用预涂助滤剂时，助滤剂的厚度2mm。 助滤剂直接加入发酵液，若助滤剂用量与悬浮助滤剂直接加入发酵液，若助滤剂用量与悬浮液中固形物含量相等，过滤速度最快。液中固形物含量相等，过滤速度最快。 使用硅藻土时，细粒用量为使用硅藻土时，细粒用量为500g/m3；中等粒；中等粒度为度为700g/m3；粗粒为；粗粒为7001000g/m3。五、加入反应剂五、加入反应剂 加入某

18、些不影响目的产物的反应剂，可消除发加入某些不影响目的产物的反应剂，可消除发酵液中某些杂质对过滤的影响。酵液中某些杂质对过滤的影响。 加入反应剂如加入反应剂如CaSO4、AlPO4和一些可溶性盐和一些可溶性盐类发生反应生成不溶性沉淀，使菌丝具有块状类发生反应生成不溶性沉淀，使菌丝具有块状结构，沉淀本身可作为助滤剂，改善过滤性能。结构，沉淀本身可作为助滤剂，改善过滤性能。 例如：万古霉素，以淀粉为发酵培养基，过滤例如：万古霉素，以淀粉为发酵培养基，过滤前加入前加入0.025%淀粉酶，搅拌淀粉酶，搅拌30min,再加入再加入2.5%硅藻土作为助滤剂，过滤速度提高硅藻土作为助滤剂，过滤速度提高5倍。倍

19、。万古霉素万古霉素 英文名英文名Vancomycin Vancomycin 类别类别 抗生素抗生素 别名别名 凡古霉素凡古霉素; ;凡可霉素凡可霉素; ;盐酸万古霉素，盐酸万古霉素，万古霉素万古霉素 适应症适应症 主要用于葡萄球菌（包括耐青霉素主要用于葡萄球菌（包括耐青霉素和耐新青霉素株）、难辨梭状芽胞杆菌等所和耐新青霉素株）、难辨梭状芽胞杆菌等所致的系统感染和肠道感染，如心内膜炎、败致的系统感染和肠道感染，如心内膜炎、败血症、伪膜性肠炎等。血症、伪膜性肠炎等。 第二节第二节 发酵液的相对纯化发酵液的相对纯化杂质存在的影响：杂质存在的影响： 高价无机离子在采用离子交换法提取时，高价无机离子在采

20、用离子交换法提取时，会影响树脂的交换容量；会影响树脂的交换容量； 可溶性蛋白，不仅会降低树脂的交换容可溶性蛋白，不仅会降低树脂的交换容量和吸附能力，而且在有机溶剂法和双量和吸附能力，而且在有机溶剂法和双水相法萃取时，易产生乳化现象；水相法萃取时，易产生乳化现象； 在常规过滤时，易使过滤介质堵塞或受在常规过滤时，易使过滤介质堵塞或受污染，影响过滤速率。污染，影响过滤速率。一、高价无机离子的除去一、高价无机离子的除去 无机离子：无机离子：Ca 2+、Mg 2+、Fe2+ 等。等。 钙离子的去除：用草酸。草酸的回收：钙离子的去除：用草酸。草酸的回收：用硫酸铅形成草酸铅，在用硫酸铅形成草酸铅，在90-

21、95 用用硫酸分解。硫酸分解。 镁离子的去处：用三聚磷酸钠。镁离子的去处：用三聚磷酸钠。 铁离子的去处：用黄血盐形成普鲁士蓝铁离子的去处：用黄血盐形成普鲁士蓝沉淀而除去。沉淀而除去。二、杂蛋白质的除去二、杂蛋白质的除去 沉淀法：沉淀法：与阳离子例如与阳离子例如Ag+、Cu2+、Zn2+、Pb2+等或与阴离子如三氯乙酸盐，水杨酸盐等或与阴离子如三氯乙酸盐，水杨酸盐等结合形成沉淀；等结合形成沉淀； 变性法：变性法：加热法、大幅度调节加热法、大幅度调节pH、加酒精或、加酒精或丙酮等有机溶剂；丙酮等有机溶剂； 吸附法：吸附法：加入吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白而加入吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白而除去。在枯草芽孢

22、杆菌发酵液中，加入氯化除去。在枯草芽孢杆菌发酵液中，加入氯化钙和磷酸氢二钠，两者形成凝胶把菌体、蛋钙和磷酸氢二钠，两者形成凝胶把菌体、蛋白质及其不溶性颗粒吸附包裹在其中而除去。白质及其不溶性颗粒吸附包裹在其中而除去。第三节第三节 固液分离工程及设备固液分离工程及设备 固液分离的方法很多，生物工业中常规的方法固液分离的方法很多，生物工业中常规的方法有分离筛、重力沉降、浮悬分离、离心分离和有分离筛、重力沉降、浮悬分离、离心分离和过滤等。过滤等。 对于发酵液固液分离的主要是对于发酵液固液分离的主要是离心分离离心分离和和过滤。过滤。一、离心分离一、离心分离 离心机是利用转鼓高速转动所产生的离离心机是利

