文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 发酵液的预处理主要方法

发酵液的预处理主要方法

发酵液的预处理主要方法
发酵液的预处理主要方法

发酵液预处理的主要方法

1 加水稀释法和加热法

加水稀释法能降低液体粘度, 但会增加悬浮液的体积, 加大后继过程的处理任务。 而且, 单从过滤操作看,稀释后过滤速率提高的百分比必须大于加水比才能认为有效,即若加水一 倍,则稀释后液体的粘度必须下降50%以上才能有效提高过滤速率。

加热是发酵液预处理最简单最常用的方法。加热可有效降低液体粘度,提高过滤速率。 同时,在适当温度和受热时间下可使蛋白质凝聚,形成较大颗粒的凝聚物,进一步改善了发 酵液的过滤特性。

对于粘度较高的发酵液,稀释或者加热可以降低发酵液黏度,有利于输送和过滤等后续 操作。史鹏等 [2] 的研究比较了热处理和酸处理两种方法对HA 分子量降低的影响。

2 离心法

国内在这方面的报道,主要反映了高速离心能耗大、设备昂贵,因而得不到推广应用。 国内有些厂家仿效国外的做法, 采用高速蝶片式喷嘴离心机分离菌体, 虽对谷氨酸菌体的 除去有一定效果, 但对菌丝较轻细的肌苷菌体至今未取得满意的结果且设备价格昂贵 [3] 。

3 絮凝和凝聚及混凝方法

絮凝预处理能显著加快发酵液中固体颗粒的沉降,提高过滤速度。李凡锋等 [4] 处理 1, 3-丙二醇发酵液后, 其中絮凝样的滤饼湿基、 干基重量分别比对照样增加了41.13%、 51.88%。

江龙法等 [1] 采用壳聚糖作为絮凝剂对 L- 乳酸发酵液进行预处理,取得了较好的结果。

经处理后的发酵液菌体减少95 %以上, 江龙法等 [5] 用壳聚糖作絮凝剂处理谷氨酸发酵液,

谷氨酸浓度没有降低。

周荣清等 [6] 的研究证明:透明质酸发酵液经絮凝预处理后,不仅可以大大改善发酵液的

固液分离效果,同时其滤清液的纯度亦有一定幅度的提高,在超滤过程中污染程度明显减少, 渗透通量增加。

4 调节 PH值

调节pH值可以改善发酵液吸附性质和使蛋白变性。对于加入离子型絮凝剂的发酵液, 调节pH可改变絮凝剂的电离度, 从而改变分子链的伸展状态。 郝健等 [7] 的研究表明, pH越低, 相同操作电压下工作电流越大,脱盐操作时间也越短,发酵液初始pH 调至6 左右为宜。

李向平等 [8] 以壳聚糖为絮凝剂进行了单因素絮凝实验,结果表明pH值和絮凝剂用量对絮 凝效果影响很大。

5 加入助滤剂

助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒,它能使滤饼疏松,吸附胶体,扩大过滤面积,滤 速增大。助滤剂的添加可以改善发酵液过滤性质。助滤剂作为胶体粒子的载体,均匀地分布 于滤饼层中,相应地改变了滤饼结构,降低了滤饼的可压缩性,也就减小了过滤阻力。

王晓静等 [9] 针对絮凝预处理后过滤速率慢的问题,采用添加助滤剂的方法。以粗、细2

种粒度的硅藻土进行掺浆法实验,即把助滤剂直接投到悬浮液中,目的是增大滤饼的孔隙,使

液相能够快速流出。

6 加入反应剂

改善过滤性能较好的方法是加入一些反应剂,它们能相互作用,或和某些溶解性盐类 发生反应生成不溶解的沉淀。生成的沉淀能防止菌丝体粘结,使菌丝具有块状结构,沉淀本 身即可作为助滤剂,并且还能使胶状物和悬浮物凝固。

例如发酵液中有不溶解的多糖存在,则最好用酶将它转化为单糖,以提高过滤速度。 加入淀粉酶后,能使过滤速度加快。

在发酵液中加入某些盐类,可除去高价无机离子。如除去钙离子,可加入草酸钠,生 成的草酸钙能促进蛋白质凝固,提高溶液质量。除去镁离子,可加入三聚磷酸钠Na5P3O10, 它与镁离子形成不溶性络合物。用磷酸盐处理,也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。除去 铁离子,可加入黄血盐,使其形成普鲁士蓝沉淀。

