[生物学]发酵液的固液分离.ppt

离心分离颗粒沉降速度 d － 颗粒直径； ρp － 颗粒密度； ρm －液体介质密度； η － 液体介质粘度； ω －旋转角速度；r －转轴中心到颗粒中心距离。 增大离心力（ω2r）可提高沉降速度，对沉降速度小的颗粒，提高转速是有效的方法。 与颗粒直径有关，大颗粒容易沉降。 与颗粒密度和介质密度之差(ρp-ρm)成正比，随介质粘度增大而减小。 * 按速度和离心力： 1、常速离心机 最大转速8000rpm(r/min),相对离心力(RCF)104g以下,用于细胞、菌体和培养基残渣等分离； 2、高速（冷冻）离心机 1×104-2.5×104rpm，相对离心力104~105g,用于细胞碎片、较大细胞器、大分子沉淀物等分离； 3、超速离心机 转速2.5-8×104rpm，相对离心力5*105g；用于DNA、RNA蛋白质、细胞器、病毒分离纯化；检测纯度；沉降系数和相对分子量测定等。 离心机的种类与用途 对于常速和高速离心机，由于所分离的颗粒大小和密度相差较大，只要选择好离心速度和时间，就能达到分离效果。超速离心的离心方法：差速离心、密度梯度离心和等密度梯度离心。 按离心机的作用方式： 斜角式 平抛式 管式 蝶式 螺旋式 多室 * 1）斜角式离心机 是一类结构最简单的实验室常用离心机 指离心管腔与转轴成一定倾角的转子； 角度越大，沉降越结实，分离效果越好， 角度越小，颗粒沉降距离短，沉降速度快，但分离效果差 颗粒在角转子中沉降时， 先沿离心力方向撞向离心管， 然后再沿管壁滑向管底， 因此管的一侧会出现颗粒沉积。 2）平抛式离心机 平抛式离心机一类结构简单的实验室常用的低中速离心机，转速一般在 3000-6000rpm。 转子活动管套内的离心管，静止时垂直挂在转头上，旋转时随着转子转动，从垂直悬吊上升到水平位置（约200—800rpm）。 颗粒在水平转子中的沉降是沿管子轴向移动。 样品便于收集，受振动和变速搅乱后对流现象小 但转头结构复杂，最高转速相对要低容量也小一些。  * 平抛式离心机转子 * 管式离心机 待处理的物料在一定压力（3×104 Pa左右）下由进料管经底部空心轴进入鼓内， 靠挡板分布于鼓的四周，并使料液迅速达到与转鼓相同的角速度。 转鼓带动物料高速旋转，在离心力下，悬浮液沿转鼓内壁向上流动的，料液在离心力场的作用下因其密度差的存在而分离。 澄清后的液相流动到转鼓上部的排液口排出。 比重大的固体微粒逐渐沉积在转鼓内壁形成 沉渣层，达到一定数量后，停机人工清除。 * 4）碟片式离心机disk-bowl centrifuge 是在管式离心机的基础上发展起来的，在转鼓中加入了许多重迭的碟片，缩短了颗粒的沉降距离，提高了分离效率。 是生物工业中应用最为广泛的一种离心机 有一个密封的转鼓，内装十至上百个锥顶角为60~100゜锥形碟片。 碟片间的距离一般为0.5-2.5mm, * 碟片式离心机工作原理 当悬浮液在动压头的作用下，经中心管流入高速旋转的碟片之间的间隙时，便产生了惯性离心力， 其中密度较大的固体颗粒在离心力作用下向上层碟片的下表面运动，而后在离心力作用下被向外甩出，沿碟片下表面向转子外围下滑， 而液体则由于密度小，在后续液体的推动下沿着碟片的隙道向转子中心流动，然后沿中心轴上升，从套管中排出，达到分离的目的 YOUR TOPIC GOES HERE your subtopics go here YOUR TOPIC GOES HERE your subtopics go here transitional page elements 发酵液的固液分离 固液分离的目的 收集胞内产物的细胞或菌体，分离除去液相 收集含生化物质的液相，分离除去固体悬浮物（细胞、菌体、细胞碎片、蛋白质的沉淀物和它们的絮凝体等）。 影响发酵液固液分离的因素 1）发酵液中悬浮离子的大小 2）发酵液的黏度viscosity ： 固液分离速度通常与粘度成反比，粘度越大，固液分离越困难。影响粘度的因素： 菌体的种类和浓度（重要因素），通常丝状菌、动物或植物细胞悬浮液粘度较大，浓度增大，粘度也提高。 培养液中蛋白质、核酸大量存在：通常细胞破碎或细胞自溶后粘度增大。因此细胞破碎的程度应控制，发酵放罐时间要适宜。 培养基成分：如用黄豆粉、花生粉作氮源，淀粉作碳源，粘度都会升高。 此外，某些染菌发酵液，如染细菌，则粘度会增大。 发酵过程的不正常处理，如大量过剩的培养基和消沫油加入，都会使粘度增大。 常见的固液分离方法 （一）过滤 常规过滤 错流过滤 （二）离心分离 （三）发酵液不经固液分离直接提取分离 过 滤 filtration 过滤操作是借助于过滤介质，在一