比賽--發(fā)酵液預(yù)處理

1、發(fā)酵液預(yù)處理發(fā)酵液預(yù)處理 與固液分離與固液分離第三章第三章3.1 發(fā)酵液預(yù)處理的方法l為什么要對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理？為什么要對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理？l預(yù)處理的目的是什么？預(yù)處理的目的是什么？l預(yù)處理有哪些方法？預(yù)處理有哪些方法？一、發(fā)酵液的基本特性 產(chǎn)物濃度低，水含量高達(dá)產(chǎn)物濃度低，水含量高達(dá)90%； 具有極性，抗生素發(fā)酵液中產(chǎn)物僅具有極性，抗生素發(fā)酵液中產(chǎn)物僅1%； 黏度大，含有菌體和蛋白的膠狀物；黏度大，含有菌體和蛋白的膠狀物； 含有培養(yǎng)基殘留，如無(wú)機(jī)鹽等；含有培養(yǎng)基殘留，如無(wú)機(jī)鹽等； 含有代謝副產(chǎn)物，理化特性與發(fā)酵產(chǎn)物相含有代謝副產(chǎn)物，理化特性與發(fā)酵產(chǎn)物相似，給后續(xù)操作帶來(lái)困難。似，給后續(xù)操作

2、帶來(lái)困難。二、預(yù)處理的目的改變發(fā)酵液的物理性質(zhì)，促進(jìn)從懸浮液中分離改變發(fā)酵液的物理性質(zhì)，促進(jìn)從懸浮液中分離固形物的速度，提高固液分離器的效率；固形物的速度，提高固液分離器的效率；盡可能使產(chǎn)物轉(zhuǎn)入便于后處理的一相中（多數(shù)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）；是液相）；去除發(fā)酵液中的部分雜質(zhì)，以利于后續(xù)操作。去除發(fā)酵液中的部分雜質(zhì)，以利于后續(xù)操作。 1.加熱加熱 2.調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH 3.凝聚和絮凝凝聚和絮凝 4.加入助濾劑加入助濾劑 5.加入吸附劑加入吸附劑 6.加水稀釋法加水稀釋法三、發(fā)酵液預(yù)處理的方法 加熱加熱最簡(jiǎn)單和廉價(jià)的處理方法。最簡(jiǎn)單和廉價(jià)的處理方法。 可降低發(fā)酵液的黏度；可降

3、低發(fā)酵液的黏度； 除去熱變性雜蛋白；除去熱變性雜蛋白； 降低發(fā)酵液的體積，加速固液分離；降低發(fā)酵液的體積，加速固液分離； 破壞凝膠狀膠體結(jié)構(gòu)。破壞凝膠狀膠體結(jié)構(gòu)。 注意：產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。注意：產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。1. 加熱加熱 全細(xì)胞的聚集作用高度依賴于全細(xì)胞的聚集作用高度依賴于pH值的大小，恰當(dāng)?shù)闹档拇笮?，恰?dāng)?shù)膒H值能夠促進(jìn)聚集作用。此外，調(diào)節(jié)值能夠促進(jìn)聚集作用。此外，調(diào)節(jié)pH可以使存在于可以使存在于胞內(nèi)的發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)入液相。胞內(nèi)的發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)入液相。 一般用草酸或無(wú)機(jī)酸或堿來(lái)調(diào)節(jié)。防止過(guò)酸、過(guò)堿。一般用草酸或無(wú)機(jī)酸或堿來(lái)調(diào)節(jié)。防止過(guò)酸、過(guò)堿。 eg. 1 味精生產(chǎn)；味精生產(chǎn)； 2 青霉素的提取。

