第八章 发酵产物的回收和提纯 董媛
发酵产物的提取与精制
发酵工业下游技术的一般工艺过程
❖ 下游加工过程由各种化工单元操作组成。 由于生物产品品种多，性质各异，故用到 的单元操作很多，其中如蒸馏、萃取、结 晶、吸附、蒸发和干燥等属传统的单元操 作，理论比较成熟，而另一些则为新近发 展起来的单元操作，如细胞破碎、膜过程 和色层分离等，缺乏完整的理论，介于两 者之间的有离子交换过程等。
二、发酵液的固液分离
❖ 微生物发酵液中含有大量菌体、细胞或细胞 碎片以及残余的固体培养基成分。
❖ 固液分离是指将发酵液（或培养液）中的悬 浮固体，如细胞、菌体、细胞碎片以及蛋白 质等的沉淀物或它们的絮凝体分离除去
（一）影响过滤速度的因素
❖ 1、发酵液中粒子的直径 ❖ 2、发酵液黏度
培养基的组成 未用完培养基的数量 消沫油 发酵周期
❖ 2、絮凝作用 ❖ 絮凝是指使用絮凝剂（通常是天然或合成的大分子
量聚电解质），在悬浮粒子之间产生架桥作用而使 胶粒形成粗大的絮凝团的过程。
❖ 常用的絮凝剂 ❖ 聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚胺衍生物、氯化钙、
磷酸氢二钠
❖ 絮凝技术预处理发酵液的优点不仅在于过滤 速度的提高，还在于能有效地去除杂蛋白质 和固体杂质，如菌体、细胞和细胞碎片等， 提高了滤液质量
目的
❖ （1）改变发酵液的物理性质，促进悬浮液中分 离固形物的速度，提高固液分离器的效率
❖ （2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中 （多数是液体）
❖ （3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步 操作。
一、 发酵液的预处理
❖ 采用理化方法设法增大虚浮液中固体粒子 的大小、或降低粘度，以利于过滤。
❖ 去除会影响后续提取的高价无机离子。
❖ 发酵醪预处理的要求:
❖ （1）菌体的分离 ❖ （2）固体悬浮物的去除 ❖ （3）蛋白质的去除 ❖ （4）重金属离子的去除 ❖ （5）色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除 ❖ （6）改变发酵醪的性质 ❖ （7）调节适宜pH值和温度
简述发酵产物分离提纯的工艺流程
简述发酵产物分离提纯的工艺流程英文回答：Fermentation is a widely used technique in biotechnology for the production of various products such as antibiotics, enzymes, organic acids, and biofuels. After the fermentation process, it is necessary to separate and purify the desired product from the fermentation broth. The process of separating and purifying the fermentation product is known as downstream processing.The downstream processing of fermentation products typically involves several steps, including cell removal, concentration, purification, and drying. The specific techniques used in each step may vary depending on the nature of the product and the desired purity level. Here is a general overview of the process:1. Cell Removal: The first step in downstream processing is to remove the microbial cells from thefermentation broth. This can be achieved through various methods such as centrifugation, filtration, or sedimentation. Centrifugation is