发酵液的固液分离.
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• 自动压滤机结构复杂，价格昂贵，在一定程度 上限制了它的应用和发展。
转筒真ห้องสมุดไป่ตู้过滤机结构
转筒，扇形格(18格)； 滤室； 分配头； 动盘(18个孔，分别 与扇形格的18个通道相 连)； 定盘(三个凹槽：滤 液真空凹槽、洗水真空 凹槽、压缩空气凹槽， 分别将动盘的18个孔道 分成三个通道)； 滤浆槽。
过滤速度的强化
1．降低滤饼比阻力rB • 一切能够降低rB的方法：如添加电解质、絮凝 剂、凝固剂助滤剂等。 2．降低滤液黏度μ • 黏度愈低，过滤阻力愈小。加热、去杂蛋白、 絮凝、调PH、选择合适的放罐时间。 3．降低悬浮液中悬浮固体的浓度 • 过滤速度与获得滤饼体积成反比。因此应尽可 能降低培养基配料浓度（如玉米粉、豆饼粉的 浓度）。 4. 对发酵液进行预处理，改善滤液性质。
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。 • 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。
过滤介质-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。 硅藻土过滤介质通常有三种用法： （1）作为深层过滤介质。硅藻土过滤层具有曲折的 毛细孔道，借筛分、吸附和深层效应作用除去悬浮 液中的固体粒子，截留效果可达到1μm。 （2）作为预涂层。在支持介质的表面上预先形成一 层较薄的硅藻土预涂层，用以保护支持介质的毛细 孔道不被滤饼层中的固体粒子堵塞。 （3）用作助滤剂。
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板框压滤机
优点 过滤面积大，结构简单，价格低，动力消耗少， 对不同过滤特性的发酵液适应性强。 它最重要的特征是通过过滤介质时产生的压力 降可以超过0.1MPa,这是真空过滤器无法达到 的。
缺点
不能连续操作，设备笨重，劳动强度大， 卫生条件差，非过滤的辅助时间较长。
自动板框式压滤机
• 自动板框压滤机在板框压紧；卸饼、清洗等操 作中可自动完成，劳动强度小，辅助操作时间 短。
常见的固液分离方法
（一）过滤 常规过滤 错流过滤 （二）离心分离 （三）发酵液不经固液分离直接提取 分离
过 滤 filtration
过滤操作是借助于过滤介质，在一定的压力 差ΔP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。 –过滤介质filter medium : 过滤采用的多孔 物质； –滤浆filter pulp : 所处理的悬浮液； –滤液filtrate : 通过多孔通道的液体； –滤饼或滤渣 filter cake:被截留的固体物质。
• 转筒下部浸入滤浆槽中，浸没角约900-1300， 圆筒缓慢旋转时(转速约0.5-2r／min)，筒内每 一空间相继与分配头中的3个室相通，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。
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。
过滤推动力：
• • • • 悬浮液自身压强差、重力 悬浮液的—外加压力 过滤介质的—抽真空 离心力
过滤阻力：
• 介质阻力：可视为平变，且一般过滤初较明显 • 滤饼阻力: » 滤饼厚度：随过滤进行而增加 » 滤饼特性：颗粒形状、大小。 • 大多情况下，过滤阻力主要取决于滤饼阻力。
过滤介质选择
• 过滤介质起过滤作用，还是滤饼的支撑物。应 具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力。 合理选择过滤介质： • 过滤介质所能截留的固体粒子大小：通常以过 滤介质的孔径表示。常用的过滤介质中，纤维 滤布所能截留的最小粒子约10μm，硅藻土为 lμm，超滤膜可小于0.5μm。 • 过滤介质的透过性：是指在一定的压力差下， 单位时间单位过滤面积上通过滤液的体积量， 它取决于过滤介质上毛细孔径的大小及数目。
发酵液的固液分离
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（细胞、菌体、细胞碎 片、蛋白质的沉淀物和它们的絮凝 体等）。
影响发酵液固液分离的因素
• 1）发酵液中悬浮离子的大小
2）发酵液的黏度viscosity ： 固液分离速度通常与粘度成反比，粘度越大，固液 分离越困难。影响粘度的因素： 菌体的种类和浓度（重要因素），通常丝状菌、 动物或植物细胞悬浮液粘度较大，浓度增大，粘 度也提高。 培养液中蛋白质、核酸大量存在：通常细胞破碎 或细胞自溶后粘度增大。因此细胞破碎的程度应 控制，发酵放罐时间要适宜。 培养基成分：如用黄豆粉、花生粉作氮源，淀粉 作碳源，粘度都会升高。 此外，某些染菌发酵液，如染细菌，则粘度会增 大。 发酵过程的不正常处理，如大量过剩的培养基和 消沫油加入，都会使粘度增大。
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。
固液分离过滤设备
按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机 按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤 典型过滤设备：
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
1）实验室用抽滤装置
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2）板框压滤机
plate and frame filter
• 板框压滤机的过滤推动力来自泵产生的液压或 进料贮槽中的气压。 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。
适合于固体含量1-10%的悬浮液的分离。
板框压滤机
• 包括板和框，多做成正方形，角端均开有小孔， 装合压紧后即构成供滤浆或洗水流通的孔道。框 的两侧覆以滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆及 滤饼的空间，滤板用以支撑滤布并提供滤液流出 的通道。