23、用转鼓高速转动所产生的离心力，来实现悬浮液、乳浊液分离或浓心力，来实现悬浮液、乳浊液分离或浓缩的分离机械。缩的分离机械。 特点：特点：分离速率快、分离效率高、液相分离速率快、分离效率高、液相澄清度好等。澄清度好等。 缺点：缺点：设备投资高、能耗大、固相干度设备投资高、能耗大、固相干度低不如过滤设备。低不如过滤设备。 将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；将悬浮液中的固体颗粒与液体分开； 将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开分开( (例如从牛奶中分离出奶油例如从牛奶中分离出奶油) )； 用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干用于排除湿固体中的液体，例如

24、用洗衣机甩干湿衣服；湿衣服； 特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物，例如浓缩、分离气态六氟化铀；体混合物，例如浓缩、分离气态六氟化铀； 利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。颗粒按密度或粒度进行分级。 用途用途Stokes Stokes 方程方程 V = d2( S - L)18 r r2V是颗粒沉降速度；d d是颗粒直径（假定为球形）是颗粒直径（假定为球形） S S是固体密度；是固体密度； L

25、L是液体密度；是液体密度； 是液体黏度是液体黏度R R是离心半径；是离心半径；是角速度是角速度 过滤式离心机：过滤式离心机：转鼓上开有小孔，有过转鼓上开有小孔，有过滤介质，在离心力的作用下，液体穿过滤介质，在离心力的作用下，液体穿过过滤介质经小孔流出而得以分离。主要过滤介质经小孔流出而得以分离。主要处理悬浮液固体颗粒较大、固体含量较处理悬浮液固体颗粒较大、固体含量较高的场合。高的场合。 沉降式离心机：沉降式离心机：转鼓上无孔，不需过滤转鼓上无孔，不需过滤介质，在离心力的作用下，物料按密度介质，在离心力的作用下，物料按密度的大小不同分层沉降而得以分离。的大小不同分层沉降而得以分离。离心机的分类离

26、心机的分类离心机转鼓离心机转鼓离心机螺旋离心机螺旋碟片式离心机碟片式离心机碟片式离心机可以完成两种操作：碟片式离心机可以完成两种操作：u液液- -固分离（即低浓度悬浮液的分固分离（即低浓度悬浮液的分离），称澄清操作；离），称澄清操作；u液液- -液（或液液（或液- -液液- -固）分离（即乳固）分离（即乳浊液的分离），称分离操作。浊液的分离），称分离操作。 是沉降机的一种，是沉降机的一种，18771877年由瑞典的年由瑞典的De LavalDe Laval发明，是目前工业生产中发明，是目前工业生产中应用最广泛的离心机。应用最广泛的离心机。 分离因数为分离因数为1000-200001000-20

27、000； 生产能力大，最大允许处理量达生产能力大，最大允许处理量达300m300m3 3/h/h； 适合于细菌、酵母菌、放线菌等多种微生适合于细菌、酵母菌、放线菌等多种微生物细胞悬浮液及细胞碎片悬浮液的分离。物细胞悬浮液及细胞碎片悬浮液的分离。 用于大规模的分离。用于大规模的分离。分离因数：分离因数：它表示被分离物料在转鼓内所它表示被分离物料在转鼓内所受的离心力与其重力的比值，分离因数越受的离心力与其重力的比值，分离因数越大，通常分离也越迅速，分离效果越好。大，通常分离也越迅速，分离效果越好。 a =r r2g管式离心机管式离心机 分离因数高达分离因数高达10104 4-6-6* *10105

28、 5； 用于微生物细胞的分离，还用于细用于微生物细胞的分离，还用于细胞碎片、细胞器、病毒、蛋白质、胞碎片、细胞器、病毒、蛋白质、核酸等生物大分子的分离；核酸等生物大分子的分离； 生产能力较小；生产能力较小； 在生物工业中，特别适合一般离心在生物工业中，特别适合一般离心机难以分离而固形物含量机难以分离而固形物含量1%1%的发的发酵液的分离。酵液的分离。倾析式离心机倾析式离心机 是一种广泛用于制药、化工、食品等行业处理悬浮液是一种广泛用于制药、化工、食品等行业处理悬浮液固液分离的离心机。固液分离的离心机。 适合于粗结晶及短纤维物料的分离。适合于粗结晶及短纤维物料的分离。 特别适用于中药材提取液的分

