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1、第二章細胞分離與破碎69/2/2021199固液分離的類型1、過濾(重力過濾器、壓濾器、真空過濾器)2、離心3、重力沉降9/2/2021299發(fā)酵液的組成懸浮液：指固體顆粒在0.1?m以上的固液分散體系。生物細胞培養(yǎng)液基本上也是懸浮液。培養(yǎng)液的組成：水70-80%+固體細胞及碎片20-30%(對微生物發(fā)酵)+少量的代謝成物+細胞破裂后的內容物+殘存的培養(yǎng)基成分9/2/2021399培養(yǎng)液的基本特征A、細胞成分及碎片大小不一，顆粒大小?，分離成本?。B、固液密度相近，黏度高：沉降和離心分離困難C、固體成分可壓縮可變形+高黏度：過濾困難，黏附在濾布，錯流過濾形成凝膠層D、動植物細胞抗剪切
2、力差：錯流膜過濾和離心等不適E、流變性復雜，非牛頓型流體。青霉素發(fā)酵液為卡森型流體，120h鏈霉素發(fā)酵液為擬塑性流體，灰色鏈絲菌發(fā)酵液為塑性流體。這些造成細胞難于分離9/2/2021499備注在高分子液體范疇內，可以粗略地把非牛頓型流體分為：純粘性流體，但流動中粘度會發(fā)生變化，如某些涂料、油漆、食品等。粘彈性流體，大多數高分子熔體、高分子溶液是典型的粘彈性流體，而且是非線性粘彈性流體。一些生物材料，如細胞液，蛋清等也同屬此類。流動性質有時間依賴性的流體。如觸變性流體，震凝性流體。9/2/2021599對微小而形狀多變的微生物細胞，發(fā)酵液和其它生物溶液的固液分離就變得復雜了。一般，由于
3、料液通常都是高的非牛頓粘度流體或者是高度可壓縮濾餅，發(fā)酵液和其它生物溶液是極其難以過濾的，因此，必須對這些生物分離程序進行修改。9/2/2021699預處理預處理的目的:改變發(fā)酵液的物理性質(黏度、顆粒大小?、顆粒穩(wěn)定性等)，固液分離速度?，分離器分離效率?。目標產物轉移其中一相(多數為液相)；9/2/20217991、加熱最簡單、最經濟的預處理方法是加熱，加熱不僅可以增加料液的操作特性，也可以對其進行滅菌。但加熱變性的方法只適合于對熱穩(wěn)定性的產物。加熱可產生：?黏度、促凝聚、?固體成分體積、破壞凝膠結構、增加空隙率、去蛋白9/2/20218992、調pH值：方法簡單有效、成本低廉p
4、H直接影響發(fā)酵液中某些物質的電離度和電荷性質，適當調節(jié)pH可改善其過濾特性。對于氨基酸、蛋白質等兩性物質作為雜質存在于液體中時，常采用調pH至等電點使兩性物質沉淀。另外，在膜分離中，發(fā)酵液中的大分子物質易與膜發(fā)生吸附，常通過調整pH，改變易吸附分子的電荷性質，以減少吸附造成的堵塞和污染。此外，細胞、細胞碎片及某些膠體物質等在某個pH下也可能趨于絮凝而成為較大顆粒，有利于固液分離。9/2/20219993、凝聚和絮凝通過電解質的加入促進原始溶液的凝聚和絮凝主要作用為增大混合液中懸浮粒子的體積，提高固液分離速度，同時可除去一些雜質。9/2/20211099凝聚和絮凝是兩種方法，兩個概念。
5、凝聚：指在投加的化學物質（鋁、鐵的鹽類或石灰等）作用下，膠體脫穩(wěn)并使粒子相互聚集成１mm大小塊狀凝聚體的過程。絮凝：指使用絮凝劑（天然的和合成的大分子量聚電解質）將膠體粒子交聯(lián)成網，形成10mm大小絮凝團的過程。其中絮凝劑主要起架橋作用。9/2/20211199凝聚：膠體粒子(10-100nm)中性鹽促進下脫穩(wěn)相互聚集成大粒子（1mm）機理：a中和粒子表面電荷b消除雙電層結構絮凝：大分子聚電解質將膠體粒子交聯(lián)成網狀，形成絮凝團的過程 機理：架橋作用9/2/20211299凝聚和絮凝技術能有效的改變細胞菌體和蛋白質等膠體粒子的分散狀態(tài),使其聚集起來,增大體積以便固液分離,常用于菌體細小
6、而且黏度大的發(fā)酵液的預處理中.9/2/20211399發(fā)酵液的帶電現(xiàn)象發(fā)酵液中的細胞、菌體或蛋白質等膠體粒子的表面，一般都帶有電荷，帶電的原因很多，主要是吸附溶液中的離子或自身基團的電離。通常發(fā)酵液中細胞或菌體帶有負電荷，由于靜電引力的作用使溶液中帶相反電荷的粒于（即正離子）被吸附在其周圍，在界面上形成了雙電層。9/2/20211499凝聚劑種類：A、無機鹽類：如硫酸鋁、明礬、硫酸鐵、硫酸亞鐵、FeCl3、AlCl3、ZnCl2、硫酸鎂等；B、無機堿：如Al(OH)3、Fe(OH)3、Ca(OH)2、CaO等；C、聚合無機鹽，如聚合鋁、聚合鐵。機理：A、破壞雙電層，B、水解后膠體吸附
7、，C、氫鍵結合等。9/2/20211599絮凝劑種類：A、陽離子類，如聚丙烯酰胺(+)、聚苯烯酸二烷基胺乙酯、聚二烯丙基四胺；B、陰離子類，如聚丙烯酸納、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺(-)；C、非離子類，如聚丙烯酰胺(0)、環(huán)氧化乙烯。機理：絮凝劑主要起中和電荷、橋架和網絡作用9/2/20211699一種顆粒均勻、質地堅硬的粒狀物質，用于擴大過濾表面的適應范圍，減輕細小顆粒的快速擠壓變形和過濾介質的堵塞。使用方法：A、預涂層；B、按一定比率混合。助濾劑種類：硅