commonly used to separate the cells from the liquid phase.2. Concentration: After cell removal, the desired product is typically present in the liquid phase. To concentrate the product, techniques such as evaporation, ultrafiltration, or precipitation can be employed. Evaporation involves heating the liquid to remove water, while ultrafiltration uses a membrane to separate the product from smaller molecules. Precipitation involves adding a reagent to cause the product to form solid particles that can be easily separated.3. Purification: Once the product is concentrated, further purification steps are performed to remove impurities and contaminants. Techniques such as chromatography, crystallization, or extraction can be used for purification. Chromatography is a commonly used technique where the product is separated based on its affinity for a stationary phase. Crystallization involvescooling the solution to allow the product to form crystals, which can be separated from the liquid phase. Extraction involves using a solvent to selectively remove the product from the solution.4. Drying: The final step in downstream processing isto dry the purified product. This can be achieved through techniques such as freeze-drying, spray drying, or vacuum drying. Freeze-drying involves freezing the product and removing the water under vacuum, while spray dryinginvolves spraying the product into a hot air stream to remove moisture. Vacuum drying involves applying heat and vacuum to remove moisture from the product.Overall, the downstream processing of fermentation products involves a series of steps to separate and purify the desired product from the fermentation broth. Thespecific techniques used in each step depend on the characteristics of the product and the desired purity level.中文回答：发酵是生物技术中广泛使用的一种技术，用于生产抗生素、酶、有机酸和生物燃料等各种产品。
发酵产物的提取与精制概论
超声波破碎
3、特点： 1）适应于实验室规模的应用（操作简单、液量损
失少，可加冰或加冷水，大规模操作时，声能传 递和散热困难）
2）易失活物质不宜用（超声波可促使产生一些化 学自由基因使物失活）
