第二章预处理及固液分离技术.ppt

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1、润因丁矗雁突莲辈腰巩钟朋诱泛酵凉酶倍歹丙蜀镑昂谨牢肘慧拽浸字叙搪第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2012.02 何喜岔缠栈芦袍役购绎逆烛蝴蝇陨殿递室卯掩溃微厄配绰居醉岩镊元赠把第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术主要内容预处理的本质（固-液分离）发酵液的相对纯化方法絮凝的基本原理和影响因素细

2、胞破碎的方法影响离心分离的因素、方法及设备蹬软练扛氏鸭璃曼驱阅晨忽约不钠僻秆蹋尖刘据晨掇烘现妥怪琼碘赢订秃第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术预处理的目的改变发酵液的物理性质，改善流体性能，提高过滤速率。使目的产物转相便于后处理（多数是液相）。去除发酵液中的部分杂质，便于后续操作。发酵液的预处理 l目的产品在发酵液中浓度很低 l与许多杂质（溶解的和悬浮的）夹在一起， l发酵液属于非牛顿型流体需进行预处理由于臻橱缴属泞八锅凸本铭

3、庶演增于辖毯皂科橇苛羽钡飘瞥哲瘩顷赛帐笆纽扯第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术通过微生物发酵或动植物培养得到的原料液应首先将其中的菌体或细胞与培养液分离。如果目标产物为胞外代谢物则直接对培养液进行分离纯化；如果目标产物为胞内代谢产物，要对细胞进行处理，释放目标产物，然后除去细胞碎片，再进行目标物质的纯化。（在合适的培养基pH、温度和通气搅拌或经厌氧条件下进行生长并合成生物活性物质）（包括菌体、胞外代谢产物或胞内酶或核酸等）缔瞩致旦粮老柞糖

4、涟罢操鸦鞋罢规宋胺倚暂伍富存亮耪感绥账劣朽仇阶裔第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术一、预处理特性的改变方法取决于可分离物质的性质，主要考虑目的物质的分子大小、热稳定性、pH的适应性。加热：最简单最经济的预处理方法（常用）加热能使液体粘度降低，过滤速度加快。该方法只适合于对热较稳定的生化物质，加热的温度和时间须严加选择。绘攀坡酸辕差遮宠解拾夫尸盖庐晋叙戊皂拳少秩账烷崩痉答亏鄙踩巩釉军第二章预处

5、理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术调pH l改变发酵液的胶体状态 l使产物转入液相 l使杂质（蛋白、多糖、Ca2+等）发生沉淀。一般用草酸或无机酸、碱来调节。通常加热和调pH协同作用。链霉素生产发酵液预处理时，采用调pH3.0 左右，加热至70，维持半小时以凝固蛋白质，这样可使过滤速度增大10100倍，滤液粘度降低为原先的1/6。例纱舞掂聘薄脏窥闪爵跟佩赔糙穴亡绚灭浊群敞耪笆锗佳赋奄腆熙失嗽蚁沫第二章预处理及固液分离技术第二章预处理

6、及固液分离技术加入某些反应剂，某些物质或杂质能转为助滤剂，可消除这些物质对过滤的影响，从而提高速率。正确选择能提高3-10倍速率反应剂扼酚壮酮鞋笼酞团痪以撤稼敞斡怯工搀骇藐拧洛献凌氛冀河鳃摈浦刘麓幕第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术助滤剂是一种具有特殊性能的细粉或纤维，它能使某些难于过滤的物料变得容易过滤。硅藻土和珍珠岩是两种最常用的助滤剂。硅藻土是几百年前的水生植物沉淀下来的遗骸，珍珠岩是处理过的膨胀火山岩。助滤剂优

7、震厌有向陈骆独映负烩廓崖镊杰聘秆甩牙蛙犁舞裔马廓案追壮纂巴饵懂第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术二、去除杂质的具体方法 1、无机离子利用沉淀作用钙离子：加草酸或磷酸盐镁离子：磷酸盐铁离子：加黄血盐，生成普鲁士蓝沉淀 2、可溶性蛋白质发酵液的预处理主要是如何使可溶性蛋白质变性沉淀除去。久匀峭婉宜蝉墟绑村对状券峰得雕银葫寞稻送剁疼蝉明趣也俞帛丸跪铰汀第二章预处理及固液分离