7 膜处理

膜分离技术是近三十多年来发展起来的高新技术,具有高效、节能、过程简单、容易操 作和控制、不污染环境等优点。由于这些优点、使膜分离技术在短短的时间迅速发展起来, 已广泛有效地应用于石油化工、生化制药、医疗卫生、冶金、电子、能源、轻工、纺织、食 品、环保、航天、海运、人民生活等领域,形成了独立的新兴技术产业。

张月萍等 [7,10] 用超滤膜对VB12发酵滤液进行分离,使纯度提高50. 3%,收率提高12. 5%。 冯建立等 [11] 采用自制的超滤膜对红霉素发酵液去乳化进行研究, 解决了絮凝法去除蛋白和

多糖效果较差的问题, 同时提高了萃取的收率和质量。

以上这些方法各有特点,通常是几种方法综合使用,以提高发酵液预处理效率。冯闻 铮等 [12] 考察了温度、酸度、絮凝剂和凝聚剂等对过滤速度和滤液效价的影响。实验发现过 滤液效价随过滤温度和 pH 值不同而变化,实验还发现,不同絮凝剂影响滤液效价, 以聚丙 烯酰胺为最好, 外加溶剂也影响滤液效价, 乙醇使效价降低, 而丙酮和甲醛可使效价升高。

第三章 发酵液的预处理

第三章发酵液的预处理 教学基本要求: 1. 掌握预处理的概念。 2. 熟悉固液分离方法。 时间安排:3学时。 教学形式:本章以讲授为主,中间部分进行部分提问,采用PPT课件讲课。 教学内容: 通常发酵液和生物溶液是高粘度的和非牛顿流体,必须进行预处理。 一、预处理的目的: 1、改变发酵液的理化性质:(黏度、颗粒-、颗粒稳定性等),固液分离速度-,分离器分离效率-。 2、目标产物转移其中一相(多数为液相);。 3、去除发酵液中部分杂质,以利于后续各步操作。 二、预处理的方法 1、加热法:最简单和最廉价的处理方法。破坏凝胶结构、降低液体黏度、加速聚集。去蛋白。 2、调节悬浮液的PH值:方法简单有效、成本低廉。适当的PH值促进聚集。 3、凝聚和絮凝: 凝聚:破坏溶质胶体颗粒表面的双电层,破坏胶体系统的分散状态,使胶体粒子聚集的过程。大小:1mm大小。 絮凝:在絮凝剂高分子聚合电解质的作用下,胶体颗粒和聚合电解质交连成网,形成10 mm大小的絮凝团过程。絮凝剂主要起中和电荷、桥架和网络作用 凝聚剂种类: 无机盐类:Al2(SO4)3.18(H2O),AlCl3.6(H2O),FeCl3,ZnSO4,MgCO3 金属氧化物:Al(OH)3、Fe(OH)3、Ca(OH)2、石灰等。 聚合无机盐:聚合铝、聚合铁等。 絮凝剂种类: 阳离子型、阴离子型或非离子型 天然聚合物:多糖类物质、海藻酸钠、明胶等

人工合成聚合物:聚丙烯酰胺类衍生物、聚苯乙烯类衍生物、聚丙烯酸类等。 三、固液分离法 类型:过滤、离心、重力沉降、气悬浮 (一)过滤 1概念: 在一定的压力差下,将固液悬浮液通过一多孔性介质而实现固液分离的过程。 原理——筛分。 2、过滤介质 无定形颗粒:颗粒活性炭、沙、无烟煤 成形颗粒:烧结金属、烧结塑料 非金属织物:尼龙、玻璃纤维 金属织物:不锈钢丝网 无纺品:纸、石棉 3、助滤剂 一种颗粒均匀、质地坚硬的粒状物质,用于扩大过滤表面的适应范围,减轻细小颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。 使用方法:A、预涂层;B、按一定比率混合。 常用的助滤剂:硅藻土、膨胀珍珠岩、石棉、纤维素、未活化的炭、炉渣、重质碳酸钙,及它们的混合物等。 3、过滤类型 常规过滤(死过滤)和错流过滤 死过滤:当进料液的流动方向和膜的压力方向在相同时,我们称之为死过滤;水质比较好的情况下可以采用死过滤,此时能耗低,回收率极高。 错流过滤:当进料液的流动方向和膜的压力方向垂直时,我们称之为错流过滤;因为错流过滤平行于膜表面有一个回流,这个回流会有效地冲走膜表面的污染物,所以错流过滤允许进料液中可以有一定量的不溶解固体,颗粒粒径〈100微米,条件比死过滤宽松的多。 错流过滤的过滤收率高,滤液质量较好,还可以减少处理步骤。 4、过滤设备的分类 根据推动力的不同可分为四类

第三章 空间数据采集与处理练习..