3）G-杆菌破碎效果好，酵母菌效果差
2、非机械法
（1）酶溶法： （2）化学法 利用化学试剂溶解细胞壁或抽提细胞中某些组分的方法 ①酸碱来调节溶液的pH ②有机溶剂：甲苯 ③表面活性剂：都是两性化合物，分子中有一个亲水基团
适宜的微球粒径，可以使破碎效率最高； 破碎过程产生热能，要注意热交换； 适用于绝大多数微生物细胞的破碎； 珠磨法的破碎率一般控制在80%。
超声波破碎
1、工作原理 在超声波的作用下，液体发生空化作用，
空穴的形成，增大和闭合产生极大的冲击 波和剪切力，使细胞破碎 2、影响因素：声频、声能、处理时间、细 胞浓度、菌种类型
四、菌体的分离方法
（1）离心分离 管式高速离心机、碟片式离心机 （2）过滤
真空过滤机、板框过滤机、
常用过滤设备 1）板框(plate and frame)压滤机 2）带式压滤机
板框过滤机结构图 （曹军卫 320页） 1-尾板 2-滤框 3-滤板 4-主梁 5-头板 6-紧压装置
3、影响发酵液过滤的用：助滤剂表面具有吸附胶体的能力，并且由此助滤剂
加入方法有两种：a)预先在滤布上铺上一层1颗粒2形m成m的厚滤的饼助具滤有剂格子；型b结)直构接，把不助可压滤缩剂，加滤入孔发不酵会液被全中。
部堵塞，可以保持良好的渗透性
使用方法（1）在滤布上预涂，作为过滤介质使用
三、预处理的方法：
1、加热法：
降低悬浮液的黏度，除去某些杂蛋白，降低
悬浮物的最终体积，破坏凝胶状结构、增加滤饼
9发酵产物的提取与纯化
密度/（kg/m3） 适用
干 湿
240~280 7.5~10
吸水率
备注
硅藻 土 珍珠 岩
130~190
250%
110~150
240~260
7.5
常用于抗 生素等提 取
• （二）细胞分离及破碎 • 固液分离操作常用方过程才能进一步进行产物 的提取分离，细胞分离往往是生物分离 的辅助步骤。 • 细胞破碎手段主要有机械法、酶法、物 理法和化学法等四大类。
• （二）萃取分离技术
• 溶剂萃取 • 双水相萃取 • 超临界萃取
• 1、溶剂萃取
• 利用欲提取的组分在溶剂中与原料液中 溶解度的差异来实现分离目的。
• 单级萃取 • 多级萃取
• 2、双水相萃取
• 用于蛋白质和核酸等生物大分子提取 • 常用的双水相有：PEG－葡聚糖和PEG －无机盐（磷酸盐、硫酸盐）。 • 双水相不仅可用于澄清发酵液处理，而 且还可以从含有菌体的原发酵液或细胞 匀浆中直接提取蛋白质。
• 3、使用助滤剂 • 发酵液中的胶体微粒被吸附到助滤剂微 粒上，而后者是不可压缩的，因而使压 缩性高的微生物菌体形成的滤饼可压缩 性大大降低，故可大大提高过滤速率。 • 常用助滤剂有硅藻土、珍珠岩等，对于 单细胞蛋白生产以及产物不能含硅的场 合，可使用淀粉作助滤剂。
常用助滤剂物化特性及助滤性能
• 3、盐析沉淀
利用各种生物分子在浓盐溶液中溶解度 的差异，通过向溶液中引入一定数量的 中性盐，使目的物或杂蛋白以沉淀析出， 达到纯化的目的。 • 优点：经济，不需特殊设备，操作简单， 安全，较少引起变性。通常蛋白质的分 离采用此法。
• 对于蛋白质的盐析沉淀，盐类选择原则为：
• （1）阴离子的沉淀效果顺序为： 柠檬酸根离子>PO33->SO42->CH3COO->Cl->NO3• （2）阳离子的沉淀效应顺序为NH4+>K+>Na+ • （3）加入固态盐类，以减少溶液的稀释。 • （4）加入盐的浓度应根据蛋白质大概浓度采用实 验或经验公式确定。
第九章发酵产物的提取与精制
发酵液的pH和温度 影响过滤的比阻值，从而影响滤速
发酵液的加热时间 加热发酵液能使其中的蛋白质变性，使比 阻值大大下降，但长时间的加热反而会使 过滤速度减慢，可能是由于凝固的蛋白又 分解的缘故
比阻值是衡量各种物质过滤特性的主要指标，过滤的 比阻值越大，过滤速度越慢
2. 过滤
由于电解质离子在水中的水化作用，会破坏 胶粒周围的水化层，使其能直接碰撞而聚集 起来
影响凝聚作用的主要因素
无机盐的种类： Al3+>Fe3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>Li+
无机盐的化合价：离子的化合价越高，凝 聚能力越强
无机盐的用量：无机盐浓度越大，凝聚效 果越好
常用的凝聚剂
蛋白的去除
絮凝作用 等电点沉淀 变性沉淀 加各种沉淀剂沉淀 吸附
(一) 等电点沉淀
蛋白质是一种两性物质，在酸性溶液中带 正电荷，碱性溶液中带负电荷，而在某一 pH下，净电荷为零，称为等电点。
等电点时蛋白质在水中的溶解度最小，能 沉淀而除去
(二) 变性沉淀
加热，使发酵液中的蛋白质变性而产生沉 淀
