【正文】 濾 – B 動態(tài)過濾 (過濾速度高，過濾介質(zhì)截留的固體粒子連續(xù)地被除去，不能形成較厚濾餅層 )。 nn SKVKVWW )(0 ???? 如果知道某物質(zhì)的分配系數(shù)和給定的提取率，則可計算出能達到此條件的最適萃取次數(shù)。 ? 國內(nèi)在芳烴抽提中應(yīng)用篩板塔獲得了良好的效果。而其定環(huán)則將旋渦運動限制在由定環(huán)分割的若干個小空間內(nèi) ， 抑制了軸向返混 。 ? （ 3）溶質(zhì)減壓吸附分離部分，由噴口及吸收管組成，萃取出來的溶質(zhì)及流體減壓降溫轉(zhuǎn)化學(xué)常溫常壓態(tài)，流體揮發(fā)逸出，溶質(zhì)吸附在吸收管內(nèi)多孔填料表面，用合適溶劑就可把溶質(zhì)洗脫收集。 2020422 (2)親水或極性吸附劑： 適用于 從非極性或小極性溶媒中吸附溶質(zhì) 。 ? 平衡與溫度及吸附物的濃度有關(guān)。 2020422 三點說明： ? (1)選擇合適的離子交換樹脂。 ? 按性能： (陽、陰、兩性、吸附型、選擇型、氧化還原型 )離子交換劑。 （ 2）含水量： 一般 4060%。 （ 2）樹脂的交聯(lián)度 ? 在一定條件下，降低樹脂交聯(lián)度，能提高交換速度。 ? 離換樹脂：離子間的交換是它的主要機理。利用流動相中溶質(zhì)的分子量大小差異而進行分離的一種方法，稱之為排阻層析。 2020422 ?Kd愈大，進入凝膠顆粒內(nèi)的程度愈大；當(dāng) 0＜ Kd＜ l時，意味著溶質(zhì)分子只有部分向凝膠顆粒內(nèi)擴散。 ?根據(jù)聚丙烯酰胺凝膠的溶脹性質(zhì)和分離范圍的不同 ，可分成 10種類型 。 ? 粗粒凝膠柱流速高，但洗脫峰平坦，分辨率低，多用于粗制分離，脫鹽等。 ?加樣時應(yīng)盡量減少樣品的稀釋及凝膠床面的攪動。 流速低洗脫峰窄而高 。低溫時，分子的動能小，運動速度慢，不能遠離汽相和液相的空間，蒸發(fā)速度很慢。 ? 沉淀措施因產(chǎn)品性質(zhì)不同而不同。 – 優(yōu)點：溶劑易除； – 缺點：易使蛋白質(zhì)變性； 2020422 : ? ① 溶劑的種類和數(shù)量：丙酮 乙醇 甲醇 ? ②沉淀的溫度：溫度越低沉淀越完全。 2020422 四、超濾濃縮法 ? 使用特殊的薄膜選擇性透過溶質(zhì)。 ? 據(jù)去除溶劑方式，而分為：蒸發(fā)、冰凍、吸收、超濃縮。 2020422 ? 恒定、合適 ? 流速的快慢 ,會導(dǎo)致色層譜變形，影響分離效果。 2020422 4 加樣 ? 要求樣品粘度小于 2020422 層析柱 （ a） 自制簡易層祈柱 （ 1． 玻璃管； ； 3． 尼龍網(wǎng) ） ； （ b） 普通商品柱； （ c） 雙底板層析柱 （ 脫液進出口； ； 3． 柱床； 4． 恒溫水進口；5． 恒溫水出口； 6． 可調(diào)節(jié)的塞子 ） 2020422 2 凝膠的選擇與處理 ? 孔徑 r正比與凝膠聚合物分子直徑 d，反比于凝膠濃度平方根。 ?丹麥 Gelarose，有 5種類型，即 2％， 4％， 6%， 8％和 10％。 Vi：內(nèi)水體積 ， 可由 g （ 3）極化 工作狀態(tài)下，因離子 “ 真空 ” 現(xiàn)象出現(xiàn)，而導(dǎo)致水離解為 H＋和 OH－離子的現(xiàn)象。 ? RSO3H+MX→RSO 3M+HX ROH+HX→RX+H 2O ? 若再使用混合柱，即 RSO3H+MX+ROH→RSO 3M+RX+H2O 則離子交換更徹底。 – ②工作 (操作 )交換量 ：受操作條件、柱長度、粒度、離子性質(zhì)、濃度、流速、交換基團等因素的影響。 2020422 如： ? Na型：用氫氧化鈉； ? H型：用鹽酸處理； ? NH4+型：用氨水處理； （ 4）保存：中型鹽型保存 – 陰離子交換樹脂， Cl－ 型較 OH－ 穩(wěn)定。 ? 離換樹脂：分子量大的高分子聚合物 2020422 ? 交聯(lián)度的大小會影響到離子交換樹脂內(nèi)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空隙的大小。 ? 在實際中要設(shè)法擴大雙電子層，如用清水沖洗。 ? 成本低、操作簡、效率高、節(jié)約等優(yōu)點。 ? ③ 大小均勻。 ? 