发酵液预处理课件

1、第一节发酵液的预处理和固液分离，第二篇目标产品的分离和精制第五章细胞破碎，蛋白质恢复性和固液分离，1，沟通PPT，一，发酵液的预处理，为什么要预处理发酵液？ 预处理的目的是什么？预处理有什么方法？2、学习交流PPT、发酵液的基本特性，生成物浓度低，极性粘度大，表面张力大，性质不稳定；3、学习交流PPT、预处理的目的，改变发酵液的物理性质，促进从悬浊液中分离固体物的速度，固液分离器的效率去除发酵液中的一部分杂质，便于后续各阶段的操作。 4、学习交流PPT，在加热调节pH的凝聚和凝聚中使用惰性过滤助剂，发酵液的预处理方法，5、学习交流PPT，加热最简单廉价的处理方法。 可以降低发酵液粘度去除某种杂

2、质，降低发酵液的体积，破坏凝胶状结构； 注意：产品的热稳定性。 1、发酵液预处理的方法加热、6、学习交流PPT，细胞的凝聚作用很大程度上取决于pH值的大小，适当的pH值促进凝聚作用。 一般用草酸、无机酸或碱调节。 eg .味素产青霉素的提取(王静康等)，2、用发酵液预处理的方法调节pH值，7、学习沟通PPT，凝聚和凝聚是发酵液预处理的重要方法，其处理过程是将化学药剂投入悬浊液中，改变细胞、菌体和蛋白质等粒子的分散状态，破坏稳定性3、发酵液预处理方法凝聚、8、学习交流PPT两种方法的特点，不仅能有效增加颗粒尺寸，还能增加颗粒的沉降和浮选速度，提高蛋糕的渗透性，或在过滤过滤时产生良好的颗粒保持作用

3、。 9、学习交流PPT，凝聚和凝聚是两种方法，两个概念及其具体处理过程也有差异，应该明确区分，不能混淆。 10、学习交流PPT，凝聚是指胶体因投入的化学物质(例如水解的凝聚剂：铝、铁的盐类、石灰等)而脱稳定，使粒子间凝聚成1mm大小的块状凝聚体的过程。 学习通过凝集，11，交流PPT，凝集剂的作用的初期粒子表面电荷的简单中和去除双电层(采用NaCl等中性盐)，以稳定的氢键和其他复杂的形式与粒子结合凝集。 学习交流PPT，电解质的凝聚能力可以用凝聚值表示，是凝胶粒子引起凝聚作用的最小电解质浓度(mmol/L )。 一般离子的价数越高，凝聚值越小，即凝聚能力越强。 学习Al3 Fe3 H Ca2

4、Mg2 K Na Li，13，交流PPT，凝聚是指使用凝聚剂(通常是天然或合成的高分子量的电解质)将胶体粒子交联于网上，形成10mm尺寸的凝聚块的过程。 学习絮凝、14、交流PPT，其中絮凝剂主要起到桇桥的作用，工业上使用的有聚丙烯酰胺类衍生物、聚丙烯盐、海藻酸钠、壳聚糖等，目前最常用的是聚丙烯酰胺类衍生物。 学习了15、交流PPT、16、交流PPT，凝聚效果与絮凝剂的类型、用量、溶液pH、搅拌速度、处理时间等有关。 图1絮凝剂的添加量对絮凝剂过滤速度的影响，17、学习交流PPT，包括絮凝剂和絮凝剂两个过程。 絮凝剂的投入量必须适当。 量不足，得不到应用的凝聚效果的量过大时，胶体稳定。 在学习

5、凝聚、18、交流PPT、活性污泥/凝聚法处理高盐染料废水的实验研究(鲁秀国等)的水样凝聚处理中，细小粒子的凝聚作用使粒子变大，棉状粒子对水溶性物质的吸附作用棉状粒子对水中悬浮粒子的附着作用。19、学习交流PPT，惰性过滤助剂是一种粒子均匀、质硬、不能压缩的粒状物质，扩大了过滤表面的适用范围，减轻了非常稀薄或非常细的悬浊液过滤时产生的快速挤压和介质堵塞现象，易于过滤。 4、发酵液的预处理方法学习过滤助剂，20、交流PPT，具有吸附胶体的能力，由此形成的蛋糕具有格子型结构，不能压缩，过滤孔不会全部被堵塞，能够保持良好的渗透性，因此能够保持过滤能力和生产效率学习过滤助剂的功能、21、交流PPT，在滤