预处理的方法
1，发酵液的凝聚和絮凝 2，杂蛋白质的去除 3，高价无机离子的去除方法 4，酶解法去除不溶性多糖
1.发酵液的凝聚和絮凝
作用 增大发酵液中悬浮粒子的体积，提高液－
固分离速度和滤液质量。
在预处理中，常用于细胞、菌体（胞外产 物）、细胞碎片（胞内产物）以及蛋白质等 胶体粒子的去除。
(一)凝聚作用
是指在某些电解质作用下，使扩散双电层 的排斥电位（ζ）降低，破坏胶体系统的分 散状态，而使胶体粒子聚集的过程。
第7章 发酵产物的提取
固液分离
板框过滤、 板框过滤、
离心
初步纯化（提取） 三、初步纯化（提取）
）、吸附法 （一）、吸附法 用一种吸附剂将被提取物吸附在其上， 用一种吸附剂将被提取物吸附在其上，然后 用一种溶液（ 再将被吸附的物质洗脱下来。 用一种溶液（剂）再将被吸附的物质洗脱下来。 常用的吸附剂：活性炭、氧化铝、硅胶等。 常用的吸附剂：活性炭、氧化铝、硅胶等。 缺点：选择性不高、吸附量小。 缺点：选择性不高、吸附量小。 应用：用于新抗等物质的提取。 应用：用于新抗等物质的提取。
离子交换色谱： 3、离子交换色谱： 其原理是： 其原理是：利用某些能够离子化的极性 物质或两性电解质能够电离成阳离子或阴离 子，这些离子可以与阳离子或阴离子交换树 脂交换， 脂交换，从而把溶液中的产物结合倒离子交 换树脂上， 换树脂上，然后再用另一种对树脂亲和力更 大的离子溶液把产物从树脂上洗脱下来， 大的离子溶液把产物从树脂上洗脱下来，而 达到分离、提纯的目的。 达到分离、提纯的目的。
第六章
发酵产物的提取
一、发酵产物提取的一般工艺过程 二、发酵液的预处理及固液分离 三、初步纯化（提取） 初步纯化（提取） 四、高度纯化（精制） 高度纯化（精制） 五、成品加工
一、发酵产物提取的一般工艺过程
从发酵液中分离有关的产物是一个 生物化工工程过程， 生物化工工程过程，它是由一些生物化 工工程的操作单元组成， 工工程的操作单元组成，由于生物产品 的种类多，性质各异， 的种类多，性质各异，故使用的操作单 元很多，如沉淀、萃取、蒸发、结晶、 元很多，如沉淀、萃取、蒸发、结晶、 干燥等。 干燥等。
二、发酵液的预处理及固液分离
发酵液预处理的目的： 发酵液预处理的目的： 1、改变发酵液的性质（粘稠性），以利于固液分离。 改变发酵液的性质（粘稠性），以利于固液分离。 ），以利于固液分离 2、除去部分杂质。 除去部分杂质。 发酵液预处理的方法： 发酵液预处理的方法： 1、蛋白质沉淀：加热、调酸碱、加有机溶剂。 蛋白质沉淀：加热、调酸碱、加有机溶剂。 2、高价金属离子沉淀：形成不溶性沉淀。 高价金属离子沉淀：形成不溶性沉淀。 3、加絮凝剂。 加絮凝剂。 4、加助滤剂。 加助滤剂。
发酵工程及其应用课件-高二下学期生物人教版选择性必修3
4.在其他方面的应用 （1）解决资源短缺与环境污染问题
随对纤维素水解研究的不断深入，利用纤维废料发酵生产酒精、 乙烯等能源物质已取得成功 （2）将极端微生物应用于生产实践
自然界中还存在着一定数量的极端微生物，它们能在极端恶劣的 环境（高温、高压、高盐和低温等环境）中正常生活。
例如嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高 热敏性产品的产量。
乳酸链球菌素、溶菌酶
③生产酶制剂 b.来源：少数由动植物生产，绝大多数通过发酵工程生产
用于食品的直接生产、改进生产工艺、简化生产过程、改善产品 的品质和口味、延长食品储存期和提高产量等方面。
d.产品： α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基酸肽酶和脂肪酶等。
2.在医药工业上的应用
基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合
条件，已获得所需的发酵产物。 放料管
量
7.分离、提纯，获得产品
方法： 1）如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采 用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥得到产品。 2）如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、 分离和纯化措施来获得产品。
胞外产物
发 酵 液
发能预 处 理 酵直生 接产 排细胞分离排 放出 到的 外气 界细胞破碎体 环和 境，废细 破 分需弃胞 碎 离如培何养处液理等初 步 纯 化不?
