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第三章 发酵液预处理 第二节 固液分离工程及设备 碟片式离心机 是传统离心机，为目前工业上应用最广泛的离心机。分离因数可达1000-20000，最大处理量达到300m3/h，常用于大规模的分离过程。 适用范围 细菌、酵母菌、放线菌、 细胞碎片 管式离心机 管式离心机是一种分离效率很高的离心分离设备，其转鼓细长，可在15000-50000的高转速下工作，分离因数可达104-6×105。它设备简单、操作稳定。 适用范围 细胞、细胞碎片、细胞器、病毒、蛋白质、核酸等。特别适合一般分离机难以分离的固形物含量1% 发酵液的分离。 GF型，用于分离各种乳浊液, 特别适用于二相相对密度差甚微的液一液分离以及含有少量杂质的液一液一固分离。 分离原理：密度大的液相形成外环，密度轻的液相形成内环，流体到转鼓上部各自的排液口排出，微量固体沉积在转鼓壁上，待停机后人工卸出。 GQ型，用于分离各种难于分离的悬浮液。特别适合于浓度小、粘度大，固相颗粒细，固液重度差较小的固液分离。 分离原理：密度较大的固体微粒逐渐沉积在转鼓内壁形成沉渣层，待停机后人工卸出，澄清后的液相流动转鼓上部的排液口排出。 倾析式分离机 是一种靠离心力和螺旋的推动力作用自动连续排渣的离心机。具操作连续、适应性强、结构紧凑和维修方便的优点。分离因数为1500-3000。 适用范围 特别适合固形物含量较多的悬浮液的分离。因分离因数较低，不适合细菌、酵母等微小微生物悬浮液的分离。（P53图） 2 过滤 定义： 在一定的压力差下，利用多孔性介质截留固液悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的方法称为过滤。 通常发酵液的黏度大，其中的微生物体积小，造成过滤的困难。 在过滤前，一般需对料液进行絮凝或凝聚等预处理，此外可添加助滤剂提高过滤速度。 优点： 真空转鼓过滤机具有自动化程度高、操作连续、处理量大。特别适合固体含量大（10％）的悬浮液的分离，在发酵工业中广泛用于霉菌、放线菌和酵母发酵液或细胞悬浮液的过滤分离。 缺点： 由于受真空度的限制，不适于菌体较小和粘度较大的细菌发酵液的过滤，且过滤所得固相的干度不如加压过滤。 硅藻土的使用方法： 作为过滤介质 预涂在支持介质上 加入到悬浮液中 按支撑单元分： 板框过滤机，叶片式过滤机等 作业： 1.名词解释：絮凝；凝聚；混凝 2.发酵液中的高价无机离子和杂蛋白可以采用哪些方法去除？ 3.试述生物工业中常用固液分离设备的原理、特点、及适用范围。 A. 根据过滤机理，过滤操作可分为澄清过滤和滤饼过滤。 澄清过滤： 滤饼过滤： 过滤介质为硅藻土、砂、颗粒活性炭、玻璃珠、塑料颗粒等，当悬浮液通过滤层时，固体颗粒被阻拦或吸附在滤层的颗粒上，使滤液得以澄清，适合于固体含量少于0.1g/100ml、颗粒直径在5-100μm的悬浮液的过滤分离，如河水、麦芽汁、酒类和饮料等的澄清。 过滤介质为滤布，包括天然或合成纤维织布、金属织布、玻璃纤维纸、合成纤维等无纺布。当悬浮液通过滤布时，固体颗粒被滤布阻拦而逐渐形成滤饼（滤渣）。当滤饼至一定厚度时即起过滤作用，此时即可获得澄清的滤液，这种方法叫做滤饼过滤，在滤饼过滤中，悬浮液本身形成的滤饼起着主要的过滤作用，适合于固体含量大于0.1g/100ml的悬浮液的过滤分离。 B. 常用过滤设备 广泛应用于培养基制备的过滤及霉菌、放线菌、酵母菌和细菌等多种发酵液的固液分离。适合于固体含量1-10%的悬浮液的分离。 （1）板框过滤机 板框过滤机 板框过滤机 1. 结构：若干板，框交替排列，板，框都用支耳架在一对横梁上，用压紧装置压紧或拉开。 2. 滤板结构：凹凸纹路作用支撑滤布，提供滤液或洗涤液的流道。分为洗涤板和非洗涤板两种。 3. 滤框结构：有供料浆通过的暗孔，料浆在压差的推动下籍框两侧覆盖的滤布进行过滤分离。 4. 过滤操作液体流动路径：料浆沿1通道输入，通过滤框的暗孔进入滤框，框中的料浆在压差的推动下籍框两侧覆盖的滤布进行过滤分离。滤饼在框内两侧生成并增长，滤液通过滤布流到滤板板面的凹槽后因板面凹槽有暗孔与2、4通道相连或与3通道相连，故滤液可由三条通道流到过滤机外。 （2）真空转鼓过滤机 （3）硅藻土过滤机 * * 目的 不仅在于分离细胞、菌体和其它悬浮颗粒（细胞碎片、核酸和蛋白质的沉淀物）， 还希望除去部分可溶性杂质和改变滤液的性质，以利于后继各步操作。 采用絮凝或凝聚的方法，设法增大悬浮液中固体粒子的大小，提高其沉降速度； 或采用稀释、加热等方法降低黏度，以利于