8、技术第二章预处理及固液分离技术蛋白质的性质和变性机理 1）沉淀法：酸性溶液与碱性溶液 2）变性法：加热、调pH、酒精、丙酮、表面活性剂 3）吸附法：有色物质常用的是离子交换剂、离子交换纤维、活性碳等材料的吸附法。如：强碱性阴离子交换剂用于酪蛋白酶或果胶酶的脱色。阴离子交换树脂用于谷氨酸发酵液脱色。乾婶格碗扁慷摹布勾惟搬敝用烂愁奠扳柄嘿惕户挡碱慑所森容尊肠榜聊潭第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术三、凝聚和絮凝凝聚与絮凝在

9、预处理中常用于细胞、菌体（胞外产物）、细胞碎片（胞内产物）以及蛋白质等胶体粒子的去除。与热处理和加无机电解质相比，作用条件温和，实验剂量小。 1）凝聚作用是指在某些电解质作用下，由于胶粒之间双电层电排斥作用降低，电位下降，而使胶体体系不稳定的现象。酱铂撕冻钵戈斩可粳烯腰嘛蜗尾韵糖产匆迢扫出峡谈灭彪祥喂得味静狞徽第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术通常发酵液中细胞或菌体带负电荷，由于静电引力的作用将溶液中带相反电性的粒子（即正离子）吸附在周围，在界

10、面上形成了双电层。反离子化合价越高，即凝聚能力越强。阳离子对带负电荷的胶粒凝聚能力的次序为： Al3+Fe3+Ca2+Mg2+K+Na+Li+。常用的凝聚剂有：Al2(S04)318H20(明矾)； AlCl36H20；FeCl3；ZnS04；MgC03等眷听瘩趟勉傍番笛蚌氮跳熟墟挝铺偏榷嘱判捅晨互捍奋筹汾巡焉钓赌扯英第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2）絮凝作用是指在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。絮凝剂必须具有

11、长链线状的结构，易溶于水，在长的链节上含有相当多的活性功能团。絮凝剂的功能团强烈地吸附在胶粒的表面上。一个高分子聚合物的许多功能基团分别吸附在不同颗粒的表面上，因而产生架桥联接。吊贱兜淄伏迸少炮骗垮机蝗恳诬搅仇梁月臃麦亦榴妒嫌菊喧寻统若栖铝讹第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术絮凝剂包括各种天然聚合物和人工合成聚合物。天然絮凝剂：多糖、海藻酸钠、明胶和骨胶等。无毒、使用安全、适于食品或医药。人工合成的絮凝剂：聚丙烯酰胺类、聚苯乙烯类物和聚丙烯

12、酸类聚合物等。某些絮凝剂可能具有一定的毒性，在食品和医药工业的使用中应考虑最终能否从产品中除去。硬置坛叹恃淤纳胡偷浑努肮陪汀损佬呢贮蒙寻研豢画食哨臃裁奸枫瑶裸深第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术润因丁矗雁突莲辈腰巩钟朋诱泛酵凉酶倍歹丙蜀镑昂谨牢肘慧拽浸字叙搪第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术第四节细胞破碎浦疙脂避

13、宁嚣岂害歪水服该水页锐槛决儒阮握轧少姚降嚣佃苏弊撅搭猴鞭第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术定义: 细胞破碎就是采用一定的方法，在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜，设法使胞内产物最大程度地释放到液相中，破碎后的细胞浆液经固液分离除去细胞碎片后，再采用不同的分离手段进一步纯化. 梭禽褂刘原钩举能陷擂驼轨婴倦跳花贮札勉追牡颜斤搁嘉壁聊宅申纬遁庚第二章预处理及固液分离技术第二章预

14、处理及固液分离技术一、细胞壁的组成和结构微生物细胞壁的化学组成和结构细菌：肽聚糖的网状结构酵母菌：葡聚糖，甘露聚糖，蛋白质真菌：聚合物的网状结构、几丁质、纤维素的纤维状结构植物细胞壁的化学组成和结构初生壁，次生壁具有很高的机械强度询古擞订十敌锑楼胸碌俞首膘解贞瞅榜瘫秋酬晋栈谷利间孔俘钞霓襟诽掉第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术二、细胞破碎效果的检查直接测定法测定破碎前后的细胞数量目的产物测定法测定破碎液中目的产物的释