转筒真ห้องสมุดไป่ตู้过滤机结构
转筒，扇形格(18格)； 滤室； 分配头； 动盘(18个孔，分别 与扇形格的18个通道相 连)； 定盘(三个凹槽：滤 液真空凹槽、洗水真空 凹槽、压缩空气凹槽， 分别将动盘的18个孔道 分成三个通道)； 滤浆槽。
过滤速度的强化
1．降低滤饼比阻力rB • 一切能够降低rB的方法：如添加电解质、絮凝 剂、凝固剂助滤剂等。 2．降低滤液黏度μ • 黏度愈低，过滤阻力愈小。加热、去杂蛋白、 絮凝、调PH、选择合适的放罐时间。 3．降低悬浮液中悬浮固体的浓度 • 过滤速度与获得滤饼体积成反比。因此应尽可 能降低培养基配料浓度（如玉米粉、豆饼粉的 浓度）。 4. 对发酵液进行预处理，改善滤液性质。
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。 • 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。
过滤介质-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。 硅藻土过滤介质通常有三种用法： （1）作为深层过滤介质。硅藻土过滤层具有曲折的 毛细孔道，借筛分、吸附和深层效应作用除去悬浮 液中的固体粒子，截留效果可达到1μm。 （2）作为预涂层。在支持介质的表面上预先形成一 层较薄的硅藻土预涂层，用以保护支持介质的毛细 孔道不被滤饼层中的固体粒子堵塞。 （3）用作助滤剂。
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板框压滤机
优点 过滤面积大，结构简单，价格低，动力消耗少， 对不同过滤特性的发酵液适应性强。 它最重要的特征是通过过滤介质时产生的压力 降可以超过0.1MPa,这是真空过滤器无法达到 的。
缺点
不能连续操作，设备笨重，劳动强度大， 卫生条件差，非过滤的辅助时间较长。
自动板框式压滤机
• 自动板框压滤机在板框压紧；卸饼、清洗等操 作中可自动完成，劳动强度小，辅助操作时间 短。
常见的固液分离方法
（一）过滤 常规过滤 错流过滤 （二）离心分离 （三）发酵液不经固液分离直接提取 分离
过 滤 filtration
过滤操作是借助于过滤介质，在一定的压力 差ΔP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。 –过滤介质filter medium : 过滤采用的多孔 物质； –滤浆filter pulp : 所处理的悬浮液； –滤液filtrate : 通过多孔通道的液体； –滤饼或滤渣 filter cake:被截留的固体物质。
• 转筒下部浸入滤浆槽中，浸没角约900-1300， 圆筒缓慢旋转时(转速约0.5-2r／min)，筒内每 一空间相继与分配头中的3个室相通，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。
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。
过滤推动力：
• • • • 悬浮液自身压强差、重力 悬浮液的—外加压力 过滤介质的—抽真空 离心力
过滤阻力：
• 介质阻力：可视为平变，且一般过滤初较明显 • 滤饼阻力: » 滤饼厚度：随过滤进行而增加 » 滤饼特性：颗粒形状、大小。 • 大多情况下，过滤阻力主要取决于滤饼阻力。
过滤介质选择
• 过滤介质起过滤作用，还是滤饼的支撑物。应 具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力。 合理选择过滤介质： • 过滤介质所能截留的固体粒子大小：通常以过 滤介质的孔径表示。常用的过滤介质中，纤维 滤布所能截留的最小粒子约10μm，硅藻土为 lμm，超滤膜可小于0.5μm。 • 过滤介质的透过性：是指在一定的压力差下， 单位时间单位过滤面积上通过滤液的体积量， 它取决于过滤介质上毛细孔径的大小及数目。
发酵液的固液分离
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（细胞、菌体、细胞碎 片、蛋白质的沉淀物和它们的絮凝 体等）。
影响发酵液固液分离的因素
• 1）发酵液中悬浮离子的大小
2）发酵液的黏度viscosity ： 固液分离速度通常与粘度成反比，粘度越大，固液 分离越困难。影响粘度的因素： 菌体的种类和浓度（重要因素），通常丝状菌、 动物或植物细胞悬浮液粘度较大，浓度增大，粘 度也提高。 培养液中蛋白质、核酸大量存在：通常细胞破碎 或细胞自溶后粘度增大。因此细胞破碎的程度应 控制，发酵放罐时间要适宜。 培养基成分：如用黄豆粉、花生粉作氮源，淀粉 作碳源，粘度都会升高。 此外，某些染菌发酵液，如染细菌，则粘度会增 大。 发酵过程的不正常处理，如大量过剩的培养基和 消沫油加入，都会使粘度增大。
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。
固液分离过滤设备
按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机 按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤 典型过滤设备：
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
1）实验室用抽滤装置
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2）板框压滤机
plate and frame filter
• 板框压滤机的过滤推动力来自泵产生的液压或 进料贮槽中的气压。 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。
适合于固体含量1-10%的悬浮液的分离。
板框压滤机
• 包括板和框，多做成正方形，角端均开有小孔， 装合压紧后即构成供滤浆或洗水流通的孔道。框 的两侧覆以滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆及 滤饼的空间，滤板用以支撑滤布并提供滤液流出 的通道。