发酵液预处理

1、关于发酵液预处理关于发酵液预处理现在学习的是第一页，共21页发酵液的基本特性 产物浓度低产物浓度低 具有极性具有极性 黏度大黏度大 表面张力大表面张力大 性质不稳定性质不稳定现在学习的是第二页，共21页预处理的目的改变发酵液的物理性质，促进从悬浮液中分离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；固形物的速度，提高固液分离器的效率；尽可能使产物转入便于后处理的一相中（多数是液尽可能使产物转入便于后处理的一相中（多数是液相）；相）；去除发酵液中的部分杂质，以利于后续各步操作。去除发酵液中的部分杂质，以利于后续各步操作。现在学习的是第三页，共21页青霉素提纯工艺流程

2、简图青霉素提纯工艺流程简图：现在学习的是第四页，共21页青霉素不稳定，发酵液预处理青霉素不稳定，发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、提取和精制过程要条件温和、快速，防止降解。、快速，防止降解。现在学习的是第五页，共21页发酵液预处理发酵液预处理发酵液中的杂质如高价无机离子（发酵液中的杂质如高价无机离子（Fe2+、Ca2+、Mg2+）和蛋白质在）和蛋白质在离子交换的过程中对提炼影响甚大，不利于树脂对抗生素的吸收。如用离子交换的过程中对提炼影响甚大，不利于树脂对抗生素的吸收。如用溶媒萃取法提炼时，蛋白质的存在会产生乳化，使溶媒合水相分离困难溶媒萃取法提炼时，蛋白质的存在会产生乳化，使溶媒合水相

3、分离困难。对高价离子的去除，可采用草酸或磷酸。如加草酸则它与钙离子生成。对高价离子的去除，可采用草酸或磷酸。如加草酸则它与钙离子生成的草酸钙还能促使蛋白质凝固以提高发酵滤液的质量。如加磷酸（或磷的草酸钙还能促使蛋白质凝固以提高发酵滤液的质量。如加磷酸（或磷酸盐），既能降低钙离子浓度，也利于去除镁离子。酸盐），既能降低钙离子浓度，也利于去除镁离子。Na5P3O10 + Mg2+=MgNa3P3O1 0+ 2Na+现在学习的是第六页，共21页现在学习的是第七页，共21页固液分离现在学习的是第八页，共21页过滤过滤发酵液在萃取之前需预处理，发酵液加少量发酵液在萃取之前需预处理，发酵液加少量絮凝剂沉淀

4、蛋白，然后经真空转鼓过滤或板框絮凝剂沉淀蛋白，然后经真空转鼓过滤或板框过滤，除掉菌丝体及部分蛋白。青霉素易降解过滤，除掉菌丝体及部分蛋白。青霉素易降解，发酵液及滤液应冷至，发酵液及滤液应冷至10 10 以下，过滤收率以下，过滤收率一般一般90%90%左右。左右。现在学习的是第九页，共21页（1）菌丝体粗长）菌丝体粗长10m，采用鼓式真空过滤机过滤，滤渣形成紧，采用鼓式真空过滤机过滤，滤渣形成紧密饼状，容易从滤布上刮下。滤液密饼状，容易从滤布上刮下。滤液pH6.27-7.2，蛋白质含量，蛋白质含量0.05-0.2%。需要进一步除去蛋白质。需要进一步除去蛋白质。（2）改善过滤和除去蛋白质的措施：硫

5、酸调节）改善过滤和除去蛋白质的措施：硫酸调节pH4.5-5.0，加入加入0.07%溴代十五烷吡啶溴代十五烷吡啶PPB，0.7%硅藻土为助滤剂。再通硅藻土为助滤剂。再通过板框式过滤机。滤液澄清透明，进行萃取。过板框式过滤机。滤液澄清透明，进行萃取。现在学习的是第十页，共21页图图5 转鼓真空过滤机转鼓真空过滤机现在学习的是第十一页，共21页过滤机外涂有厚厚的一层硅藻土，水和酶可以渗透过去，而培过滤机外涂有厚厚的一层硅藻土，水和酶可以渗透过去，而培养基和微生物却被黏着在硅藻土表面上。转鼓过滤机旋转的过养基和微生物却被黏着在硅藻土表面上。转鼓过滤机旋转的过程中，发酵液喷散开来。水和酶被吸进过滤机的中