6、布上预涂过滤助剂，作为过滤介质使用，过滤后与滤饼一起除去的过滤助剂以一定比例均匀地混入应过滤的悬浊液中，进入过滤机，形成松弛的滤饼，使滤液顺利流通学习过滤助剂的使用方法，22、交流PPT、惰性过滤助剂的材料硅藻土、膨胀珠光体、石棉、纤维素、惰性碳素、渣子、重质碳酸钙或这些材料的混合物。 使用时，根据目标物、过滤介质及过滤状况，选择过滤助剂的种类、过滤助剂的粒度、使用量。 学习交流PPT，在发酵液中加入不影响目标物的反应物，消除发酵液中杂质对过滤的影响，提高过滤效率。 5、发酵液预处理方法反应剂、24、交流PPT、发酵液中的杂质、昂贵的无机离子(Ca2、Mg2、Fe2 )杂质，采用离子交换纯化，

7、会影响树脂的生物化学物质交换容量。 用离子交换和吸附法提取的话，交换容量和吸附能力降低的有机溶剂法或双水相提取的情况下，容易发生乳化现象，二相分离变得不清楚； 在通常的过滤和膜过滤中，过滤介质容易堵塞或被污染，影响过滤效率。 因此，预处理时，请尽量去除这些物质。 发酵液的相对纯化，25，交流PPT，1，昂贵的无机离子去除方法，形成Ca2草酸、草酸钠、草酸钙沉淀(注意草酸的回收)。 Mg2三聚磷酸钠是用于形成三聚磷酸钠镁不溶性络合物的Fe2黄血盐、普鲁士蓝沉淀。 学习26、交流PPT、2、去除杂蛋白质的方法，蛋白质一般以胶体状态存在于发酵液中：酸性溶液中带正电荷； 碱性溶液带负电荷。 在某些pH

8、下，净电荷为零，溶解度最小，被称为等电点。 学习沉淀法，27，交流PPT，在酸性溶液中，蛋白质和几种阴离子，例如三氯乙酸盐、水杨酸盐、钨酸盐、苦味酸盐、单宁酸盐、高氯酸盐等形成沉淀的碱溶液中，蛋白质为Ag、Cu2、z 酸碱得到调节，蛋白质、盐和离子沉淀。 28、交流PPT、改性法、学习加热pH大幅度调节醇、丙酮等有机溶剂和表面活性剂等。 不足之处在于，加热法仅适用于对热稳定的目标物的极端pH值使某个目标物失活，必须大量消耗酸和碱的有机溶剂法通常仅适用于处理的液体数量少的情况。 学习交流PPT，加入吸附剂和沉淀剂，吸附除去杂质蛋白质。 四环素类抗生素中，通过黄血盐和硫酸锌的协同作用，生成亚铁氰化

9、钾的果冻状沉淀，吸附蛋白质的枯草菌发酵液中加入氯化钙和磷酸氢二钠，两者生成巨大的凝胶，吸附蛋白质、菌体和其他不溶性粒子吸附法，30，学习交流PPT，二，固液分离，31，学习交流PPPT，过滤不仅是传统的化工单元的操作，也是目前工业生产中分离细胞和不溶性物质的主要方法，其操作通过固体支撑物或过滤介质，捕获固体，达到固液分离的目的。学习固液分离过滤法，32，交流PPT，图2的过滤介质的除去能力(除最小粒径外表示)，33，学习交流PPT，过滤器的类型多，在生物过程中广泛应用有工业意义的过滤器主要是真空过滤器，固液分离过滤法，34， 学习交流PPT，图3水平圆盘过滤器1分配头2螺旋输送机3的过滤器，图

10、4水平旋转盘式真空过滤器，35，交流PPT，图5滚筒真空过滤器，36，交流PPT，过滤机被厚的硅藻土包复，水和酶可以透过，但培养基和微生物附着在硅藻土表面滚筒式过滤机旋转的时候，发酵液飞散了。 水和酶被吸入过滤机中央，培养基和微生物残留在硅藻土表面，然后用巨大的叶片一起除去硅藻土和附着的培养基和微生物。 学习37，交流PPT，图6的水平带式真空过滤器的概略图，学习38，交流PPPT，学习39，交流PPPT，用于各种悬浊液的固液分离，适用范围很广。 应用于食品、环境保护、轻工业、医药、化学工业、冶金、石油等工业。 特别适合大量啤酒、白酒、葡萄酒、食用油等液体饮料的精过滤和除菌过滤。 学习图7的板

11、框过滤机，40，交流PPT。、 蛋糕传统过滤，cake，Conventional filtration，41，学习交流PPT，过滤问题，能提高压力提高过滤速度吗？ 学习交流PPT，材料液在过滤介质表面以平等的大流量冲洗的话，过滤介质表面积蓄的蛋糕减少到可以忽略的程度，但通过过滤介质的流速比较小。 这种过滤方式被称为错误流过滤器或切线流过滤器。 学习交流PPT，现代的膜分离过程主要采用这种过滤方式，如微过滤和超滤。 图8微过滤过程的示意图，材料液迅速通过薄膜，减少了形成蛋糕，44、学习交流PPT，水流过滤与传统过滤的主要差异：过滤介质多孔高分子或无机材质薄膜； 用泵使悬浊液循环，周期性地放出材料

