高速珠磨机
常用的几种细胞破碎方法介绍
随着重组DNA技术得到广泛应用以来，生物技术发生了质的飞跃。很多基因工程产物都是胞内物质，必须将细胞破壁，使产物得以释放，才能进一步提取，因此细胞破碎是提取胞内产物的关键步骤，破碎方法的得当与否，直接影响到所提取产品的产量、质量和生产成本。现将近年来常用的几种细胞破碎方法介绍一下。 1. 高压匀浆法 设备是高压匀浆器，它由高压泵和匀浆间组成，美国Microfluidics公司和ATS公司均有产品出售。其破碎机理：细胞在一系列过程中经历了高速造成的剪刀，碰撞以及由高压到常压的变化从而造成细胞的破碎。 存在的问题；较易造成堵塞的团状或丝状真菌，较小的革兰氏阳性首以及有些亚细胞器，质地坚硬，易损伤匀浆阀，也不适合用该法处理。 2. 高速珠磨法 设备是珠后机，瑞士WBC公司和德国西门子机械公司均制造各种型号的珠磨机，其破碎机下：微生物细胞悬浮液与极细的研磨剂在搅拌浆作用下充分混合，珠子之间以及珠子和细胞之间和互相剪切、碰撞，促使细胞壁破碎，释出内含物，在珠波分离器的协助下，珠子被滞留在破碎室内，浆液流出，从而实现连续操作，破碎中，生的热量由夹套中的冷却液带走。 存在的问题：操作参数多，一般赁经验估计并且珠子之间的液体损失30％左右。 3. 超声破碎 频高于15-20KHz的超声波在高强度声能输入下可以进行细胞破碎。其破碎机理：可能与空化现象引起的冲击波和剪切力有关。超声破碎的效率与声频、声能、处理时间、细胞浓度及首种类型等因素有关。 存在问题；超声波破碎在实验室规模应用较普遍，处理少量样品时操作简便，液量损失少，但是超声波产生的化学自由基团能使某些敏感性活性物质变性失活。而且大容量装置声能传递，散热均有困难。 4. 酶溶法 就是用生物酶将细胞壁和细胞腊消化溶解的方法。常用的溶酶有溶菌酶β-1．3-葡聚糖酶、蛋白酶等。 存在的问题；易造成产物抑制作用，这可能是导致胞内物质释放率低的一个重要因素。而且溶酶价格高，限制了大规模利用。若回收溶酶，则又增加百分离纯化溶酶的操作。另外酶港法通用性差，不同菌种需选择不同的酶。 5. 化学渗透法 某些有机溶剂（如苯、甲苯）、抗生素、表面活性剂、金属螯合剂、变性剂等化学药品都可以改变细胞壁或膜的通透性从而使内合物有选择地渗透出来。其作用机理；化学渗透取决于化学试剂的类型以及细胞壁和膜的结构与组成。 存在的问题；时间长，效率低；化学试剂毒性较强，同时对产物也有毒害作用，进一步分离时需要用透析等方法除去这些试剂；通用性差：某种试剂只能作用于某些特定类型的微生物细胞。 本文介绍了几种细胞破碎的方法，可谓各有千秋，在实际应用中，应尽量考虑全面，选择最科学、有效的方法。
细胞破碎技术
四、细胞破碎某些蛋白质在细胞培养时被宿主细胞分泌到培养液中，提取过程只需直接采用过滤和离心进行固液分离，然后将获得的澄清滤液再进一步纯化即可，其后续分离和纯化都相对简单。
但由于一些重组DNA(rDNA)产品结构复杂，必须在细胞内组装来获得生物活性，如果在培养时被宿主细胞分泌到培养液中，其生物活性往往有所改变，此类生物产品是细胞内产品(非分泌型)，这些产品主要为医药和保健产品，对于这类产品的提取，需要先应用细胞破碎技术破碎细胞，使细胞内产物释放到液相中，然后再进行提纯，为后续的分离纯化做好准备工作。
细胞破碎技术是指利用外力破坏细胞壁和细胞膜，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质(产品)的基础。
随着重组DNA技术和组织培养技术上的重大进展，以前认为很难获得的蛋白质现在都可以大规模生产。
微生物细胞和植物细胞外层均为细胞壁，细胞壁里面是细胞膜，细胞膜和它所包围的细胞浆合称为原生质体。
动物细胞没有细胞壁，仅有细胞膜。
通常情况下，细胞壁较坚韧，细胞膜脆弱，易受渗透压冲击而破碎，因此细胞破碎的阻力主要来自于细胞壁。
基于遗传和环境等因素，不同类型生化物质其细胞壁的结构和组成不完全相同，故细胞壁的机械强度不同，细胞破碎的难易程度也就不同。
此外，不同的生化物质其稳定性有较大差别，在破碎过程中应防止变性和被胞内的酶水解。
因此，破碎方法的选择和操作条件的优化是十分必要的。
(一)机械破碎法机械破碎法分为高压匀浆破碎法、高速搅拌珠研磨破碎法和超声波破碎法三种。
1．高压匀浆破碎法Manton Gaulin高压匀浆器是高压匀浆破碎法常用的设备，它由可产生高压的泵和排出阀组成，排出阀具有狭窄的小孔，其大小可以调节。
细胞浆液通过止逆阀进入泵体内，在高压下迫使其在排出阀的小孔中高速冲出，并射向撞击环上，由于突然减压和高速冲击，使细胞受到高的液相剪切力而破碎。
在操作方式上，可以采用单次通过匀浆器或多次循环通过等方式，也可连续操作。
动物类中药提取方法
动物类中药提取方法我国应用动物药历史悠久。
远在4000年前甲骨文中就记载了蛇、麝、犀牛等40余种药用动物，最早的本草专著《神农本草经》中收载了僵蚕、地龙等动物药67种，对其应用及疗效亦有明确记载。
《本草纲目》中动物药增至440种。
近代《中国药用动物志》更是收载动物药多达1581种，临床各科广为使用。
