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《生物分離工程第2章過(guò)濾(發(fā)酵液預(yù)處理和固液分離)ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第二章發(fā)酵液的預(yù)處理與固液分離第一節(jié)發(fā)酵液的預(yù)處理方法第二節(jié)發(fā)酵液的過(guò)濾第一節(jié)發(fā)酵液的預(yù)處理方法一.目的：**1.分離菌體和其它顆粒2.除去部分可溶性雜質(zhì)，改變?yōu)V液的性質(zhì)胞內(nèi)產(chǎn)物和胞外產(chǎn)物處理方法不同二.發(fā)酵液的特性**1.發(fā)酵產(chǎn)物濃度很低;2.懸浮物顆粒小，相對(duì)密度和液相相差不大;3.固體粒子可壓縮性大，液相粘度大;4.性質(zhì)不穩(wěn)定;5.動(dòng)植物細(xì)胞，不能經(jīng)受強(qiáng)的剪切力.三.發(fā)酵液的預(yù)處理方法**㈠降低液體粘度㈡調(diào)整pH㈢凝聚與絮凝㈣惰性助濾劑1.加水稀釋但增加懸浮液的體積，加大后處理任務(wù)2.加熱但必須嚴(yán)格控制加熱溫度
2、和時(shí)間⑴熱穩(wěn)定性⑵防止細(xì)胞溶解，胞內(nèi)物質(zhì)外溢，增加發(fā)酵液的復(fù)雜性(一)降低液體粘度**恰當(dāng)pH，能促進(jìn)細(xì)胞聚集，改善過(guò)濾特性。氨基酸是兩性電解質(zhì)等電點(diǎn)pH>pI堿性條件負(fù)電荷pHFe3+>H+>Ca2+>
3、Mg2+>K+>Na+>Li+**常用電解質(zhì)：硫酸鋁，氧化鋁，三氯化鐵等。**(三.凝聚與絮凝)**2.絮凝：**在某些高分子物質(zhì)的作用下，基于架橋作用使膠粒形成較大凝聚團(tuán)的過(guò)程。絮凝成10mm大小塊狀絮凝物。1)原理：架橋作用另外解釋：脫水效應(yīng)，電中和效應(yīng)必須有長(zhǎng)鏈的線性結(jié)構(gòu)，以便同時(shí)吸附多個(gè)膠粒，形成較大的絮團(tuán)分子質(zhì)量不能超過(guò)一定限度，以便有良好的溶解性其分子中含有相當(dāng)多的活性官能團(tuán)，使之與膠粒表面結(jié)合2).絮凝劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)要求3)絮凝劑的分類(lèi)：**解離情況：陽(yáng)離子型，陰離子型，非離子型來(lái)源不同：有機(jī)高分子聚合物
4、：如聚丙烯酰胺等無(wú)機(jī)高分子聚合物：如聚合鋁鹽，聚合鐵鹽等；天然有機(jī)高分子聚合物：如殼聚糖和葡聚糖等聚糖類(lèi)、明膠、骨膠和海藻酸鈉等；微生物絮凝劑:是一類(lèi)由微生物產(chǎn)生的具有絮凝細(xì)胞功能的物質(zhì)，主要成分是糖蛋白、黏多糖、纖維素和核酸等高分子物質(zhì)。同其它絮凝劑相比，其優(yōu)點(diǎn)是安全、無(wú)毒和不污染環(huán)境。4)影響絮凝效果的因素**1、絮凝劑的種類(lèi)、相對(duì)分子質(zhì)量和類(lèi)型2、溶液pH：pH變化，影響離子型絮凝劑官能團(tuán)的電離度，從而影響分子鏈的伸展形態(tài)。電離度增大，由于鏈節(jié)上相連離子基團(tuán)間的靜電排斥作用，使分子鏈從卷曲狀態(tài)變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài)，架橋