29、离，对花类、切片类中特别适用于中药材提取液的分离，对花类、切片类中药材经蒸煮后可采用本机过滤，药渣子含湿率可低于药材经蒸煮后可采用本机过滤，药渣子含湿率可低于25%25%，药液收率高于其它中药分离方法。，药液收率高于其它中药分离方法。具有操作连续、适应性强、应用范围具有操作连续、适应性强、应用范围广、结构紧凑、维修方便等优点；广、结构紧凑、维修方便等优点；适用于含固形物较多的悬浮液的分离；适用于含固形物较多的悬浮液的分离；分离因数较低，大多为分离因数较低，大多为1500-30001500-3000。靠离心力和螺旋的推进作用自动连续排渣靠离心力和螺旋的推进作用自动连续排渣如何选择离心分离机？如何

30、选择离心分离机？ 根据悬浮液根据悬浮液( (或乳浊液或乳浊液) )中固体颗粒的中固体颗粒的大大小和浓度、固体与液体小和浓度、固体与液体( (或两种液体或两种液体) )的的密度差、液体粘度、滤渣密度差、液体粘度、滤渣( (或沉渣或沉渣) )的特的特性性，以及，以及分离的要求分离的要求等进行综合分析，等进行综合分析，满足对满足对滤渣滤渣( (沉渣沉渣) )含湿量和滤液含湿量和滤液( (分离液分离液) )澄清度澄清度的要求，初步选择采用哪一类离的要求，初步选择采用哪一类离心分离机；心分离机； 然后按处理量和对操作的自动化要求，然后按处理量和对操作的自动化要求，确定离心机的类型和规格；确定离心机的类型

31、和规格； 最后经实际试验验证。最后经实际试验验证。 离心分离机未来的发展趋势离心分离机未来的发展趋势 将是强化分离性能、发展大型的离心分将是强化分离性能、发展大型的离心分离机、改进卸渣机构、增加专用和组合离机、改进卸渣机构、增加专用和组合转鼓离心机、加强分离理论研究和研究转鼓离心机、加强分离理论研究和研究离心分离过程最佳化控制技术等。离心分离过程最佳化控制技术等。 二、过滤二、过滤 过滤过滤 原理：原理：悬浮液通过过滤介质，固态颗粒悬浮液通过过滤介质，固态颗粒与溶液分离。与溶液分离。 根据机理分为：根据机理分为：澄清过滤和滤饼过滤两澄清过滤和滤饼过滤两种。种。 澄清过滤：澄清过滤：适合固体含量

32、少于适合固体含量少于0.1g/100ml、颗粒直径在颗粒直径在5-100m的悬浮液的过滤分离，的悬浮液的过滤分离，如：河水、麦芽汁、酒类和饮料等；如：河水、麦芽汁、酒类和饮料等； 过滤介质为硅藻土、砂、颗粒活性碳、玻璃过滤介质为硅藻土、砂、颗粒活性碳、玻璃珠、塑料颗粒等，填充于过滤器内即构成过珠、塑料颗粒等，填充于过滤器内即构成过滤层；也有用烧结陶瓷、金属、粘合塑料及滤层；也有用烧结陶瓷、金属、粘合塑料及金属丝烧成的管子等组成的成型颗粒滤层。金属丝烧成的管子等组成的成型颗粒滤层。 滤饼过滤：滤饼过滤：适合固体含量大于适合固体含量大于0.1g/100ml的的悬浮液的过滤分离。悬浮液的过滤分离。

33、过滤介质为滤布，包括天然或合成的纤维织过滤介质为滤布，包括天然或合成的纤维织布等。当悬浮液通过滤布时，固体颗粒被挡布等。当悬浮液通过滤布时，固体颗粒被挡在滤布上形成滤饼，当滤饼达到一定厚度时在滤布上形成滤饼，当滤饼达到一定厚度时即起过滤作用。即起过滤作用。板框过滤机板框过滤机 优点：优点：结构简单，装配紧凑，过滤面积大；结构简单，装配紧凑，过滤面积大；过滤的压力差能大幅度调整，固相含水少，过滤的压力差能大幅度调整，固相含水少，并能适应不同的发酵液的过滤；辅助设备并能适应不同的发酵液的过滤；辅助设备少、维修方便、价格低和动力消耗少。少、维修方便、价格低和动力消耗少。 缺点：缺点：设备笨重、间歇操作、劳动强度大、设备笨重、间歇操作、劳动强度大、卫生条件差、辅助时间多和生产效率卫生条件差、辅助时间多和生产效率低。 适用范围：适用范围：固体含量固体含量1%-10%的悬浮液。的悬浮液。真空转鼓过