在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點高低和分子量大小的成分依次萃取出來。定環(huán)將塔隔成多個空間 ， 兩定環(huán)之間均裝一轉(zhuǎn)盤 。 ? 適于理論級小于 3，處理量較小的場合。即，物質(zhì)因溶解度不同，從一種溶劑轉(zhuǎn)入另一溶劑而被分離。 2020422 注意： ? a．方法：預(yù)涂層，或醪中直接加入，或兩法兼用。 ? 澄清型： 難分離懸浮液的液固分離。其方法的選擇：取決于 醪特性、菌種、產(chǎn)物性質(zhì) 。 2020422 幾種產(chǎn)品在發(fā)酵液中的濃度 ? 產(chǎn)品 典型濃度（ g/L） ? 抗生素 25 ? 氨基酸 100 ? 酒精 100 ? 有機酸 100 ? 酶 20 ? 蛋白質(zhì) 10 2020422 二、下游加工技術(shù)的特點 ? 1. 發(fā)酵液的復(fù)雜性造成分離上的困難性。 ? (2)穩(wěn)定性研究。 2020422 ? (3)蛋白質(zhì)的去除： ? 等電、變性凝固等 ? (4)重金屬離子的除去： ? (5)其它有機雜質(zhì)的去除： ? (6)改變醪的性質(zhì)： ? (7)調(diào)節(jié)適當(dāng)溫度： 2020422 三．菌體的分離： ? (一 )菌體與發(fā)酵醪的分離方法 ? ,采用高速離心。 Fe2＋ +金霉素 +草酸 → 草酸鐵＋金霉素 。 (5)連孔型泡沫塑料與泡沫金屬 – 三維空間網(wǎng)狀，空隙占 97%。 2020422 （ 4）分餾萃取 右邊重相富集溶質(zhì) 左邊萃取相從重相中萃取溶質(zhì) （ 5）微分萃?。ㄋ捷腿。? 溶媒逆流萃取，溶質(zhì)隨流動相連續(xù)變化 可用較少的萃取劑達到較高的萃取率，應(yīng)用較廣 2020422 ①噴淋塔 優(yōu)點： ? 結(jié)構(gòu)簡單，塔體內(nèi)除各流股物料進出的連接管和分散裝置外，別無其它內(nèi)部構(gòu)件。 ? 結(jié)構(gòu)簡單，傳質(zhì)效率高，但生產(chǎn)能力有限。 （ 4）鹽析作用 ? 加入鹽，既降低物質(zhì)在水中的溶解度，提高其在有機相中的溶解量。 ? 在超臨界或亞臨界條件下的水可作為一種酸催化劑，對纖維素的轉(zhuǎn)化起催化作用，使其迅速轉(zhuǎn)化為葡萄糖。 ②活性炭的選擇性差。 ? 洗脫兩種可被吸著的離子時，其被洗脫的能力則決定于各自的洗脫反應(yīng)的平衡常數(shù)。 ? (4)B離子中心 → 表面。（活性基團 /重量）。 2020422 ? 一般強酸性陽離子交換樹脂由 Na+變?yōu)?H+型，強堿性陽離子交換樹脂由 Cl型變?yōu)?OH型，體積都大約增加 5% ? 膨脹性在實際中的意義： – ①陽、陰樹脂混合床的分層。 ? 金屬離子和羥基樹脂上的 H+的交換速度很慢。 2020422 三、膜分離設(shè)備 ? 板框式膜器 ? 管式膜器 ? 螺旋卷式膜器 ? 中空纖維膜器 2020422 2020422 2020422 四、操作特性 1 濃度極化 近膜累積效應(yīng) 菌體懸浮液和高壓條件下生物大分子溶液投過通量的濃差極化模型： Jv = kln(Cg/Cb) 2020422 2 分子截留 截留率、截留曲線 影響截留的因素： ? 相對分子質(zhì)量 ? 分子特性 ? 其他溶質(zhì) ? 操作條件 2020422 3 膜電位 濃度不等，選擇透過離子造成電位差 2020422 五、影響膜分離速度的因素 ? 操作形式：錯流過濾 ? 流速： Jv正比于流速，受流動形式、菌體特性影響 ? 壓力（圖 1348） 一定流速下， Jv、凝膠層厚度隨壓力增加而增加至 Jv到達極限值：增長的 Jv恰好抵消凝膠層增厚帶來的影響。 2020422 5 疏水層析 (hydrophobic chromatography) 固相偶聯(lián)的疏水性配基與流動相中的一些疏水分子發(fā)生可逆性結(jié)合而進行分離的方法。一般懸浮在 l03 mo1/L EDTA和 %疊氮化鈉溶液中。交聯(lián)度越大，網(wǎng)孔越小，吸水膨脹就越小。 ? 干粉形式保存使用前用水或洗脫緩沖液充分溶脹：將干膠往水里加 ， 邊加邊攪 ， 以防凝膠結(jié)塊 ， 然后放到沸水浴中加熱接近 100℃ ， 幾個小時就可以使其溶脹 ， 還可起到除去顆粒內(nèi)部氣泡和殺菌作用 。 