动物药是中药的重要组成部分,近十年来,动物药的临床和药理研究日益受重视,而且在活性成分的研究方面也获得迅速发展。
但由于动物药化学成分复杂，大多为大分子化合物，分离分析难度较植物药大，与植物药活性成分的研究相比已远远落后。
然而，由于其生物活性强、临床疗效高、含量丰富等特点又激励人们不懈地去探索动物药的药效物质基础和开发利用前景。
经研究表明，动物药中的化学成分包括蛋白质、多肽及氨基酸类、生物碱类、多糖类、甾体类、萜类、酚、酮、酸类等多种化学成分。
因此对于动物药的提取，可根据不同成分的性质，采用不同的提取方法。
1 蛋白质、多肽及氨基酸类提取氨基酸、多肽、蛋白质广泛存在于动物类中药,是动物药中普遍存在的化合物,这些成分以往常被认为无药理作用,属于无效成分或有毒成分。
近年来的研究得知,许多蛋白质和多肽是动物药中的有效成分,动物药中的蛋白质和多肽成分研究也渐被人们重视。
大部分蛋白质可溶于水、稀盐、稀酸或稀碱溶液中，少数与脂类结合的蛋白质溶于乙醇、丙酮及丁醇等有机溶剂中。
另外，每个氨基酸都有其固有化学特性，导致不同的多肽因其组成不同而具有不同的溶解性。
因此对于不同的蛋白质、多肽及氨基酸的可采用不同溶剂提取、分离及纯化。
蛋白质的提取一般常采用各种水溶液，为防止原料中可能存在的酸或碱的影响，常用pH缓冲液提取。
蛋白质氨基酸的提取一般是将蛋白质经酸、碱或酶水解后，分离得到各种氨基酸；天然游离的氨基酸的常采用水或稀醇等极性溶剂进行提取。
为了尽可能的提取完全，常需要对一些动物药进行细胞破碎，使其蛋白质、多肽及氨基酸释放出来进入提取溶剂中，以达到的提取的目的。
珠磨破碎法
珠磨破碎法珠磨破碎法是一种常用的破碎工艺，广泛应用于矿山、冶金、建材等行业。
本文将从珠磨破碎法的原理、设备、优缺点等方面进行详细介绍。
一、珠磨破碎法的原理珠磨破碎法是利用珠磨机进行破碎的一种方法。
珠磨机是一种高速回转的圆筒体，内部装有大量的研磨珠。
当物料经过珠磨机时，由于离心力和摩擦力的作用，物料与研磨珠之间发生强烈的碰撞、摩擦和剪切，从而使物料得到破碎。
珠磨破碎法的主要原理可以总结为以下几点：1. 研磨珠的高速回转产生的离心力使物料受到强烈的冲击和剪切力，从而使物料破碎。
2. 研磨珠与物料之间的摩擦力也是破碎的重要因素，摩擦力的增大有助于物料的破碎。
3. 物料在珠磨机内部通过多次碰撞和剪切，逐渐减小颗粒的大小，最终实现破碎的目的。
珠磨机是珠磨破碎法的核心设备，根据物料的不同特性和生产要求，可以选择不同类型的珠磨机。
常见的珠磨机有立式珠磨机和水平珠磨机两种。
立式珠磨机是将研磨珠和物料一起放入研磨室内，通过研磨室内的搅拌器高速回转，使研磨珠和物料充分混合，实现破碎效果。
水平珠磨机是将研磨珠和物料一起放入研磨室内，通过研磨室内的离心轮高速回转，使研磨珠和物料产生强烈的摩擦和碰撞，达到破碎的目的。
三、珠磨破碎法的优缺点珠磨破碎法具有以下优点：1. 对于一些难破碎的物料，珠磨破碎法可以有效地进行破碎，提高破碎效率。
2. 研磨珠的选择范围广泛，可以根据物料的特性和要求选择不同材质和大小的研磨珠，提高破碎效果。
3. 破碎过程中不需要加入其他辅助物质，对环境污染小。
珠磨破碎法也存在一些缺点：1. 破碎过程中会产生较多的热量，可能导致物料的变质或燃烧。
2. 研磨珠的磨损较大，需要定期更换，增加了生产成本。
3. 对于一些易磨损的物料，珠磨破碎法可能会造成颗粒过细，不利于后续的分离和提取。
四、珠磨破碎法的应用珠磨破碎法广泛应用于矿山、冶金、建材等行业。
具体应用领域包括：1. 矿山：用于矿石的细磨和选矿过程中的破碎。
药物分离纯化前的预处理技术介绍
五、生物制药中的细胞破碎
细胞破碎的目的：破坏细胞外围，使胞内物质释放出来。 1.细胞破碎方法及原理 按照是否使用外加作用力，可分为机械法和非机械法两大类。 各种细胞破碎方法、作用机理及适用范围见P17 2.常用的细胞破碎方法及设备 1.）高压匀浆器 高压匀浆适用于酵母和大多数细菌细胞的破碎， 料液细胞浓度可达到20%左右 影响高压匀浆器细胞破碎效果的主要因素有压力、温度和通过匀 浆器的次数等。操作压力50~70MPa,温度上升约2~3 º c/10MPa。 2.）高速珠磨机 3.）化学渗透法 几种常用的化学试剂：表面活性物质、有机溶 剂（甲苯、苯、氯仿、二甲苯及高级醇等）、EDTA螯合剂 4.）酶解法 利用生物酶能分解破坏细胞壁和细胞膜上特殊键的 作用，达到消化溶解细胞壁的方法。
3.盐析法：在高盐浓度下，盐浓度增加反而使蛋白质的溶解度降低， 当达到某一浓度时，蛋白质可从溶液中析出。 影响盐析沉淀的因素： 盐析剂的性质和加入量、pH值、蛋白质类化合物的性质、蛋白质 类化合物溶液的浓度、温度 加入盐析剂的两种方式：一种是直接加入固体粉末；另一种是加 入盐的饱和溶液。 4.有机溶剂沉淀法：利用与水互溶的有机溶剂能使蛋白质在水中的 溶解度显著降低而沉淀的方法。 影响有机溶剂沉淀的主要因素如下： 有机溶剂的选择、温度的控制、pH值、离子强度 5.反应沉淀法：根据预处理液中所含杂质的特点，加入某些不影响 目的药物的化学反应试剂，使其与杂质发生反应，生成不溶性沉 淀的方法。 生产中常用的反应沉淀试剂：金属盐类、有机酸类、表面活性剂、 离子型或非离子型的多聚物、变性剂及其他一些化合物。