一、单选题 1、对于离散空间最佳的内插方法 是: A.整体内插法 B.局部内插法 C.移动拟合法 D.邻近元法 2、下列能进行地图数字化的设备 是: A.打印机 B.手扶跟踪数字化仪 C.主 机 D.硬盘 3、有关数据处理的叙述错误的 是: A.数据处理是实现空间数据有序化的必要过程 B.数据处理是检验数据质量的关键环节 C.数据处理是实现数据共享的关键步骤 D.数据处理是对地图数字化前的预处理 4、邻近元法 是: A.离散空间数据内插的方法 B.连续空间内插的方法 C.生成DEM的一种方法 D.生成DTM的一种方法 5、一般用于模拟大范围内变化的内插技术是: A.邻近元法 B.整体拟合技术 C.局部拟合技术 D.移动拟合法 6、在地理数据采集中,手工方式主要是用于录入: A.属性数据 B.地图数据 C.影象数 据 D.DTM数据

7、要保证GIS中数据的现势性必须实时进行: A.数据编辑 B.数据变换 C.数据更 新 D.数据匹配 8、下列属于地图投影变换方法的 是: A.正解变换 B.平移变换 C.空间变 换 D.旋转变换 9、以信息损失为代价换取空间数据容量的压缩方法是: A.压缩软件 B.消冗处理 C.特征点筛选 法 D.压缩编码技术 10、表达现实世界空间变化的三个基本要素是。 A. 空间位置、专题特征、时间 B. 空间位置、专题特征、属性 C. 空间特点、变化趋势、属性 D. 空间特点、变化趋势、时间 11、以下哪种不属于数据采集的方式: A. 手工方式 B.扫描方式 C.投影方 式 D.数据通讯方式 12、以下不属于地图投影变换方法的是: A. 正解变换 B.平移变换 C.数值变 换 D.反解变换 13、以下不属于按照空间数据元数据描述对象分类的是: A. 实体元数据 B.属性元数据 C.数据层元数据 D. 应用层元数据 14、以下按照空间数据元数据的作用分类的是: A. 实体元数据 B.属性元数据 C. 说明元数据 D. 分类元数据 15、以下不属于遥感数据误差的是: A. 数字化误差 B.数据预处理误差 C. 数据转换误差 D. 人工判读误差

发酵液的预处理和过滤

第十二章发酵液的预处理和过滤 一、下游加工过程:通过微生物发酵过程、酶反应过程或动植物细胞大量培养获得的发酵液、反应液或培养液中分离、精制有关产品的过程称为下游加工过程(Down stream processing) 用适当的方法将含量较小的初级产物从反应液或细胞中初步提取出来,再进一步精制加工,得到合格产品的过程。 下游加工的重要性 ①发酵混合物产品:如啤酒、葡萄酒、各种发酵饮料等。只需经固--液分离和无菌处理即可。成本一般为10%左右。 ②小分子产品、非活性的大分子产品和细胞产品:即传统发酵工业产品,如乙醇、有机酸、氨基酸、抗生素、维生素、单细胞蛋白等。这类产品分离的投资占整个工厂投资的60%左右,生产成本占30%左右。 ③生物活性物质产品:如重组DNA(基因工程)产品、精制蛋白质产品。这类产品的分离与精制相当复杂,其下游加工过程的费用可占整个生产费用的80%-90%。 二、下游加工过程的特点 ①发酵液是复杂的多相系统: 含有细胞、代谢产物和残余培养基等,使得发酵液的固-液分离很困难。 ②目的产物在发酵液中的含量低:传统发酵一般为1%-10%,活性物质产品则为0.01%-1%,而杂质含量很高,基因工程法生产的蛋白质,杂蛋白。 ③产物收率低:由于起始浓度低,杂质多,而成品要求纯度高,因此常需好几步分离操作,其结果使产品的收率下降。 酶制剂收率一般为70%左右,精制收率不到50%; 基因工程产品,收率达30%-40%. ④产物易于失活: 遇热、极端pH、有机溶剂、某些金属离子等都会引起失活或分解,对于大分子的蛋白质产品,其活性还受剪切力的影响。 ⑤发酵过程不稳定: 在发酵培养过程中,由于生物的变异性大,各批发酵液中有效物质浓度,残余培养基等杂质含量,以及杂菌感染程度等不尽相同。 ⑥生物安全问题: 对于某些基因工程产品,应注意生物安全问题,即要防止菌体的扩散,特别对前几步操作,要求在密封环境下进行。 下游加工过程的一般流程 1、一般说来,下游加工过程可分为4个阶段:培养液(发酵液)的预处理和固液分离;初步纯化(提取);高度纯化(精制);成品加工。 第一节发酵液预处理 微生物发酵液的特性可归纳如下: ①发酵产物浓度较低,悬浮液中大部分是水; ②悬浮物颗粒小,密度与液体相差不大; ③固体粒子可压缩性大; ④液体黏度大,大多为非牛顿型流体; ⑤产物性质不稳定,遇热、极端pH、空气氧化、微生物污染、酶分解等作用会引起分解或失活。 发酵液预处理的措施:

第三章SPSS数据预处理

第三章SPSS数据的预处理 为什么查进行预处理 在数据文件建立之后,通常还需要对分析的数据进行必要的预加工处理,这是数据分析过程中必不可少的一个关键步骤。数据的预加工处理服务于数据分析和建模,主要包括以下几个问题: 数据的排序 变量计算 数据选取 计数 分类汇总 数据分组 数据预处理的其他功能:转置、加权、数据拆分、缺失值处理、数据排秩、定义变量集。 3.1 数据的排序 3.1.1数据排序的作用 3.1.2 数据排序的基本操作 将观测量按照统计分析的具体要求进行合理的分类整理是数据文件整理的重要工作。仍以文件“研究生.sav”来说明,观测量分类整理的基本操作步骤如下: (1)执行Data→Sort Cases (观测量分类) 命令,打开Sort Cases对话框。 (2)从源变量列表框中选择一个或几个分类变量,单击中间的箭头按钮将它们移入Sort by框中,不妨称移入该框的变量为By变量。选择By变量的意义是将按这个变量对观测量进行分类整理。如果选择了几个By变量,从上至下依次称为第一By变量、第二By变量等。分类整理将按每一个By变量层叠分类整理。例如,选择了两个分类变量,sex为第一By变量,score为第二By变量,在sex的每一个分类中观测值将按score分类。 (3)在Sort Order栏中选择一种排序方式。如对某分类变量选择Ascending (升序),则在Sort by框里该变量名之后用连线连接Ascending;如选择Descending (降序),该变量名连接Descending。各分类变量的排序方式可以不同。 (4)以上选择确定后,单击OK,返回数据窗口,分类排序结果显示于数据窗口内。 此外,对字符串变量按分类次序大写字母将优先于小写的同一字母。在我们引用的数本来有一个Order (序号) 变量,它的值为自然数顺序。按照某些By变量分类后,要将文件恢复成原来的顺序,可以再用Order作为By变量执行观测量分类即可。如果文件缺少这样一个变量,经过分类的文件将不能恢复原状。SPSS的许多系统数据文件中都包含一个标志观测量序号的“id'’(单词identity的头两个字母)变量,它就可以起到这个作用。

