第二章固液分离和细胞(xìbāo)破碎第一页,共六十页。目的(mùdì)不仅在于分离细胞、菌体和其它(qítā)悬浮颗粒(细胞碎片、核酸和蛋白质的沉淀物),还希望除去部分可溶性杂质和改变滤液的性质,以利于后继各步操作。采用絮凝或凝聚的方法,设法增大悬浮液中固体粒子的大小,提高其沉降速度;或采用稀释(xīshì)、加热等方法降低黏度,以利于过滤。第二页,共六十页。第一节发酵液的预处理一、发酵液过滤特性(tèxìng)的改变培养液的组成:水70-80%+固体细胞及碎片(suìpiàn)20-30%(对微生物发酵)+少量的代谢成物+细胞破裂后的内容物+残存的培养基成分第三页,共六十页。微生物发酵液的特性为:①发酵产物浓度较低,大多为1-10%,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(biànhuà),如易受空气氧化、微生物污染、蛋白酶水解等作用的影响。第四页,共六十页。预处理的目的(mùdì)(1)改变发酵液的物理性质,促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离器的效率;(2)尽可能使产物转入便于后处理的某一相中(多数为液相);(3)除去(chúqù)发酵液中的部分杂质,以利于后续各步操作。第五页,共六十页。发酵液预处理的方法:加热法调整pH凝聚与絮凝使用惰性助滤剂加入(jiārù)反应剂第六页,共六十页。1.加热法最简单(jiǎndān)和价廉的预处理方法,即将悬浮液加热到所需温度并保温适当时间。可有效降低悬浮液的黏度,并加速聚集作用以去除某些杂蛋白;降低悬浮液的最终体积,第七页,共六十页。2.调整pHpH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。在膜过滤中,发酵液中的大分子物质易与膜发生吸附,通过调整pH值改变易吸附分子的电荷性质,即可减少堵塞和污染;细胞、细胞碎片及某些胶体物质等在某个pH值下也可能趋于絮凝而成为较大颗粒(kēlì),有利于过滤的进行。第八页,共六十页。3.凝聚与絮凝采用凝聚和絮凝技术能有效改变细胞、细胞碎片及溶解大分子物质的分散状态,使其聚结成较大(jiàodà)的颗粒,便于提高过滤速率。另外,还能有效地除去杂蛋白和固体杂质,提高滤液质量。凝聚——指在投加的化学物质(如铝、铁的盐类或石灰等)作用下,胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。絮凝——指在某些高分子絮凝剂存在下,基于桥架作...