第2讲 发酵液的预处理与过滤技术.pptVIP

第二讲发酵液的预处理与过滤技术国内主要推荐专家和单位主要单位华东理工大学，南京工业大学，江南大学，中国科学院上海药物所，中国科学院上海生物工程中心，华南理工大学，北京大学主要专家伦世仪，杨胜利，欧阳平凯推荐教材1分离纯化工艺原理顾觉奋著，中国医药科技出版社2化工原理梁忠英著，中国医药科技出版社3生物过程工程与设备陈洪章著，化学工业出版社4生物工程下游技术刘国诠主编化学工业出版社5生物化工原理顾其丰主编上海科学技术出版社6生物化学产品制备技术陈来同唐运主编科学技术文献出版社背景知识：流体力学力学的一个分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。适用对象水、空气、水蒸气、润滑油、地下石油、含泥沙的江水、血液、超高压作用下的金属、燃烧后产生成分复杂的气体、高温条件下的等离子体等等。流体力学内容流体力学的主要基础牛顿运动定律和质量守恒定律，热力学知识，宏观电动力学的基本定律和物理学、化学的基础知识。牛顿粘性定律在流体中运动的物体所受到的阻力与流体密度、物体迎流截面积以及运动速度的平方成正比的关系。牛顿粘性定律这种速度沿距离Y的变化称为速度分布。

各物理量关系构成牛顿内摩擦定律

t=u·du/dy

说明流体在流动过程中流体层间所产生的剪应力(t)与法向速度梯度成正比，与压力无关。

1.原料的选择和预处理1要选择有效成分含量高的新鲜材料2来源丰富易得3制造工艺简单易行4成本比较低5经济效果要好生物活性物质的存在方式和存在特点存在方式：分为胞内与胞外两种存在部位。存在特点：组成复杂，含量较低，杂质含量很高，而且生理活性愈高，含量愈低，分离纯化比较困难原材料的选择与预先处理植物注意季节性；不同时期不同组织的含量差异。动物生理状态不同，不同生长部位。微生物生长对数期，酶和核酸的含量最高预先处理动物处理掉结缔组织，脂肪组织等非活性部分植物如种子去壳脱脂微生物菌体和发酵液的处理预先处理的共同步骤1冷冻法处理原料：-20℃冷库保存抑制酶和微生物的作用2速冻：形成微小冰晶，不破坏细胞结构3有机溶剂去除水分：延长保存时间，常用丙酮和乙醇等，如可形成丙酮干燥粉，既减少酶的变性失活，同时脱水脱脂，使蛋白质与脂质结合的部分化学键打开，促使某些酶容易释放到溶液中，有利于有效成分的保存发酵液的预处理和菌体的回收发酵液的组分：菌体（细胞体），胞内外代谢产物，胞内的细胞物质，剩余的培养基残分成分实质：细胞：水，蛋白质，核酸，糖类，脂类，无机盐培养基：不同类型个不同（如ＬＢ培养基）悬浮液概念：固体颗粒度在１０－５ｃｍ以上的固液分散体系．生物细胞培养液成分：水（80%），微生物或动植物细胞及碎片，少量培养基，细胞代谢产物（20%）悬浮液的基本特性特点（液相＋固相）１水的极性氢键的形成发生强烈的缔合作用，强化水分子在物料表面的附着状态２水的黏度流体分子间的相互作用，牛顿型流体，可视为常量，随着温度变化而变化３水的表面张力水在固体表面的附着程度及在孔隙内深入的程度与表面张力有关，而表面张力随温度的升高而降低.-----加入表面活性剂固相（1）细胞形态（图２．１）：圆形、椭圆形、丝状、不规则状等。（2）固体颗粒的柔软度有关系固体粒子尺寸（表２．１）μm×μm细胞碎片≤0.4×0.4细菌细胞1×2酵母细胞7×10动物细胞40×40植物细胞100×100真菌菌丝1-10丝网状絮凝物100×100悬浮液的特点１各类细胞的相对密度与悬浮培养液相似---沉降与离心的困难２细胞在很大程度上属于可压缩的和粘稠的物料--膜分离的困难３植物和动物细胞不能经受象微生物那样的外加剪切力----错流过滤和离心的困难4不同微生物发酵的时间构成不同流体性质。悬浮液稳定性好、流变行为复杂、粘度高等特性影响固液分离的效率和方法。过滤悬浮液的预处理目的１改变发酵液的物理性质，促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效率．２尽可能使产物转入便于后处理的某一相中．３去除发酵液中部分杂质，利于后续操作．被分离物质的性质溶液ＰＨ值，热稳定性，分子质量，