发酵液预处理

一1.发酵液预处理 过程:对发酵液加热到所需温度使杂蛋白质变性凝固而沉淀分离.也可以用凝聚或絮凝的方法是小菌体,细胞,细胞的碎片以及杂蛋白质等胶体离子沉降去除. 2.发酵液的基本特性:产物浓度低.具有极性.粘度大.表面张力大.性质不稳定. 3.预处理的目的:①.改变发酵液的物理性质,促进从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一相中(多数是液相) ③.去除发酵液中的部分杂质,以利于后续各步骤的操作. 4.发酵液预处理的方法:①加热②调节PH值③凝聚和絮凝④使用惰性助滤剂⑤使用反应剂 二固液分离 1.方法:①重力沉降②浮透(通气产生气泡,使固体附着在气泡表面除去,用于固液比重差小,直径5-30um颗粒的分离,污水处理.③旋液分离(霉菌和放线菌为丝状菌,体形较大,发酵液采用过滤的方法;细菌和酵母菌为单细胞,体形较小,其发酵液采用高速离心分离,如对发酵液采用预处理,也可用过滤进行固液分离.④介质过滤和离心,工业上比较常用. 2.过滤 ①澄清过滤:过滤介质为硅藻土,砂,塑料颗粒等,适合于固体含量少于0.1g/100ml,颗粒直径在5-100um的悬浮液的过滤分离如:河水,麦芽汁,酒类,饮料的澄清. ②滤饼过滤:过滤介质为滤布,包括天然或合成纤维织布,金属织布,玻璃纤维纸,合成纤维等无纺布,适合于固体含量大于0.1g/100ml的悬浮液的过滤分离 3常用过滤设备 ①转鼓真空过滤工艺 转鼓真空过滤机的转鼓过滤外壁覆盖有金属丝网,网上覆盖有滤布等过滤介质.转鼓内部区域分了若干独立的扇形区,各有不同的操作功能. 该设备主要适用范围:颗粒不太细,粘性不太大的液体.对于青霉素发酵老说,发酵液相对粘稠,因此发酵液质量的优劣,对转鼓处理速度有着明确的影响.转鼓过滤存在使用范围窄,处理能力低的问题.

发酵液的预处理

发酵液的预处理 1 加水稀释法和加热法 加水稀释法能降低液体粘度,但会增加悬浮液的体积,加大后继过程的处理任务。而且,单从过滤操作看,稀释后过滤速率提高的百分比必须大于加水比才能认为有效,即若加水一倍,则稀释后液体的粘度必须下 降50%以上才能有效提高过滤速率。 加热是发酵液预处理最简单最常用的方法。加热可有效降低液体粘度,提高过滤速率。同时,在适当温度和受热时间下可使蛋白质凝聚,形成较大颗粒的凝聚物,进一步改善了发酵液的过滤特性。 对于粘度较高的发酵液,稀释或者加热可以降低发酵液黏度,有利于输送和过滤等后续操作。 2 离心法 国内在这方面的报道,主要反映了高速离心能耗大、设备昂贵,因而得不到推广应用。国内有些厂家仿效国外的做法, 采用高速蝶片式喷嘴离心机分离菌体, 虽对谷氨酸菌体的除去有一定效果, 但对菌丝较轻细的 肌苷菌体至今未取得满意的结果且设备价格昂贵。 3 絮凝和凝聚及混凝方法 絮凝预处理能显著加快发酵液中固体颗粒的沉降,提高过滤速度。李凡锋等处理1,3-丙二醇发酵液后,其中絮凝样的滤饼湿基、干基重量分别比对照样增加了41.13%、51.88%。 江龙法等采用壳聚糖作为絮凝剂对L - 乳酸发酵液进行预处理,取得了较好的结果。 江龙法等用壳聚糖作絮凝剂处理谷氨酸发酵液,经处理后的发酵液菌体减少95 %以上,谷氨酸浓度没有

降低。 周荣清等的研究证明:透明质酸发酵液经絮凝预处理后,不仅可以大大改善发酵液的固液分离效果,同时其滤清液的纯度亦有一定幅度的提高,在超滤过程中污染程度明显减少,渗透通量增加。 4 调节PH值 调节pH值可以改善发酵液吸附性质和使蛋白变性。对于加入离子型絮凝剂的发酵液,调节pH可改变絮凝剂的电离度,从而改变分子链的伸展状态。郝健等[7]的研究表明,pH越低,相同操作电压下工作电流越大,脱盐操作时间也越短,发酵液初始pH 调至6 左右为宜。 李向平等以壳聚糖为絮凝剂进行了单因素絮凝实验,结果表明pH值和絮凝剂用量对絮凝效果影响很大。 5 加入助滤剂 助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒,它能使滤饼疏松,吸附胶体,扩大过滤面积,滤速增大。助滤剂的添加可以改善发酵液过滤性质。助滤剂作为胶体粒子的载体,均匀地分布于滤饼层中,相应地改变了滤饼结 构,降低了滤饼的可压缩性,也就减小了过滤阻力。 王晓静等针对絮凝预处理后过滤速率慢的问题,采用添加助滤剂的方法。以粗、细2种粒度的硅藻土进行掺浆法实验,即把助滤剂直接投到悬浮液中,目的是增大滤饼的孔隙,使液相能够快速流出。 6 加入反应剂 改善过滤性能较好的方法是加入一些反应剂,它们能相互作用,或和某些溶解性盐类发生反应生成不溶解的沉淀。生成的沉淀能防止菌丝体粘结,使菌丝具有块状结构,沉淀本身即可作为助滤剂,并且还能使胶