4.）助滤剂的使用 两种方法：一种是在过滤介质表面预涂助滤 剂；另一种是直接加入到混合液中；也可两种方法同时兼用。 选择和使用助滤剂时应考虑几方面：根据目的药物的性质选 择、根据过滤介质和过滤情况选择、粒度选择、用量的确定、固 液分离设备和技。 3.固液分离设备 常用的有真空转鼓过滤机、碟片式离心机等。 1.）真空转鼓过滤机 特点：自动化程度高、操作连续、处理量大 2.）碟片式离心机 分离因数为1000~20000，适合于含细菌、 酵母菌、放线菌等多种微生物细胞的悬浮液及细胞碎片悬浮液的 分离。 4.常见问题 1.）对工艺改进和新工艺了解少 2.）操作条件不合理 3.）关键部件的选择不科学 4.）对新技术和新设备的应用持观望态度
细胞破碎(cell disruption)
细胞破碎（cell disruption）定义:细胞破碎就是采用一定的方法，在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜，设法使胞内产物最大程度地释放到液相中，破碎后的细胞浆液经固液分离除去细胞碎片后，再采用不同的分离手段进一步纯化.1细胞壁的组成和结构微生物细胞壁的化学组成和结构细菌，肽聚糖的网状结构酵母菌：葡聚糖，甘露聚糖，蛋白质真菌：细胞壁更厚植物细胞壁的化学组成和结构初生壁，次生壁具有很高的机械强度2 细胞破碎技术机械法和非机械法2.1机械法机械法主要是利用高压、研磨或超声波等手段在细胞壁上产生的剪切力达到破碎目的.包括高压匀浆法,珠磨法和超声破碎法高压匀浆器影响匀浆破碎的主要因素是压力、温度和通过匀浆器阀的次数。
高压匀浆法的适用范围较广，在微生物细胞和植物细胞的大规模处理中常采用.高速珠磨机(high spced bead mill) 研磨是常用的一种方法，它将细胞悬浮液与玻璃小珠、石英砂或氧化铝等研磨剂一起快速搅拌，使细胞获得破碎。
在工业规模的破碎中常采用高速珠磨机超声波破碎器超声波处理细胞悬浮液时，破碎作用受许多因素的影响，通常声强和振幅影响很大，但强度太高易使蛋白质变性，频率的变化影响不明显：此外介质的离子强度、pH值、菌体的种类和浓度也有很大的影响.超声波振荡过程中遇到的最大问题就是产生的热量不容易驱散，所以影响了它在大规模工业上的应用，但在实验室和小规模生产中是一种很好的方法2.2 非机械法非机械方法很多，包括酶解、渗透压冲击、冻结和融化、干燥法和化学法溶胞等.1)酶解法是利用酶反应，分解破坏细胞壁上特殊的键，从而达到破碎目的。
酶解法可以在细胞悬浮液中加入特定的酶，也可以采用自溶作用。
酶解法的优点是发生酶解的条件温和、能选择性地释放产物、胞内核酸等泄出量少、细胞外形较完整、便于后步分离等；但酶水解价格高，故小规模应用较广.渗透压冲击法冻融法干燥法化学法:采用化学法处理可以溶解细胞或抽提胞内组分。
生化分离技术 细胞破碎分离
细胞－胞内产物 细胞－胞内产物 路线一B 包含体 溶解(加盐酸胍、脲 加盐酸胍、脲 ) 复性 细胞破碎 碎片分离 碎片分离
原料液 原料液
细胞分离 ( 细胞分离 ( 离心，过滤 离心，过滤 )) 路线一 路线二 清液－胞外产物
路线一A
粗分离( 盐析、萃取、超过滤等 盐析、萃取、超过滤等 ) 纯化( 层析、电泳 层析、电泳 ) 脱盐( 凝胶过滤、超过滤 凝胶过滤、超过滤 )
通过改变微生物生长环境（温度、pH、缓 冲液），可以诱发产生自溶酶或激发产生其 它的自溶酶，以达到自溶目的。
缺点是：易引起所需蛋白质的变性，自溶后 细胞悬浮液粘度增大，过滤速度下降。
（2）物理法
渗透压冲击法 冻结-融化法 干燥法
①渗透压冲击法
将细胞放在高渗透压的溶液中（如一定 浓度的甘油或蔗糖溶液），由于渗透压的作 用，细胞内水分便向外渗出，细胞发生收缩， 当达到平衡后，将介质快速稀释，或将细胞
之间的互相剪切、碰撞，使细胞破碎，
释放出内含物。
WSK卧式高效全能珠磨机
②影响珠磨法破碎的因素
破碎作用公式：
ln[1/(1-R)]=Kt
R — 破碎率；K— 一级反应速度常数； t—时间。 K与搅拌转速、细胞悬浮液浓度和循环 速度、玻璃小珠装量和珠体直径，以及 温度等相关。
②影响珠磨法破碎的因素
某些植物细胞，当生长停止后，在细胞质 和初生细胞壁之间形成了次生细胞壁。次 生壁一般较厚 (4μm以上 ) ，常有三层组成。
n
在次生壁中，纤维素和半纤维素含量比初 生壁增加很多，纤维素的微纤丝排列得更 紧密和有规则，而且存在木质素的沉积。
二
(12)细胞破碎
13
3、超声破碎法
机理
空化作用引起的冲击波和剪切力有关 空化现象：在强声波作用下，气泡形成、 胀大和破碎的现象 实验室规模应用较普遍
注意冷却，间歇进行 产生噪音（声能传递困难） 产生的自由基易使敏感性物质失活 对不同菌种，效果差别较大
14
优点
缺点
物理法
非机械法
化学法 酶解法
15
1、物理法
反复冻融法
22
应多种方法相结合提高破碎率
23
细胞破碎的机械法主要有 ___________ 、 ____________、____________ 。 （ ）采用珠磨法进行时，为了达到较高的破 碎率，需要进行循环破碎。
