生物分离工程课程ppt课件

《生物分离工程课程ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物分离工程课程ppt课件（108页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、http:/ http:/ Zhaoyanbinecust.eduZhaoyanbinecust.eduT:64252418T:642524181302464613024646http:/ 发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别http:/ A道路一道路一B B清液胞外产物清液胞外产物粗分别粗分别(盐析、萃取、超越滤等盐析、萃取、超越滤等)纯化纯化(层析、电泳层析、电泳)脱盐脱盐(凝胶过滤、超越滤凝胶过滤、超越滤)浓缩浓缩(超越滤超越滤)精制精制(结晶、枯燥结晶、枯燥)包含体包含体溶解溶解(加盐酸胍、脲加盐酸胍、脲)复性复性发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处

2、置和固液分别http:/ 14.1 14.1 悬浮液的预处置悬浮液的预处置 悬浮液的根本特性悬浮液的根本特性细胞的相对密度与培育液类似细胞的相对密度与培育液类似可紧缩性，粘稠，非牛顿流体，流变行为复杂可紧缩性，粘稠，非牛顿流体，流变行为复杂悬浮形状稳定悬浮形状稳定http:/ 由于所需的产品在培育液和菌体中浓度很低，并与由于所需的产品在培育液和菌体中浓度很低，并与许多杂质夹杂在一同，同时发酵液或生物溶液又属于许多杂质夹杂在一同，同时发酵液或生物溶液又属于非牛顿型流体，所以必需进展预处置。非牛顿型流体，所以必需进展预处置。http:/ mm mm 大小块大小块状凝聚体的过程。状凝聚体的过程。絮凝

3、：指运用絮凝剂天然的和合成的大分子量聚电絮凝：指运用絮凝剂天然的和合成的大分子量聚电解质将胶体粒子交联成网，构成解质将胶体粒子交联成网，构成10mm10mm大小絮凝团的大小絮凝团的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。http:/ a 中和粒子外表电荷中和粒子外表电荷 b b 消除双电层构造消除双电层构造絮凝：大分子聚电解质将胶体粒子交联成网状，构成絮凝：大分子聚电解质将胶体粒子交联成网状，构成絮凝团的过程絮凝团的过程机理：架桥作用机理：架桥作用http:/ 凝聚和絮凝技术能有效的改动细胞菌体和蛋凝聚和絮凝技术能有效的改动细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散形状白质等胶体

4、粒子的分散形状,使其聚集起来使其聚集起来,增大增大体积以便固液分别体积以便固液分别,常用于菌体细小而且黏度大的常用于菌体细小而且黏度大的发酵液的预处置中发酵液的预处置中.http:/ 发酵液的带电景象发酵液的带电景象发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别悬浮液的预处置发酵液中的细胞、菌体或蛋白质等胶体粒子的外表，普通发酵液中的细胞、菌体或蛋白质等胶体粒子的外表，普通都带有电荷，带电的缘由很多，主要是吸附溶液中的离子都带有电荷，带电的缘由很多，主要是吸附溶液中的离子或本身基团的电离。通常发酵液中细胞或菌体带有负电荷，或本身基团的电离。通常发酵液中细胞或菌体带有负电荷，由于静电引力的作用

5、使溶液中带相反电荷的粒于即正离由于静电引力的作用使溶液中带相反电荷的粒于即正离子被吸附在其周围，在界面上构成了双电层。子被吸附在其周围，在界面上构成了双电层。但是这些正离子还遭到使它们均匀分布开去的热运动的影但是这些正离子还遭到使它们均匀分布开去的热运动的影响，具有分开胶粒外表的趋势，在这两种相反作用的影响响，具有分开胶粒外表的趋势，在这两种相反作用的影响下，双电层就分裂成两部分，在相距胶核外表约一个离子下，双电层就分裂成两部分，在相距胶核外表约一个离子半径的半径的sternstern平面以内，正离子被严密束缚在胶核外表，称平面以内，正离子被严密束缚在胶核外表，称为吸附层或为吸附层或stern

