Ch2 发酵液的预处理和固液分离方法.pptVIP

第二章 发酵液的预处理和固液分离方法;一、发酵液的预处理的原因及其目的 ;1、加热法：;② Mg++去除：加入三聚磷酸钠，从而形成可溶性络合物，同时磷酸盐也能大大降低Ca++、Mg++的浓度。;4、凝聚和絮凝技术：;;②胶粒能保持分散状态的原因：;;③ 凝聚价或凝聚值：单位为（mmol/L）;(2)絮凝作用(flocculation)：;③絮凝剂按其来源分：;④ 影响絮凝效果的因素：;一、发酵液的过滤特性和滤饼的质量比阻 过滤操作一般以压力差为透过推动力，只靠重力是不能达到足够大的透过速度。 ; 对于常规过滤通常适用于过滤直径为10～100μm的悬颗粒。过滤时固体颗粒被过滤介质截留，在介质表面形成滤饼。因此，料液必须穿过滤和过滤介质的微孔。; 衡量过滤特性的主要指标是滤饼的重量比阻rB (或α).它表示单位滤饼厚度的阻力系数，与滤饼的结构特性有关。rB(或α)越小，则发酵液越易过滤。 单位：(m/kg); 发酵液经预处理后，其比阻一般大大降低，例如各种抗生素发酵液经不同的预处理方法后，其滤饼的比阻见下表： 由表可知，放线菌发酵液经预处理后，比阻仍大于真菌发酵液，黄豆粉代替玉米浆，则rB 增大等。;; 对于不可压缩滤饼，rB(或α)为一常数，而对于可压缩滤饼rB (或α)是操作压力差的函数。经验方式：; 可压缩滤饼的质量比阻rB(或α)随△P↑而↑，∴过滤开始时，一定不能太快提高压差，一般在相当长时间内△P≤0.05MPa,最后的压力差(不包括榨滤)也不超过0.3～0.4MPa。否则过早导致rB(或α) ↑，使过滤速度很快↓，以至于达不到继续过滤的目的。;;二、可压缩滤饼的过滤方程式：; 根据滤饼的rB(或α)值，可衡量各不同发酵液过滤的难易程度。 如霉菌的菌丝比较粗大，青霉素的比阻为(0.15-0.2)×10１2m/kg，发酵液容易过滤，常不需特殊处理；而放线菌菌丝细而分枝交织成网络状，如链霉素的比阻为(2000-4000) ×1012m/kg左右,过滤较困难，一般需经有效的方法预处理。;例：在从庆大霉素发酵液过滤分离链霉菌的过滤实验中，使用硅藻土作助滤剂。小型过滤机的过滤面积A=0.01m2，滤液粘度μ=1.1×10-3Pa·s,过滤压差△P=6.772×104Pa，且发酵液固体悬浮物浓度为15kg/m3 。过滤时间所对应的滤液量为：;解：据实验数据以q对 t/q 作图，得到一条过滤操作直线，其截矩B≈0，即过滤介质阻力Rm=0，由此可求得直线的斜率 M=(2.8 × 103))/(10.2 ×10-3 ) =2.75×105 代入公式可计算出 rB=2.26×1012(m/kg) ;;三．降低滤饼的质量比阻的方法或改善过滤性能的方法:;;;①发酵液要经过预处理(以上介绍的四种方法) ②加助滤剂有利于改善过滤性能，利于固液分离。常用的助滤剂有硅藻土，纸浆、珍珠岩（成分SiO2）等，它们是不可压缩的多孔微粒，能使滤饼疏松，过滤速度增大。;③加入一些反应剂，它们能相互作用或和某些溶解性盐类发生沉淀，生成的沉淀可作为填充—凝固剂，沉淀本身可作为助剂，另一方面还可使胶状物和悬浮物、某些prot、凝固，从而改善过滤性能。如环丝氨酸发酵液用CaO和H3PO4 处理，能达到上述目的，而且多余的磷酸根离子还能除去Ca++、Mg++。∴正确选择反应剂和反应条件能使过滤速度提高3-10倍。;④酶介作用：加入适当的酶来分解某些物质。;四、影响固液分离的因素：;1、发酵液中各种悬浮粒子的形状和大小，是影响固—液分离的主要因素。;2、发酵液的粘度;3、培养基的组分：;4、发酵后期加消沫油或剩余???量未用完的培养基都会使固-液分离困难。;六、全发酵液提取;重点： 难点：;2、恒压过滤回收抗生素发酵上清夜，料液内细胞浓度为10.6克干重/dm3。所用过滤介质面积为0.5m2，操作压差为0.06MPa，滤液黏度为1.1cp,发酵液与滤液密度近似相等，为1.06g/cm3,过滤实验数据如下：滤饼的湿干质量为6，试计算滤饼的比阻和过滤介质的阻力。