24
预习
过滤设备
25
压力 温度 浓度 次数
55-70MPa ＜30℃，预冷2--8 ℃ 60—80% 2-4次
12
比较
高压匀浆法
少，易于控制，适合 大规模生产 需配备换热器， 冷却 进行级间冷却 破碎率 低，需循环2-4次 适用性 不适合丝状真菌及有 包含体的基因工程菌
参数
珠磨法
多，浆液损失很大 有双重功能：破 碎和冷却 较高 各种微生物细胞
设备
中试 工业
4
高速珠磨机的原理
研磨破碎
进入珠磨机的细胞悬浮液与研磨剂在 搅拌浆的作用下充分混合，在剪切、 碰撞作用下，细胞破碎，释出内容物
固液分离 珠液分离器（珠隔离盘） 控制温度
夹层冷却
5
需控制的参数
搅拌速度 进料速度 温度 浓度 珠体大小 珠体装量
剪切力 研磨时间
生物制药工艺学整理
1．生物制药：以生物材料为原料或用生物技术、方法制造的药物。
2．杂交育种：将两个基因型不同的菌株经过吻合或接合，使遗传物质重新组合，从中分离和筛选出具有新性状的过程。
3．葡萄糖效应：培养基中的葡糖糖的浓度过高，会加快菌体的代谢，使培养基中的溶解的氧不能满足有氧呼吸的需要，使葡萄糖的代谢进入不完全氧化途径，产生酸性代谢产物，使pH降低，遏止某些产物的生物合成酶，这种现象叫做葡萄糖效应。
4．浓差极化：当溶剂透过膜而溶质留在膜上时，它使得膜面上的溶质浓度增大高于主体中溶质浓度，这种现象称为浓差极化。
5．亲和色谱：利用生物大分子于某些对应的专一分子特意识别和可逆结合的特性而建立起来的一种分离生物大分子的色谱方法。
6．次级代谢产物：与微生物的生长繁殖无关的代谢产物，包括：抗生素、色素、生物碱等。
7初级代谢产物主要包括氨基酸，蛋白质，核酸核苷酸，维生素脂肪酸等特点：（1）他们是生物生长繁殖的必须物质（2）是各微生物所共有的产物（3）菌体对初级代谢活动有严格的调控系统一般不能累积多余的初级代谢产物。
8次级代产物的特点：1特定菌种产生的代谢产物2菌体特定生长阶段的产物3多组分的混合物。
9初级代谢产物与次级代谢产物的关系（1）初级代谢产物是次级代谢产物的前体或起始物。
（2初级代谢产物的调控影响次级代谢产物的生物合成10菌种选育的目的：提高发酵的产量。
改进菌种的性能。
产生新的发酵物。
去除多余的组分。
11．诱变育种：利用物理或化学诱变剂，处理均匀分散的微生物细胞群体，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便高效的方法，从中选出具有优良性状的突变菌株。
12诱变剂分类物理诱变剂（紫外线UV），化学诱变剂（NTG），生物诱变剂。
13自然选育的一般过程：生产菌种斜面，制备单孢子悬浮液，涂布分离平板，单菌落接种，斜面种子培养，摇瓶发酵，高产菌珠初选，菌种保藏，接种，斜面种子培养，摇瓶种子培养，摇瓶发酵，高产菌珠复选，高产菌种珠验证，放大实验，进一步选育或保障。
生物制药工艺学(王徐整理版)
一、名词解释1、生物药物：生物药物是指运用生物学、医学、生物化学等的研究成果，综合利用物理学、化学、生物化学、生物技术和药学等学科的原理和方法，利用生物体、生物组织、细胞、体液等制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。
2、诱变育种：是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细菌群体，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、高效的筛选方法，从中选出少数具有优良性状的突变菌株。
3、盐析法：是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，达到纯化目的的方法。
4、吸附法：指利用吸附作用，将样品中的生物活性物质或杂质吸附于适当的吸附剂上，利用吸附剂对活性物质和杂质间吸附能力的差异，使目的物和其它物质分离，达到浓缩和提纯目的的方法。
5、生物转化：是指外源化学物在机体内经多种酶催化的代谢转化。
生物转化是机体对外源化学物处置的重要的环节，是机体维持稳态的主要机制。
6、双水相萃取：不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，利用物质在互不相容的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。
7、生物分离技术：从动植物或者微生物的有机体或者器官、生物工程产物及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。
也称生物工程下游技术。
8、絮凝：在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生架桥作用使胶粒形成大的絮凝团的过程。
9、相对离心力：由于各种离心机转子的半径或者离心管至旋转轴中心的距离不同，离心力而受变化，相对离心力就是实际离心场转化为重力加速度的倍数。
10、亲和吸附剂：由载体及配基偶联构成，在亲和层析中起可逆结合的特异性物质称为配基，与配基结合的层析介质称为载体。