6、stern层；在层；在sternstern平面以外，剩余的正离子那平面以外，剩余的正离子那么在溶液中分散开去，间隔么在溶液中分散开去，间隔 越远，浓度越小，最后到达主越远，浓度越小，最后到达主体溶液的平均浓度，称为分散层。这样就构成了分散双电体溶液的平均浓度，称为分散层。这样就构成了分散双电层的构造模型。层的构造模型。http:/ 普鲁士蓝普鲁士蓝蛋白质去除蛋白质去除加热加热调调pH pH 草酸，无机酸或碱草酸，无机酸或碱有机溶剂有机溶剂蛋白沉淀剂蛋白沉淀剂http:/ D D 水的介电常数；水的介电常数；q q 胶体的电动电荷密度，即滑移面上的电荷胶体的电动电荷密度，即滑移面上的电荷密度；密

7、度；分散层的有效厚度，即为吸附层和分散层分散层的有效厚度，即为吸附层和分散层界面处电位界面处电位dd降低到其值为降低到其值为1/e1/e处的间隔处的间隔 ，不能直接，不能直接测定测定 http:/ 分散层的有效厚度计算式分散层的有效厚度计算式悬浮液的预处置)214(14100022iiZCeNTkD发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别http:/ N N一一 阿伏伽德罗常数；阿伏伽德罗常数；T T一一 热力学温度：热力学温度：k k 波尔兹曼常数；波尔兹曼常数；e e 电子电荷；电子电荷；Zi i Zi i种反离子的化合价；种反离子的化合价；Ci i Ci i种离子的摩尔浓度。种离

8、子的摩尔浓度。http:/ 1和式和式1414一一2 2阐明阐明发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别悬浮液的预处置由式由式14141 1和式和式1414一一2 2可知，可知，电位与分散层电位与分散层厚度厚度和电动电荷密度和电动电荷密度q q成正比，而分散层厚度又与溶成正比，而分散层厚度又与溶液中离子强度有关，因此，对带负电性菌体的发酵液，液中离子强度有关，因此，对带负电性菌体的发酵液，高价阳离子的存在，可紧缩分散层的厚度，促使高价阳离子的存在，可紧缩分散层的厚度，促使电电位迅速降低，而且，化合价越高，这种影响越显著，位迅速降低，而且，化合价越高，这种影响越显著，当双电层的排斥力缺乏

9、以抗衡胶粒间的范德华引力时，当双电层的排斥力缺乏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相互碰撞而聚集起来。由于热运动的结果导致胶粒的相互碰撞而聚集起来。http:/ 发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别悬浮液的预处置在发酵液中参与具有高价阳离子的电解质，由于能降在发酵液中参与具有高价阳离子的电解质，由于能降低低电位和脱除胶粒外表的水化膜，就能导致胶粒间电位和脱除胶粒外表的水化膜，就能导致胶粒间的凝聚作用。电解质的凝聚才干可用凝聚价或凝聚值的凝聚作用。电解质的凝聚才干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来表示，使胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓

10、度毫摩尔升，称为凝聚价或凝聚值。摩尔升，称为凝聚价或凝聚值。http:/ 发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别悬浮液的预处置叔米叔米-哈第法那么：哈第法那么：反离子的价数越高，该值就越小，即凝聚才干越强，反离子的价数越高，该值就越小，即凝聚才干越强，阳离子对带负电荷的胶粒凝聚才干的次序为阳离子对带负电荷的胶粒凝聚才干的次序为A13A13Fe3+Fe3+H HCa2Ca2十十Mg2+Mg2+K+K+Na+Na+Li+Li+，常用的凝，常用的凝聚剂电解质有：聚剂电解质有：Al2 Al2SO4SO4318H20318H20明矾；明矾；AlC136H2OAlC136H2O；FeC13FeC

