分离工程第三章知识总结
2016-09-07 20:56:57 0 举报AI智能生成
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生物工程下游技术第三章知识总结
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大纲/内容
发酵液
预处理
原因
所需目的产物在发酵液中浓度较低；菌体细胞等固体粒子的性质差异很大，且具有一定的可压缩性；菌体细胞等悬浮物颗粒小；液相粘度大；悬浮液性质不稳定等性质使得生物产品的分离较一般化工产品的分离困难，通常需对发酵液进行适当的预处理以改善其流体性能
处理方法
加热法
加热可降低液体粘度（温度函数）
只适用于产物对热较稳定的发酵液
调节PH法
调节PH可以改变菌体和蛋白质的带电性质，从而改变发酵液的过滤性
凝聚和絮凝法
能有效改变细胞、细胞碎片及溶解大分子物质的分散状态，使其聚结成较大的颗粒，便与提高过滤速率和提高滤液质量
凝聚
指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层排斥作用降低、电位下降，而使胶体体系不稳定的现象
电解质的凝聚能力用凝聚值（使胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度（mmol/L））表示
絮凝
指在某些高分子絮凝剂存在下，主要基于架桥作用，使胶粒形成较大絮凝团（10mm）的过程
适用于菌体细小而且粘度大的发酵液，提高滤饼的渗透
加入助滤剂法
助滤剂是一种颗粒均匀、质地坚硬，不可压缩的细粉或纤维，它能疏松滤饼是滤速加快
选择和使用助滤剂的要点
助滤剂的粒度
一般颗粒大，过滤速率快，滤液澄清度差
一般颗粒小，过滤阻力大，澄清度高
助滤剂的品种
粗目滤网
石棉粉、纤维素或二者混合甚至淀粉
细目滤网
细硅藻土
助滤剂的用量
助滤剂预涂层的最小厚度2mm
加吸附剂发或加盐法
也被称为无机盐处理法，将吸附剂或无机盐加入到细菌的悬浮液中形成庞大的凝胶吧发酵液中悬浮粒子包裹吸附在其中
具体纯化方法
无机离子
除去钙离子
采用草酸（乙二酸）
除去镁离子
加入三聚磷酸钠，与镁离子形成不溶性络合物
除去铁离子
通常加入黄血盐
蛋白质
沉淀法
在酸性溶液中，蛋白质能与一些阴离子形成沉淀
在碱性溶液中，蛋白质能与一些阳离子形成沉淀
变形法
蛋白质从有规则的结构变成不规则结构的过程称为变性
蛋白质变性最常用的方法是加热
吸附法
利用吸附作用出去蛋白质
色素
色素的来源
微生物生长代谢过程分泌
培养基高温杀菌引起
常用离子交换和活性炭吸附两种方法脱色
固液分离
离心
在液相非均一体系的分离过程中，利用离心力来达到液-液分离、固-液分离的方法统称为离心分离
形式
离心沉降
基础是固体的自由沉降
离心过滤
将料液送入有孔的转鼓并利用离心力场进行过滤的过程
以离心力为推动力完成过滤作业，兼有离心和过滤的双重作用
阶段
滤饼形成
滤饼压缩
滤饼压干
超离心法
根据物质的沉降系数、质量和形状的不同，应用强大的离心力，将混合物中的各组分分离、浓缩和提纯的方法
优点
分离速率快、效率高、操作时卫生条件好，适合于大规模的分离过程
缺点
设备投资费用高，能耗大
设备
碟片式离心机
管式离心机
螺旋式卸料离心机
设备的选用
固相颗粒密度大于液相是，采用沉降式离心机；反之采用过滤式离心机
颗粒直径小于1微米时，采用高速离心机；颗粒直径在20微米以下时，采用普通沉降式离心机；100微米以上的颗粒两者都
过滤
过滤介质
作用：过滤；滤饼的支撑物
要求：足够的机械强度；尽可能小的流动阻力
技术特性：所能截留的固体粒子大小以及对滤液的通透性
介质分类
织物介质
又称滤布，包括由棉、毛、丝、麻等织成的天然纤维滤布和合成纤维滤布
粒状介质/助滤剂
有硅藻土、珍珠岩粉、细砂、活性炭、白土和淀粉等
硅藻土：优良的过滤介质
一般不与酸碱反应，化学性质稳定
形状不规则，空隙大且多孔
多孔固体介质
如陶瓷、多孔玻璃
过滤速率
提高过滤速率
热处理
降低滤液黏度
降低滤饼比阻力r0
降低悬浮液中悬浮固体的浓度
过滤设备
板框过滤机
自动板框过滤机
转鼓式真空过滤机
硅藻土过滤机
其他方法
错流过滤
子主题
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