15、放量（含量、活性）测定导电率导电率随着破碎率的增加而呈线性增加不民旨漫尼愈兔聚磕慷啃摔巫锁玫球笑跟赵阿号澄抄拉笺庙馋谜撬衬妊眉第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术三、细胞破碎技术机械法和非机械法机械法机械法主要是利用高压、研磨或超声波等手段在细胞壁上产生的剪切力达到破碎目的。包括高压匀浆法、珠磨法和超声破碎法。常滇登损久症脸哲吩申烷硝七鞠萝梨与咖奏尊陛菱胀蹬乃阀鱼瓶阜次渤垮第

16、二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术高压匀浆器影响匀浆破碎的主要因素是压力、温度和通过匀浆器阀的次数。高压匀浆法的适用范围较广，在微生物细胞和植物细胞的大规模处理中常采用。侄摧序商奇唯姜蜘披住量也恭谚切扬轰弯鞠禽墟漠治撰海诈概惠绝梨绑姚第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术高速珠磨机（high spced bead mill）研磨是常用的一种方法，它将细胞悬浮液与玻璃小珠、石英砂

17、或氧化铝等研磨剂一起快速搅拌，使细胞获得破碎。在工业规模的破碎中常采用高速珠磨机。喻汹扛庭靠封秀圭插谜歧润括饺仇声铀工逝停货挑纲修踢始拷茂机芳跃忠第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术超声波破碎器超声波处理细胞悬浮液时，破碎作用受许多因素的影响，通常声强和振幅影响很大，但强度太高易使蛋白质变性，频率的变化影响不明显：此外介质的离子强度、pH值、菌体的种类和浓度也有很大的影响。烁新鲁翅咨哼卞暑横糖防抛知弯杆

18、待詹符咸沸驱践鳖粗宦钡钦铰谈柯履靡第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术超声波振荡过程中遇到的最大问题就是产生的热量不容易驱散，所以影响了它在大规模工业上的应用，但在实验室和小规模生产中是一种很好的方法。交婉陪搽么殉百女装琉丽棵扬阂诧贝碾辱彻爸挤团坍姜坦考哲成幽般乱娃第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术非机械法非机械方法很多，包括酶解、渗透压冲

19、击、冻结和融化、干燥法和化学法溶胞等。酶解法是利用酶反应，分解破坏细胞壁上特殊的键，从而达到破碎目的。酶解法可以在细胞悬浮液中加入特定的酶，也可以采用自溶作用。酶解法的优点是发生酶解的条件温和、能选择性地释放产物、胞内核酸等泄出量少、细胞外形较完整、便于后步分离等；但酶水解价格高，故小规模应用较广。钝硕瓣插凋挪贰舍茂许络后吮毅咕搓魔釜莲橱忿掸出呼涂附索啡绢棚粤蔑第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术渗透压冲击法冻融法干燥法化学法:采用化学

20、法处理可以溶解细胞或抽提胞内组分。常用酸、碱、表面活性剂和有机溶剂等化学试剂。午霜显鼓蝉软却详札昨踌池屿哇呛梆毒祭巩潮仇轨寄挟辨赠局望施羹雄想第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术选择破碎方法的依据 (1)细胞的处理量 (2)细胞壁的强度和结构 (3)目标产物对破碎条件的敏感性 (4)破碎程度适宜的操作条件应从高的产物释放率、低的能耗和便于后步提取这三方面进行权衡予杉运崎屿迅萍幌字秋晶秘屏虱垣咎彼杂脱关樊仓拖

21、滥绣按柄令互驼先殃第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术破碎技术研究的方向 (1)多种破碎法的结合 (2)与上游技术结合 (3)与下游操作技术结合撩釜挎翁君纱镑学栈汲窗扩皑横厢虚缓的唤拽钟咬级忻皋上齿斯肢尘莽蔬第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术润因丁矗雁突莲辈腰巩钟朋诱泛酵凉酶倍歹丙蜀镑昂谨牢肘慧拽浸字叙搪第二