11、细胞破碎：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出来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质（产品）的基础。
12、亲和层析：在生物分子中有些分子的特定结构部位能够同其他分子相互识别并结合，这种结合既是特异的，又是可逆的，改变条件可以使这种结合解除。
大流量纳米珠磨机的运用领域
大流量纳米珠磨机的运用领域
大流量纳米珠磨机是一种高效的材料研磨设备，广泛应用于多个领域，包括材料科学、化学工程、医药等。
下面将会介绍大流量纳米珠磨机在这些领域的应用。
一、材料科学
在材料科学领域，大流量纳米珠磨机主要用于对金属、非金属材料的制备和研磨。
通
过高速旋转的珠子和材料之间的摩擦，使得材料不断地碾磨、磨削，形成细小的颗粒。
这
种纳米颗粒具有比较均匀的粒径分布，可以用于合成各种复合材料、半导体材料和特种材料。
二、化学工程
大流量纳米珠磨机在化学工程领域的应用主要是对颗粒物料的研磨、分散和混合。
通
过磨机的高速旋转，捕获并碾磨颗粒，使其均匀分散在液体中。
这种技术广泛用于化学反
应中的催化、合成等生产制造过程中，提高了生产效率和产品质量。
三、医药
在医药领域，大流量纳米珠磨机被用于制备纳米药物。
一些药物需要以纳米颗粒形式
进行制备，才能更好地溶解和被人体吸收。
通过大流量纳米珠磨机的研磨工艺，可以制备
出均匀的纳米颗粒，在药物的吸收和降解过程中更有利。
四、食品
在食品加工中，大流量纳米珠磨机主要用于食品颗粒的研磨和制备。
颗粒细小的食品
可以提高其口感和可溶性。
在调味品等食品生产过程中，大流量纳米珠磨机被广泛应用于
颗粒的研磨和分散。
总之，大流量纳米珠磨机已经成为各种行业生产制造、研发中不可缺少的设备。
这种
设备的应用领域众多，不断拓展和完善，为生产和制造高质量产品提供了强有力的支持。
磨机的分类与工作原理
磨机的分类与工作原理磨机是一种常用的机械设备，用于将物料加工成粉状或者颗粒状的细小颗粒。
根据不同的工作原理和应用领域，磨机可以分为多种不同的分类。
本文将详细介绍磨机的分类以及各种磨机的工作原理。
一、磨机的分类1. 针对物料特性的分类根据物料的硬度、湿度、粘度等特性，磨机可以分为以下几类：(1) 刀片磨机：适合于较软的物料，如塑料、橡胶等。
刀片磨机通过旋转的刀片将物料切割成细小的颗粒。
(2) 高速撞击磨机：适合于中等硬度的物料，如玉米、大豆等。
高速撞击磨机通过高速旋转的锤头将物料撞击碎裂。
(3) 球磨机：适合于硬度较高的物料，如金属矿石、陶瓷等。
球磨机通过旋转的圆筒和钢球对物料进行研磨。
(4) 高压辊磨机：适合于高硬度、高湿度的物料，如石灰石、石膏等。
高压辊磨机通过两个旋转的辊子对物料进行压碎。
2. 针对工作原理的分类根据磨机的工作原理，磨机可以分为以下几类：(1) 高速磨机：通过高速旋转的刀片或者锤头将物料撞击碎裂。
高速磨机具有处理能力强、效率高的特点，广泛应用于食品、化工、制药等行业。
(2) 面粉磨机：通过两个旋转的磨盘将物料研磨成粉状。
面粉磨机通常用于加工谷物、豆类等食品原料。
(3) 球磨机：通过旋转的圆筒和钢球对物料进行研磨。
球磨机广泛应用于矿山、冶金等行业。
(4) 辊磨机：通过两个旋转的辊子对物料进行压碎。
辊磨机适合于石灰石、石膏等硬度较高的物料。
二、磨机的工作原理不同类型的磨机有不同的工作原理，下面将分别介绍几种常见磨机的工作原理。
1. 高速磨机的工作原理高速磨机通过高速旋转的刀片或者锤头将物料撞击碎裂。
物料进入磨机后，被刀片或者锤头撞击，同时受到离心力的作用，使物料加速运动。
撞击过程中，物料与刀片或者锤头之间的磨擦力使物料产生剪切和撞击力，从而将物料破碎成细小的颗粒。
2. 面粉磨机的工作原理面粉磨机通过两个旋转的磨盘将物料研磨成粉状。
物料进入磨机后，被两个磨盘之间的磨擦力和挤压力研磨。
[原创]动物类中药提取方法
![[原创]动物类中药提取方法](https://img.taocdn.com/s3/m/778445a668dc5022aaea998fcc22bcd126ff42c5.png)
动物类中药提取方法我国应用动物药历史悠久。
远在4000年前甲骨文中就记载了蛇、麝、犀牛等40余种药用动物，最早的本草专著《神农本草经》中收载了僵蚕、地龙等动物药67种，对其应用及疗效亦有明确记载。
《本草纲目》中动物药增至440种。
近代《中国药用动物志》更是收载动物药多达1581种，临床各科广为使用。
动物药是中药的重要组成部分,近十年来,动物药的临床和药理研究日益受重视,而且在活性成分的研究方面也获得迅速发展。
但由于动物药化学成分复杂，大多为大分子化合物，分离分析难度较植物药大，与植物药活性成分的研究相比已远远落后。
然而，由于其生物活性强、临床疗效高、含量丰富等特点又激励人们不懈地去探索动物药的药效物质基础和开发利用前景。
经研究表明，动物药中的化学成分包括蛋白质、多肽及氨基酸类、生物碱类、多糖类、甾体类、萜类、酚、酮、酸类等多种化学成分。
因此对于动物药的提取，可根据不同成分的性质，采用不同的提取方法。