11、13；ZnSO4ZnSO4；MgCO3MgCO3等。等。http:/ 悬浮液的预处置发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别http:/ 用量控制用量控制 最正确用量为粒子外表积约有一最正确用量为粒子外表积约有一 半被半被 聚合物覆盖时所用的絮凝剂量。聚合物覆盖时所用的絮凝剂量。pH pH 控制控制.固体浓度与粒子尺寸分布。固体浓度与粒子尺寸分布。电解质含量。电解质含量。后续工艺要求。后续工艺要求。http:/ 14.1.2 杂蛋白质的其它去除方法杂蛋白质的其它去除方法发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别悬浮液的预处置蛋白质普通以胶体形状存在于发酵液中，胶体粒子的蛋白质普通

12、以胶体形状存在于发酵液中，胶体粒子的稳定性和其所带电荷有关。和氨基酸等两性物质一样，稳定性和其所带电荷有关。和氨基酸等两性物质一样，蛋白质在酸性溶液中带正电荷，在碱性溶液中带负电蛋白质在酸性溶液中带正电荷，在碱性溶液中带负电荷，而在某一荷，而在某一pHpH下，净电荷为零，溶解度最小，可使下，净电荷为零，溶解度最小，可使其产生沉淀而除去，称为等电点沉淀法。其产生沉淀而除去，称为等电点沉淀法。http:/ 发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别悬浮液的预处置利用吸附作用也可除去蛋白质。利用吸附作用也可除去蛋白质。四环类抗生素消费中，采用黄血盐和硫酸锌的协同作四环类抗生素消费中，采用黄血盐

13、和硫酸锌的协同作用生成亚铁氰化锌钾用生成亚铁氰化锌钾K2Zn3FeK2Zn3FeCNCN5252的胶状沉淀来的胶状沉淀来吸附蛋白质，利用此法除蛋白质已获得很好的效果。吸附蛋白质，利用此法除蛋白质已获得很好的效果。在枯草杆菌发酵液中，常参与氯化钙和磷酸氢二钠，在枯草杆菌发酵液中，常参与氯化钙和磷酸氢二钠，这两者本身生成庞大的凝胶，把蛋白质、菌体及其它这两者本身生成庞大的凝胶，把蛋白质、菌体及其它不溶性粒子吸附并包裹在其中而除去，从而加快了过不溶性粒子吸附并包裹在其中而除去，从而加快了过滤速度。滤速度。http:/ 14.1.3 高价无机离子的去除方法高价无机离子的去除方法发酵液的预处置和固液分别

14、发酵液的预处置和固液分别悬浮液的预处置为了去除钙离子，宜参与草酸。但草酸溶解度较小，故用量大时，为了去除钙离子，宜参与草酸。但草酸溶解度较小，故用量大时，可用其可溶性盐，如草酸钠。反响生成的草酸钙还能促使蛋白质可用其可溶性盐，如草酸钠。反响生成的草酸钙还能促使蛋白质凝固，提高滤液也称为原液质量。但草酸价钱较贵，应留意凝固，提高滤液也称为原液质量。但草酸价钱较贵，应留意回收。如四环类抗生素废液中，参与硫酸铅，在回收。如四环类抗生素废液中，参与硫酸铅，在6060下反响生成下反响生成草酸铅。后者在草酸铅。后者在9090一一9595下用硫酸分解，经过滤、冷却、结晶后下用硫酸分解，经过滤、冷却、结晶后可

15、以回收草酸。可以回收草酸。草酸镁的溶解度较大，故参与草酸不能除尽镁离子。要除去镁离草酸镁的溶解度较大，故参与草酸不能除尽镁离子。要除去镁离子，可以参与三聚磷酸钠子，可以参与三聚磷酸钠Na5P3O10Na5P3O10，它和镁离子构成可溶性络合，它和镁离子构成可溶性络合物：物：Na5P3010 Na5P3010 Mg2+Mg2+MgNa3P3O10 MgNa3P3O10 2Na+2Na+用磷酸盐处置，也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。用磷酸盐处置，也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。要除去铁离子，可参与黄血盐，使构成普鲁士蓝沉淀要除去铁离子，可参与黄血盐，使构成普鲁士蓝沉淀:4Fe3+3K4Fe 4

