生物分离工程-发酵液预处理和固液分离

生物分离工程-发酵液预处理和固液分离汇报人：AA2024-01-25发酵液预处理固液分离方法过滤技术在固液分离中应用沉降技术在固液分离中应用离心技术在固液分离中应用其他固液分离方法及新技术展望目录01发酵液预处理通过去除发酵液中的杂质和有害物质，提高后续分离纯化过程中产品的纯度和质量。提高产品质量保护设备优化工艺减少杂质对设备的磨损和腐蚀，延长设备使用寿命。调整发酵液的pH值、浓度等参数，使其更适合后续的分离纯化操作。030201预处理目的通过滤布、滤纸等过滤材料去除发酵液中的固体颗粒和悬浮物。过滤利用离心力将发酵液中的固体颗粒和悬浮物分离出来。离心使用活性炭、硅胶等吸附剂吸附发酵液中的色素、异味等杂质。吸附去除杂质根据发酵液的pH值，适量加入酸或碱进行调整，使其达到后续操作所需的pH范围。加酸或加碱使用缓冲溶液稳定发酵液的pH值，避免在后续操作中因pH值波动而影响产品质量。缓冲溶液调整pH值浓缩通过蒸发、膜分离等方法将发酵液中的水分去除，提高有效成分的浓度。稀释向发酵液中加入适量溶剂或水，降低有效成分的浓度，以便于后续操作。浓缩与稀释02固液分离方法利用过滤介质（如滤纸、滤布、烧结金属等）的孔隙，使液体通过而固体颗粒被截留，从而实现固液分离。过滤原理根据过滤推动力不同，可分为重力过滤、加压过滤和真空过滤等。过滤类型板框压滤机、叶滤机、转鼓真空过滤机等。过滤设备过滤法利用固体颗粒与液体的密度差异，在重力作用下使固体颗粒自然沉降，从而实现固液分离。沉降原理根据操作方式不同，可分为间歇式沉降和连续式沉降。沉降类型沉降槽、浓缩机等。沉降设备沉降法

离心法离心原理利用离心力场的作用，使固体颗粒与液体产生不同的径向速度，从而实现固液分离。离心类型根据离心机结构和工作原理不同，可分为过滤式离心机、沉降式离心机和分离式离心机等。离心设备三足式离心机、卧式刮刀卸料离心机、碟片式分离机等。萃取法01利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来。电渗析法02在外加直流电场作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶液中阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。膜分离法03利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程。其他方法03过滤技术在固液分离中应用利用多孔介质（滤料）拦截固体颗粒，实现固液分离的过程。板框压滤机、真空过滤机、叶滤机等。过滤原理及设备过滤设备过滤原理滤饼形成固体颗粒在过滤介质上逐渐堆积形成滤饼的过程。滤饼特性滤饼的厚度、密度、渗透率等特性影响过滤效果。滤饼形成与特性温度控制温度影响滤液粘度和固体颗粒的聚集状态，需根据物料性质调整温度。操作压力适当提高操作压力可增大过滤速率，但需注意设备耐压能力。过滤介质选择根据固体颗粒大小和形状选择合适的过滤介质，提高过滤效率。过滤操作条件优化03交叉流过滤技术使料液与过滤介质呈交叉流动，降低滤饼厚度，提高过滤速度。01膜过滤技术利用微孔膜作为过滤介质，实现高精度固液分离，如微滤、超滤等。02动态过滤技术在过滤过程中引入振动、搅拌等动态因素，防止滤饼堵塞，提高过滤效率。新型过滤技术04沉降技术在固液分离中应用利用重力作用使悬浮颗粒在液体中沉降，实现固液分离。沉降原理包括沉淀池、浓缩池、澄清池等。沉降设备沉降原理及设备自由沉降与区域沉降自由沉降颗粒在无限大液体中自由沉降，不受其他颗粒影响。区域沉降颗粒在有限区域内沉降，受到其他颗粒和边界影响。颗粒性质颗粒大小、形状、密度等。液体性质液体密度、粘度、表面张力等。操作条件温度、压力、pH值等。影响沉降效果因素123通过添加絮凝剂使悬浮颗粒聚集成较大颗粒，加快沉降速度。添加絮凝剂调整液体密度、粘度等性质，提高沉降效果。改变液体性质如斜板沉淀池、高效浓缩机等，提高沉降效率。采用高效沉降设备强化沉降技术05离心技术在固液分离中应用利用离心力场使悬浮液中的固相与液相分离。当悬浮液在离心机中高速旋转时，由于固相和液相的密度差异，固相受到的离心力大于液相，从而被甩向器壁形成沉渣，而液相则留在中心部位，实现固液分离。离心原理主要包括离心机、转鼓、螺旋输送器等。其中，离心机是核心设备，根据结构和工作原理可分为过滤式、沉降式和分离式三类。离心设备离心原理及设备适用于含固量较少、粒度较细的悬浮液。具有结构简单、操作方便、分离效果好等优点，但易堵塞滤网，需定期清洗。过滤式离心机适用于含固量较高、粒度较粗的悬浮液。具有处理量大、连续操作、自动化程度高等优点，但对物料适应性差，分离效果受物料性质影响较大。沉降式离心机综合了过滤式和沉降式的优点，适用于各种不同类型的悬浮液。具有分离效果好、操作灵活、适应性强等优点，但结构复杂、造价高。分离式离心机不同类型离心机特点比较转速越高，离心力越大，分离效果越好。但过高的转速可能导致设备振动、噪音增大等问题。转速温度对物料粘度和密度有影响，进而影响离心效果。一般来说，温度升高会降低物料粘度和密度差，有利于固液分离。温度物料的粒度、密度、粘度等性质对离心效果有很大影响。粒度越细、密度差越小、粘度越大，分离难度越大。物料性质操作条件对离心效果影响设备大型化随着工业生产规模的扩大，对离心机的处理能力提出了更高要求。未来离心机将向大型化方向发展，提高单机处理能力和生产效率。智能化引入先进的控制技术和传感器技术，实现离心机的自动化和智能化操作，提高操作精度和效率。绿色环保针对离心过程中产生的噪音、振动和废渣等问题，加强环保措施和技术创新，降低对环境的影响。离心技术发展趋势06其他固液分离方法及新技术展望电泳法利用电场力使带电颗粒在电场中移动，实现固液分离。该方法适用于微小颗粒和生物大分子的分离。电渗析法通过电场作用下的离子迁移和渗透现象，将溶液中的离子与固体颗粒分离。此方法常用于处理含盐溶液和废水处理。电场作用下固液分离方法VS利用磁场对磁性颗粒的吸引力，将磁性固体颗粒从液体中分离出来。该方法广泛应用于矿物分选、废水处理等领域。高梯度磁选法通过产生高梯度磁场，增强对磁性颗粒的捕获能力，提高固液分离效率。此方法适用于处理含有弱磁性颗粒的溶液。磁选法磁场作用下固液分离方法利用微孔滤膜截留固体颗粒，实现固液分离。微滤膜具有孔径均匀、过滤精度高等优点，广泛应用于食品、医药等领域。采用超滤膜技术，通过膜表面的微孔结构对溶液中的大分子物质进行截留，达到固液分离的目的。超滤膜在废水处理、蛋白质分离等领域有广泛应用。微滤膜超滤膜膜分离技术在固液分离中应用利用超声波的空化效应和机械振动作用，强化固液界面的相互