第二章发酵液预处理.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 板框式过滤机 （二）板式压滤机 1、结构P25 由滤板并列组合而成。滤板为凹面形圆盘，滤板两侧各有一凸出的边框，当二块滤板合拢进，中间内腔即形成滤箱，滤板两侧覆以滤布，将滤箱分成滤液空间与滤浆空间。 2、工作原理 料液经滤板的中央进料孔进入滤浆空间，滤渣沉积于滤布上形成滤饼，滤液穿过滤布进入板面的沟槽内，从下部不孔道流出。 (三)自动板框压滤机 1、结构 没有滤框，由滤板两侧的凹陷部分组成滤饼室。板框压紧、卸饼、清洗等操作可自动完成。 2、工作原理P27 滤布是自尾封闭的整体，配有自动控制系统，滤液穿过滤框两侧的滤布，沿滤板表面的沟槽流入下部角孔形成的通道，滤饼则在滤框内形成。洗涤滤饼也按过滤方向进行。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * （七）高价态无机离子去除的方法 1、钙离子的去除 钙的来源：发酵培养基中营养盐。 去除方法：酸化剂去除。 例：草酸除钙离子 生成草酸钙沉淀，同时沉淀还能促使发酵液中的杂蛋白质凝固，提高过滤速度和滤液质量；同时能使四环素类从菌丝中转入水相。 2、镁离子的去除 加入磷酸盐，生成磷酸镁沉淀。同时还可去除钙离子与铁离子。 通常加入的磷酸盐为三聚磷酸钠。 3、三价铁离子的去除 加入黄血盐，生成普鲁氏蓝沉淀而去除铁离子； 加入碱化剂生成氢氧化铁沉淀。 同时还能沉淀部分蛋白质。 (八)可溶性杂蛋白的去除法 1、等电点沉淀 根据蛋白质的两性性质，在等电点时溶解度最低，易产生沉淀，用酸或碱调节发酵液pH值，使其达到蛋白等电点而沉淀。 但有些蛋白质在等电点时仍有一定的溶解度，还要结合其它的化学方法。 2、热处理法 加热使蛋白质变性，其空间结构发生改变，疏水基团暴露，溶解度降低易产生沉淀。 在目标产物耐热允许的范围内，采用加热并保持一定时间，可去除可溶性杂蛋白。 例：去除链霉素中杂蛋白 pH值3.0，温度70℃,时间0.5h，使黏度降为原来的1/6，过滤速度提高10～100倍。 3、吸附法 利用吸附作用分离除去杂蛋白质。一般情况下，通过各种物理化学作用产生的沉淀均可吸附一定量的杂蛋白。 例：在枯草杆菌的碱性蛋白发酵液中加入氯化钙和磷酸盐，会生成磷酸钙沉淀，此沉淀能吸附杂蛋白，同时还能起助滤剂作用。 （九）色素及其他杂质的去除 色素的产生：微生物生长代谢过程中分泌的；培养基中的营养物质直接带来的。 去除方法 ：离子交换法、活性碳吸附法 用DEAE-纤维素从含酶溶剂中吸附色素物质，同时还可除去非活性蛋白。提高纯化倍数。 用强碱性阴离子交换剂对解朊酶的果胶酶溶液脱色，其活性损失较少。 第二节 发酵液的过滤 经过发酵预处理后，即采用不同的方法和设备进行固液分离，得到澄清的发酵液，为下一步提取做准备。过滤和离心是目前应用的主要方法。 体积较小的细菌和酵母菌，采用离心分离；细胞体积较大的丝状体（霉菌放线菌），采用过滤分离。 一、发酵液过滤的目的 1、为了获得含所需产物的细胞或发酵液； 2、为了去除发酵液中的固形杂质。 二、影响发酵液过滤的因素 （一）菌种 菌种决定了发酵液中各种悬浮粒子的大小和形状。 真菌、霉菌和蛋白质絮凝团较粗大，易过滤分离，不做特殊处理，直接过滤。 放线菌、细菌等体积小，菌丝体交织成网状，过滤困难，需先处理，凝固蛋白胶体后再选择适当的方法除去。 （二）发酵液黏度 影响发酵液黏度的因素： 1、发酵条件 2、放罐时间（发酵终了时间） 3、发酵染菌 4、发酵液的pH值、温度 影响发酵液黏度的因素： 1、发酵条件 包括培养基组成、未用完的培养基、消沫剂、发酵周期等。 2、放罐时间 在菌体自溶前放罐。防止色素及胶状杂质增多，过滤困难。 3、发酵染菌 发酵液染菌后黏度增大，不利于过滤。 4、发酵液的pH值、温度 影响发酵液的黏度，影响过滤。 三、发酵液过滤的方法 （一）过滤 在某一支撑物上放过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒留下。 1、常规过滤 料液流动方向与过滤介质垂直。通常适于过滤直径较大的悬浮粒子。如放线菌、霉菌发酵液。 对细小菌体或黏度较大的发酵液，需使用助滤剂。 滤饼 传统的过滤 2、错流过滤 料液流动方向与过滤介质平等的过滤方式。过滤介质为微孔滤膜或超滤膜，适用于悬浮粒子较小的发酵液。 滤膜易污染，需常清洗。