16、Fe3+3K4FeCNCN6 Fe4Fe6 Fe4FeCNCN63+63+12K+12K+http:/ 14.2 发酵液的固液分别发酵液的固液分别发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别发酵液的固液分别固液分别的目的包括两方面：固液分别的目的包括两方面：搜集胞内产物的细胞或菌体，分别除去液相，或者是搜集胞内产物的细胞或菌体，分别除去液相，或者是搜集含生化物质的液相，分别除去固体悬浮物，如细搜集含生化物质的液相，分别除去固体悬浮物，如细胞、菌体、细胞碎片、蛋白质的沉淀物和它们的絮凝胞、菌体、细胞碎片、蛋白质的沉淀物和它们的絮凝体等。体等。常用的方法为过滤和离心分别等化工单元操作。常用的方

17、法为过滤和离心分别等化工单元操作。http:/ 双水相萃取双水相萃取泡沫分别法泡沫分别法避开固液分别的探求扩张床吸附避开固液分别的探求扩张床吸附http:/ 14.2.2 过滤过滤发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别发酵液的固液分别过滤操作是借助于过滤介质，在一定的压力差过滤操作是借助于过滤介质，在一定的压力差PP作用作用下，将悬浮液中的固体粒子截留，而与液体分别的技下，将悬浮液中的固体粒子截留，而与液体分别的技术。衡量过滤特性的主要目的是滤饼的分量比阻术。衡量过滤特性的主要目的是滤饼的分量比阻rBrB，它表示单位滤饼厚度的阻力系数，与滤饼的构造特性它表示单位滤饼厚度的阻力系数，与

18、滤饼的构造特性有关。对于不可紧缩性滤饼，比阻值为常数，但对于有关。对于不可紧缩性滤饼，比阻值为常数，但对于可紧缩性滤饼，比阻可紧缩性滤饼，比阻rBrB，是操作压力差的函数，普通，是操作压力差的函数，普通可用下式表示：可用下式表示：rB rBr rPP m m 14-314-3式中式中 r r 不可紧缩滤渣的比阻，对于一定的料液，不可紧缩滤渣的比阻，对于一定的料液，其值为常数；其值为常数；m m 紧缩性指数，普通取紧缩性指数，普通取0 05 5一一0 08 8，对不可，对不可紧缩性滤饼，紧缩性滤饼，m m为为0 0。http:/ 式中式中q q 到瞬间到瞬间，经过单位过滤面积的滤液量，经过单位过

19、滤面积的滤液量，m3m3；P P 压力差，压力差，PaPa；滤液粘度，滤液粘度，PasPas；rB rB 滤饼的分量比阻，滤饼的分量比阻，m/kgm/kg；XB XB 经过单位体积滤液，所构成的滤渣分量干经过单位体积滤液，所构成的滤渣分量干重，重，kgkgm3m3；过滤时间，过滤时间，s s分量比阻可根据式分量比阻可根据式14144 4，利用图解法求得。以，利用图解法求得。以/q/q为纵轴，为纵轴，以以q q为横轴所得的直线斜率为为横轴所得的直线斜率为M M，那么，那么rBrB可按下式计算：可按下式计算：http:/ l012 m l012 mkgkg左右，发左右，发酵液容易过滤，常不需特殊处

20、置。放线菌发酵液菌丝酵液容易过滤，常不需特殊处置。放线菌发酵液菌丝细而分枝，交错成网络状，如链霉素分量比阻为细而分枝，交错成网络状，如链霉素分量比阻为200020001012m/kg1012m/kg左右，过滤较困难，普通需经预处置。左右，过滤较困难，普通需经预处置。http:/ a 预先制成滤饼预先制成滤饼b b 助滤剂混入悬浮液中一同过滤助滤剂混入悬浮液中一同过滤常用助滤剂：硅藻土，珍珠岩，活性炭常用助滤剂：硅藻土，珍珠岩，活性炭运用优化要素运用优化要素 a a 单位质量助滤剂的滤液最大产量单位质量助滤剂的滤液最大产量 b b 运用周期运用周期 c c 流速流速 http:/ 板框板框 鼓式

