发酵液的固液分离.ppt

发酵液的固液分离 1固液分离的目的?收集胞内产物的细胞或菌体,分离除去液相?收集含生化物质的液相,分离除去固体悬浮物(细胞、菌体、细胞碎片、蛋白质的沉淀物和它们的絮凝体等)。 2影响发酵液固液分离的因素?1)发酵液中悬浮离子的大小 3 2)发酵液的黏度 viscosity : 固液分离速度通常与粘度成反比,粘度越大,固液分离越困难。影响粘度的因素: ?菌体的种类和浓度(重要因素), 通常丝状菌、动物或植物细胞悬浮液粘度较大,浓度增大,粘度也提高。?培养液中蛋白质、核酸大量存在:通常细胞破碎或细胞自溶后粘度增大。因此细胞破碎的程度应控制,发酵放罐时间要适宜。?培养基成分:如用黄豆粉、花生粉作氮源,淀粉作碳源,粘度都会升高。?此外,某些染菌发酵液,如染细菌,则粘度会增大。?发酵过程的不正常处理,如大量过剩的培养基和消沫油加入,都会使粘度增大。 4常见的固液分离方法(一)过滤常规过滤错流过滤(二)离心分离(三)发酵液不经固液分离直接提取分离 5过滤 filtration 过滤操作是借助于过滤介质,在一定的压力差ΔP作用下,使悬浮液中的液体通过介质的孔道,而固体颗粒被截留在介质上,从而实现固液分离的单元操作。–过滤介质 filter medium : 过滤采用的多孔物质; –滤浆 filter pulp : 所处理的悬浮液; –滤液 filtrate : 通过多孔通道的液体; –滤饼或滤渣 filter cake: 被截留的固体物质。 6 滤饼过滤: 滤饼过滤: ?当悬浮液通过滤布时,固体颗粒被滤布阻拦而逐渐形成滤饼(滤渣)。?在滤饼过滤中,当滤饼至一定厚度时即起主要的过滤作用?适合于固体含量大于 % 的悬浮液的过滤分离。 7 ?过滤推动力: ?悬浮液自身压强差、重力?悬浮液的—外加压力?过滤介质的—抽真空?离心力?过滤阻力: ?介质阻力:可视为平变,且一般过滤初较明显?滤饼阻力:?滤饼厚度:随过滤进行而增加?滤饼特性:颗粒形状、大小。?大多情况下,过滤阻力主要取决于滤饼阻力。 8过滤速度的强化 rB ?一切能够降低 rB 的方法:如添加电解质、絮凝剂、凝固剂助滤剂等。 ?黏度愈低,过滤阻力愈小。加热、去杂蛋白、絮凝、调 PH 、选择合适的放罐时间。 ?过滤速度与获得滤饼体积成反比。因此应尽可能降低培养基配料浓度(如玉米粉、豆饼粉的浓度)。 4. 对发酵液进行预处理,改善滤液性质。 9过滤介质选择?过滤介质起过滤作用,还是滤饼的支撑物。应具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力。合理选择过滤介质: ?过滤介质所能截留的固体粒子大小:通常以过滤介质的孔径表示。常用的过滤介质中,纤维滤布所能截留的最小粒子约 10μm,硅藻土为 l μm,超滤膜可小于 μm。?过滤介质的透过性:是指在一定的压力差下, 单位时间单位过滤面积上通过滤液的体积量, 它取决于过滤介质上毛细孔径的大小及数目。 10