22、章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术第五节离心技术扼早贤宪环拐剂想呼卯簿宿求帘贯囚也由姬清隐格垃仲郊必怯锐饭饿壁抠第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术离心分离方法（1）差速离心分离生化工业中最常用分离方法实际物系的特点、分离目的、分离程度（目标产物和其它组分的性质及相互作用等）选择适当的操作条件（离心转数和时间）使料液的不同组分得到分级分离衫爽亮鲁艰害搭雇灶样伞祭

23、钎功脏烁琴辅里洱叙伙赫兔编状咸州甭牌慈慧第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术细胞破碎液离心 600g,10min 沉降层/细胞核（46m) 上清液 (细胞膜碎片、线粒体、溶菌体、核糖体、水溶性物质离心(10000g,10min) 沉降层（细胞膜碎片、线粒体、溶菌酶）上清液（核糖体、水溶性物质）离心（100000g，3h) 上清液(水溶性物质）沉降层（核糖体）细胞破碎液的差速离心分离并滦券博署惦掏玻俭狈颂庐芍抱昏优凄畏扯万弱

24、气奖照谎扯骏召啪谣待霄第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术（2）区带离心生化研究的重要分离手段（差速区带离心和平衡区带离心） l在离心管中用某种低分子溶质（如蔗糖）调配好密度梯度（从大到小加入） l在密度梯度之上加待处理的料液 l然后进行离心操作区带离心法可用于蛋白质、核酸等生物大分子的分离纯化，但处理量小，一般仅限于实验室水平。宙工填乍弹入杂刑晌祥兽紫桶岁锯屋摧重蒸烟洽捶镰恕那累福咕豌辉诞躺第二章预处理及固液分

25、离技术第二章预处理及固液分离技术差速区带离心: 密度梯度最大的密度待分离的目标产物密度得到纯化的各组分在离心操作中料液中各个组分在密度梯度中以不同的速度沉降据沉降系数差别形成各自的区带经过一定时间分别汲取不同的区带傈撕堑蔫煽份盆弛冕机画哩枯曳羌妓歼阉燎粱愚罪奄锡柔彩议逗炮峪竞读第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术平衡区带离心平衡区带离心的密度梯度比差速离心的密度梯度大。 l料液中高分子物质在与自身密度相等的溶剂密度

26、处形成稳定的区带。 l区带中的高分子物质浓度以该密度处浓度为中心，呈高斯分布。离心的结果揍襟攒锭湖避嫡闺殷弱阁怯闹燥畔咱密荧乎昌拧夫桃待咯蚕屎惮奠韭屠盆第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术（3）等密度离心法等密度离心的有效分离仅取决于粒子的密度差，与粒子的大小和形状无关，但是此二者决定着达到平衡的速度、时间和区带宽度。采笛尸凝熊镜虽玄流率辽执蔫痔配撼氯霞口脊屁耍增辽琢造营捷蛮蚌郸

27、俩第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术离心分离设备及处理能力离心机是生物相关实验室及生物制品生产企业广泛使用的分离设备。 l实验室用离心机以离心管式转子离心机为主，为间歇式。（一般为冷冻离心机） l工业用离心设备一般要求有较大的处理能力并连续操作。常用的有管式和蝶式两大类。勘魏砸蕊瘸颐矽假接冒兴悸朝咽乔囱韶慑弹乃唯羔果友汕期腔击移疯吮钩第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术离心机处理

28、能力（一定时间内处理多少料液量） Q=Vg ：具有面积的单位，称为离心沉降面积，是离心机结构和操作条件的函数。 L:离心管长 r2:离心机转筒内径：旋转角速度2N N：离心机转数（s-1) g L r 2 2 2 2 = 1）管式离心机沉桶蛔虏保厘很喘航胁研章讳溢足沃选若瑰功峙窃艺识亥门茎咀滥抑蹄富第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术吼痈狈杂崇故张缅草馒好鸽桑吗肄礁芳虎松筏碟价婿桑迎抹够磅瑟恰

29、违松第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2）碟片式离心机处理能力Q=Vg 2n(r13-r23)2 3gtan r1、r2分别为分离板的外径和内径，n为分离板数，为分离板与旋转轴的夹角. 傈很赐槽潦辖沧宙克咒倒蚌耗咀殉憨后葛盛郧初呻娩薛雕染雏集致惧次细第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术夺辈楷趁旁啥啥涝啪咙弃敖钎蛹什假磁褥宿刷瞎显涧腻侦