5、能力提高。3、攪拌速度和時(shí)間：攪拌能使絮凝劑迅速分散，但凝團(tuán)后，攪拌會(huì)打碎凝團(tuán)。圖2.1絮凝劑的添加量對(duì)過(guò)濾速率的影響5)絮凝劑的添加量：由實(shí)驗(yàn)確定，一般較多，利于增加架橋的數(shù)量；過(guò)多，引起吸附飽和，絮凝劑爭(zhēng)奪膠粒而使絮凝劑粒徑變小，絮凝效果下降。另外還應(yīng)考慮成本。3.混凝：**對(duì)帶負(fù)電的菌體和蛋白質(zhì)，采用陽(yáng)離子高分子絮凝劑，同時(shí)具有降低膠粒的雙電子層電位和產(chǎn)生吸附架橋雙重機(jī)理，從而提高絮凝效果，這種包括絮凝和凝聚機(jī)理的過(guò)程，稱為混凝。(四).惰性助濾劑**特性：顆粒均勻，質(zhì)地堅(jiān)硬，不可壓縮，多孔濾速增大原因：改變?yōu)V
6、餅結(jié)構(gòu)，可壓縮性下降種類(lèi)：硅藻土，纖維素，石棉粉，珍珠巖，白土，淀粉等**使用方法：過(guò)濾介質(zhì)表面預(yù)涂助濾劑直接加入發(fā)酵液**如何選擇和使用助濾劑：根據(jù)目的產(chǎn)物選擇助濾劑種類(lèi)；根據(jù)過(guò)濾介質(zhì)和過(guò)濾情況，選擇助濾劑品種；粒度選擇；使用量。1.無(wú)機(jī)離子的去除**Ca2＋草酸鈉草酸鈣Mg2＋三聚磷酸鈉Na5P3O10＋Mg2+MgNa3P3O10＋2Na+Fe3＋黃血鹽普魯士蘭沉淀3K4Fe(CN)6＋4Fe3+Fe4[Fe(CN)6]3＋12K+沉淀法：酸性條件三氯乙酸鹽，苦味酸鹽等堿性條件Ag＋Zn2＋Pb2＋Fe3＋等變
7、性法：加熱、調(diào)pH、有機(jī)溶劑、表面活性劑吸附法：加入吸附劑吸附雜蛋白2.雜質(zhì)蛋白的去除**色素來(lái)源：微生物代謝分泌；培養(yǎng)基帶脫色方法：離子交換；活性炭吸附；氧化等3.色素的去除**1、改變發(fā)酵液過(guò)濾特性的方法有哪些？2、試述影響絮凝效果的因素。3、絮凝和凝聚的主要區(qū)別是什么？4、發(fā)酵液的相對(duì)純化方法有哪些？作業(yè)2分類(lèi)：過(guò)濾和有關(guān)操作：顆粒受限，液體自由運(yùn)動(dòng)餅式過(guò)濾；深層過(guò)濾；篩分沉降和浮選：液體受限，顆粒自由運(yùn)動(dòng)浮選；重力沉降；離心沉降發(fā)酵液固液分離主要是離心分離和過(guò)濾**第二節(jié)過(guò)濾(固液分離過(guò)程)基本概念:過(guò)濾介質(zhì)
8、：過(guò)濾操作中所采用的多孔物質(zhì)；濾漿或料漿：過(guò)濾操作中所處理的懸浮液；濾液：通過(guò)介質(zhì)孔道流出的液體；濾餅：被過(guò)濾介質(zhì)截留的固體物質(zhì)。一.過(guò)濾**1.原理：懸浮液通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，固體顆粒與溶液分離2.分類(lèi)：**濾餅過(guò)濾：懸浮液置于介質(zhì)一側(cè)，固體物沉積于介質(zhì)表面形成濾餅；深床過(guò)濾：分離出的固體顆粒并不形成濾餅，而是沉積于較厚的粒狀過(guò)濾介質(zhì)的床層內(nèi)部；推
