第六章发酵液的预处理及固液分离.ppt

第六章发酵液的预处理及固液分离抗生素下游加工的一般过程第一节发酵液的性质二、抗生素的稳定性三、发酵液中的杂质第二节发酵液预处理的方法二、发酵液预处理的要求２、蛋白质的去除
发酵液中去除菌体和固体悬浮物后，一些可溶性蛋白质仍留在滤液中，需设法去除。
除去蛋白质的滤液要保证在一定的pH范围内不发生混浊，否则影响溶媒提取和离子交换提取。３、重金属离子的去除
重金属离子的存在，会影响提取和精制，同时会影响发酵产物的质量和回收率，故必须除去。
４、色素、热原质、毒性物质的去除
针对药用发酵产品尤为重要。尤其是针剂。
５、改变发酵液性质，以利于提取和精制后续工序的操作顺利进行
如，当发酵终了时，发酵产物可能在发酵液中，也可以在菌体内部或两相同时存在。常采用调节pH、酸性或碱性的方法使发酵产物转入后续处理的相中。

６、调整适当pH值和温度
避免引起产物的破坏和损失。多数抗生素不耐热，对pH值要求高。三、蛋白质的预处理（除杂蛋白）

1．等电点沉淀
2.变性沉淀
3．加各种沉淀剂沉淀
4．加入凝聚剂（金属盐）
5．加入絮凝剂1．等电点沉淀
调Ph到等电点，杂蛋白的净电荷为零，溶解
度最小，沉淀析出。
多数抗生素发酵液的等电点4.0-5.5之间，
一般加酸调。如：硫酸、盐酸、磷酸等。
2.变性沉淀（凝固）：
①加热，但多数抗生素不耐热，只适用于热稳定
抗生素。如：灰黄霉素
②加酒精、丙酮等有机溶剂或表面活性剂等
3．加沉淀剂沉淀：
对酸性发酵液：可加阴离子，如三氯乙酸，鞣酸等
对碱性发酵液：可加阳离子，如Ag+、Cu2+、Zn2+等
4．加入凝聚剂（金属盐）
凝集剂的作用：粒子表面电荷中和；消除粒子表面稳定的双电荷层；使胶体粒子的排斥电位降低而发生聚沉。
金属盐特别是重金属盐较常用。如，硫酸铝、三氯化铁等5．加入絮凝剂
絮凝是指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
近年较常用。如，壳聚糖、海藻酸钠、明胶的等（带有氨基、羧酸基等，电荷密度高。5．加入絮凝剂
絮凝是指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
近年较常用。如，壳聚糖、海藻酸钠、明胶的等（带有氨基、羧酸基等，电荷密度高。四、高价金属离子的去除
Ca2+：
加入草酸钠或草酸，生成的草酸钙沉淀还能促使杂蛋白质凝固，提高滤速和滤液质量。

Mg2+：
草酸、磷酸盐（在碱性条件下，生成磷酸镁盐沉淀）、三聚磷酸钠。
Fe3+：
加入黄血盐，形成普鲁士蓝沉淀。
第三节发酵液的液固分离三、影响固液分离的因素四、固液分离常用方法：过滤和离心

过滤：悬浮液通过过滤介质时固态颗粒与溶液分离。分为澄清过滤和滤饼过滤。

离心分离：在离心力场的作用下，将悬浮液中的固相与液相加以分离，多用于颗粒较小的悬浮液和乳浊液的分离。
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。
2）滤饼过滤：
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）。
在滤饼过滤中，当滤饼至一定厚度时即起主要的过滤作用
适合于固体含量大于0.1%的悬浮液的过滤分离。3）错流过滤：
又称切向流过滤（Cross-FlowFiltration）
传统过滤时过滤液体垂直于过滤介质，过滤阻
力主要来之滤饼。错流过滤打破了传统过滤的
机制，即液体的流向和滤膜相切。
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2、过滤介质选择发酵液中悬浮离子的大小
过滤介质的种类
1、织物介质
2、粒状介质
3、多孔固体介质
4、微孔纤维素薄膜和金属薄膜介质1）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。
其过滤性能受许多因素的影响，其中最重要的是纤维的特性、编织纹法和线型。
2）粒状介质
有硅藻土、珍珠岩粉、细砂、活性炭、白土等。
最常用的是硅藻土，是优良的过滤介质：
①一般不与酸碱反应，化学性能稳定；
②形状不规则，空隙大且多孔，具有很大的吸附表面；
③无毒且不可压缩，形成的过滤层阻力不随操作压力变化。3）多孔固体介质典型过滤设备：1）实验室用抽滤装置2）板框压滤机plateandframefilter33第三十四页，编辑于星期五：十八点四十五分。优点3）转筒真空过滤机第三十七页，编辑于星期五：十八点四十五分。优点：
转筒真空过滤机可吸滤、洗涤、卸饼、再生连续化操作，生产能力大，劳动强度小

缺点：
辅助设备多，投资大，
且由于真空过滤，推动力小（不超