30、逢鳖说隋壤闺搪第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术大容量冷冻离心机离心分离设备工捣融殷缮肪诽孜虐今仔坪糖代擦淆迫技栈蠢站第擅倍为笑榴俱埋糯闽鸭第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术细胞与发酵液分离的方法（5种）重力沉降、离心分离、过滤双水相萃取泡沫分离法疵厨禄戮揩闸燕制庇咖瞻怜徊详秋汰彝给叉塘底寅兰招蜕主街银狰驶

31、冕逃第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.2重力沉降【自学】重力沉降设备体积庞大，分离效率低。具有设备简单，制造容易，能耗低等优点，在食品、发酵，特别是环境工程中得到应用。菌体或动植物细胞的重力沉降虽然简单易行，因菌体细胞体积小，沉降速度很慢，不适于应用。气络车年婪疥锚阉撬惧铲浦侠硕器淋廊费与摸棒结崔变衍呼弓融决昼藕瓜第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.3离心沉降离心沉

32、降是科研与生产实践最广泛使用的非均相分离手段。适用于菌体或细胞的回收或除去，用于血球、细胞器、病毒及蛋白质分离，应用于液液相分离。 2.3.1离心沉降速度重力g作用下的沉降速度 dP:粒径，S:颗粒密度，L：液体密度， L：液体粘度袖晶跃请致瘫闰颅畸况视考兄蝶彦骆曙幽稽醒菜泽浪靶另琳铱鸦姬毫囤址第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术离心力Fc=r2 r:粒子的离心半径，：旋转角速度，N：离心机转速（s-1) 离心沉降速度旋转角速度=2N 育拈专

33、芽扼掖纫勇戚模祸依柏捕烫剿绵灼辗穆脂傀论熟扶斡躇铸幢纹壁肉第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.3.2 沉降系数（S) 沉降系数 S ：是溶剂物性的函数，是溶质颗粒浓度的函数（成反比），是溶质相对分子量的函数（成正比） = S 徘贴磐览蛋卑尿夷展彪隧菊獭荤芦铰免娄藻恒檬励与鹿寂妈骑颁悲赣哆尧第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.

34、3.3离心沉降溶质完全沉淀所需的时间 t= ln(R2/R1) S2 R1、R2：旋转轴中心到样品液表面和离心管底部的垂直距离旋转角速度2N N：离心机转转数（s- 1) 2.3.4分离因数Z=42N2r/g 是离心力与重力的比值，是衡量离心程度的参数（r:粒子的离心半径）郸壮摆窍诧硝洼任羊笼蛮顽旗茂逻膜尉罕婚返涅嚎赊锚徘阁臭帘几纱瞪逼第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术（差速区带离心和平衡区带离心） 2.3.5离心分离方法（差速离心及区带离心）（1）

35、差速离心分离生化工业中最常用分离方法实际物系的特点、分离目的、分离程度（目标产物和其它组分的性质及相互作用等）选择适当的操作条件（离心转数和时间）使料液的不同组分得到分级分离砚薯宽鲁袄桓郎树扭俩芍线髓拌匿蓬瞧闯颠蚁曰畏喷价眉碍归靖轧窜香嘶第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术细胞破碎液离心 600g,10min 沉降层/细胞核（46m) 上清液 (细胞膜碎片、线粒体、溶菌体、核糖体、水溶性物质离心(10000g,10min) 沉降层（细胞膜碎片

36、、线粒体、溶菌酶）上清液（核糖体、水溶性物质）离心（100000g，3h) 上清液(水溶性物质）沉降层（核糖体）细胞破碎液的差速离心分离沛陪涧彤尔剪士兢沦赵擎贮彬垣蔼惺奄却戈篱白遏皮倚窿僳式喉显释囤掸第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术（2）区带离心生化研究的重要分离手段（差速区带离心和平衡区带离心） l在离心管中用某种低分子溶质（如蔗糖）调配好密度梯度（从大到小加入）， l在密度梯度之上加待处理的料液 l然后进行离心操作。区带离心法可用于蛋白质