1 蛋白质、多肽及氨基酸类提取氨基酸、多肽、蛋白质广泛存在于动物类中药,是动物药中普遍存在的化合物,这些成分以往常被认为无药理作用,属于无效成分或有毒成分。
近年来的研究得知,许多蛋白质和多肽是动物药中的有效成分,动物药中的蛋白质和多肽成分研究也渐被人们重视。
大部分蛋白质可溶于水、稀盐、稀酸或稀碱溶液中，少数与脂类结合的蛋白质溶于乙醇、丙酮及丁醇等有机溶剂中。
另外，每个氨基酸都有其固有化学特性，导致不同的多肽因其组成不同而具有不同的溶解性。
因此对于不同的蛋白质、多肽及氨基酸的可采用不同溶剂提取、分离及纯化。
蛋白质的提取一般常采用各种水溶液，为防止原料中可能存在的酸或碱的影响，常用pH缓冲液提取。
蛋白质氨基酸的提取一般是将蛋白质经酸、碱或酶水解后，分离得到各种氨基酸；天然游离的氨基酸的常采用水或稀醇等极性溶剂进行提取。
为了尽可能的提取完全，常需要对一些动物药进行细胞破碎，使其蛋白质、多肽及氨基酸释放出来进入提取溶剂中，以达到的提取的目的。
第3章 预处理
四、选择破碎方法的依据
（一）、规模及成本 工业规模：高压匀浆和珠磨 （二）、目的物的稳定性 （三）、破碎效果和产物释放率
表 3-1 常用的细胞破碎方法 方法 匀浆法 机 械 珠磨法 法 超声波 原理 基于液相的剪切力 特点 适用面广，处理量大，速度快，在工业生产上广 泛应用，但不适用于某些高度分支的微生物， 另 外产热大，可能造成生物活性物质失活 适用面广，处理量大，在工业生产上广泛应用； 产热大，可能造成生物活性物质失活
渗透压冲击法 渗透压突然变化，使细 较温和，但破碎作用较弱，常与酶法合用 胞快速膨胀破裂 化学试剂处理 应 用 化 学 试 剂 溶 解 细 需选择合适的试剂，减小对活性物质的破坏， 胞 或 抽 提 某 些 细 胞 组 可应用于大规模生产 分 化 学 酶解法 用 酶 反 应 分 解 破 坏 细 反应条件温和，但成本较高，一般仅适用于小 法 胞壁上特殊的化学键 规模应用 制成丙酮粉 丙酮迅速脱水，破坏蛋 迅速脱水，可减少蛋白质变性，促进某些结合 白质与脂质结合的键 酶释放
絮凝作用
胶体中加入絮凝剂时，胶体强烈地吸附在絮 凝剂表面的功能基团上，高分子絮凝剂的不 同链节分别吸附在不同的颗粒表面，产生架 桥联接——粗大的絮凝团沉淀下来
絮凝剂过量 包裹胶体， 稳定胶体
举例
聚丙烯酰胺絮凝原理主要是靠吸附和架桥， 通过高分子链上的带电基团吸附作用，将细
小的颗粒拉到一起从而实现加速沉降，达到
蛋白质和中性多聚糖仍留在溶液里，在高离子强度的溶液里， CTAB与蛋白质和大多数酸性多聚糖以外的多聚糖形成复合物，只
是不能沉淀核酸。因此，CTAB可以用于从大量产生粘多糖的有机
体如植物以及某些革兰氏阴性菌（包括E.coli的某些株）中制备纯 化DNA
珠磨机原理
珠磨机原理珠磨机是一种常用的研磨设备，广泛应用于化工、颜料、染料、食品、医药等行业。
它通过高速旋转的研磨轴和研磨珠对物料进行研磨，实现物料的细化和混合。
珠磨机的原理主要包括机体结构、研磨介质和研磨过程。
首先，珠磨机的机体结构通常由机架、转子、研磨室和进出料装置组成。
机架是整个珠磨机的支撑结构，能够承受高速旋转的力量，保证机器的稳定运行。
转子是珠磨机的核心部件，通过电机驱动实现高速旋转，带动研磨介质对物料进行研磨。
研磨室是物料研磨的空间，通常由研磨盘和研磨槽构成，能够容纳研磨介质和待研磨物料。
进出料装置则用于控制物料的进出，确保研磨过程的顺利进行。
其次，研磨介质是珠磨机进行研磨的关键。
常见的研磨介质包括砂磨珠、玻璃珠、陶瓷珠等，它们的选择取决于待研磨物料的性质和要求。
研磨介质在高速旋转的作用下，能够产生高速的撞击和摩擦力，对物料进行有效的研磨和混合。
此外，研磨介质的大小、密度和材质也会影响研磨效果，需要根据具体的工艺要求进行选择和调整。
最后，研磨过程是珠磨机实现物料研磨的核心环节。
在高速旋转的作用下，研磨介质不断地对物料进行撞击和摩擦，使物料逐渐细化和混合。
同时，研磨室内的物料也会不断地被搅拌和流动，确保研磨的均匀性和高效性。
整个研磨过程需要通过控制转子的转速、调整研磨介质的数量和密度，以及合理设置进出料装置等手段来实现。
总的来说，珠磨机通过高速旋转的研磨轴和研磨介质对物料进行研磨，实现物料的细化和混合。
机体结构、研磨介质和研磨过程是珠磨机的原理基础，通过合理的设计和操作，能够实现高效的研磨效果，满足不同行业的生产需求。
最新第七章 细胞破碎和料液分离过程设备-PPT文档
细胞悬浮液与极细的玻璃 珠一起搅拌，由于研磨作 用，使细胞破碎，释放出 内含物。
珠磨破碎过程要产生热量，易造成某些活性物质的失 活，一般在磨室装有夹套冷却装置。
影响珠磨机细胞破碎的因素：搅拌器的转速、料液的循
环流速、细胞悬浮液的浓度、玻璃珠的装置和珠径以及温 度等，珠体的大小应以细胞的大小、浓度以及连续操作时 不使珠体带出作为选择依据。 (2)高压匀浆器
(4)板框式压滤机的工艺计算 物料衡算、设备台数选择、生产能力、过滤面积。 2、真空过滤机（转筒式真空过滤机）
