发酵液成分很复杂.docVIP

固液分离技术 （2）细胞破碎技术 （3）初步分离纯化技术 （4）高度分离纯化技 整个下游加工过程应遵循下列四个原则时间短；温度低；pH适中（选择在生物物质的温度范围内）；严格清洗消毒（包括厂房、设备及管路，注意死角），这和传统产品抗生素的生产是一致的。 （发酵液成分很复杂，包含菌（细胞）体，胞内外代谢产物，及剩余的培养基残分等。 不管人们所需要的产物是胞内还是胞外，都首先要进行培养液的预处理和固液分离开，才能进行后续操作： 对于胞外产物，可先将菌体或其他悬浮杂质去处，才能从澄清的滤液中提取代谢产物。 对于胞外产物，首先富集菌体，再进行细胞破碎和碎片分离，然后提取胞内产物 固液分离方法主要是过滤和离心。 对于细菌及某些放线菌，菌体细小，液体粘度大，不能直接过滤，若用高速离心，能耗很大，设备昂贵。若用膜分离技术（如微滤）易产生膜污染，通量降低。 发酵液中由于菌体自溶，核酸、蛋白质及其它有机粘性物质的存在也会影响固液分离。 因而寻找一种经济有效的方法来提高固液分离速度显得十分必要 预处理的目的：降低液体黏度，促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离的效率： ⑴ 改变发酵液的物理性质，包括增大悬浮液中固体粒子的尺寸，降低液体黏度。 ⑵ 相对纯化，去除发酵液中的部分杂质（高价无机离子和杂蛋白质），以利于后续各步操作。 ⑶ 尽可能使产物转入便于后处理的一相中（多数是液相） 发酵液中菌体表面带有负电荷，由于静电引力使溶液中反离子被吸附在其周围，在界面上形成了双电层。两种相反作用力下，双电层分裂成两部：1）吸附层或stern层2）扩散层。 形成了扩散双电层的结构模型不同界面上形成不同的电位: 胶核表面的电位φs是整个双电层的电位;吸附层（Stern）平面上的电位为φd; 滑移面上的电位为ζ,称ζ电位（电动电位） 正离子同时受到使它们均匀分布的热运动影响，具有离开胶粒表面的趋势 在发酵液中加入具有高价阳离子的电解质，能脱除胶粒表面的水化膜，降低ζ电位，使双电层的排斥力减少，当不足以抗衡胶粒间的范德华引力时，由于热运动的结果导致胶粒的互相碰撞而聚集起来电解质的凝聚能力可用凝聚价或凝聚值来表示，使胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度（毫摩尔／升），称为凝聚价或凝聚值 微生物絮凝剂一类由微生物或其分泌物产生的具有絮凝细胞功能的代谢产物。 包括直接利用微生物细胞的絮凝剂、利用微生物细胞壁代谢产物的絮凝剂和克隆技术所获得的絮凝剂 主要成分是糖蛋白、粘多糖、纤维素及核酸等高分子物质。 微生物絮凝剂最大的优点是安全，无毒和不污染环境。1、微生物絮凝剂的商业化生产始于20世纪90年代，如红平红球菌制成的NOC-1是目前发现的最佳微生物絮凝剂 2、微生物絮凝剂或将大部分替代普通絮凝剂3、浮游藻类、草分枝杆茵、硅酸盐芽孢杆菌 2）发酵液的黏度 ： 固液分离速度通常与粘度成反比，粘度越大，固液分离越困难。影响粘度的因素： 菌体的种类和浓度（重要因素），通常丝状菌、动物或植物细胞悬浮液粘度较大，浓度增大，粘度也提高。培养液中蛋白质、核酸大量存在 细胞破碎或细胞自溶后粘度增大。因此细胞破碎的程度应控制，发酵放罐时间要适宜。 培养基成分：如用黄豆粉、花生粉作氮源，淀粉作碳源，粘度都会升高。 某些染菌发酵液，如染细菌，则粘度会增大。 发酵过程的不正常处理，如大量过剩的培养基和消沫油加入，都会使粘度增大 衡量过滤特性的主要指标是滤饼的质量比阻rB ，它表示单位滤饼厚度的阻力系数。与滤饼的结构特性有关。 对于不可压缩性滤饼， rB为常数，但对于可压缩性滤饼，rB是操作压力差的函数： rB＝r(ΔP) m r-不可压缩滤渣的比阻，对于一定的料液为常数 m-压缩性指数，一般取0.5-0.8，对不可压缩性滤饼m为0。 可压缩滤饼:形成的滤饼刚性不足，其内部空隙结构随着滤饼的增厚或压差的增大而变形，空隙率减小. 滤饼的质量比阻与过滤关系：1滤饼的比阻值是随操作压力差的提高而增大的。 开始过滤时应注意不能很快提高压差，通常靠液柱的自然压差进料，并应缓慢地，逐步地升高压力，一般在相当长的时间内，压力差不要超过0.05 MPa，最后的压差也不超过0.3－0.4 MPa。若操作压力控制过高，由于比阻值的急剧增加，会使过滤速度很快下降，以至达到不能继续过滤的程度 过滤速度的强化 合理选择过滤介质：过滤介质所能截留的固体粒子大小：通常以过滤介质的孔径表示。常用的过滤介质中，纤维滤布所能截留的最小粒子约10μm，硅藻土为lμm，超滤膜可小于0.5μm。过滤介质的透过性：是指在一定的压力差下，单位时间单位过滤面积上通过滤液的体积量，它取决于过滤介质上毛细孔径的大小及数目 过滤介质-织物介质滤布，应用最广泛，包括由棉、麻等天然纤维滤布和合成纤维滤布 过滤介质-粒状