预处理及固液分离课件

第二章发酵液的预处理和固液分离第一节发酵液的预处理主要内容、发酵液的特点二、发酵液预处理的目的三、发酵液预处理的方法生物技术下游加工过程的一般步骤胞外产物胞内产物发昏液十处墨十座分一→經装暮一组泡片分离→初步纯北一度北→皮品复工加热」沉降匀化离心分离机淀层折无过选躅心分离研蘑萃吸着蓠子交换超说絮/过2音胞过崑取亲和冷冻干榘劳流过滤岩流过超篮恺承噴雾干澡吸常结晶发酵液的基本特性熹目标产物浓度较低,大多为1-10%悬浮物颗粒小<105cm,固液悬浮分散体系,细胞密度与培养液相似:液相粘度大,大多为非牛顿型流体,不易过滤;奈含有高价无机离子(0a2+,Mg2t+,Fe3+,成分复杂(菌丝体、菌种代谢物和剩余培养基)悬浮状态稳定:双电层、水化膜、布朗运动固液分离方法主要是过滤和离心对于细菌及某些放线菌,菌体细小,液体粘度大,不能直接过滤;若用高速离心,能耗很大,设备昂贵◎若用膜分离技术(如微滤)易产生膜污染,通量降低。◎发酵液中由于菌体自溶,核酸、蛋白质及其它有机粘性物质的存在也会影响固液分离。寻找一种经济有效的方法来提高固液分离速度显得十分必要。预处理是生化物质分离纯化过程中必不可少的首要步骤二、发酵液预处理的目的促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离的效率(1)改变发酵液的物理性质,包括增大悬浮液中固体粒子的尺寸,降低液体黏度,促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离器的效率;(2)相对纯化,去除发酵液中的部分杂质(高价无机离子、杂蛋白质、及色素、热原质、毒性物质等有机物质),以利于后续各步操作;(3)尽可能使产物转入便于后处理的一相中(多数是液相)。发酵液预处理的方法1.加热法(Heating)2.调节悬浮液的pH值(RegulationofpH)3.助滤剂和反应剂(Filteraidsandreactant)4.杂蛋白的去除(Removalofuselessprotein高价无机离子的去除(Removalofinorganicion)6.凝聚和絮凝(Coagulationandflocculation)(一)预处理-加热加热是发酵液预处理最简单最常用的方法。加热能改善发酵液的操作特性1)加热降低液体粘度加酒花的12麦芽汁黏中润,含漂2◆流体力学原理过滤速率与液体的粘度成反比,降低液体粘度1.D(加水稀释法和加热法等)可有效提高过滤速率◆液体黏度是温度的指数函数,麦芽汁的黏度温度曲线升温是降低黏度的有效措施。2)加热使蛋白质变性凝固,去除杂蛋白●变性蛋白质的溶解度小。●在柠檬酸的生产过程中,将发酵液加热到80℃可以使蛋白质变性凝固,降低发酵液的粘度,在除去杂蛋白的同时,过滤速度也得到了提高●加热处理只适用于对热较稳定的产物。注意加热温度与时间,不影响产物活性和细胞的完整性。●有时加热会增加发酵液的颜色增加后处理的难度。(二)预处理调节pHpH值直接影响发酵液中某些物质的电荷性质,适当调节pH值可改善其过滤特性。◆细胞(碎片)及某些胶体物质在某个pH值下也可能趋于聚集成为较大颗粒,有利于过滤的进行。◆调节发酵液的pH到蛋白质的