2020422 操作注意 : ? (1)凝膠的選擇要恰當(dāng) (據(jù)發(fā)酵醪、產(chǎn)物性質(zhì)而定 )。 – ③不會使凝膠色澤變化。⑤ 腐蝕性 )不同而不同 （ 2）要求 ? 傳熱強度大，汽液分離好，設(shè)備適應(yīng)物料性質(zhì)。 2020422 三、 鹽析沉淀法 ： ? (1)鹽溶： [鹽 ]低時， S隨 [鹽 ]增加而增加； ? (2)鹽析： [鹽 ]高時， S隨 [鹽 ]增加而降低； 2020422 溶解度與鹽濃度的關(guān)系可用下式表示： logS=β － KS 2020422 ? 蛋白膠體穩(wěn)定的原因是蛋白質(zhì)顆粒周圍水化膜和電荷的存在。 2020422 薄膜蒸發(fā)濃縮 ? 薄層流動，短時受熱，高效傳熱。 (2)酸、堿再生 (輕度 )。 ? (3)裝柱后要洗滌。 ? 柱裝得不好往往造成洗脫區(qū)帶加寬 ， 甚至使一些本來可以分開的區(qū)帶重疊 。 2020422 交聯(lián)葡聚糖凝膠的化學(xué)結(jié)構(gòu) 2020422 G類葡聚糖凝膠常用 GX代表， X數(shù)字既代表交聯(lián)度，也代表特水量： ?X數(shù)字越小，交聯(lián)度越大，網(wǎng)孔越小，適用于分離低分子質(zhì)量生化產(chǎn)品。阿拉伯?dāng)?shù)字表示凝膠中干膠的百分含量。 ? 洗脫中分離 ? 可濃縮 2020422 7 反相層析 (reverse phase chromatography) 利用固相載體上偶聯(lián)的疏水性較強的配基，在一定非極性的溶劑中能夠與溶劑中的疏水分子發(fā)生作用，以非極性配基為固定相，極性溶劑為流動相來分離不同極性的物質(zhì)的方法，稱之為反相層析。 2020422 1 概述 ? 離換膜電滲析裝置：由膜、電極、滲析池、直流電源等組成。 2020422 八、離子交換操作方式： 分批法： ? 交換在一容器中進行。 2020422 （ 5）耐磨損強度：樹脂在使用過程中會產(chǎn)生磨損。 ? （ 2）良好的可逆性。 2020422 三、離子交換劑的結(jié)構(gòu) : ? 樹脂結(jié)構(gòu)要求：不溶性、化學(xué)穩(wěn)定性、離子交換性、固態(tài)。 ? 內(nèi)層：固體離子運動時，內(nèi)層也隨之運動。 2020422 五、吸附操作工藝 （ 1）固定床吸附操作 ? 吸附 —— 穿透點 —— 溶質(zhì)洗脫，吸附劑再生 ? 可進行多床串聯(lián)的半連續(xù)操作 2020422 （ 2）膨脹床吸附操作 ? 孔隙率高，可處理菌體懸浮液。 2020422 2 吸附法 一、吸附過程的理論基礎(chǔ) ? 固體表面分子受力不平衡，界面分子力場不飽和，而具有吸附分子、原子、離子的能力。 （ 5）帶溶劑 2020422 （ 6） 溶媒的選擇 ? 較大的溶解度和良好的選擇性。當(dāng)篩板向上運動時，迫使篩板上側(cè)的液體經(jīng)篩孔向下噴射；當(dāng)篩板向下運動時，又迫使篩板下側(cè)的液體向上噴射。 ? 適于僅需一、二個理論級的場合。 ? 其主要優(yōu)點有：工藝簡單、強度小、衛(wèi)生、占地少。 2020422 (2)熱處理法： 〈 熱凝固法 〉 ? 加熱使蛋白質(zhì)凝固， ? 不適宜用于熱敏感的發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)中。 ? (1)沉降式： – 管式 – 蝶式離心機 ? (2)過濾式： – 多種形式分批、自動間隙或連續(xù)式 2020422 1）碟式高速離心機結(jié)構(gòu)與工作原理： ? 結(jié)構(gòu) 倒錐形多孔碟片金屬轉(zhuǎn)鼓。 2020422 發(fā)酵產(chǎn)物的提取和精制 —— 濃縮純化，三個步驟： ? (1)預(yù)處理：改變發(fā)酵液物理性質(zhì)。 ? （抗生素、乙醇、檸檬酸占60%）。 ? (4)后加工：使用要求決定。菌體位于轉(zhuǎn)筒壁，停機的時候取出。 ? 常用的絮凝劑：聚丙烯酰胺 〈 PAM〉 、含40000個 PAM單體。 2020422 物理法 ? 滲透沖擊：細胞膜系統(tǒng)強度較差，易受滲透壓沖擊而破碎 —— 將一定體積的細胞液加到 2倍體積的水中，細胞中溶質(zhì)濃度高，水不斷進入細胞，使細胞膨脹破裂