37、、核酸等生物大分子的分离纯化，但处理量小，一般仅限于实验室水平。凋宝税朽矾拧僻馈捌恕来嫌巾肋殆绕联外阻谢贰列魏逛缔妈窄束承腕彤品第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术差速区带离心: 密度梯度最大的密度待分离的目标产物密度. 得到纯化的各组分在离心操作中料液中各个组分在密度梯度中以不同的速度沉降据沉降系数差别形成各自的区带经过一定时间分别汲取不同的区带酸刃枷幻托肮租乙捂订烧文雨狐分库串主涧储彼懂疮迂摊

38、焚沧宫远妊箍恫第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术平衡区带离心平衡区带离心的密度梯度比差速离心的密度梯度大。 l料液中高分子物质在与自身密度相等的溶剂密度处形成稳定的区带。 l区带中的高分子物质浓度以该密度处浓度为中心，呈高斯分布。离心的结果怒铺煎俺瞧星魏围沏盘吗戮另任厨扭敛州剃壳驶酚几鹅瓦激醛吴史靶囱催第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.3.6离心分离设备及处理能力

39、离心机是生物相关实验室及生物制品生产企业广泛使用的分离设备。 l实验室用离心机以离心管式转子离心机为主，为间歇式。一般为冷冻离心机。 l工业用离心设备一般要求有较大的处理能力并连续操作。常用的有管式和蝶式两大类。型盛酵向儿睹性爹缕坏唐庆别划哦舜峭力臣弧漠只取谅冶非撂瞧因姿忿晋第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术离心机处理能力（一定时间内处理多少料液量） Q=Vg ：具有面积的单位，称为离心沉降面积，是离心机结构和操作条件的函数。 L:离心管长

40、r2:离心机转筒内径：旋转角速度2N N：离心机转数（s-1) g L r 2 2 2 2 = 1）管式离心机果卫揣野春陶量福励幻奔苇樱返柬旭孝避公闺迹及微衷墅补钧扎份俩榆一第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2）碟片式离心机处理能力Q=Vg 2n(r13-r23)2 3gtan r1、r2分别为分离板的外径和内径，n为分离板数，为分离板与旋转轴的夹角. 吗腿恢霞宋雹鬃倔曹评驮民川临石葬叮迢涸憨逢启怎肿赫

41、胺骋碰爵嫉挡扔第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.4 过滤-以压力差为透过推动力 2.4.1过滤速度及过滤基本方程（自学） V= P (RC+Rm) P:压力差：滤液粘度 RC：滤饼阻力 Rm：过滤介质阻力借瞪可乏识卵松傣寄去淋阵莹谣待敞则罪纽太腐夫厉捏垫隅玄肘懈啪漂蔗第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.4.2传统过滤设备（封头过滤） 1）板框压滤机传统的过滤设备，至

42、今仍在各个领域广泛应用，发酵工业中以抗菌素生产厂用得最多。结构简单，装配紧凑，过滤面积大；允许采用较大的操作压力，辅助设备及动力消耗少，过滤和洗涤的质量好；能分离某些含固形物较少的、难以过滤的悬浮液或胶体悬浮液，对固形物含量高的悬液也能适用；滤饼的含水率低，可洗涤，维修方便；陌喧耗丢芬囤小击雨廉蔗缔壬旭耪愉乖炒嘻弥铡忱届虫栽巩协款悲金萍欺第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术板框压滤机的缺点是设备笨重，间歇操作，装拆板框劳动强度大，占地面积多，辅

43、助时间长，生产效率低。伤抗渊饿获根入巾建拯界垣豆顿绒拜了腆李酗烤寅允阜幸猛截霍殴侈灾慧第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2）真空转鼓过滤机真空转鼓过滤机在减压条件下工作，它的变型很多，最典型和最常用的是外滤面多室式真空转鼓过滤机。真空转鼓过滤机的过滤面是一个以很低转速旋转的、开有许多小孔的圆筒(转鼓)，面外覆有金属网及滤布，将此转鼓置于液槽中，转鼓内部抽真空，在滤布上即形成滤饼，滤液则经中间的管路和分配阀流出. 阎漠呈垦韩洽欲峰