发酵液预处理解析

第三章发酵液预处理

从微生物发液中提取发酵产品的第一步骤就是预处理,其目的的不仅在于分离菌体和其他悬浮液的性质,以利 用于提取和精制后断各工序的顺利进行。各种发酵产品,由于菌种不同和发酵液特性不同,其预处理方法的选择 也有所不同。大多数发酵产物存在于发酵液中,也有少 数产物存在于菌体中,或发酵液和菌体中都有含有。 –对于胞外产物,经预处理应尽可能使目的产物转移到液相,然后经固液分离除去固相; –对于胞内产物,则首先收集菌体或细胞,经细胞破碎后,目的产物进入液相,随后再将细胞碎片分离。

第一节发酵液过滤特性改变 微生物发酵液的特性可归纳为: ?发酵产物浓度较低,大多为1%~10%,悬浮液中大部分是水; ?悬浮物颗粒小,相对密度与液相相差不大: ?固体粒子可压缩性大; ?液相粘度大,大多为非牛顿型流体; ?性质不稳定,随时间变化,如易受空气氧化、微生物污染、蛋白酶水解等作用的影响。

一、降低液体粘度 降低液体粘度的常用方法有加水稀释法和加热法等。 采用加水稀释虽然降低液体粘度,但会增加悬浮液的体积,加大后继过程的处理任务。若加水一倍,则稀释后液体的粘度必须下降50%以上才能有效提高过滤速率。 升高温度可有效降低液体粘度,提高过滤速率,如 12oBe 麦芽汁40℃时粘度为1.2×10-3Pa·s,升高到75℃其粘度可下降一半,过滤速率可加倍。同时,在适当温度和受热时间可使蛋白质凝聚,形成较大颗粒的凝聚物,进一步改善了发酵液的过滤特性。如链霉素发酵液,调酸至pH3.0后。加热至70℃,维持半小时,液相粘度下降至1/6,过滤速率可增大10~100倍。使用加热时必须严格控制加热温度与时间。

第3章 发酵液预处理 作业参考答案

第3章发酵液预处理作业参考答案 一名词解释 1.凝聚:指在电解质作用下,由于胶粒之间双电层电排斥作用降低,电位下降,而使胶体体系不稳定的现象。 2. 絮凝:指在某些高分子絮凝剂存在下,基于桥架作用,使胶粒形成较大絮凝团的过程。 3. 助滤剂:是一种不可压缩的多孔微粒,它能使滤饼疏松,滤速增大。 二选择题 1. 在过滤分离中,滤液通过滤饼的速率与其黏度成( B )。 A、正比 B、反比 C、无关 2. 微生物代谢产物大多(A )。 A、分泌到细胞外 B、存在于细胞内 三判断题 1 发酵液预处理的目的是浓缩目标产物(×)。 2 絮凝剂须有长链的线性结构,越长越好(×)。 3 除去发酵液中的杂蛋白质的最常用方法是离心分离(×)。 四简答题 1微生物发酵液有那些特性? 答:微生物发酵液的特性可归纳为: ①发酵产物浓度较低,大多为1%一10%,悬浮液中大部分是水; ②悬浮物颗粒小,相对密度与液相相差不大; ③固体粒子可压缩性大; ④液相粘度大,大多为非牛顿型流体; ⑤性质不稳定,随时间变化,如易受空气氧化、微生物污染、蛋白酶水解等作用的影响。 这些特性使得发酵液的过滤与分离相当困难 2 除去发酵液杂蛋白质的常用方法有那些? 答:杂蛋白质的除去常用方法: (1) 沉淀法:蛋白质是两性物质,在酸性溶液中,能与一些阴离子(三氯乙酸盐、水扬酸盐)形成沉淀;在碱性溶液中,能与一些阳离子(Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe3+等)形成沉淀。 (2) 变性法:使蛋白质变性的方法很多,如:加热,调节PH,有机溶剂,表面活性剂等。其中最常用的是加热法。 (3) 吸附法:加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。 3 发酵液过滤与分离的困难的原因及解决方法。 答:微生物发酵液的特性可归纳为: ①发酵产物浓度较低,大多为1%一10%,悬浮液中大部分是水; ②悬浮物颗粒小,相对密度与液相相差不大; ③固体粒子可压缩性大; ④液相粘度大,大多为非牛顿型流体; ⑤性质不稳定,随时间变化,如易受空气氧化、微生物污染、蛋白酶水解等作用的影响。

