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第2章 发酵液预处理Pretreatment of Fermentation Broth1发酵液杂质的去除 无机离子的去除方法:Ca2+ 草酸、草酸钠，形成草酸钙沉淀（注意回收草酸） ； Mg2+三聚磷酸钠，形成三聚磷酸钠镁可溶性络合物；2凝聚和絮凝凝聚（Coagulation)定义： 在中性盐（如铝、铁的盐类）作用下，由于双电层排斥电位的降低，而使胶体体系不稳定的现象。粒子相互聚集成 mm 大小块状凝聚体。胶体双电层结构: 发酵液中菌体表面带有负电荷，由于静电引力使溶液中反离子被吸附在其周围，在界面上形成了双电层。 正离子同时受到使它们均匀分布的热运动影响，具有离开胶粒表面的趋势。絮凝(flocculation)定义： 在高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成粗大的絮凝团的过程，是以物理集合为主的过程。 胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝团。作业：1.凝聚 2.絮凝3.无机离子的去除方法： Ca2+ Mg2+ 第三章 发酵液的固液分离1发酵液固液分离的主要方法是：离心和过滤2传统的过滤方法：根据过滤机理不同，分为深层过滤和滤饼过滤两种。第4章 萃取技术一、概念1溶剂萃取（solvent extraction）：利用流体为溶剂提取原料中目标产物的操作。2反萃取（back extraction）：调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取（back extraction）。3 分配定律 在恒温恒压下，溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡时，如果其在两相中的相对分子质量相等，则其在两相中的平衡浓度之比为常数，称为分配常数。适应条件：相同分子形态（相对分子质量相同）存在于两相中的溶质浓度之比。不适合于化学萃取，因溶质在各相中并非以同一种分子形态存在。 4分配常数与分配系数 分配常数 分配系数 线性平衡 适应条件：低浓度 y-在相2中溶质的摩尔质量分数 x-在相1中溶质的摩尔质量分数分配常数是以相同分子形态（相对分子质量）存在于两项中的溶质浓度之比。但在多数情况下，溶质在各相中并非以同一种分子形态存在，特征是在化学萃取中。萃取过程中溶质在两相中的总浓度之比为溶质的分配系数（distribution coefficient）或分配比 （distribution ratio） 当溶质浓度较低时，分配系数为常数，表示为Henry型平衡关系：y=mx 当溶质浓度较高时，用Langmuir型平衡关系式：m1、m2、n为常数5液膜萃取（liquid membrane extraction）： 液膜是由水溶液或有机溶剂构成的液体薄膜。利用液膜将与之不能互溶的液体分隔开来，使其中一侧的液体中的溶质选择性的透过液膜进入另一侧，实现溶质之间的分离。液膜的种类：乳状液膜 乳状液膜根据成膜液体的不同，分为两种： 水-油-水(W/O)/W型 油-水-油(O/W)/O型在生物分离中主要应用(W/O)/W型乳状液膜。乳状液膜的膜溶液主要由膜溶剂、表面活性剂和添加剂（流动载体）组成，其中膜溶剂含量占90%以上。表面活性剂起稳定液膜的作用6水相条件的影响pH值： 一方面，pH值影响分配系数；另一方面，pH影响选择性。温度：温度影响分配系数盐析剂： 一方面，盐析剂可使产物在水中溶解度降低，而易于转入溶剂中去。另一方面，也能减少有机溶剂在水中溶解度。二、双水相萃取Aqueous two-phase extraction ATPE1双水相体系定义： 将两种不同的水溶性聚合物的水溶液混合时，当聚合物浓度达到一定值，体系会自然的分成互不相溶的两相，这就是双水相体系。双水相体系的形成原因： 由于高聚物之间的不相溶性，即高聚物分子的空间阻碍作用，相互无法渗透，不能形成均一相，从而具有分离倾向，在一定条件下即可分为二相。 一般认为只要两聚合物水溶液的憎水程度有差异，混合时就可发生相分离，且憎水程度相差越大，相分离的倾向也就大。作业：1.溶剂萃取(extraction)： 2.反萃取（back extraction）：3.萃取分配定律成立的条件为 （C） 。 A.恒温恒压 B.恒温恒压，溶质在两相中相对分子质量相等 C.恒温恒压，溶质在两相中相对分子质量相等，且低浓度范围 D.恒温恒压，低浓度范围4.分配常数与分配系数在 A 情况下相同。 A.溶质在两相中的分子形态相同 B.达到相平衡时 C.低浓度范围 D.较高浓度5.Henry型平衡关系，y=mx在 低 浓度范围内适用。6.Langmuir型平衡方程， 在 高 浓度范围适用。7.无机盐的存在，可以 降低 溶质在水相中的溶解度， 有利于 溶质向有机相中分配。填空：8.乳状液膜的膜溶液主要由膜溶剂、表面活性剂和添加剂（流动载体）组成，其中膜溶剂含量占90%以上。 9.乳状液膜根据成膜液体的不同，分为两种： 水-油-水(W/O)/W型和油-水-油(O/W)/O型 10.双水相体系：11.双水相体系形成原因三、反胶团萃取 reversed micelle extraction1临界胶束浓度（Critical Micelle Concentration）CMC：临界胶束浓度，是指胶束形成时所需表面活性剂的最低浓度，用CMC表示。2何谓反胶团 反胶团是指当表面活性剂在有机溶剂中的浓度超过临界胶束浓度时，在有机溶剂中形成亲水基向内，疏水基向外的含有水分子内核的聚集体。反胶团萃取机理： 反胶团是表面活性剂分子溶于非极性溶剂中自发形成的聚集体 ,其中表面活性剂的极性头朝内而非极性头朝外与有机溶