21、真空过滤机鼓式真空过滤机 错流过滤错流过滤 离心机离心机 平抛式平抛式 管式管式 多室多室 蝶式蝶式 螺旋式螺旋式http:/ a介质阻力大介质阻力大b b 不能得到干滤饼不能得到干滤饼 c c 需求大的膜面积需求大的膜面积 d d 收率高收率高 97-98%97-98%e e 质量好质量好f f 减少处置步聚减少处置步聚g g 染菌罐也能进展处置染菌罐也能进展处置http:/ 2)4iiD k TuN eC Z发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别http:/ 3000-6000rpm3000-6000rpm。http:/ 。同时还有粒度筛分的作用，悬浮液中的粗颗粒沉降到同时还有粒

22、度筛分的作用，悬浮液中的粗颗粒沉降到接近内部的分别室壁上，细颗粒那么沉降到接近外部接近内部的分别室壁上，细颗粒那么沉降到接近外部的室壁上，廓清的分别液经溢流或由向心泵排出。的室壁上，廓清的分别液经溢流或由向心泵排出。常用于抗菌素液液萃取分别，果汁和酒类饮料的廓常用于抗菌素液液萃取分别，果汁和酒类饮料的廓清等。清等。http:/ 极短，分别效果较好。极短，分别效果较好。碟片间的间隔碟片间的间隔 普通为普通为0.52.5mm,0.52.5mm,与被分别物料的性质与被分别物料的性质有关。有关。http:/ 15000 左右，该机型可用左右，该机型可用于酶制剂，疫苗和胰岛素消费中分别物的廓清，醇的于酶

23、制剂，疫苗和胰岛素消费中分别物的廓清，醇的消费中细菌的采集以及消费中细菌的采集以及r-DNAr-DNA中采集和廓清。中采集和廓清。http:/ 一种新型的生物分别技术概念被提出：集成化分别技一种新型的生物分别技术概念被提出：集成化分别技术，即对已有的两种或两种以上的单元操作进展有效的组术，即对已有的两种或两种以上的单元操作进展有效的组合，组成一种有效的单元操作，以到达提高产品收率、缩合，组成一种有效的单元操作，以到达提高产品收率、缩短纯化步骤、降低纯化费用和投资本钱的目的。短纯化步骤、降低纯化费用和投资本钱的目的。基于以上两点，基于以上两点，2020世纪世纪9090年代人们开展了一种集成年代人

24、们开展了一种集成化分别技术化分别技术扩张床吸附技术。扩张床吸附技术。http:/ 扩张床吸附技术扩张床吸附技术发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别全发酵液提取 扩张床扩张床Expanded bedExpanded bed亦称膨胀床是开展中亦称膨胀床是开展中的吸附分别技术。九十年代初，英国剑桥大学的的吸附分别技术。九十年代初，英国剑桥大学的H.A.ChaseH.A.Chase等经过对吸附剂本身物理性质的改良及对层等经过对吸附剂本身物理性质的改良及对层析柱和流体分布器的精心设计，得到了稳定、返混小析柱和流体分布器的精心设计，得到了稳定、返混小的扩张床。的扩张床。扩张床吸附集廓清、浓缩和

25、初步纯化于一体的分扩张床吸附集廓清、浓缩和初步纯化于一体的分别纯化技术。可以减少离心或过滤等单元操作步骤，别纯化技术。可以减少离心或过滤等单元操作步骤，节约操作周期。提高目的产物的收率，降低了分别纯节约操作周期。提高目的产物的收率，降低了分别纯化的本钱，被称为近几十年来出现的第一个新的单元化的本钱，被称为近几十年来出现的第一个新的单元操作。随着商业化吸附剂和安装的出现，愈来愈多地操作。随着商业化吸附剂和安装的出现，愈来愈多地引起人们的兴趣和关注。引起人们的兴趣和关注。http:/ 0.Sedimented adsorbent 1.Equilibration(expanded)2.Sample