4、青霉素的提取。2.調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH 凝聚和絮凝都是發(fā)酵液預(yù)處理的重要方法，其凝聚和絮凝都是發(fā)酵液預(yù)處理的重要方法，其處理過(guò)程是將化學(xué)藥劑預(yù)先投加到懸浮液中，改變處理過(guò)程是將化學(xué)藥劑預(yù)先投加到懸浮液中，改變細(xì)胞、菌體和蛋白質(zhì)等粒子的分散狀態(tài)，破壞其穩(wěn)細(xì)胞、菌體和蛋白質(zhì)等粒子的分散狀態(tài)，破壞其穩(wěn)定性，使它們聚集成可分離的絮凝體，再進(jìn)行分離。定性，使它們聚集成可分離的絮凝體，再進(jìn)行分離。 這兩種方法不僅能使顆粒尺寸有效增加，并且這兩種方法不僅能使顆粒尺寸有效增加，并且會(huì)增大顆粒的沉降或浮選速率，提高濾餅的滲透性會(huì)增大顆粒的沉降或浮選速率，提高濾餅的滲透性或者在深床過(guò)濾時(shí)產(chǎn)生較好的顆粒保留作用?；蛘咴谏畲?/p>

5、過(guò)濾時(shí)產(chǎn)生較好的顆粒保留作用。3.凝聚和絮凝凝聚和絮凝 的機(jī)理：由壓縮雙電層機(jī)理作用，的機(jī)理：由壓縮雙電層機(jī)理作用，膠體脫穩(wěn)膠體脫穩(wěn)引起的膠引起的膠體顆?；ハ嗑奂?。形成了體顆?；ハ嗑奂?。形成了1mm大小的塊狀凝聚體。大小的塊狀凝聚體。 的機(jī)理：天然高分子物質(zhì)的機(jī)理：天然高分子物質(zhì)作用使脫穩(wěn)膠體相作用使脫穩(wěn)膠體相互聚結(jié)成大顆粒的網(wǎng)狀的絮凝體，如：互聚結(jié)成大顆粒的網(wǎng)狀的絮凝體，如：聚丙烯酰胺類衍生物、聚丙烯酰胺類衍生物、聚合鋁鹽、海藻酸鈉、殼聚糖聚合鋁鹽、海藻酸鈉、殼聚糖，形成，形成10mm大小的絮凝團(tuán)。大小的絮凝團(tuán)。 注意，凝聚和絮凝是兩種方法，注意，凝聚和絮凝是兩種方法，兩個(gè)概念，其具體處理過(guò)

6、程有差別。兩個(gè)概念，其具體處理過(guò)程有差別。 惰性助濾劑顆粒均勻、質(zhì)地堅(jiān)硬、不可壓惰性助濾劑顆粒均勻、質(zhì)地堅(jiān)硬、不可壓縮，它可以避免膠態(tài)雜質(zhì)堵塞過(guò)濾介質(zhì)是細(xì)孔，縮，它可以避免膠態(tài)雜質(zhì)堵塞過(guò)濾介質(zhì)是細(xì)孔，保證過(guò)濾操作的順利進(jìn)行。常用的助濾劑有：保證過(guò)濾操作的順利進(jìn)行。常用的助濾劑有：紙漿、活性炭、硅藻土等。紙漿、活性炭、硅藻土等。 4.加入助濾劑加入助濾劑 該方法就是將吸附劑加入到發(fā)酵液中，該方法就是將吸附劑加入到發(fā)酵液中，使雜質(zhì)吸附在吸附劑上。使雜質(zhì)吸附在吸附劑上。 常用的吸附劑：磷酸氫二鈉和氯化鈣形常用的吸附劑：磷酸氫二鈉和氯化鈣形成的磷酸氫鈣凝膠、氧化鋁凝膠、聚丙烯酰成的磷酸氫鈣凝膠、氧化鋁凝膠、聚丙烯酰胺凝膠等。胺凝膠等。5.加入吸附劑6.加水稀釋法 該方法適應(yīng)于離心沉降分離的發(fā)酵液預(yù)處理。加水稀釋適當(dāng)倍數(shù)，對(duì)提高后