及时添加必需的营养组分
电动机
排出气体，
排气管 调节罐压
了解发酵进程： 随时检测培养液 中的微生物数量、 产物浓度等
同种微生物生长
培养物或营养物 质的加入口
观察孔
pH计 同一微生物由于培养环境 PH不同，可能会积累不同
发a取、样酵要管过在程发的酵监过控程：中随时取样，检冷冷测发却却酵培夹水液层排养出液口的中1触代的.使，谢微微提物生生高。物物原充料分利与用原率料。接
简述发酵产物分离与纯化的一般流程
简述发酵产物分离与纯化的一般流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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发酵工程李艳第三篇发酵工程产物的提取-第一次课
第三篇发酵工程产物的提取第十一章发酵工程下游技术发展及发酵液的预处理第一节：发酵工程下游技术发展一、下游技术领域及发酵产物分类（5-8min）1.引入概念在前11周，我们学习了菌种选育、种子培养、发酵过程控制等内容，以上为发酵的上游部分，区分上游和下游的关键是判断“发酵结束”，标准为产品质量和经济效益。
2.定义：下游技术（工程）（downstream processing）：对于由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物原料，经提取分离、加工并精制目的成分，最终使其成为产品的技术。
（重点）3.从工业发酵范畴来看，从发酵液中获得的发酵产物大致可分为三类：菌体、酶、代谢产物。
发酵液中的杂质：菌体、蛋白、有机酸4.举例：酶的分离纯化；葡萄酒的纯化5、下游加工过程在生物技术中的地位（3min）1.组成：下游加工过程是生物技术的重要组成部分，发酵液或反应液需要经过下游加工过程才能成为成品；2.费用：传统发酵工业中下游部分的费用占整个工厂投资费用的6 0%,而对重组DNA生产蛋白质等基因工程产品，下游加工的费用可占整个生产费用的80%—90%；3.关注程度：英国政府工业部于1 9 8 3年发起生物分离计划（BIOSEP）,专门研究下游加工过程；1 9 8 7年英国化学工业会召开了专门讨论下游加工过程的国际会议；我国也于19 8 9年在济南召开了一次专门会议；近十年来国内外有关生物分离或蛋白质纯化的专著陆续出版。
三、下游加工技术的特点（3min）1.目的产物在初始原料中的含量较低；2.含目的产物的初始物料组成复杂，除了目的产物外，还有大量的细胞、代谢、残留培养基、无机等，特别是产物类似物对目的产物的分离纯化影响很大；3.目的产物的稳定性差，具有生物活性的物质对pH、温度、金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等十分敏感，容易是其失活、变性；4.种类繁多，包括大、中、小分子、结构简单或复杂的有机化合物，以及结构复杂又性质各异的生物活性物质；5.应用面广，对其质量、纯度要求高，甚至要求无菌、无热源。
发酵工程 11 发酵产物的提取与精制
的分配，萃取剂与溶质间的化学反应包括离子
交换和络合反应等。
2、双水相萃取 溶剂萃取法，一般是将水溶液中的溶质萃取到 有机溶剂中，这会使许多生物大分子在有机溶 剂中失活变性。双水相系统中多聚物的水溶液
给生物分子提供温和的环境。双水相萃取可直
接从细胞破碎匀浆中萃取蛋白质，无需分离细 胞碎片。
3、反胶束提取纯化技术 将表面活性剂溶于非极性溶剂（有机溶剂）中， 并使其浓度超过临界胶束浓度，便会在有机溶 剂内形成聚集体，这种聚集体即为反胶束。在
常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、硫酸镁、 磷酸钠、磷酸钾、氯化钾、醋酸钠、硫氰 化钾等。在蛋白质的盐析中，以硫酸铵应 用最广。
盐析的操作：pH
蛋白质、酶等经过盐析沉淀分离后，产品 夹带有盐分，需脱盐处理。常用的方法有 透析法、电渗析法和葡聚糖凝胶过滤法等。
3、有机溶剂沉淀分离法 与无机沉淀剂相比，有机沉淀剂的优点在于： （1）选择性比较高，即一定浓度的有机沉淀 剂只沉淀分离某一种或某一类溶质组分；（2） 沉淀后所得产品不需脱盐，残留的沉淀剂通过 挥发而易于去除。 有机沉淀剂的缺点是对有些生物大分子如酶类 有失活作用，因而常需在低温下操作。
反 渗 透 RO ） 压 力 差 （ 2-10M P a） （ 透 析 （ DS） 浓度差
电 渗 析 ED ） 电 位 差 （
2、膜分离技术的特点 膜分离技术一般在常温下操作，不需加热，被 分离的物质能保持原来的性质，能保持生物物 质的活性。其选择性强，操作过程简单，适用
范围广。膜分离技术在分离物质过程中不涉及
一、发酵液的预处理
发酵液的特性：
①菌体细小且可压缩，其相对密度与培养
液相似；
②发酵液粘稠，大多为非牛顿流体； ③发酵产物浓度底，处理体积大。
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ζ电位的计算：
• D — 水的介电常数； • q — 胶体的电动电荷密度； δ— 扩散层的有效厚度.
