第二章发酵液的预处理.pptVIP

三、发酵液过滤的方法 （一）过滤 常规过滤 错流过滤 （二）离心 过滤式离心 沉降式离心 （三）不经固液分离的直接分离提取 离子交换 萃取 错流过滤设备装置 错流过滤运行示意图 离心分离机 分为过滤式离心机和沉降式离心机。 卧式离心分离机 三足离心机 SS型三足离心机运转正常时，从顶部加料管进入物料，物料在离心力场的作用下，均匀分布于转鼓内壁，液体穿过离心机网经转鼓滤孔而泄出，固体则被截留在转鼓的内壁，当达到分离要求后，关闭电机，制动停机，由人工把物料从该机上部卸出。具有结构简单、操作方便，通用性强等特点。 离心分离机优缺点比较 优点： 分离速度快、效率高； 操作卫生条件好，占地面积小； 可实现自动化、连续化和程序化控制； 适合于大规模分离过程。 缺点： 投资费用高； 耗能高。 四、提高过滤性能的方法 （一）加入助滤剂 粒度 品种 用量 （二）添加填充凝固剂 生成不溶解的沉淀，防止菌丝体粘结 （三）加入降解酶 多糖、蛋白质水解酶——（纯生啤酒过滤膜的生物清洗剂） 五、过滤介质的选择 （一）织物介质 天然或合成纤维滤布 （二）粒状介质 硅藻土、活性炭、白土 （三）多孔固体介质 多孔陶瓷、金属陶瓷、烧结树脂、多孔塑料、泡沫金属 （四）微孔纤维素薄膜和金属薄膜 醋酸纤维膜、聚碳酸酯纤维素 第 二 章 发 酵 液 的 预 处 理 西北师范大学生命科学学院 第二章 发酵液的预处理 概述 无论是胞内产物还是胞外产物，在分离纯化目的产物之前，首先要对发酵液进行预处理，将固相、液相分离后，才能采用各种物理、化学、生物的方法进行产物的进一步分离纯化。 预处理(Pretreatment)是指采用絮凝和凝集等技术加速固液分离，提高过滤速度。 过滤和离心是其最基本的操作单元。 第一节 发酵液预处理的方法 一、发酵液的一般特性 二、发酵液预处理的目的和要求 三、发酵液预处理的方法 一、发酵液的一般特性 水分含量高（90-99%） 产物浓度低（10%） 发酵液黏度大，不易过滤 残留培养基成分 含有发酵代谢副产物 发酵液含有色素、毒性物质和热源物质等有机杂质 二、发酵液预处理的目的和要求 （一）目的 改变发酵液特性，加速固液分离 富集分离产物于固相（或液相） 去除部分杂质，减少后续分离负荷 二、发酵液预处理的目的和要求 （二）要求 菌体分离 发酵悬浮物的去除 固液悬浮物的去除 蛋白质的去除 重金属离子的去除 色素、毒物和热源物等有机质的去除 改变发酵液特性，利于后续分离工作 调节适宜的pH值和温度 三、发酵液预处理的方法 （一）凝集和絮凝方法 1、凝集 在凝聚剂的作用下，使发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝聚为1mm大小块状絮凝体的过程。 本质：对初始粒子表面电荷的中和、消除离子表面稳定的双电荷层。 卤水点豆腐——凝聚原理 黄豆里的蛋白质团粒被水簇拥着不停地运动，聚不到一块儿，形成了“胶体”溶液。点卤用盐卤或石膏，盐卤主要含氯化镁，石膏是硫酸钙，它们能使分散的蛋白质团粒很快地聚集到一块儿，成了白花花的豆腐脑。 胶体双电子层的结构 — — — — — — — — — — — — + + + + + + 电荷密度 + + + + + + + + + — — — — — — — — — — — — — — — + + + + + + + + + 吸附层 扩散层 距固体表面的距离 正电荷分布 负电荷分布 破坏双电荷层的方法 加入具有相反电性的电解质，中和胶粒电性，降低双电子层的排斥力，导致胶粒的相互碰撞。 另外，由于电解质在水中的水化作用，会破坏胶粒周围的水化层，促使胶粒碰撞、聚集、沉降。 三、发酵液预处理的方法 （一）凝集和絮凝方法 2、絮凝 在高分子絮凝剂的作用下，通过桥架作用使粒子相互作用形成较大的絮凝团的过程。 本质：悬浮粒子与絮凝剂之间的桥架作用。 絮凝现象与原理 絮凝剂 菌体细胞 絮凝现象与原理 絮凝剂的种类 无机絮凝剂 硫酸铝、氯化钙、氯化镁、碱式氯化铝 有机絮凝剂 壳多糖、海藻酸钠、明胶、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺等 微生物絮凝剂 真菌、细菌等代谢产生的多糖、蛋白质和核酸类大分子物质。 复合型生物絮凝剂(Compound Bio-flocculants) 影响絮凝效果的因素 絮凝剂的种类 絮凝剂的浓度 pH值 搅拌速度和时间 V ml/min V ml/min 浓度 pH FR / % 时间 温度 3、对发酵液凝聚和絮凝方法的研究 见教材14 文中内容均为文献研究报告的摘要和重要结论部分。 （二）加热法 前提：产物的热稳定性高 目的：降低发酵液黏度 加速凝聚作用 除去热变性蛋白 破坏凝胶状胶体稳定性 增加滤饼空隙率 （三）调节pH值法 促进絮凝和凝聚作用 释放或稳定产物，防止其氧化、变性或沉淀。 调节pH值时应防止过酸或过碱