第二章 发酵液的预处理和固液分离方法.ppt

①改变发酵液的物理性质,提高固液分离效率;
②尽可能使产物转入便于后处理的某一相中(多为液相);
③去除发酵液中部分杂质,以利于提取和精制后续各工序的顺利进行。
发酵液预处理的目的
发酵液过滤特性的改变
①发酵产物浓度较低,而且悬浮液中大部分是水;
②悬浮物颗粒小,相对密度与液相相差不大;
③固体粒子可压缩性大;
④液相粘度大,大多为非牛顿型流体;
⑤性质不稳定,随时间变化。
微生物发酵液的特性
调酸(等电点)
热处理
电解质处理
添加凝聚剂
添加表面活性物质
添加反应剂
冷冻-解冻
添加助滤剂
改善发酵液过滤特性的物理化学方法
一、降低液体粘度
根据流体力学原理,滤液通过滤饼的速率与液体的粘度成反比,降低液体粘度就可有效提高过滤速率。
降低液体粘度的常用方法
加水稀释法
加热法
加水稀释法
优点:降低液体粘度
缺点:增加悬浮液的体积,加大后继过程的处理任务。
加热法
优点:1. 升高温度可有效降低液体粘度,提高过滤速率;
2. 在适当温度和受热时间下可使蛋白质凝聚,形成较大颗粒的凝聚物,进一步改善了发酵液的过滤特性。
实例:链霉素发酵液,,加热至70℃,维持半小时,液相粘度下降至原来的1/6,过滤速率可增大10~100倍。
加热法注意事项:
使用加热法时必须严格控制加热温度与时间。
加热的温度必须控制在不影响目的产物活性变质的范围内;
温度过高或时间过长,会使细胞溶解,胞内物质外溢,增加发酵液的复杂性,影响其后的产物分离与纯化。
二、调整pH
pH值直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质,适当调节pH值可改善其过滤特性。
该法是发酵工业中发酵液预处理中常用的方法之一。
氨基酸、蛋白质等两性物质,在其等电点处的溶解度最小,此即为等电点沉淀法。
应用实例:味精生产中,利用等电点()沉淀法提取谷氨酸;对于蛋白质,由于羧基的电离度比氨基大,故蛋白质的酸性性质通常强于碱性,因而大多数蛋白质的等电点都在酸性范围内(pH ~)。利用酸性来调节发酵液pH值使之达到等电点,可除去蛋白质等酸性两性物质。