預(yù)處理及固液分離課件

第二章發(fā)酵液的預(yù)處理和固液分離第一節(jié)發(fā)酵液的預(yù)處理主要內(nèi)容、發(fā)酵液的特點(diǎn)二、發(fā)酵液預(yù)處理的目的三、發(fā)酵液預(yù)處理的方法生物技術(shù)下游加工過程的一般步驟胞外產(chǎn)物胞內(nèi)產(chǎn)物發(fā)昏液十處墨十座分一→經(jīng)裝暮一組泡片分離→初步純北一度北→皮品復(fù)工加熱」沉降勻化離心分離機(jī)淀層折無過選躅心分離研蘑萃吸著蘺子交換超說絮/過2音胞過崑取親和冷凍干榘勞流過濾巖流過超籃愷承噴霧干澡吸常結(jié)晶發(fā)酵液的基本特性熹目標(biāo)產(chǎn)物濃度較低,大多為1-10%懸浮物顆粒小<105cm,固液懸浮分散體系,細(xì)胞密度與培養(yǎng)液相似:液相粘度大,大多為非牛頓型流體,不易過濾;奈含有高價無機(jī)離子(0a2+,Mg2t+,Fe3+,成分復(fù)雜(菌絲體、菌種代謝物和剩余培養(yǎng)基)懸浮狀態(tài)穩(wěn)定:雙電層、水化膜、布朗運(yùn)動固液分離方法主要是過濾和離心對于細(xì)菌及某些放線菌,菌體細(xì)小,液體粘度大,不能直接過濾;若用高速離心,能耗很大,設(shè)備昂貴◎若用膜分離技術(shù)(如微濾)易產(chǎn)生膜污染,通量降低?！虬l(fā)酵液中由于菌體自溶,核酸、蛋白質(zhì)及其它有機(jī)粘性物質(zhì)的存在也會影響固液分離。尋找一種經(jīng)濟(jì)有效的方法來提高固液分離速度顯得十分必要。預(yù)處理是生化物質(zhì)分離純化過程中必不可少的首要步驟二、發(fā)酵液預(yù)處理的目的促進(jìn)從懸浮液中分離固形物的速度,提高固液分離的效率(1)改變發(fā)酵液的物理性質(zhì),包括增大懸浮液中固體粒子的尺寸,降低液體黏度,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;(2)相對純化,去除發(fā)酵液中的部分雜質(zhì)(高價無機(jī)離子、雜蛋白質(zhì)、及色素、熱原質(zhì)、毒性物質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)),以利于后續(xù)各步操作;(3)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)。發(fā)酵液預(yù)處理的方法1.加熱法(Heating)2.調(diào)節(jié)懸浮液的pH值(RegulationofpH)3.助濾劑和反應(yīng)劑(Filteraidsandreactant)4.雜蛋白的去除(Removalofuselessprotein高價無機(jī)離子的去除(Removalofinorganicion)6.凝聚和絮凝(Coagulationandflocculation)(一)預(yù)處理-加熱加熱是發(fā)酵液預(yù)處理最簡單最常用的方法。加熱能改善發(fā)酵液的操作特性1)加熱降低液體粘度加酒花的12麥芽汁黏中潤,含漂2◆流體力學(xué)原理過濾速率與液體的粘度成反比,降低液體粘度1.D(加水稀釋法和加熱法等)可有效提高過濾速率◆液體黏度是溫度的指數(shù)函數(shù),麥芽汁的黏度溫度曲線升溫是降低黏度的有效措施。2)加熱使蛋白質(zhì)變性凝固,去除雜蛋白●變性蛋白質(zhì)的溶解度小?！裨跈幟仕岬纳a(chǎn)過程中,將發(fā)酵液加熱到80℃可以使蛋白質(zhì)變性凝固,降低發(fā)酵液的粘度,在除去雜蛋白的同時,過濾速度也得到了提高●加熱處理只適用于對熱較穩(wěn)定的產(chǎn)物。注意加熱溫度與時間,不影響產(chǎn)物活性和細(xì)胞的完整性?！裼袝r加熱會增加發(fā)酵液的顏色增加后處理的難度。(二)預(yù)處理調(diào)節(jié)pHpH值直接影響發(fā)酵液中某些物質(zhì)的電荷性質(zhì),適當(dāng)調(diào)節(jié)pH值可改善其過濾特性。◆細(xì)胞(碎片)及某些膠體物質(zhì)在某個pH值下也可能趨于聚集成為較大顆粒,有利于過濾的進(jìn)行。◆調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH到蛋白質(zhì)的