26、appl.(expanded)3.Washing.(expanded)4.Elution.(packed bed)5.Regeneration(packed bed)发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别全发酵液提取http:/ 1 发酵液为何需求预处置？处置方法有发酵液为何需求预处置？处置方法有 哪些？哪些？2 2 如何运用助滤剂如何运用助滤剂?3 3 凝集与絮凝过程有何区别？如何将两凝集与絮凝过程有何区别？如何将两 者结合运用？者结合运用？4 4 错流微滤与传统过滤相比有何优点？错流微滤与传统过滤相比有何优点？http:/ 胞胞 破破 碎碎http:/ rupturecell r

27、upture技术是指利用外力破坏细技术是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术。出来的技术。细胞破碎技术是分别纯化细胞内合成的非分泌型药物细胞破碎技术是分别纯化细胞内合成的非分泌型药物成分的根底。成分的根底。随着重组随着重组DNADNA技术和组织培育技术上的艰苦进展，以前技术和组织培育技术上的艰苦进展，以前以为很难获得的蛋白质得以大规模消费。以为很难获得的蛋白质得以大规模消费。http:/ 发酵液的预处置和固液分别第二讲http:/ A道路一道路一B B清液胞外产物清液胞外产物粗分别粗分别(盐析、萃取、超越滤等盐析

28、、萃取、超越滤等)纯化纯化(层析、电泳层析、电泳)脱盐脱盐(凝胶过滤、超越滤凝胶过滤、超越滤)浓缩浓缩(超越滤超越滤)精制精制(结晶、枯燥结晶、枯燥)包含体包含体溶解溶解(加盐酸胍、脲加盐酸胍、脲)复性复性发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别http:/ 来自发酵罐的菌体经过离心除去培育液后参来自发酵罐的菌体经过离心除去培育液后参与缓冲液悬浮，通入高压匀浆器反复破碎三次。匀浆与缓冲液悬浮，通入高压匀浆器反复破碎三次。匀浆经过离心和水洗除去细胞碎片，再添加溶菌酶、经过离心和水洗除去细胞碎片，再添加溶菌酶、EDTAEDTA和促进剂以除去脂蛋白和未破碎的细胞。包含体经离和促进剂以除去脂蛋

29、白和未破碎的细胞。包含体经离心沉淀和水洗后进展变性溶解，溶解剂为心沉淀和水洗后进展变性溶解，溶解剂为6mol/L6mol/L盐酸盐酸胍。溶解的同时通入空气氧化以打断错误衔接的双硫胍。溶解的同时通入空气氧化以打断错误衔接的双硫键。离心除去沉淀，含变性蛋白质的上清液经超滤浓键。离心除去沉淀，含变性蛋白质的上清液经超滤浓缩后过凝胶柱除去杂蛋白，再参与复性缓冲液进展透缩后过凝胶柱除去杂蛋白，再参与复性缓冲液进展透析复性。复性过程中产生的絮凝沉淀用离心除去。析复性。复性过程中产生的絮凝沉淀用离心除去。http:/ 双水相萃取双水相萃取泡沫分别法泡沫分别法避开固液分别的探求扩张床吸附避开固液分别的探求扩张

30、床吸附http:/ 14.2.2 过滤过滤发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别第二讲过滤操作是借助于过滤介质，在一定的压力差过滤操作是借助于过滤介质，在一定的压力差PP作用作用下，将悬浮液中的固体粒子截留，而与液体分别的技下，将悬浮液中的固体粒子截留，而与液体分别的技术。衡量过滤特性的主要目的是滤饼的分量比阻术。衡量过滤特性的主要目的是滤饼的分量比阻rBrB，它表示单位滤饼厚度的阻力系数，与滤饼的构造特性它表示单位滤饼厚度的阻力系数，与滤饼的构造特性有关。对于不可紧缩性滤饼，比阻值为常数，但对于有关。对于不可紧缩性滤饼，比阻值为常数，但对于可紧缩性滤饼，比阻可紧缩性滤饼，比阻rBr