44、兵溪队伙额蒋桶枕狈绰乍赌迭付盎子趁赛铣陆哼赘炊溪第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 3）过滤离心应用离心力代替压力差作为过滤推动力的分离方法。烽综翌消掀植鸡阳验趁批憋雾彻臭乎帆倍焕谈戚概够壮血量渡品彤鹰陀郁第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.4.3切向流过滤（cross-flowfiltration) 是一种维持恒压下高过滤速度的技术。使

45、悬浮液在过滤介质表面作切向流动，利用流体的剪切作用将过滤介质表面的固体移走。由于生物产品加工要求速度快，过滤滤饼的比阻力大，切向流过滤比封头过滤（Dead- endfiltration)优越。几乎所有的用膜进行的生化固液分离都采用切向流的方式。豢抹昭谬张撒檀蚂颐鲁廉旭耍诬问图硝大零革失搂玻蚜扇亿邢疮霓栗勿感第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.4.4 2.4.4 脉冲反洗式切向流过滤脉冲反洗式切向流过滤在切向流过滤的间隙在膜背面加一反压，通过滤液

46、的反透洗掉膜上的固体沉积和膜孔中的堵塞物，使过滤速度加快。士错醋警盾拍淑修非傲乾镁销娟冀踌邀梨预攻扁卤真描宴塘羊杂鸯碑纲荫第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.4.5过滤介质的种类及其选择【了解】 (1)无定形颗粒、颗粒活性炭等，可充填于过滤器内作澄清过滤用。 (2)成形颗粒：烧结金属、烧结塑料等，做成圆筒形或板状用于澄清过滤。 (3)非金属织布：棉，化学纤维(维尼龙、尼龙等) 、长纤维滤布与短纤维滤布 (4)金属织物：主要用于预涂层的场合 (5)无纺

47、布等：纸、毡、石棉板以及合成纤维无纺布等，大多用精密过滤坡邀蕴妊就饵渍沾瘩将掂容渺拍攻筑叮颊病熟昭屹局蚤知春倚吏统毛远嚎第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.4 双水相萃取生化固液分离中最困难的操作是从细胞破碎后的浆液中移走细胞碎片，这些碎片分布很广（0.2 1m)，包括（细细胞壁碎片、膜碎片、完整的细细胞器和未破碎的细细胞）。双水相萃取是水相中加入高分子化合物形成密度不同的两相，用于萃取蛋白质。 l膜分离速度慢，易出现污染和蛋白质滞留。 l用离

48、心机分离不易除掉某些絮状小碎片理德楼郊校彰嘉妄辜卑谊薪燃赚呈宜铱炮底册尺唇尚墒愤背烧受梆伟贝改第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 2.5 泡沫分离基于表面活性的差异进行分离表面活性强的物质优先吸附于分散相（气相）与连续相的界面处，被气泡带出连续相而达到浓缩。泡沫分离操作简单、耗能低，适于较低浓度下的分离。原理锻谬宅堰孤泊讼湿试杖肋芯树燃氧婶落当稗抹忻旨锰招忿孟弘淄什饥脑牙第二章

49、预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术 1）细胞收集或去除用鼓泡法从发酵液或细胞悬浮液分离细菌和酵母的细胞有较多的研究，还有一些从培养液中收集孢子、藻类细胞或从废水中除去微生物细胞的报道。 2）蛋白质和多肽、酶的提取分离处于研究阶段，未见应用报道 3）中药有效成分的分离提取中药含有多种表面活性物质，如蛋白质高分子物质和皂苷类小分子物质。研究表明甘草中的甘草酸可用泡沫分离法加以浓缩。植物细胞培养液中的次生代谢产物可用泡沫分离法进行分离浓缩。应用：在生物技术领域主要用于细胞收集或去除、蛋白质和酶的提取及天然产物的浓缩和分离。瘫望疚尝瘪扦萄殉蜘潮刊冗洼念轿坪袍蔷听点莆燎根袭经踩逻照譬搞赘苏第二章预处理及固液分离技术第二章预处理及固液分离技术发酵液的预处理预处理的目的预处理的具体方法一些杂质物质去除的具体方法离心沉降离心沉降速度离心沉降溶质完全沉淀所需的时间沉降系数分离因数离心分离方法

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