发酵液预处理及固液分离方法.ppt

* ? 发酵后期要少加消泡剂和少进行补料，防止消泡剂和未用完的培养基增加过滤难度； ? 菌体自溶前放罐可防止因菌体自溶释放出的代谢产物增加发酵液黏度 1）菌体细胞体积 ? 真菌菌丝体较粗大，质量比阻小，发酵液不需经特殊处理就很容易过滤； ? 放线菌菌丝细而分支，交织成网格状，质量比阻力大，较难过滤，发酵液需经预处理，凝固蛋白质等胶体物质，提高过滤速度； ? 细菌菌体更小，发酵液如不经絮凝等预处理，很难用常规过滤设备进行过滤操作。 2）培养基组成 黄豆饼粉、花生饼粉等会增加过滤难度 3）放罐时机 二、影响发酵液固液分离的因素 * 常见的固液分离方法 过滤 filtration 离心 Centrifugation 膜分离 membrane separation 双水相萃取 ATPS 扩张床吸附 EBA * （一） 过 滤 filtration 借助于过滤介质，在一定的压力差作用下， 使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的单元操作。 * 1、滤饼过滤： 适用于： 滤布，滤饼达到一定厚度起过滤作用。 固体含量0.1g/100ml 介质： * 过滤推动力： 悬浮液自身压强差、重力 悬浮液表面加压 过滤介质下方抽真空 离心力 过滤阻力： 介质阻力 滤饼阻力 * 2、过滤介质选择 应具有足够的机械强度和尽 可能小的流动阻力。 * 过滤介质-织物介质 又称滤布，应用最广泛，包括由棉、麻等天然纤维滤 布和合成纤维滤布。 ?? 最高温度℃ 密度 (kg／m3) 吸水率％ 耐磨 棉 尼纶 涤纶 92 105—120 145 155 114 138 16-22 6.5-8.3 0.04-0.08 良 优 优 ? 滤? 液 澄清度 阻力 滤饼中 含? 水 滤饼 脱落 寿命 堵孔 倾向 平纹 斜纹 缎纹 依 次 降 依 次 降 依 次 减 依 次 易 中 长 短 依 次 易 * 过滤介质-粒状介质 有硅藻土、珍珠岩粉、细砂、活性炭、白土等。 用于固相含量极少的悬浮液 最常用的是硅藻土，是优良的过滤介质。 硅藻土过滤介质通常有三种用法： （1）作为深层过滤介质。截留效果可达到1μm。 （2）作为预涂层。保护孔道不被固体粒子堵塞。 （3）用作助滤剂。 * 硅藻 * 过滤介质-多孔固体介质 ??? 如多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料等，可加工成板状或管状，孔隙很小且耐腐蚀，常用于过滤含有少量微粒的悬浮液。 * 典型过滤设备： 按操作方式分类： 按操作压强差分类： 实验室用抽滤装置 板框压滤机（间歇操作） 转筒真空过滤机（连续操作） 过滤式离心机 3、固液分离过滤设备 间歇过滤机、连续过滤机 压滤、吸滤和离心过滤 * 1）实验室用抽滤装置 * 2）板框压滤机 适合于固体含量1-10%的悬浮液的分离。 广泛应用于培养基制备的过滤及霉菌、放线菌、酵母菌和细菌等多种发酵液的固液分离。 A. 根据过滤机理，过滤操作可分为澄清过滤和滤饼过滤。 澄清过滤： 滤饼过滤： 过滤介质为硅藻土、砂、颗粒活性炭、玻璃珠、塑料颗粒等，当悬浮液通过滤层时，固体颗粒被阻拦或吸附在滤层的颗粒上，使滤液得以澄清，适合于固体含量少于0.1g/100ml、颗粒直径在5-100μm的悬浮液的过滤分离，如河水、麦芽汁、酒类和饮料等的澄清。 过滤介质为滤布，包括天然或合成纤维织布、金属织布、玻璃纤维纸、合成纤维等无纺布。当悬浮液通过滤布时，固体颗粒被滤布阻拦而逐渐形成滤饼（滤渣）。当滤饼至一定厚度时即起过滤作用，此时即可获得澄清的滤液，这种方法叫做滤饼过滤，在滤饼过滤中，悬浮液本身形成的滤饼起着主要的过滤作用，适合于固体含量大于0.1g/100ml的悬浮液的过滤分离。 B. 常用过滤设备 （1）板框过滤机 板框过滤机 * 板框压滤机 包括板和框，多做成正方形，角端均开有小孔，装合压紧后即构成供滤浆或洗水流通的孔道。框的两侧覆以滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆及滤饼的空间，滤板用以支撑滤布并提供滤液流出的通道。 * 板框式压滤机在过滤时，悬浮液由离心泵或齿轮泵经滤浆通道打人框内，，滤液穿过滤框两侧滤布，沿相邻滤板沟槽流至滤液出口，固体则被截留于框内形成滤饼。滤饼充满滤框后停止过滤。 优点： 真空转鼓过滤机具有自动化程度高、操作连续、处理量大。特别适合固体含量大（10％）的悬浮液的分离，在发酵工业中广泛用于霉菌、放线菌和酵母发酵液或细胞悬浮液的过滤分离。 缺点： 由于受真空度的限制，不适于菌体较小和粘度较大的细菌发酵液的过滤，且过滤所得固相的干度不如加压过滤。 （2）真空转鼓过滤机 第七章  发酵液的预处理和