第二章-發(fā)酵液的預(yù)處理(參考版)
2024-08-27 00:47本頁面
【正文】 基本概念： 凝聚 絮凝 助濾劑 離心分離 過濾分離 澄清過濾 濾餅過濾 切向流過濾 問答題： 為什么要進(jìn)行發(fā)酵液的預(yù)處理？ 改變發(fā)酵液過濾特性的方法有那些？其簡要機(jī)理如何？ 除去發(fā)酵液中雜蛋白質(zhì)的方法有哪些？ 比較離心分離和過濾分離的異同點？ 絮凝與凝聚的原理有何不同？ 。 分離生物大分子物質(zhì)，細(xì)胞碎片、胞內(nèi)蛋白質(zhì)。解決的方法是采用脈沖反洗。 （ 3）固相的含水量高，一般作濃縮用。 實驗室 切向流過濾的缺點： （ 1）切向流產(chǎn)生的剪切力可使蛋白質(zhì)類產(chǎn)物失活。 四、其他固液分離方式 切向流過濾 又稱錯流過濾，懸浮液在過濾介質(zhì)表面作切向流動，利用流動的剪切作用將過濾介質(zhì)表面的固體（濾餅）移走，當(dāng)移走固體的速率等于固體的沉降速率時 , 就實現(xiàn)恒速過濾。 生物工業(yè)中廣泛使用。 適于固體含量較大（大于 10%）的懸浮液。 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī) 常用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，過濾面積大，過濾的推動力大，適應(yīng)不同過濾特性的發(fā)酵液過濾，價低，能耗低。 板框過濾機(jī)(p54) 板框過濾機(jī)應(yīng)用于培養(yǎng)基制備以及霉菌、放線菌、酵母菌和細(xì)菌等發(fā)酵液的固液分離。 適于固體含量大于 。 懸浮液自身形成的濾餅起主要過濾作用。 麥芽汁、酒類、飲料、飲用水。 適于固體含量低于 、顆粒直徑在 5~100181。 澄清過濾：用硅藻土、活性碳以及金屬、非金屬燒結(jié)材料等過濾介質(zhì)，形成過濾層，當(dāng)懸浮液通過過濾層時，固體顆粒被阻攔或吸附在介質(zhì)上，使濾液澄清。 三、過濾分離及設(shè)備 過濾的原理是懸浮液通過過濾介質(zhì)時，固態(tài)顆粒與溶液分離。 不適合于酵母、細(xì)菌等微生物懸浮液的分離。特別適用于含固形物較多的液體分離。 （ 3）傾析式離心機(jī) 傾析式離心機(jī)依靠離心力和螺旋的推進(jìn)作用自動連續(xù)排渣，也稱 螺旋卸料沉降離心機(jī)。 用于固 液和液 液分離。 分離效率很高，分離因數(shù)為 1萬 ~60萬。 （ 2）管式離心機(jī) 也是沉降式離心機(jī)的一種。 （ 1）碟片式離心機(jī) 是沉降式離心機(jī)的一種，最廣泛使用。 用于固 液、液 液和液 液 固分離。 離心機(jī)在高速運轉(zhuǎn) (裝料轉(zhuǎn)速 )時，開始裝料，介質(zhì)經(jīng)進(jìn)料管、布料管至布料盤，在布料盤上獲得足夠的離心力而甩至轉(zhuǎn)鼓壁，在離心力作用下通過濾網(wǎng)將液體濾出，液體 (母液 )經(jīng)底盤集液槽至出液管排出，當(dāng)濾餅重量 (或體積 )達(dá)到機(jī)器額定裝料重量 (或容量 )時，關(guān)閉進(jìn)料閥，離心機(jī)加速至額定轉(zhuǎn)速，對介質(zhì)更進(jìn)一步分離，當(dāng)達(dá)到分離要求后，離心機(jī)低速運轉(zhuǎn)，刮刀裝置按規(guī)定程序進(jìn)行刮料，濾餅從底盤卸料斗落至接料盤或輸送帶上，完成一次工作循環(huán)。 用于處理固體顆粒較大、固體含量較高的懸浮液。 按 離心機(jī) 工作原理，可分為過濾式離心機(jī)和沉降式離心機(jī)。 離心力比重力高幾千到幾十萬倍。 離心分離的方法按照離心原理的不同分為：差示離心、均勻介質(zhì)離心、密度梯度離心、等密度梯度離心和平衡等密度梯度離心等。 二、離心分離及設(shè)備 離心分離是指在離心場的作用下，將懸浮液中的固相和液相加以分離的方法。 不同性狀的發(fā)酵液應(yīng)選擇不同的固液分離方法和設(shè)備。 影響發(fā)酵液固液分離的因素 （ 1）菌種：決定發(fā)酵液中各種懸浮粒子的大小和形狀； （ 2）發(fā)酵液黏度：發(fā)酵條件（ pH、溫度）培養(yǎng)基成分、發(fā)酵時間、雜菌污染、消泡劑等。 發(fā)酵液固液分離的目的 產(chǎn)物或是胞內(nèi)或是胞外。 九、色素及其他雜質(zhì)去除的方法 常用脫色方法：離子交換和活性炭吸附等方法。 吸附法 加入某些吸附劑或沉淀劑吸附雜蛋白質(zhì)而除去 。 變性法存在一定的局限性。 （ 2）加入有機(jī)溶劑、堿金屬中性鹽、表面活性劑等，使蛋白質(zhì)粒子的雙電層破壞，而沉淀。 化學(xué)變性沉淀法 使蛋白質(zhì)變性的化學(xué)因素有：極端 pH、加酒精、丙酮等有機(jī)溶劑或表面活性劑等。 加熱不僅使蛋白質(zhì)變性，同時降低液體枯度，提高過濾速率。
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