12、，没有干燥蛋糕和过滤器的形状不同。 学习交流PPT，流动过滤错误的优点：滤收率高，滤液质量好，减少处理工序染菌罐容易操作，生产也容易扩大。 学习交流PPT，离心法是利用惯性离心力与物质沉降系数和浮力密度的不同进行分离、浓缩、纯化操作。 学习固液分离离心法、47、交流PPT的方法对固体粒子小、或液体粘度大、过滤速度慢、进而难以过滤的悬浊液有效，对不使用过滤助剂或过滤助剂的悬浊液的分离也能得到满意的效果。 学习交流PPT，离心分为三种形式：离心沉降离心和离心、固液分离离心法、固液两相的相对密度差，利用离心机的无孔鼓和管道进行悬浮液的分离操作。 利用离心力过滤介质，用有孔滚筒离心分离机分离悬浊液的操

13、作。 利用不同溶质粒子液体中各部分分布的不同，分离不同相对密度的液体的操作。 学习交流PPT，固体粒子在无限连续流体中沉降，受到连续流体浮力和流体对运动粒子的粘性力两种力。 离心沉降的基本原理：学习固体沉降，1，离心沉降，50，交流PPT，由上式可知，重力场中固体粒子的最终沉降速度与粒径的平方成比例，与粒子和流体的密度差成比例，与流体的粘度成反比。 学习交流PPT，在离心力场将重力加速度替换为离心加速度。 这样，如果根据要求变化或提高粒子，使粒子快速旋转的话，在比重力沉降或过滤时能得到高的分离效果。 可以用离心分离因子Fr进行定量评价。学习交流PPT，PS表示粒子在离心分离机中产生的离心加速度

14、和自由下降的加速度之比的PS越大，R越有利于分离。 53、学习交流PPT，在实践中经常按Fr值大小对离心机进行分类： Fr 5000高速离心机Fr=2*104106加速成为离心机。 学习54、交流PPT，学习图9的离心沉降设备类型，学习55、交流PPT，盘式离心分离机是一种沉降式离心分离机，分离难以分离的材料(例如由粘性液体和细固体粒子构成的悬浊液或由密度接近的液体构成的乳浊液等)。 盘式离心分离机，可以进行液-固分离(即低浓度悬浊液的分离)、澄清操作这两种操作的液-液(或液-液-固)分离(即乳液的分离)被称为分离操作。 其结构紧凑、占地面积小、生产能力大等特点，广泛应用于化工、医药、轻工业、

15、食品、生物工程和交通运输部门。 56、学习交流PPT，管式分离机是分离率极高的离心分离设备，能明确分离流体物质，应用于化学、生物化学、制药、血浆等研究领域。 学习交流PPT，离心过滤是将材料液输送到有孔的滚筒中，在离心力场过滤的过程中，以离心力为推动力完成过滤作业，兼有离心力和过滤的双重作用。 离心过滤原理，2，离心过滤，58，交流PPT，图10离心过滤的工作原理，59，交流PPPT，图11离心过滤设备(a )分批式轴(b )分批式卧式轴(c )连续锥形过滤器(d )连续推式，60，交流PPPT，图12 HR活塞式该机器生产能力大，能充分清洗蛋糕，清洗效率高，功耗低，干燥快，晶粒破坏少。 适合

16、分离固相粒子0.25mm晶状或纤维状物质的悬浊液。 学习交流PPT，根据物质的沉降系数、质量和形状施加强离心力，分离、浓缩、纯化混合物中各组的方法称为超速心法。 在生物化学、分子生物学和细胞生物学的发展中发挥着非常重要的作用。3、超速心法、62、学习交流PPT，应用超速离心技术中的差速离心、等密度梯度离心等方法成功分离了线粒体、微粒体、溶酶体、肿瘤病毒等各种子细胞物质。 成为现代生物技术领域研究不可缺少的实验室分析和制造手段。 63、学习交流PPT，超离心技术也使用没有孔的滚筒离心分离机，也适用于离心沉降。 粒子在离心力场进行等速运动时，代入离心速度的公式进行积分，可以学习超速心法的基本原理，64，交流PPT，从上式可以看出，在某个转速下使均匀的球形粒子沉降所需的时间与直径的平方及其密度和浮游介质的密度之差成反比，与介质的粘度成正比。 也就是说，如果粒径和密度不同，移动相同距离所需的时间不同，在相同沉降时间沉降的位置也不同，这是“微分离心”的基础。 学习65、交流PPT、图13的各种超离心分离图、66、交流PPPT，生物高分子和粒子