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14发酵液的预处理和固液分离方法2
预处理和固液分离的目的：
1、分离细胞、菌体和其它悬浮颗粒(细胞碎片、核酸和蛋白质的沉淀物)。
2、除去部分可溶性杂质。
3、改变滤液的性质（降构，是水溶性聚合物，分子量高达数万至一千万以上，在长的链节上含有相当多的活性功能团，可以带有多价电荷，也可以不带电性。
它们通过静电引力、范德华分子引力或氢键的作用，强烈地吸附在胶粒的表面，一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同颗粒的表面上，产生架桥联接，生成粗大的絮团，这就是絮凝作用。
2、絮凝作用
聚丙烯酰胺类衍生物
聚苯乙烯类衍生物
无机高分子聚合物絮凝剂，如聚合铝盐和聚合铁盐等。
天然有机高分子絮凝剂：多聚糖类胶粘物，海藻酸钠，明胶、骨胶、壳多糖和脱乙酰壳多糖等。
絮凝剂
根据活性基团在水中解离情况不同，可分为非离子型、阴离子型(含有羧基)和阳离子型(含有胺基)三类。
优点：用量少，—般以ppm计，絮凝体粗大，分离效果好，絮凝速度快、种类多，适用范围广。
缺点：存在一定的毒性，特别是阳离子型聚丙烯酰胺，因此，当用于食品及医药工业时，应谨慎使用，要考虑这些物质最终能否从产品中去除。
近年来还发展了聚丙烯酸类阴离子聚凝剂，它们无毒，可用于食品和医药工业中。
聚丙烯酰胺类絮凝剂：
阳离子型高分子絮凝剂对带负电菌体或蛋白质来说，同时具有降低粒子排斥电位和产生吸附架桥的双重机理，所以可以单独使用，
非离子型和阴离子型高分子絮凝剂，主要通过分子间引力和氢键产生吸附架桥，常与无机电解质凝聚剂搭配使用。
首先加入无机电解质，使悬浮粒子脱稳而凝聚，然后，再加入絮凝剂。凝聚作用为絮凝剂的架桥创造了良好的条件，从而，提高了絮凝效果。
这种包括凝聚和絮凝机理的过程，常称为混凝。
混凝：
絮凝剂浓度
絮凝剂分子量
絮凝剂类型
溶液的pH
搅拌速度和时间
助凝剂
影响絮凝效果的因素：
A. 絮凝剂浓度
浓度增加有助于架桥充分，但是过多的加量会引起吸附饱和，在胶粒上形成覆盖层而产生再次稳定现象。
分子量提高、链增长，可使架桥效果明显，但分子量不能超过一定的限度，因为随分子量提高，高分子絮凝剂的水溶性降低，因此，分子量的选择应适当，
B. 高分子絮凝剂分子量
C. 溶液pH的变化会影响絮凝剂功能团的电离度，从而影响分子链的伸展形态。
电离度增大，链节上相邻离子基团间的电排斥作用，使分子链从卷曲状态变为伸展状态，架桥能力提高。
二、 发酵液的过滤
发酵液中含有大量菌体、细胞或细胞碎片以及残余的固体培养基成分，过滤就是将悬浮在发酵液中的固体颗粒与液体进行分离的过程。
在过滤操作中，要求滤速快，滤液澄清，并且有高的收率，但发酵液往往很难过滤，目前生产中还是一个薄弱环节。
（一）、发酵液的过滤特性和滤饼的重量比阻
发酵液大多数属于非牛顿型液体，滤渣为可压缩性的。
衡量过滤特性的主要指标是滤饼的重量比阻r B，表示单位滤饼厚度的阻力系数，与滤饼的结构特性有关。
对于不可压缩性滤饼，比阻值为常数，但对于可压缩性滤饼， r B是操作压力差的函数、一般可用下式表示：
由此可见滤饼的比阻值是随操作压力差的提高而增大的。因此开始过滤时应注意不能很快提高压差，通常靠液柱的自然压差进料，并应缓慢地逐步地升高压力，一般在相当长的时间内，，最后的压差(不包括榨滤)。
恒压下，可压缩性滤饼的比阻值应为常数。如过滤介质的阻力相对较小可以忽略不计，则恒压下的过滤方程式如下：
（二）、影响过滤速度的因素
菌种
发酵条件(培养基的组成，未用完培养基的数量，消沫油，发酵周期)。
过滤条件：压力等
菌种对过滤速度影响很大。
真菌：菌丝粗大，容易过滤，不需特殊处理。滤渣呈紧密饼状物，易从滤布上刮下，可采用鼓式真空过滤机过滤。
放线菌：菌丝细而分枝，交织成网络状，还含有很多多糖类物质，粘性强，重量比阻r B值高，过滤困难，一般需经预处理，以凝固蛋白质等胶体。
细菌：菌体更细小，过滤十分困难，如不用絮凝等方法预处理发酵液，往往难以采用常规过滤的设备来完成过滤操作。
1、菌种
培养基的组成对过滤速度影响也很大。
黄豆粉、花生饼作氮源、淀粉作碳源会使过滤困难。