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δ— 扩散层的有效厚度
• 式中 N一 阿伏伽德罗常数； • T一 热力学温度： • k — 波尔兹曼常数； • e — 电子电荷； • Zi— i种反离子的化合价； • Ci — i种离子的摩尔浓度。
加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。 四环类抗生素生产中，采用黄血盐和硫酸锌的 协同作用生成亚铁氰化锌钾K2Zn3[Fe(CN)5]2的 胶状沉淀来吸附蛋白质; 在枯草杆菌发酵液中，常加入氯化钙和磷酸氢 二钠，加快了过滤速度。
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5、预处理-高价无机离子的去除
1. Ca2+ ——草酸、草酸钠，→形成草酸钙沉淀 2. Mg2+——三聚磷酸钠，→形成三聚磷酸钠镁 3. Fe2+ ——黄血盐，→普鲁士兰沉淀
调节发酵液的pH到蛋白质的等电点是除去蛋
白质的有效方法。
影响离子型絮凝剂的电离度。
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pH 2.8
3
600 400 200 0
pH 3.8
pH 4.2
pH 4.6
0
6
12 Time,minutes
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Fig The effect on filtrate volume of pH
29
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检验学院
1、凝聚和絮凝
凝聚： 指在中性盐（铝、铁的盐类）作用下， 胶体脱稳并使粒子相互聚集成１ mm 大小块状凝聚体的过程。
絮凝：指絮凝剂基于架桥的作用将胶体粒子
交联成网，形成10agulation
机理： 1）中和粒子表面电荷 2）消除双电层结构 3）破坏水化膜
絮凝
flocculation
絮凝：大分子聚电解质将胶体粒子交联成网状， 形成絮凝团的过程 机理：架桥作用 分类：阴离子型、阳离子型、非离子型
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检验学院
高分子絮凝剂的吸附架桥作用
它们通过静电引力、范德华引力或氢键的作用，强烈地吸附在胶粒 的表面。
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检验学院
工业上使用的絮凝剂
可分为三类：人工合成有机高分子聚合物、天然 有机高分子聚合物、微生物絮凝剂 1）人工合成有机高分子聚合物
可能小的流动阻力。
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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。
密度 最高温度℃ (kg ／m3 ) 棉 92 155 尼纶 105—120 114 涤纶 145 138 滤 液 澄清度 平纹 依 斜纹 次 缎纹 降 吸水率％ 16-22 6.5-8.3 0.04-0.08 耐磨 良 优 优
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1、滤饼过滤：
介质：滤布，滤饼达到一定厚度起过滤作用。
适用于： 固体含量>0.1g/100ml
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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
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2、过滤介质选择
应具有足够的机械强度和尽
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检验学院
固液分离的目的：
收集胞内产物的细胞或菌体，分离除去液相； 收集含生化物质的液相，分离除去固体悬浮物。
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二、影响发酵液固液分离的因素
1）发酵液中悬浮离子的大小
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检验学院
2）发酵液的黏度：
菌体的种类和浓度（重要因素）
培养液中蛋白质、核酸大量存在 培养基成分 某些染菌发酵液 发酵过程的不正常处理
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超速离心机：
检验学院
离心机的种类与用途 按离心机的作用方式：
斜角式 平抛式 管式 碟式
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胶体双电层结构
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检验学院
胶体双电层结构
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。
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胶体双电层结构
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; 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）。
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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。
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3、固液分离过滤设备
按操作方式分类： 按操作压强差分类： 典型过滤设备：
间歇过滤机、连续过滤机 压滤、吸滤和离心过滤
检验学院
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
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错流过滤