31、B，是操作压力差的函数，普通，是操作压力差的函数，普通可用下式表示：可用下式表示：rB rBr rPP m m 14-314-3式中式中 r r 不可紧缩滤渣的比阻，对于一定的料液，不可紧缩滤渣的比阻，对于一定的料液，其值为常数；其值为常数；m m 紧缩性指数，普通取紧缩性指数，普通取0 05 5一一0 08 8，对不可，对不可紧缩性滤饼，紧缩性滤饼，m m为为0 0。http:/ 式中式中q q 到瞬间到瞬间，经过单位过滤面积的滤液量，经过单位过滤面积的滤液量，m3m3；P P 压力差，压力差，PaPa；滤液粘度，滤液粘度，PasPas；rB rB 滤饼的分量比阻，滤饼的分量比阻，m/kgm

32、/kg；XB XB 经过单位体积滤液，所构成的滤渣分量干经过单位体积滤液，所构成的滤渣分量干重，重，kgkgm3m3；过滤时间，过滤时间，s s分量比阻可根据式分量比阻可根据式14144 4，利用图解法求得。以，利用图解法求得。以/q/q为纵轴，为纵轴，以以q q为横轴所得的直线斜率为为横轴所得的直线斜率为M M，那么，那么rBrB可按下式计算：可按下式计算：http:/ l012 m l012 mkgkg左右，发左右，发酵液容易过滤，常不需特殊处置。放线菌发酵液菌丝酵液容易过滤，常不需特殊处置。放线菌发酵液菌丝细而分枝，交错成网络状，如链霉素分量比阻为细而分枝，交错成网络状，如链霉素分量比阻

33、为200020001012m/kg1012m/kg左右，过滤较困难，普通需经预处置。左右，过滤较困难，普通需经预处置。http:/ a 预先制成滤饼预先制成滤饼b b 助滤剂混入悬浮液中一同过滤助滤剂混入悬浮液中一同过滤常用助滤剂：硅藻土，珍珠岩，活性炭常用助滤剂：硅藻土，珍珠岩，活性炭运用优化要素运用优化要素 a a 单位质量助滤剂的滤液最大产量单位质量助滤剂的滤液最大产量 b b 运用周期运用周期 c c 流速流速 http:/ 板框板框 鼓式真空过滤机鼓式真空过滤机 错流过滤错流过滤 离心机离心机 平抛式平抛式 管式管式 多室多室 蝶式蝶式 螺旋式螺旋式http:/ a介质阻力大介质阻力

34、大b b 不能得到干滤饼不能得到干滤饼 c c 需求大的膜面积需求大的膜面积 d d 收率高收率高 97-98%97-98%e e 质量好质量好f f 减少处置步聚减少处置步聚g g 染菌罐也能进展处置染菌罐也能进展处置http:/ 6)18pmpdur式中式中 d d 颗粒直径；颗粒直径；p p 颗粒密度；颗粒密度；m m 液液体介质密度；体介质密度；液体介质粘度；液体介质粘度；旋转角速度；旋转角速度；r r 离心机转轴中心到颗粒中心间隔离心机转轴中心到颗粒中心间隔 。发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别http:/ 3000-6000rpm3000-6000rpm。http:/

35、 。同时还有粒度筛分的作用，悬浮液中的粗颗粒沉降到同时还有粒度筛分的作用，悬浮液中的粗颗粒沉降到接近内部的分别室壁上，细颗粒那么沉降到接近外部接近内部的分别室壁上，细颗粒那么沉降到接近外部的室壁上，廓清的分别液经溢流或由向心泵排出。的室壁上，廓清的分别液经溢流或由向心泵排出。常用于抗菌素液液萃取分别，果汁和酒类饮料的廓常用于抗菌素液液萃取分别，果汁和酒类饮料的廓清等。清等。http:/ 极短，分别效果较好。极短，分别效果较好。碟片间的间隔碟片间的间隔 普通为普通为0.52.5mm,0.52.5mm,与被分别物料的性质与被分别物料的性质有关。有关。http:/ 15000 左右，该机型可用左右，