连续式操作，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，筋 板分隔成若干个空间，分配头内沿径向隔离成3个室。
当圆筒缓慢旋转时，筒内每一空间相继与分配头中 的1，2，3室相通，可顺序进行过滤、洗涤、吸干、吹 松、卸饼等项操作。即整个圆筒分为过滤区、洗涤及脱 水区、卸渣及再生区3个区域。
转鼓的三部分组成：顶盖、带空心轴的底盖和管状转筒。 操作：料液从底部进入，经折转器分布，十字形挡板 使料液均匀分布于四周，在离心力场作用下，悬浮液沿 轴向向上流动的过程中，被分层成轻重两液相，从上方 环状溢流口排出。
转速：15000rpm，f＝50000左右 2、管式离心机生产能力计算
悬浮液中的颗粒在离心机中能够被分离并沉降至转鼓 壁上的条件：料液在转鼓内的停留时间t1应大于等于颗 粒离心沉降所需的时间t2 。
（二）过滤设备
1、板框式及板式压滤机 (1)板框式压滤机 过滤 洗涤 卸渣 清洗滤布 过滤
滤板和滤框间隔排列，框两 侧覆以滤布，形成空腔供滤板支 撑、压紧。
滤板的作用：支撑滤布，提 供滤液流出的通道。正方形，角 端开有小孔，两面制成沟槽，与 滤出口和洗水孔道连通。
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高速珠磨机
高速珠磨机是一种细碎设备，其罐体由不锈钢或陶瓷材料作成，内装一定数量的钢球或瓷球。
当罐体转动时，由于球体之间以及球体与罐壁之间的摩擦作用，使得球体随罐壁转动上升到一定高度后以抛物线方式往下落，从而对物料产生撞击和研磨作用并使物料高度粉碎。
珠磨机常常用于物料的精磨，由于可以在密封条件下进行粉碎操作，故可用来进行无菌粉碎。
目录[隐藏]
1 结构
2 特点
3 工作原理
4 输入系统
5 应用领域
6 设备分类
7 发展历史
8 发展趋势
9 Mini-BeadBeater小型珠磨机
10 高通量型高速珠磨机
11 相关词条
12 参考资料
高速珠磨机-结构
高速珠磨机
高速珠磨机又称砂磨机，研磨作业是在全密闭且具有压力的研磨缸内高速运转研磨，所以没有溶剂挥发污染空气的问题，能确保操作人员的身心健康，更因为没有溶剂挥发而节约能源，降低生产成本。
由机身、主传动、分散器、送料泵、无级变速器、冷却系统、电气控制器等组成；直立式整体性设计，将研磨主机和送料泵以及电气控制箱集为一体，使立式砂磨机不占空间，操作方便；研磨缸为冷却夹套型设计，使冷却水能一进一出，以冷却砂磨机研磨作业中产生的温度。
珠磨机的破碎腔由夹套组成，夹套内通冷却剂可以移出细胞破碎时产生的热量。
破碎腔内装有直径约1mm的无铅玻璃珠或其他材质的微珠。
当启动电机后，玻璃珠随搅拌桨转动而进行各种形式的运动，从而珠子与细胞之间产生了撞击和剪切效应，使细胞破碎，释放出内含物。
在细胞匀浆液出口处设置了珠液分离器滞
留珠子，使珠液分离破碎能够连续进行。
珠磨机是破碎率较高的细胞破碎机，常用于生物药物的生产中。
高速珠磨机-特点
1、物料研磨一遍可以达到要求的细度。
2、采用内外冷却的方法散热。
3、狭缝形搅拌器，加工区域容积小，产品交叉污染小。
4、与三辊机配套，生产过程一次完成。
高速珠磨机-工作原理
高速珠磨机
砂磨机的研磨作业是送料泵将经过预分散、湿润处理的浆液由研磨缸下方往上送进研磨缸内，研磨珠比重较重会往下掉，使原料在具有压力的研磨缸内产生上下对流，原料在研磨珠间隙中经加压及高速旋转交亘冲击中，产生乳化、分散、搓揉、研磨等功能，而能快速达到要求的细度，研磨后再由高速旋转的坚硬钨钢分离隙缝输出研磨缸外，为一次循环研磨作业，连续循环研磨细度可达5μm以下。
高速珠磨机-输入系统
输入系统的关键就是要控制好输入到研磨机内部的物料流量。
由于高粘度物料的流动性差，在输送过程中送入量容易发生大的波动，导致管内或研磨腔内物料滞留，使整机发生不稳定状态。
针对这种现象，珠磨机采用了多节输送的方法，在整个输入系统中设计了一套辅助装置，确保输入时处于稳定的工作状态。
高速珠磨机-应用领域
广泛应用于油漆涂料、化妆品原料、食品、日化、染料、油墨、药品、农药、磁记录材料、铁氧体等工业领域，对其液固物料进行湿式搅拌、砂磨、分散的高效研磨分散设备。
高速珠磨机-设备分类
高速珠磨机
主要包括：三辊珠磨机，卧式珠磨机，立式珠磨机和篮式珠磨机。
这些珠磨机还用于油漆、油墨、颜料、树脂等中高黏度液体原料研磨制造。
1、三辊珠磨机
三辊珠磨机通过水平的三根辊筒的表面相互挤压及不同速度的摩擦使涂料原料达到研磨效果。
特别适用于高粘度、小批量物料及砂磨机难循环物料或不耐循环物料的研磨，如各种色浆、油墨等。
2、卧式珠磨机
作业程序是由泵浦输送液体原料进入密闭研磨缸内，再由主机推动介子研磨珠高速运转，使涂料原料在狭窄的研磨珠间隙中经加压高速旋转冲击，产生混合、乳化、分散、搓揉、滚动等淹没功能，而达到原料要求的细度，研磨后再由高速旋转的坚硬钨钢分离隙缝输出研磨缸外，为一次循环研磨作业，连续循环研磨细度可达5μm以下。
是涂料珠磨机中的主要推荐设备。
3、立式珠磨机
A、操作方便，产能大，换色，维修方便。
B、分离装置为筛网，溢流出料，常压操作，不能使用更细的研磨介质，填充量也小，仅适用于粘度低，流动型好的漆浆的分散研磨；