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朗极化工公司膜澄清过滤和膜 浓缩的“错流过滤系统” 陶瓷膜
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几种过滤设备的比较
过程
设备
主要结构
特点
适用性 应用广泛。对 原料的适应性 强 适于粒度中等， 粘度不太大的 物料 应用广泛，过 滤面积小。
装合 滤板/滤框/ 过滤 板框压 夹紧机构/机 洗涤 滤机 架 卸渣 整理 过滤 转鼓真 转筒(滤网、 洗涤 空过滤 滤布)/分配 吹干 机 头、滤浆槽 卸渣 过滤 离心过 转鼓(滤网、 洗涤 滤机 滤布)/机架 卸渣
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3）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。 主要成分是糖蛋白、粘多糖、纤维素及核酸 等高分子物质。 安全，无毒和不污染环境。
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混凝
在料液中，先加入无机电解质，使悬 浮粒子间的相互排斥能降低，脱稳而 凝聚成微粒，而后再加入絮凝剂的操
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1）实验室用抽滤装置
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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。
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3）真空转鼓过滤机
主体是一个由筛板组成能转动的水平圆筒， 表面有一层金属丝网，网上覆盖滤布,圆筒内沿 径向被筋板分隔成若干个空间。
如聚丙烯酰胺类衍生物
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检验学院
目前最常见：聚丙烯酰胺类絮凝剂
聚丙烯酰胺类絮凝剂的优点
用量少； 絮凝体粗大，分离效果好； 絮凝速度快； 种类多，适用范围广。
聚丙烯酰胺类絮凝剂的缺点：
存在一定的毒性
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2）天然有机高分子絮凝剂
例： 淀粉类、纤维素类、植物胶类和聚多糖类。 其中淀粉改性絮凝剂的研究开发最引人注目。
作过程。
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絮凝的影响因素
发酵液的性质； 絮凝剂的加量； 絮凝剂的分子量； pH 控制； 搅拌速度。
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发酵液的预处理和固液分离技术
2、预处理-降低发酵液粘度
提高温度
－确保目的产物稳定性 －过滤速度需提高稀释 倍数以上
方法
加水稀释
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3、 预处理-调节pH
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离心机的种类与用途
低速离心机： 高速离心机： 其最大转速在8000 r/min以内，主要用于细 胞、细胞碎片和培养基残渣等固形物的分离。 最大转速为（1～2.5）×104 r/min ，主要 用于细胞碎片和细胞器等较小固形物的分离。 最大转速达 (2.5～12)×104 r/min，主要用 于DNA、RNA、蛋白质等生物大分子以及细 胞器、病毒等的分离纯化。
固液分离的进行。
针对对象： 高价无机离子和可溶性蛋白。
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一、预处理的方法
凝聚和絮凝 Coagulation and flocculation 降低发酵液粘度Reduce viscosity 调节悬浮液的pH值 Regulation of pH 杂蛋白的去处 Removal of useless protein 高价无机离子的去处 Removal of inorganic ion 助滤剂Filter aids和反应剂 Reactant
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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
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（一） 过 滤 filtration
借助于过滤介质，在一定的压力差Δ P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。
转鼓 滤饼 滤布
滤布；
机架。
滤网
原理：
离心过滤机工作原理图
由于离心力作用，液体产生径向压差，通过滤饼、滤网及滤筐而流出。
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5）错 流 过 滤
又称切向流过滤 在压力推动下，悬浮液以高速在管状滤膜的 内壁作切向流动，利用流动的剪切作用将过 滤介质表面的固体（滤饼）移走，而附着在 滤膜上的滤饼很薄，因而能在长时间内保持 稳定不变的过滤速度
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4、预处理-杂蛋白的去除方法
沉淀法 变性法 吸附法
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（1）. 杂蛋白去除-沉淀法
A 等电点沉淀法 B. 酸碱调节，使蛋白质与离子形成沉淀
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（2）.杂蛋白去除-变性
加热
大幅度调节pH值 加酒精、丙酮等有机溶剂或表面活性剂等。
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（3）.杂蛋白去除- 吸附法
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转筒真空过滤机
主要适用霉菌发酵液，对菌体 细小、黏度大铺助滤剂。