发酵液的预处理主要方法

发酵液预处理的主要方法 1 加水稀释法和加热法 加水稀释法能降低液体粘度, 但会增加悬浮液的体积, 加大后继过程的处理任务。 而且, 单从过滤操作看,稀释后过滤速率提高的百分比必须大于加水比才能认为有效,即若加水一 倍,则稀释后液体的粘度必须下降50%以上才能有效提高过滤速率。 加热是发酵液预处理最简单最常用的方法。加热可有效降低液体粘度,提高过滤速率。 同时,在适当温度和受热时间下可使蛋白质凝聚,形成较大颗粒的凝聚物,进一步改善了发 酵液的过滤特性。 对于粘度较高的发酵液,稀释或者加热可以降低发酵液黏度,有利于输送和过滤等后续 操作。史鹏等 [2] 的研究比较了热处理和酸处理两种方法对HA 分子量降低的影响。 2 离心法 国内在这方面的报道,主要反映了高速离心能耗大、设备昂贵,因而得不到推广应用。 国内有些厂家仿效国外的做法, 采用高速蝶片式喷嘴离心机分离菌体, 虽对谷氨酸菌体的 除去有一定效果, 但对菌丝较轻细的肌苷菌体至今未取得满意的结果且设备价格昂贵 [3] 。 3 絮凝和凝聚及混凝方法 絮凝预处理能显著加快发酵液中固体颗粒的沉降,提高过滤速度。李凡锋等 [4] 处理 1, 3-丙二醇发酵液后, 其中絮凝样的滤饼湿基、 干基重量分别比对照样增加了41.13%、 51.88%。 江龙法等 [1] 采用壳聚糖作为絮凝剂对 L- 乳酸发酵液进行预处理,取得了较好的结果。 经处理后的发酵液菌体减少95 %以上, 江龙法等 [5] 用壳聚糖作絮凝剂处理谷氨酸发酵液, 谷氨酸浓度没有降低。 周荣清等 [6] 的研究证明:透明质酸发酵液经絮凝预处理后,不仅可以大大改善发酵液的 固液分离效果,同时其滤清液的纯度亦有一定幅度的提高,在超滤过程中污染程度明显减少, 渗透通量增加。 4 调节 PH值 调节pH值可以改善发酵液吸附性质和使蛋白变性。对于加入离子型絮凝剂的发酵液, 调节pH可改变絮凝剂的电离度, 从而改变分子链的伸展状态。 郝健等 [7] 的研究表明, pH越低, 相同操作电压下工作电流越大,脱盐操作时间也越短,发酵液初始pH 调至6 左右为宜。 李向平等 [8] 以壳聚糖为絮凝剂进行了单因素絮凝实验,结果表明pH值和絮凝剂用量对絮 凝效果影响很大。 5 加入助滤剂 助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒,它能使滤饼疏松,吸附胶体,扩大过滤面积,滤 速增大。助滤剂的添加可以改善发酵液过滤性质。助滤剂作为胶体粒子的载体,均匀地分布 于滤饼层中,相应地改变了滤饼结构,降低了滤饼的可压缩性,也就减小了过滤阻力。 王晓静等 [9] 针对絮凝预处理后过滤速率慢的问题,采用添加助滤剂的方法。以粗、细2 种粒度的硅藻土进行掺浆法实验,即把助滤剂直接投到悬浮液中,目的是增大滤饼的孔隙,使 液相能够快速流出。 6 加入反应剂 改善过滤性能较好的方法是加入一些反应剂,它们能相互作用,或和某些溶解性盐类 发生反应生成不溶解的沉淀。生成的沉淀能防止菌丝体粘结,使菌丝具有块状结构,沉淀本 身即可作为助滤剂,并且还能使胶状物和悬浮物凝固。 例如发酵液中有不溶解的多糖存在,则最好用酶将它转化为单糖,以提高过滤速度。 加入淀粉酶后,能使过滤速度加快。

相关文档