36、该机型可用于酶制剂，疫苗和胰岛素消费中分别物的廓清，醇的于酶制剂，疫苗和胰岛素消费中分别物的廓清，醇的消费中细菌的采集以及消费中细菌的采集以及r-DNAr-DNA中采集和廓清。中采集和廓清。http:/ 一种新型的生物分别技术概念被提出：集成化分别技一种新型的生物分别技术概念被提出：集成化分别技术，即对已有的两种或两种以上的单元操作进展有效的组术，即对已有的两种或两种以上的单元操作进展有效的组合，组成一种有效的单元操作，以到达提高产品收率、缩合，组成一种有效的单元操作，以到达提高产品收率、缩短纯化步骤、降低纯化费用和投资本钱的目的。短纯化步骤、降低纯化费用和投资本钱的目的。基于以上两点，基于以

37、上两点，2020世纪世纪9090年代人们开展了一种集成年代人们开展了一种集成化分别技术化分别技术扩张床吸附技术。扩张床吸附技术。http:/ 扩张床吸附技术扩张床吸附技术发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别第二讲 扩张床扩张床Expanded bedExpanded bed亦称膨胀床是开展中亦称膨胀床是开展中的吸附分别技术。九十年代初，英国剑桥大学的的吸附分别技术。九十年代初，英国剑桥大学的H.A.ChaseH.A.Chase等经过对吸附剂本身物理性质的改良及对层等经过对吸附剂本身物理性质的改良及对层析柱和流体分布器的精心设计，得到了稳定、返混小析柱和流体分布器的精心设计，得到了稳

38、定、返混小的扩张床。的扩张床。扩张床吸附集廓清、浓缩和初步纯化于一体的分扩张床吸附集廓清、浓缩和初步纯化于一体的分别纯化技术。可以减少离心或过滤等单元操作步骤，别纯化技术。可以减少离心或过滤等单元操作步骤，节约操作周期。提高目的产物的收率，降低了分别纯节约操作周期。提高目的产物的收率，降低了分别纯化的本钱，被称为近几十年来出现的第一个新的单元化的本钱，被称为近几十年来出现的第一个新的单元操作。随着商业化吸附剂和安装的出现，愈来愈多地操作。随着商业化吸附剂和安装的出现，愈来愈多地引起人们的兴趣和关注。引起人们的兴趣和关注。http:/ 0.Sedimented adsorbent 1.Equil

39、ibration(expanded)2.Sample appl.(expanded)3.Washing.(expanded)4.Elution.(packed bed)5.Regeneration(packed bed)发酵液的预处置和固液分别发酵液的预处置和固液分别第二讲http:/ 1 发酵液为何需求预处置？处置方法有发酵液为何需求预处置？处置方法有 哪些？哪些？2 2 如何运用助滤剂如何运用助滤剂?3 3 凝集与絮凝过程有何区别？如何将两凝集与絮凝过程有何区别？如何将两 者结合运用？者结合运用？4 4 错流微滤与传统过滤相比有何优点？错流微滤与传统过滤相比有何优点？http:/ 胞胞 破破 碎碎http:/ rupturecell rupture技术是指利用外力破坏细技术是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术。出来的技术。细胞破碎技术是分别纯化细胞内合成的非分泌型药物细胞破碎技术是分别纯化细胞内合成的非分泌型药物成分的根底。成分的根底。随着重组随着重组DNADNA技术和组织培育技术上的艰苦进展，以前技术和组织培育技术上的艰苦进展，以前以为很难获得的蛋白质得以大规模消费。以为很难获得的蛋白质得以大规模消费。http:/