6、央，培养基程中，发酵液喷散开来。水和酶被吸进过滤机的中央，培养基和微生物则留在硅藻土表面，稍后用巨型刀片将硅藻土及附着和微生物则留在硅藻土表面，稍后用巨型刀片将硅藻土及附着其上的培养基及微生物一同去除。其上的培养基及微生物一同去除。现在学习的是第十二页，共21页 用于各种悬浮液的固液分离，适用范围广。应用于食品、环保、轻用于各种悬浮液的固液分离，适用范围广。应用于食品、环保、轻工、医药、化工、冶金、石油等工业。特别适用于大批量啤酒、白酒、工、医药、化工、冶金、石油等工业。特别适用于大批量啤酒、白酒、葡萄酒、食用油等液体饮料的精滤或除菌过滤。葡萄酒、食用油等液体饮料的精滤或除菌过滤。图图7 板框

7、过滤机板框过滤机现在学习的是第十三页，共21页 滤饼滤饼传统的过滤传统的过滤cakeConventional filtration现在学习的是第十四页，共21页青霉素的提取采用溶媒萃取法。青青霉素的提取采用溶媒萃取法。青霉素游离酸易溶于有机溶剂，而青霉素游离酸易溶于有机溶剂，而青霉素盐易溶于水。利用这一性质，霉素盐易溶于水。利用这一性质，在酸性条件下青霉素转入有机溶媒在酸性条件下青霉素转入有机溶媒中，调节中，调节pHpH，再转入中性水相，反，再转入中性水相，反复几次萃取，即可提纯浓缩。选择复几次萃取，即可提纯浓缩。选择对青霉素分配系数高的有机溶剂。对青霉素分配系数高的有机溶剂。工业上通常用醋酸

8、丁酯和戊酯。萃工业上通常用醋酸丁酯和戊酯。萃取取2 23 3次。次。现在学习的是第十五页，共21页从发酵液萃取到乙酸丁酯时，从发酵液萃取到乙酸丁酯时，pHpH选择选择1.8-2.01.8-2.0，从乙酸丁酯反萃到，从乙酸丁酯反萃到水相时，水相时，pHpH选择选择6.8-7.46.8-7.4。发酵滤。发酵滤液与乙酸丁酯的体积比为液与乙酸丁酯的体积比为1.5-2.11.5-2.1，即一次浓缩倍数为，即一次浓缩倍数为1.5-2.11.5-2.1。为了避免为了避免pHpH波动，采用硫酸盐、波动，采用硫酸盐、碳酸盐缓冲液进行反萃。发酵液碳酸盐缓冲液进行反萃。发酵液与溶剂比例为与溶剂比例为3 34 4。几

9、次萃取后。几次萃取后，浓缩，浓缩1010倍，浓度几乎达到结晶要倍，浓度几乎达到结晶要求。萃取总收率在求。萃取总收率在8585左右。左右。现在学习的是第十六页，共21页所得滤液多采用二次萃取，所得滤液多采用二次萃取，用用10%10%硫酸调硫酸调pH2.03.0pH2.03.0，加入，加入醋酸丁酯，用量为滤液体积的醋酸丁酯，用量为滤液体积的三分之一，反萃取时常用碳酸三分之一，反萃取时常用碳酸氢钠溶液调氢钠溶液调pH7.08.0pH7.08.0。在一。在一次丁酯萃取时，由于滤液含有次丁酯萃取时，由于滤液含有大量蛋白，通常加入破乳剂防大量蛋白，通常加入破乳剂防止乳化。第一次萃取，存在蛋止乳化。第一次萃

10、取，存在蛋白质，加白质，加0.05-0.1%0.05-0.1%乳化剂乳化剂PPBPPB。现在学习的是第十七页，共21页萃取条件：为减少青霉素降解，萃取条件：为减少青霉素降解，整个萃取过程应在低温下进行（整个萃取过程应在低温下进行（10 10 以下）。萃取罐冷冻盐水冷却以下）。萃取罐冷冻盐水冷却。现在学习的是第十八页，共21页脱色脱色萃取液中添加活性炭，除去色萃取液中添加活性炭，除去色素、热源，过滤，除去活性炭。素、热源，过滤，除去活性炭。现在学习的是第十九页，共21页. .结晶结晶萃取液一般通过结晶提纯。青霉素萃取液一般通过结晶提纯。青霉素钾盐在醋酸丁酯中溶解度很小，在二钾盐在醋酸丁酯中溶解度很小，在二次丁酯萃取液中加入醋酸钾次丁酯萃取液中加入醋酸钾- -乙醇溶液乙醇溶液，青霉素钾盐就结晶析出。然后采用重，青霉素钾盐