生物工艺发酵液的预处理和固液分离方法.ppt

*聚丙烯酰胺优点：用量少10－6g/L絮凝体粗大，分离效果好。絮凝速度快种类多。主要用于杂质为蛋白质或菌丝体的发酵液缺点：存在毒性（尤其阳离子）。第30页，共75页，星期日，2025年，2月5日*聚丙烯酸类阴离子絮凝剂。无毒。聚苯乙烯类衍生物无机高分子聚合物天然有机高分子絮凝剂壳聚糖、葡聚糖、明胶、骨胶、海藻酸钠等。微生物絮凝剂微生物产生的具有絮凝细胞功能的物质。主要成分是糖蛋白、粘多糖、纤维素及核酸等高分子物质。第31页，共75页，星期日，2025年，2月5日*⑸混凝包括凝聚和絮凝机理的过程，称为混凝。对带负电性菌体或蛋白质：①加入无机电解质，凝聚起作用成微粒：②再加入非离子型和阴离子型高分子絮凝剂，架桥作用（絮凝）：，第32页，共75页，星期日，2025年，2月5日*絮凝剂浓度影响絮凝因素第33页，共75页，星期日，2025年，2月5日*pH值第34页，共75页，星期日，2025年，2月5日絮凝剂分子量与搅拌速度，时间有关。第35页，共75页，星期日，2025年，2月5日文献：新型絮凝剂F－717对抗生素M－90发酵液预处理研究微生物细胞的絮凝与微生物絮凝剂肌苷发酵液絮凝除菌体的研究第36页，共75页，星期日，2025年，2月5日*最新的发展趋势亲和絮凝第37页，共75页，星期日，2025年，2月5日发酵液的固液分离*第38页，共75页，星期日，2025年，2月5日*发酵液的过滤：过滤：液固分离的过程。要求：滤速快，滤液澄清，产品高收率。第39页，共75页，星期日，2025年，2月5日*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。rB：滤饼的重量比阻。衡量不同发酵液过滤的难易程度。1.不可压缩性滤饼，rB常数，m=02.可压缩性滤饼：(发酵液属于此类)rB=r(△p)m结论：△P↑→γB↑问：若在开始过滤时就迅速提高压差吗？第40页，共75页，星期日，2025年，2月5日*对于可压缩滤饼，如果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为（1-2）式中q：到瞬间τ时，通过单位过滤面积的滤液量，m3/m2；△P：过滤压力差，Pa；rB：滤饼的质量比阻，m/kg；XB：通过单位体积滤液所形成的滤渣质量，kg/m3；τ：过滤时间，s；μ：滤液粘度，Pa·s。第41页，共75页，星期日，2025年，2月5日*利用图解法求得，以τ/q为纵坐标，以q为横坐标所得的直线斜率为M，则rB可按下式进行计算：（1-3）根据滤饼的质量比阻，可以衡量各种不同发酵液过滤的难易程度。第42页，共75页，星期日，2025年，2月5日*影响过滤速度的因素。 菌种真菌：过滤容易，滤渣呈紧密饼状，易刮下。放线菌：菌丝细而分枝，交织成网状，过滤较难，须经预处理。细菌：菌体很细小，过滤十分困难，须絮凝处理，并用特殊的过滤设备。第43页，共75页，星期日，2025年，2月5日* 培养基组成影响很大。用黄豆饼粉，花生粉作氮源，淀粉作碳源会使过滤困难。后期加用消沫油或大量未用完的培养基，使过滤困难。续第44页，共75页，星期日，2025年，2月5日* 发酵工艺发酵时间：在菌丝自溶前必须放罐，否则过滤困难。搅拌速度、通气量，接种比例影响微生物的生长特性。低接种量，高搅拌速度有利于生成块状和丸团沉淀。第45页，共75页，星期日，2025年，2月5日*第46页，共75页，星期日，2025年，2月5日*改善过滤性能的方法若难过滤的发酵液，设法改善过滤性能，降低γB，提高过滤速度。方法：等电点法；蛋白质变性法；吸附法；凝聚及絮凝法；加入助滤剂；酶解作用。第47页，共75页，星期日，2025年，2月5日*加入助滤剂：助滤剂：不可压缩的多孔微粒，不吸附或很少吸附生化物质，使滤饼疏松，有利于过滤。种类：硅酸盐粉末，纸浆，珠光岩，珍珠