C、稍高温操作，溶剂挥发严重，筛网易结皮，研磨细度不高；
D、浆料分散区小，滞留区大，功率消耗大，分散效率较低，但该种珠磨机目前使用量较多。
4、篮式珠磨机
涂料浆料预分散和研磨分散均可在斜底的活动罐内进行，不需输送设备，辅助设备少，便于清洗及换色，特别适用于小批量多品种的涂料研磨，转速低，运行平稳，间歇生产，篮子磨损大，制造难度大，但漆浆损失小。
是比较先进的涂料研磨机。
高速珠磨机-发展历史
高速珠磨机
1928年Klein和Szegvari提出搅拌磨机概念及完成湿磨粉碎。
1948年高速搅拌球磨机(DuPont砂磨机)问世，1952年日本河端重胜博士发明塔磨机(TowerMill)。
直到60年代新材料的发展，各种搅拌磨机开始出现。
现在造纸、塑料、涂料等行业的发展，需要的颜料细度极细，例如重钙涂布级要求
-2um≥90%--95%,d50≤0.7μm—0.5μm，而且产量较大，要求从2万吨/年至5万吨/年甚至10万吨/年。
因此研磨设备研究非常活跃，80年代末开始，从80L剥片机开始，出现了100L、300L和500L剥片机，近年出现了1800L、2000L、3000L、3600L至5600L大型超细搅拌磨机，直至现在设备品种增多，设备质量也在不断提高，已从以往油漆、颜料行业的小型砂磨机正向金属矿和非金属矿应用的大型搅拌磨矿机发展。
长沙矿冶研究院从70年代末就着手立式螺旋搅拌磨机(或简称立磨机或塔磨机)的研制，80年代先后在试验室和中试研制了JM-230，JM-260和JM-460立式螺旋搅拌磨机，在此基础上进行了广泛的工作参数和物料的细磨试验，终于在1989年12月JM-500型干式立式螺旋搅拌磨机于通过了湖南省科委组织的鉴定，1990年JM-1000型湿式塔磨机于通过了原冶金工业部和国家黄金管理总局
组织的鉴定，1998年KJLM-400型超细搅拌磨机通过了江苏省科委组织的鉴定，并先后获国家专利四项。
自从1990年黄金行业山东乳山金矿选矿厂应用立式螺旋搅拌磨机以来，长沙矿冶研究院在推广应用时，不断完善其结构和改进耐磨材质，并利用长期从事粉磨设备研制和选矿制粉工艺的优势，设计出了具有自有知识产权的系列化立式螺旋搅拌磨机，产品不断更新，已在黄金、磁材、锰业、化工、稀土和无机非金属等行业应用200多台套。
最近又研制LXJM3600型大型超细搅拌磨机，在太阳纸业高旭公司和广东东莞立伟达(台资)公司成功应用，取得了碳酸钙湿法研磨设备大型化生产的突破，必将促进湿法研磨重钙的品质提高和生产成本的降低。
高速珠磨机-发展趋势
高速珠磨机
中国经济的高速发展必然促进印刷业的大发展，因此油墨行业也一定会有一个广阔的发展天地，而且现在的油墨无论在细度、颜色、粘度等各方面的指标都大大提高了，对生产效率也提出了更高的要求，这就为高粘度珠磨机的发展提供了更多的机遇和挑战，因此高粘度珠磨机将可能成为研磨设备中一个重要分支。
KH 系列高粘度珠磨机在使用性能方面与国外设备相近，但由于中国金属原材料某些指标的限制，该设备易损件的寿命与国外知名品牌相比较还有一定差距，比如有些国外高粘度珠磨机的某些元器件耐磨性极强，不需要备件。
今后随着国内高粘度珠磨机的发展，品种规格会更加齐全，比如在筒体、转子的材料、加工工艺等各方面作更深入的研究和实验，必要时引进国外材料、元器件等KH高粘度珠磨机为我国研磨机械增添了一种新机型，也为油墨生产提供了一条新途径。
高速珠磨机-Mini-BeadBeater小型珠磨机
小型高速珠磨机
特点：
是一种细胞匀浆器。
密闭容器可容纳1至1.5ml的组织液或是一些细胞悬浊液，通过1至3分钟的剧烈搅拌，能使细胞彻底的破裂，甚至一些骨头、微生物的孢子通过玻璃珠的研磨也能有效的磨碎。
适用性：
1、细菌用0.1mm的玻璃珠
2、酵母、藻类和组织培养细胞用0.5mm的玻璃珠
3、动植物的组织用1mm的玻璃珠
注：MMB-1机型珠子一般用玻璃珠或者氧化锆－硅石珠，所用的管子是螺口的。
技术参数：
·马达：欧洲型为230V
·尺寸：宽5英寸，高7英寸，长10英寸
·数字化：触摸屏控制匀浆时间和速度
·转速：2500rpm，4200rpm，4600rpm，4800rpm
·时间设置：0-5分钟，10秒为增量
·管子：标准的2.0.ml的微型管，带有螺口帽和氯丁橡胶环
·处理量：组织或细胞至多达400mg（湿重）
高速珠磨机-高通量型高速珠磨机
高通量高速珠磨机
特点：
1、具有高通量性，可一次处理一块2ml的深孔板或着两块1ml的深孔板。
2、可一次处理45个1ml到1.5ml的样品量。
3、一般在2-3分钟内即可得到大于95%的研磨分散液。
技术参数：
·马达：单相接地，1hp，5.6A/230V
·尺寸：18英寸高，16英寸宽，24英寸长
·搅动：36振次/秒，或者是3100rpm，匀浆效率可与较低容量的MBB机型相比·搅动方式：管的水平方向，由上到下进行搅动珠磨
·时间：0-5mins，带有自动启动功能
·样品量：每管或孔装量达400mg（湿重），一次可以处理1.1ml/孔的微孔板两板（或2.0ml/孔的微孔板一板；或可以同时装载45个微型管，不论是0.5ml还是1.5ml和2.0ml的管子）。